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[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào):TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1210064-01
一、PLC技術(shù)的概念
PLC即可編程控制器(Programmable logic Controller,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)(International
Electrical Committee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”
二、PLC技術(shù)的發(fā)展歷史
1968年,通用汽車對(duì)外公開(kāi)招標(biāo),尋求新的電氣控制裝置,1969年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司制成的首臺(tái)plc,1971年日本從美國(guó)引進(jìn)了PLC技術(shù)加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一臺(tái)PLC。從70年代初開(kāi)始,不到三十年時(shí)間里,PLC生產(chǎn)發(fā)展成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在世界上生產(chǎn)PLC及其網(wǎng)絡(luò)的廠家有二百多家,生產(chǎn)大約有400多個(gè)品種的PLC產(chǎn)品。其中在美國(guó)注冊(cè)的廠超過(guò)100家,生產(chǎn)大約二百個(gè)品種;日本有60~70家PLC廠商,也生產(chǎn)200多個(gè)品種的PLC產(chǎn)品;在歐洲注冊(cè)的也有幾十家,生產(chǎn)幾十個(gè)品種的PLC產(chǎn)品PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷量及用量在所有工業(yè)控制裝置中居首位,市場(chǎng)對(duì)其需求仍在穩(wěn)步上升。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代以來(lái),全世界PLC年銷售額以達(dá)百億美元而且一直保持15%的年增長(zhǎng)的勢(shì)頭。
三、我國(guó)PLC技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)研究PLC技術(shù)起步較晚,但發(fā)展速度較快。中國(guó)電力科學(xué)研究院自1997年開(kāi)始研究PLC技術(shù),主要考慮PLC技術(shù)用于低壓抄表系統(tǒng),傳輸速率較低。1998年開(kāi)發(fā)出樣機(jī),并通過(guò)了試驗(yàn)室功能測(cè)試,1999年在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試運(yùn)行,獲得了產(chǎn)品登記許可。1999年5月開(kāi)始進(jìn)行PLC系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)工作。主要對(duì)我國(guó)低壓配電網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性進(jìn)行了測(cè)試,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理和分析,基本取得了我國(guó)低壓配電網(wǎng)傳輸特性和參數(shù),為進(jìn)行深入研究和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。2000年開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外的PLC芯片,研制了2Mbps的樣機(jī),2001年下半年在沈陽(yáng)供電公司進(jìn)行了小規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)效果良好,并于6月20日在沈陽(yáng)通過(guò)驗(yàn)收。驗(yàn)收委員會(huì)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)認(rèn)為,該實(shí)驗(yàn)從中國(guó)配電網(wǎng)的實(shí)際傳播特性出發(fā),對(duì)電力線通信技術(shù)的理論、實(shí)際應(yīng)用和工程技術(shù)進(jìn)行了開(kāi)創(chuàng)性研究,在國(guó)內(nèi)率先研制成功2Mbps和14Mbps高速電力線通信系統(tǒng),建立了我國(guó)第一個(gè)電力線寬帶接入實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò);實(shí)現(xiàn)了自家庭至配電開(kāi)關(guān)柜的高速電力線數(shù)據(jù)通信,并將辦公自動(dòng)化系統(tǒng)延伸至家庭。該實(shí)驗(yàn)的成功標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)全面掌握了高速電力線通信的核心技術(shù),具備了研制生產(chǎn)這種技術(shù)實(shí)用化設(shè)備的能力。據(jù)悉,今年年底以前將建成200戶的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。
