机电传动技术论文3000字题目怎么写
浅谈柴油机电控技术 摘要:介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的 工作原理、研究方向、应用前景。 关键词:柴油机,电子控制,高压共轨技术 1 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势 1柴油机电子控制技术的发展状况 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,20世纪80年代 以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场,以满 足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广,数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求,也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来,随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ,使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求,并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上,柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多,NOX排放量与汽油机相近,只是排气微 粒较多,这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧, 可燃混合气形成时间很短,而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到:喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用,柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施,无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战,解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在,柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 2何谓电喷柴油机 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分 组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以 及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等 传感器,将实时检测的参数同时输入计算机(ECU),与已储存 的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较,经过处理计算按 照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和 喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点),同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机运行状态达 到最佳。 3柴油机电子控制技术的发展趋势 1高的喷射压力 为满足排放法规的要求,柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量,缩短着火延迟期,使燃烧更 迅速、更彻底,并且控制燃烧温度,从而降低废气排放。 2独立的喷射压力控制 传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有 关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放 不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力, 就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳,使 柴油 机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。 3改善柴油机燃油经济性 用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的 喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消 耗率,从而提高了柴油机的燃油使用经济性。 4独立的燃油喷射正时控制 喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量, 决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可 以改善燃油使用经济性,但导致NOX增加。而不依赖于转速和负 荷的喷射正时控制能力,是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平 衡的关键措施。 5可变的预喷射控制能力 预喷射可以降低颗粒排放,又不增加NOX排放,还可改善柴 油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放,降低噪声,改 善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔 在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。 6最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的 小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将 会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机 的工况很复杂,怠速工况经常出现,而电喷柴油机容易实现最 小油量控制。 7快速断油能力 喷射结束时必须快速断油,如果不能快速断油,在低压力 下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟,增加HC排放。电 喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断 油。 8降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作,既增加了驱动系统 所需要的平均扭矩,也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱 动系统平稳加载和卸载的能力,是一种衡量喷射系统的标准。 而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩 冲击载荷。 2 柴油机电子控制技术的目的及优点 1目的 优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放,使柴油机从 怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况,防止可能发生的 危险运行状况,延长零件的使用寿命。 2优点 1具有多功能的自动调节性能 工程机械用柴油机的运转工况是多变的,而且对油耗、排放 和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正 好可以实现多功能的自动调节,从而保证柴油机动力性、燃料使 用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。 2减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性 对于现代高速柴油机而言,由于驱动喷油泵的扭矩较大,要 设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂,而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自 动调节问题,不仅可以容易地解决上述难题,而且提高了柴油机 的紧凑性。 3部件安装连接方便,提高了维修性 采用自动控制系统,相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系 统),安装部位免受空间位置的约束,连接简便,有利于柴油机 日常维护及修理。 4扩展了故障诊断、联络等功能 采用自动控制系统,可方便地与微型计算机相连,很容易实 现柴油机性能检测与故障诊断功能,柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解,便于科学管理和使用。 5使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配 随着工程机械制造技术高速发展,为了提高自行式工程机械 的作业效能,采用了电喷柴油机,电控自动变速器等自动控制装置,使自行式工程机械在作业 时,能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传 递,柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配,充分发挥工程 机械作业效能。
计量泵机电一体化控制系统设计七四五六九零四六零call摘 要:流量控制是计量泵工作的核心内容,对流量实现机电一体化的控制能够促进企业技术进步、提高企业的现代化管理水平,达到对企业生产经营过程进行整体优化,增强市场地应变能力和竞争能力,从而获得更好的经济效益。本文对计量泵的发展状况、技术特点进行了研究与分析;针对计量泵的结构,对其传动部分作了机械部分的改造,包括电机的选择计算,齿轮的设计计算等。设计AT89C52芯片为控制核心,设计了键盘显示接口,A/D转换接口,串行通讯等接口,印制出了电路板,并且在制板过程中充分考虑到了电路的抗干扰措施。取得了较好的效果。 (共2页)