我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化的發(fā)展道路,大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收,然后進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。目前我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展,我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。
四、PLC的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
1.功能向增強(qiáng)化和專業(yè)化地方向發(fā)展,針對(duì)不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出專業(yè)化的PLC產(chǎn)品,以此來(lái)提高產(chǎn)品的性能和降低產(chǎn)品的成本,提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平。
2.規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展,小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上,產(chǎn)品的體積越來(lái)越小,功能越來(lái)越強(qiáng);大型化是指應(yīng)用在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域較大的應(yīng)用市場(chǎng),應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上千點(diǎn),應(yīng)用功能從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展幾乎能滿足所有的用戶要求。
3.系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放化方向發(fā)展,以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),在Windows平臺(tái)上開(kāi)發(fā)符合全新一體化開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的PLC。通過(guò)提供標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放化的接口,可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)。
五、PLC技術(shù)的特點(diǎn)
1.配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng):PLC發(fā)展到今天,可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制,CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
2.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造:PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造周期大為縮短,同時(shí)維護(hù)變得容易起來(lái)。更重要的是可以使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程。
3.體積小,重量輕,能耗低:以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。
六、PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題
PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的控制裝置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但是,當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣時(shí),就不能保證plc的正常運(yùn)行,因此在使用中應(yīng)注意以下環(huán)境問(wèn)題。
1.溫度:PLC要求環(huán)境溫度在0-55℃,安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大,基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔;開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗,防止太陽(yáng)光直接照射;如果周圍環(huán)境超過(guò)55℃,要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。
2.濕度:為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)凝露)。
3.震動(dòng):應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源,防止振動(dòng)頻率為10-55hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí),必須采取減震措施,如采用減震膠等。
4.空氣:避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中,并安裝空氣凈化裝置。
參考文獻(xiàn):
[1]鐘肇新,可編程控制器原理與應(yīng)用[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2000.
關(guān)鍵詞:軟弱圍巖、變形開(kāi)裂、支護(hù)參數(shù)、控制措施
中圖分類號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
前言
根據(jù)新奧法理論, 為了充分發(fā)揮圍巖自身的承載能力, 在隧道開(kāi)挖以后, 圍巖會(huì)有一定程度的變形, 借助圍巖自身的承載力, 減小支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載。怎么避免圍巖的失穩(wěn)破壞, 保證隧道安全、經(jīng)濟(jì)、快速施工, 是隧道施工安全控制面臨的重要課題。
工程概況
該隧道工程全長(zhǎng)19055m(單延米),設(shè)計(jì)有6個(gè)無(wú)軌斜井,2個(gè)有軌斜井,屬于極高風(fēng)險(xiǎn)隧道,本文以其中一個(gè)斜井的正洞施工段為主要研究對(duì)象,斜井長(zhǎng)度為1025m,承擔(dān)正洞施工任務(wù)左右線各2100m。隧道地層條件復(fù)雜,該段地層主要為二疊系下統(tǒng)板巖夾炭質(zhì)板巖,灰色-深灰色,變余泥質(zhì)、鈣質(zhì)結(jié)構(gòu),薄層板狀構(gòu)造,石質(zhì)較軟,巖層走向與正洞大角度相交,巖體受地質(zhì)構(gòu)造影響,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖體較破碎,呈層狀、板狀結(jié)構(gòu),含泥化夾層,含少量裂隙水,處于高地應(yīng)力地段,隧道最大埋深約395m,最大開(kāi)挖跨度為10.5m。
變形開(kāi)裂特征分析
本工程采用“三臺(tái)階七步開(kāi)挖法”進(jìn)行施工,通過(guò)日常圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)收集和歷次變形開(kāi)裂發(fā)生、發(fā)展過(guò)程分析,我們對(duì)變形與各道工序和時(shí)間之間的關(guān)系以及施工工序間距對(duì)變形的影響進(jìn)行深入細(xì)致的研究,進(jìn)一步弄清了隧道變形開(kāi)裂發(fā)生的特征。
1、變形與工序的關(guān)系
(1)變形與開(kāi)挖的關(guān)系:中、下導(dǎo)坑落底時(shí),拱部的變形最大,一般在5cm~13cm;挖仰拱時(shí)初支的變形相對(duì)緩和,收斂量一般在2cm~4cm左右。
(2)變形與噴射混凝土的關(guān)系:累計(jì)變形量達(dá)12cm~15cm,噴射混凝土表面可見(jiàn)裂縫 (中導(dǎo)坑最為明顯);15cm~18cm時(shí),局部剝落;18 cm~22cm以上時(shí),大塊剝落。
(3) 變形與初支的關(guān)系:使用單層20b#型鋼鋼架支護(hù),累計(jì)變形量達(dá)18cm時(shí)鋼架局部變形,22cm時(shí)鋼架局部扭曲(如圖1所示),35cm以上時(shí)鋼架局部折斷、墻部收斂值大于拱頂下沉值;使用單層22b#型鋼鋼架,累計(jì)變形量達(dá)20cm時(shí)鋼架局部變形,25cm時(shí)鋼架局部扭曲,40cm以上時(shí)鋼架局部折斷(如圖2所示)、墻部收斂值大于拱頂下沉值;使用雙層22b#型鋼或單層200#H型鋼鋼架支護(hù),累計(jì)變形量達(dá)30cm時(shí),鋼架局部變形凸起,無(wú)鋼架扭曲和折斷現(xiàn)象。
圖1鋼架局部扭曲 圖2鋼架局部折斷
(4) 變形與時(shí)間的關(guān)系:初支完成后,若17d內(nèi)不及時(shí)施作二襯,初支變形面積將隨時(shí)間延伸不斷擴(kuò)大而造成侵限,大多需要拆除重做。
2、施工工序間距對(duì)變形的影響
變形數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得知,施工中各個(gè)階段的變形情況大致情況如下:
①上臺(tái)階開(kāi)挖當(dāng)天累計(jì)變形量為2cm~4cm,初期支護(hù)施工完畢后為1cm/d~2cm/d;
②下臺(tái)階開(kāi)挖當(dāng)天,水平收斂較大,累計(jì)達(dá)到3cm~5cm左右,初期支護(hù)施工完畢后保持在1 cm/d~2cm/d;
③仰拱開(kāi)挖當(dāng)天變形在3cm左右,仰拱混凝土完成后保持在5mm/d~8mm/d。
(1)仰拱與下臺(tái)階間距對(duì)變形的影響
仰拱封閉成環(huán)后,初期支護(hù)形成整體受力結(jié)構(gòu),抵抗圍巖變形的能力大大增強(qiáng),由仰拱成環(huán)前的每天變形1cm~2cm減少到仰拱成環(huán)后的每天5cm~8cm。也就是說(shuō),如果提前1d 將仰拱封閉成環(huán),則每天可將圍巖初期支護(hù)的變形減少一半(10cm)左右。
(2)上、下臺(tái)階工序的間距對(duì)變形的影響