3 柴油机电控技术的特点 柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处,整个系 统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方 面柴油机与汽油机的主要差别是,汽油机的电控喷射系统只是 控制空燃比(汽油与空气的比例),柴油机的电控喷射系统则 是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小,且柴油机喷油控制 是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定 的。柴油机电控技术有两个明显的特点:一是柴油喷射电控执行 器复杂,二是柴油电控喷射系统的多样化。 1柴油机是一种热效率比较高的动力机械 柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力 高达200MPa,为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系 统实施喷油量的电子控制,困难大得多。而且柴油喷射对喷射正 时的精度要求很高,相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽 油机要求准确,这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。 2由于柴油机的喷射系统形式多样 传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技 术的执行机构比较复杂,形成了柴油喷射系统的多样化;同时柴 油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制,其软 件的难度也大于汽油机。 4 电控柴油喷射系统分类 最先出现的是电控喷油泵技术,而后又发展了电控泵喷嘴技 术和高压共轨喷射技术,后两种技术是现在最主要的柴油机电控 喷射技术。其中,电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高,可以达到 200MPa,并且泵和喷嘴装在一起,所以只需要很短的高压油引 导部分,泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量,其喷油特性是三 角形的,并采用了分段式预喷射,这是很符合柴油机的要求 (大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技 术的喷油压力受柴油机转速影响,使用蓄压系统的高压共轨技 术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统,能达到 160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节 很宽泛的特点,逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车 是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)。 1第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统,它用 电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油 量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管—— 喷油器系统,只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。 2第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统,其特点 是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式,如博世公司的电控泵 喷嘴系统,但供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所 决定。一般情况下,电磁阀关闭时,执行喷油,电磁阀打开时,喷 油结束;喷油始点取决于电磁阀关闭时刻,喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系 统的控制自由度更大。 3第三代也称为直接数控系统,它完全脱开了传统的油泵 分缸燃油供应方式,通过共轨和喷油压力/时间的综合控制, 实现各种复杂的供油回路和特性。 因柴油机的喷射系统形式多样。国外柴油机的电控系统也型 式多样,有直列泵和分配泵的可变预行程TICS系统,有基于时间 控制的泵喷嘴系统,有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各种技 术方案都在原有的基础上发展,但高压共轨系统是总的发展方向。 5 高压共轨电控喷射系统 1共轨(Common-rail)式电控燃油喷射技术的原理 在汽车柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有 千分之几秒。实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油 管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的 柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在 主喷射之后使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的 针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开,产生二次 喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳 氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次喷射循环后高压 油管内的残余压力都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤 其在低转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而 且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化 的缺陷,现代柴油机采用了一种称为“共轨”的技术。 共轨技术是指由高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环 系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油 方式,由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供 油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转 速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化, 因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量, 喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间 的长短。 共轨式电控燃油喷射技术,通过共轨直接或间接地形成恒定 的高压燃油分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的 高速电磁开关阀的开启与闭合,定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量,从而保证柴 油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化,以及最佳的着火时间、足 够的着火能量和最少的污染排放。 其主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各 种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵,高压油泵将 燃油加压送入高压共油轨,高压共油轨中的压力由电控单元根据 共油轨压力传感器测量的共油轨压力以及需要进行调节,高压共 油轨内的燃油经过高压油管,根据柴油机的运行状态,由电控单 元从预设的MAP图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液 控制的电子喷油器将燃油喷入汽缸(见图4)。 2共轨式电控燃油喷射技术的特点 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术,集计算 机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制, 而且还能实现预喷射和分段喷射,从而优化喷油特性、减低柴 油机噪声和大大减少废气有害成分的排放量。其特点为: (1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀,使得 喷油过程的控制十分方便,并且可控参数多,利于柴油机燃烧过 程的全程优化。 (2)采用共轨方式供油,喷油系统压力波动小,各喷油器间相 互影响小,喷射压力控制精度较高,喷油量控制较准确。 (3)高速电磁开关阀频率高,控制灵活,使得喷油系统的喷射压力可调范围大,并且能方便地 实现预喷射等功能,为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低 废气排放提供了有效手段。 (4)系统结构移植方便,适应范围广,尤其是与目前的小型、 中型及重型柴油机均能很好匹配,因而市场前景广阔。 3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景 高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。目前,有待研究的有: (1)高压共轨系统的恒高压密封问题。 (2)高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量 不均匀问题。 (3)高压共轨系统三维控制数据的优化问题。 (4)微结构、高频响应电磁开关阀在制造过程中的关键技术问 题。 综上所述,共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油机的有 害尾气排放量,并具有降低噪声、降低燃油耗、提高动力输出 等方面的综合性能。高压共轨电控燃油喷射技术的应用有利于地 球环境保护,加速促进柴油机工业、汽车工业,特别是工程机械 相关工业的向前发展。 参考文献 李春明《汽车发动机燃油喷射技术》主编 北京理工大学出版社 蒋向佩《汽车柴油机构造与使用》主编 机械工业出版社 朱仙鼎《特种发动机》主编 机械工业出版社