上、下臺(tái)階的施工間距對(duì)于圍巖變形的影響主要表現(xiàn)在能否及時(shí)進(jìn)行下臺(tái)階的施工,以及能否及時(shí)將仰拱施工完畢后形成封閉的整體受力結(jié)構(gòu)。
(3)二襯與掌子面間距對(duì)變形的影響
二襯與掌子面距離主要是控制變形的時(shí)間長(zhǎng)短。距離越遠(yuǎn),則變形時(shí)間越長(zhǎng),總變形量就越大;距離越短,則變形時(shí)間就越短,總變形量就越小。但是混凝土施工太早,與掌子面距離很近,對(duì)施工干擾較大,施工速度就會(huì)降低;而且二次襯砌混凝土承受的圍巖壓力也越大,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)就越不利,見(jiàn)下圖3。
圖3二襯緊跟掌子面施工
軟弱圍巖隧道變形控制
1、科學(xué)開(kāi)挖方法的選擇
在軟弱圍巖地層中開(kāi)挖隧道一般采用施工方法有: 環(huán)形開(kāi)挖留核心土法、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法、CD法、CRD法等。綜合考慮梁家院子隧道具體情況, 采用環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法, 其施工工藝流程及隧道開(kāi)挖圍巖變形三維示意圖見(jiàn)下圖 4、5。
圖4施工工藝流程
圖4隧道開(kāi)挖圍巖變形三維示意圖
2、合理支護(hù)時(shí)間的確定
運(yùn)用Burgers模型, 采用位移反分析方法對(duì)隧道流變變形規(guī)律進(jìn)行研究, 得出軟巖隧道合理的支護(hù)時(shí)間, 從而理論上確定超短臺(tái)階法臺(tái)階的合理長(zhǎng)度。
式中: p=Z;1,2為粘性參數(shù); E1, E2為彈性模量; R0為圓形巷道半徑; r為巖體內(nèi)任意點(diǎn)到圓形巷道的中心距離;
為蠕變損傷變量。
為方便計(jì)算, 將隧道開(kāi)挖斷面理想化為圓形斷面, R0取4m,= 22kN/m3,Z=30m,穩(wěn)定變形速率u(t)= 0.033mm/h,其他參數(shù)選取方法見(jiàn)文獻(xiàn)[3],E1=1.5,104MPa,E2=2.4,104MPa,1=2106MPa h,2=7.89,105MPa h,代入公式計(jì)算得最佳二襯支護(hù)時(shí)間大約為開(kāi)挖后 30d。據(jù)實(shí)際施工速度, 確定上臺(tái)階長(zhǎng)度30d為宜。
3、軟弱圍巖變形控制工藝措施
軟弱圍巖隧道施工安全的核心是控制變形、防止坍方,參考上文反演分析及監(jiān)控量測(cè)結(jié)果,提出以下變形控制工藝措施。
(1)核心土。根據(jù)掌子面的自穩(wěn)情況調(diào)整核心土大小,核心土面積不小于掌子面面積的50%,長(zhǎng)度為3~5m。利用核心土穩(wěn)定掌子面,然后開(kāi)挖兩側(cè)邊墻、中部核心土,最后開(kāi)挖仰拱。
(2)超短臺(tái)階。采用超短臺(tái)階可以有效縮小初期支護(hù)成環(huán)閉合的時(shí)間,控制支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的整體變形。上臺(tái)階長(zhǎng)度控制在15m范圍內(nèi)。
(3)鎖腳。在軟弱地層隧道中,加強(qiáng)鎖腳能夠有效減少基底弱化而引起的上臺(tái)階支護(hù)下沉和下臺(tái)階開(kāi)挖初期支護(hù)的懸空引起的下沉。每級(jí)臺(tái)階采用8根注漿超前小導(dǎo)管鎖腳。
(4)墊塊、槽鋼。其作用類似于擴(kuò)大基礎(chǔ),并使工字鋼不懸空,提高了拱腳的豎向承載力,達(dá)到控制變形的目的。
(5)超前支護(hù)。常用的超前支護(hù)方式有超前小導(dǎo)管和超前管棚。超前支護(hù)起到支護(hù)前方圍巖的作用,并進(jìn)行注漿,加固周邊地層,松散地段采用雙層小導(dǎo)管,擴(kuò)大加固圈范圍。
(6)上下臺(tái)階均衡推進(jìn)。科學(xué)管理,提高工效,做到上下臺(tái)階均衡推進(jìn),使初期支護(hù)在15d內(nèi)封閉成環(huán),并及時(shí)施做仰拱, 從而有效地控制了支護(hù)結(jié)構(gòu)過(guò)度變形。
(7)臨時(shí)仰拱(橫撐)。對(duì)于變形非常大地段,及時(shí)閉合極其重要,閉合成環(huán)后,提高了結(jié)構(gòu)的承載能力,從而有效地控制變形、避免坍方。
結(jié)語(yǔ)
按照軟弱圍巖變形規(guī)律,合理選擇支護(hù)時(shí)間,保證圍巖的蠕變變形未達(dá)到加速蠕變階段,則能夠有效防止圍巖失穩(wěn)遭到破壞。圍巖變形主要是圍巖的流變屬性導(dǎo)致的, 圍巖變形、初支與二襯間的接觸壓力、圍巖壓力都隨時(shí)間而發(fā)生變化, 從而導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力隨時(shí)間的變化而變化, 所以設(shè)計(jì)軟弱圍巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí), 必須要對(duì)圍巖的流變作用加以考慮。
參考文獻(xiàn):
[1] 張端良 王劍 張運(yùn)良:《軟弱圍巖隧道變形規(guī)律與施工安全控制技術(shù)》,《公路工程》, 2011年02期[2] 帥建兵:《軟弱圍巖區(qū)域隧道變形開(kāi)裂的研究分析與控制技術(shù)》,《建筑工程》, 2012年03期
[3] 楊林德. 巖土工程問(wèn)題的反演理論與工程實(shí)踐 [ M ]. 北京: 科學(xué)出版社, 1999.
關(guān)鍵詞:汽車 排放物 控制
隨著世界各國(guó)對(duì)汽車排放污染的法律法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格,汽車排放性能已作為汽車重要的綜合性能指標(biāo)之一。筆者認(rèn)為,要使汽車尾氣排放達(dá)到要求,排放控制系統(tǒng)必須和整車的其他系統(tǒng)一起進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)。
目前,降低排放措施一般分機(jī)燃燒前控制和燃燒后控制兩種。燃燒前排放控制主要是預(yù)防或限制發(fā)動(dòng)機(jī)生成污染物的系統(tǒng);燃燒后排放控制主要是凈化處理已經(jīng)燃燒但還未從排氣管排出的廢氣。筆者主要介紹當(dāng)前常用的汽車排放控制技術(shù)及其裝置。
一、電控燃油噴射
在實(shí)際生活中,汽車運(yùn)行工況多變,時(shí)而停車起步,時(shí)而上坡下坡,速度時(shí)快時(shí)慢,速度變化頻繁。而發(fā)動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)行工況下,對(duì)混合氣濃度及點(diǎn)火時(shí)刻的要求均是不一樣的,如在滿負(fù)荷工況下,要求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出較大的扭矩,需求功率混合氣并適當(dāng)推遲點(diǎn)火;在部分負(fù)荷工況下,要求經(jīng)濟(jì)混合氣并適當(dāng)提前點(diǎn)火,這樣,就要求發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)運(yùn)行工況及時(shí)調(diào)整可燃混合氣的空燃比及其點(diǎn)火時(shí)刻。電控燃油噴射系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和空氣量直接或和間接測(cè)量出發(fā)動(dòng)機(jī)在該工況下的基本噴油量和基本點(diǎn)火提前角,再根據(jù)各種傳感器(如空氣流量計(jì)、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、氧傳感器和爆震傳感器等)送來(lái)的信號(hào),輸入電子控制裝置(ECU),進(jìn)行運(yùn)算、處理、修正,確定最佳噴油量和最佳點(diǎn)火提前角,以達(dá)到降低有害物的排放。
二、燃油蒸氣揮發(fā)凈化控制
為了防止汽車油箱向大氣排放燃油蒸氣,我們可在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中采用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制活性炭罐蒸發(fā)污染控制裝置。活性炭具有極強(qiáng)的吸附燃油的作用,當(dāng)環(huán)境氣溫升高或大氣壓力降低時(shí),燃油箱中形成的油蒸氣經(jīng)過(guò)燃油管,進(jìn)入活性炭罐中,被活性炭所吸收。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號(hào),控制炭罐電磁閥的開(kāi)閉,當(dāng)打開(kāi)時(shí),空氣從活性炭罐大氣入口處吸進(jìn)炭罐,沖洗活性炭罐,延長(zhǎng)活性炭罐使用壽命,并與燃油蒸氣混合送至發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的燃油量包括噴油器噴油量和來(lái)自燃油器蒸發(fā)控制燃油蒸氣。
三、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)
該系統(tǒng)用于防止曲軸箱內(nèi)的竄氣進(jìn)入大氣中,使漏入曲軸箱內(nèi)的竄缸混合氣經(jīng)專門通道,流回進(jìn)氣歧管,重新進(jìn)入汽缸燃燒,以減少曲軸箱竄氣排入大氣的量。曲軸箱竄氣中的主要污染物是碳?xì)浠衔铮蚨捎们S箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)能減少汽車碳?xì)浠衔锏呐欧拧GS箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(PCV)主要是利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的真空將新鮮空氣引入曲軸箱,并將曲軸箱中的燃油蒸氣或燃油混合氣排出,新鮮空氣通過(guò)空氣濾清氣或獨(dú)立的PVC空氣濾清器進(jìn)入曲軸箱,并通過(guò)PCV閥(單向閥)的控制,將曲軸箱的氣體引入進(jìn)氣歧管,使之重新進(jìn)入汽缸參與燃燒,阻止進(jìn)入進(jìn)氣歧管的混合氣返流至曲軸箱。
四、廢氣再循環(huán)裝置(EGR)
廢氣再循環(huán)裝置可將發(fā)動(dòng)機(jī)的有害物質(zhì)氮氧化物控制在最低程度,當(dāng)汽車由怠速、加速到正常速度時(shí),氮氧化物的排量往往較高,廢氣再循環(huán)裝置把少量的廢氣與空氣燃油混合氣混合在一起,由于廢氣呈‘惰性’幾乎不含氧,既不能參加化學(xué)反應(yīng)也不能被燃燒,使進(jìn)入每個(gè)汽缸的混合氣相對(duì)‘稀釋’和可燃成分下降,從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的瞬間高溫,起到減少氮氧化物生成的作用。另外,從排氣歧管進(jìn)入進(jìn)氣歧管參加循環(huán)的廢氣有一定的溫度,將使進(jìn)氣歧管中的空氣燃油混合氣受熱擴(kuò)張,使吸入發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸的有效燃燒物減少,以至點(diǎn)火時(shí)不能產(chǎn)生很高的溫度,從而降低氮氧化物的排放。但當(dāng)廢氣量被吸入過(guò)多,將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出,因此EGR必須在計(jì)算機(jī)的控制下才能達(dá)到最佳效果。
五、三元催化器
三元催化器是一種燃燒后排放控制裝置,目的是將已經(jīng)燃燒但還未從排氣管排出的廢氣進(jìn)行催化轉(zhuǎn)換,以減少碳?xì)浠衔铩⒁谎趸己偷趸锏呐欧拧H呋D(zhuǎn)換裝置通常位于排氣歧管與消聲器之間的管路上,三元催化轉(zhuǎn)換的催化元素是鈀(Pd)、鉑(Pt)和銠(Rh),把它們涂敷在催化裝置內(nèi)部交叉狀或蜂窩狀的陶瓷上,它具有氧化還原功能。當(dāng)廢氣通過(guò)該裝置時(shí),經(jīng)過(guò)其氧化還原作用使一氧化碳、氮氧化物和碳?xì)浠衔锏扔泻怏w得到明顯的下降。它的轉(zhuǎn)換效力與發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣燃油混合比例有關(guān),當(dāng)空氣燃油混合比接近理想值14.7∶1時(shí),轉(zhuǎn)換效力最高。發(fā)動(dòng)機(jī)電腦根據(jù)氧傳感器的信號(hào)電壓進(jìn)行噴油量的調(diào)節(jié),使空氣燃油混合比僅可能的控制在理想值附近,使催化轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效力保持在較高水平,減小污染物排放。
六、二次空氣噴射
二次空氣噴射也是燃燒后排放控制裝置。它將一定量的空氣引入排氣管中,使廢氣中殘存的可燃?xì)怏w與新鮮空氣結(jié)合而得到進(jìn)一步燃燒,減小汽車一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔铮℉C)的排放。
七、廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù)
廢氣渦輪增壓技術(shù)是使發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化、提高輸出功率的有效措施。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣經(jīng)廢氣渦輪增壓后,進(jìn)氣溫度提高,滯燃期縮短,混合氣適當(dāng)變稀,這將使CO和HC排放以及油耗都有所降低。但是,進(jìn)氣溫度上升將使NOx增多,空氣密度也因溫升而下降,使進(jìn)氣量不能達(dá)到期望水平。于是,出現(xiàn)了將增壓后空氣再進(jìn)行冷卻的中冷技術(shù),使進(jìn)氣溫度降低,循環(huán)進(jìn)氣量更大,NOx排放下降而功率進(jìn)一步增加。實(shí)踐證明:采用廢氣渦輪增壓與中冷技術(shù),可使柴油機(jī)體積功率提高200% ,NOx降低80%,微粒減少90%,耗油量降低16%。
八、燃油噴射高壓化和多次噴射技術(shù)
柴油機(jī)傳統(tǒng)的泵噴嘴系統(tǒng)的噴油壓力比較低,一般不超過(guò)50MPa,而現(xiàn)代燃油噴射系統(tǒng)除泵噴嘴外,還有新型的共軌系統(tǒng),噴油壓力普遍提高,其噴油壓力可達(dá)140MPa。柴油機(jī)噴油壓力越高,燃油和空氣的混合就越好,排煙就越少。與此同時(shí),將電子技術(shù)應(yīng)用于燃油噴射過(guò)程也是一個(gè)發(fā)展方向。有些廠商已將電子技術(shù)應(yīng)用到燃油噴射的控制上,非常精確地控制噴油量和噴油時(shí)間,以適應(yīng)不同的道路工況,并且有的還具有自適應(yīng)能力,可以補(bǔ)償零件磨損和零件制造偏差引起的變化,以取得NOx、微粒排放量和燃油經(jīng)濟(jì)性之間的最佳配合。采用燃油多次噴射技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)柔和燃燒,亦可減少柴油機(jī)碳煙與顆粒的排放。
以上是目前汽車上較通用的幾種排放控制措施。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高和科技的發(fā)展,今后將會(huì)有更多、更先進(jìn)的汽車排放控制技術(shù)應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。汽車排放控制將是未來(lái)汽車技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)綜合課題,不僅要求研發(fā)機(jī)構(gòu)深化和改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),提高控制系統(tǒng)精確性,研制有效的廢氣凈化裝置,還要求石油化工領(lǐng)域不斷提高燃油品質(zhì),以滿足新型發(fā)動(dòng)機(jī)和凈化裝置的切實(shí)要求。
參考文獻(xiàn):
[1]王建昕等.汽車排氣污染治理及催化轉(zhuǎn)換器[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
在奇瑞應(yīng)用的系統(tǒng)中,包括了乘員門模塊、駕駛員側(cè)門模塊、溫控模塊、安全氣囊模塊、儀表盤(pán)模塊、后備箱門模塊等等,在整車電器控制技術(shù)方面的研發(fā)在國(guó)內(nèi)處于前列。國(guó)內(nèi)的各高校在相關(guān)方面也進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā),有代表性的主要有清華大學(xué)的智能電器系統(tǒng),大連理工大學(xué)的車身電器控制系統(tǒng),天津大學(xué)的基于CAN總線的車身智能控制系統(tǒng)等等。在清華大學(xué)的汽車電氣系統(tǒng)中,各個(gè)智能電器、信息網(wǎng)、供電網(wǎng)絡(luò)都是獨(dú)立存在的,不管是全車電器的故障診斷,還是網(wǎng)絡(luò)操作,或者是報(bào)警,都有很好的實(shí)現(xiàn)效果。大連理工大學(xué)的研發(fā)主要應(yīng)用于小型客車,對(duì)車輛的安保系統(tǒng)、遠(yuǎn)程解鎖、車輛定位、后視鏡控制、座椅、照明以及車窗等方面實(shí)現(xiàn)了電器控制。
目前,人們嘗試著從飛機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行延伸研究,提出一種線控網(wǎng)絡(luò)技術(shù),應(yīng)用到汽車控制中,如電控制動(dòng)(Brake-by-Wire)、電控轉(zhuǎn)向(Steering-by-Wire)等,這類總線控制技術(shù)提高了汽車通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo),加強(qiáng)了汽車的容錯(cuò)能力。在很大程度上彌補(bǔ)了CAN總線的缺陷。
為了提高汽車的自診斷功能,汽車中的微控制器采用多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,為了實(shí)現(xiàn)個(gè)汽車系統(tǒng)之間,包括生產(chǎn)工具和服務(wù)工具,通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向通信,這種無(wú)線通訊的數(shù)據(jù)傳輸非常快,可以隨時(shí)下載最近軟件,以適應(yīng)人們的需求,包括語(yǔ)音、圖像等娛樂(lè)服務(wù)。為了滿足人們?nèi)找嫣岣叩男枨螅珼VD、MP4等多種多媒體設(shè)備播放器開(kāi)始應(yīng)用到汽車中來(lái),也產(chǎn)生了用于汽車制造業(yè)的專用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),這種多媒體光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸率較藍(lán)牙技術(shù)更快,性能更好,成本更低。
自然傳播:空氣中的病菌分生孢子可隨風(fēng)傳播,土壤中的菌絲和分生孢子可隨雨水或地表徑流傳播。人為傳播:雜交竹枯萎病原菌尖孢鐮刀菌以菌絲、孢子在土壤中或受病組織中越冬,可隨帶病的竹苗及繁殖材料長(zhǎng)距離運(yùn)輸。在病枝或病根組織的病原菌在運(yùn)輸中其生存不受影響,存活率較高。
雜交竹枯萎病原———尖孢鐮刀菌的適生條件
雜交竹枯萎的病原真菌———尖孢鐮刀菌,在國(guó)內(nèi)大多數(shù)地區(qū)氣候條件適合其生存,適應(yīng)生存的地域廣泛。目前該病原菌的寄主植物———雜交竹,在我國(guó)華南及西南地區(qū)種植,這些地區(qū)由于寄主的存在及適宜的氣候條件,成為雜交竹枯萎病原菌潛在的適生區(qū)。
雜交竹枯萎病的檢驗(yàn)鑒定與防治
雜交竹枯萎病癥狀一旦出現(xiàn),取病株保濕培養(yǎng)7~10d或組織分離培養(yǎng)10d,可獲得其營(yíng)養(yǎng)體和繁殖體,從病菌的營(yíng)養(yǎng)菌絲及其大型分生孢子和小型分生孢子的大小、形態(tài)特征等即可鑒定病害,鑒定難度不大。雜交竹枯萎病是一種新發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)侵染性病害,前人對(duì)該病防治藥劑的研究目前也僅停留在室內(nèi)毒力方面[7],竹子一旦發(fā)病,傳染速度快,沒(méi)有專門的特效藥可以救治,防治困難。因此,防治技術(shù)主要是病害的預(yù)防,如培育無(wú)病壯苗,竹林地消毒以控制病原菌群的數(shù)量和傳播,不使用帶病的苗木造林,調(diào)運(yùn)的苗木中發(fā)現(xiàn)有病苗時(shí)及時(shí)焚毀處理,幼竹一旦被害,拔除燒毀。
雜交竹枯萎病綜合控制技術(shù)
雜交竹枯萎病是一種毀滅性真菌病害,一旦發(fā)生,發(fā)展迅速,危害損失較大。因此,雜交竹產(chǎn)區(qū)必須高度重視枯萎病的防治工作。
加強(qiáng)營(yíng)林技術(shù)措施,提高寄主的抗性
具體措施有:①開(kāi)溝排水。據(jù)觀察,土壤黏重、脊薄、酸性過(guò)大、低洼積水、排水不良的地方,病害易發(fā)生,凡是在地下水位高或土壤黏重、降雨時(shí)易積水的竹林地,必須挖1m深的溝進(jìn)行排水,使竹鞭處于通氣條件下生長(zhǎng)。②留養(yǎng)個(gè)大、粗壯的中期筍。③強(qiáng)撫育管理,多施有機(jī)肥,增強(qiáng)樹(shù)勢(shì),提高雜交竹的抗病能力。
發(fā)病期防治措施