最佳答案数控机床发展现状分析 论文摘要:作为机械系的一名学生,将来工作学习都会以机械为主,所以必须掌握好各种机械的专业知识,从这学期开始,开始接触机械专业基础课。我会本着认真的态度对待专业课的学习,提高自己的专业素养接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的认识。 关键字:数控 机床 发展 20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0381mm(±0015in),达到了当时的最高水平。 1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。 这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。 在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此
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"幸福校园"有不少形式的论文范文,参考一下吧,希望对你可以有所帮助。1 前言1 课题设计研究背景和意义随着现代信息技术的发展,制造业得到了快速发展,促使机械加工技术发生深刻的变化,企业不但追求高效率的生产模式,更追求高标准的质量要求;因此这使得机械设备的功能要求越来越强大,其结构及功能随之也变得复杂。所以能够设计出功能全面、效率高、耐压性强,加工精度高的机械加工设备是制造业中最重要的课题之一,我们此次研究的课题—X-Y数控工作台属于高精密加工的核心部件,它的传动部件的定位精度直接影响系统的加工精度。X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件,如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。数控工作台一般是指由步进电机驱动的开环控制工作台,但由于步进电机在起动及运行频率较高时易失步,无法达到较高的精度,因此本设计采用半闭环控制使控制精度大大提高。本设计为验证性设计,通过对控制系统的设计,掌握一些典型硬件电路的设计方法和人机接口软件的设计思路,通过Proteus软件进行仿真实验。
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机电一体化技术的应用与发展前景摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
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3 柴油机电控技术的特点 柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处,整个系 统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方 面柴油机与汽油机的主要差别是,汽油机的电控喷射系统只是 控制空燃比(汽油与空气的比例),柴油机的电控喷射系统则 是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小,且柴油机喷油控制 是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定 的。柴油机电控技术有两个明显的特点:一是柴油喷射电控执行 器复杂,二是柴油电控喷射系统的多样化。 1柴油机是一种热效率比较高的动力机械 柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力 高达200MPa,为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系 统实施喷油量的电子控制,困难大得多。而且柴油喷射对喷射正 时的精度要求很高,相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽 油机要求准确,这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。 2由于柴油机的喷射系统形式多样 传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技 术的执行机构比较复杂,形成了柴油喷射系统的多样化;同时柴 油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制,其软 件的难度也大于汽油机。 4 电控柴油喷射系统分类 最先出现的是电控喷油泵技术,而后又发展了电控泵喷嘴技 术和高压共轨喷射技术,后两种技术是现在最主要的柴油机电控 喷射技术。其中,电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高,可以达到 200MPa,并且泵和喷嘴装在一起,所以只需要很短的高压油引 导部分,泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量,其喷油特性是三 角形的,并采用了分段式预喷射,这是很符合柴油机的要求 (大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技 术的喷油压力受柴油机转速影响,使用蓄压系统的高压共轨技 术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统,能达到 160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节 很宽泛的特点,逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车 是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)。 1第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统,它用 电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油 量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管—— 喷油器系统,只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。 2第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统,其特点 是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式,如博世公司的电控泵 喷嘴系统,但供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所 决定。一般情况下,电磁阀关闭时,执行喷油,电磁阀打开时,喷 油结束;喷油始点取决于电磁阀关闭时刻,喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系 统的控制自由度更大。 3第三代也称为直接数控系统,它完全脱开了传统的油泵 分缸燃油供应方式,通过共轨和喷油压力/时间的综合控制, 实现各种复杂的供油回路和特性。 因柴油机的喷射系统形式多样。国外柴油机的电控系统也型 式多样,有直列泵和分配泵的可变预行程TICS系统,有基于时间 控制的泵喷嘴系统,有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各种技 术方案都在原有的基础上发展,但高压共轨系统是总的发展方向。 5 高压共轨电控喷射系统 1共轨(Common-rail)式电控燃油喷射技术的原理 在汽车柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有 千分之几秒。实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油 管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的 柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在 主喷射之后使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的 针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开,产生二次 喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳 氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次喷射循环后高压 油管内的残余压力都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤 其在低转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而 且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化 的缺陷,现代柴油机采用了一种称为“共轨”的技术。 共轨技术是指由高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环 系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油 方式,由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供 油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转 速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化, 因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量, 喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间 的长短。 共轨式电控燃油喷射技术,通过共轨直接或间接地形成恒定 的高压燃油分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的 高速电磁开关阀的开启与闭合,定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量,从而保证柴 油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化,以及最佳的着火时间、足 够的着火能量和最少的污染排放。 其主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各 种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵,高压油泵将 燃油加压送入高压共油轨,高压共油轨中的压力由电控单元根据 共油轨压力传感器测量的共油轨压力以及需要进行调节,高压共 油轨内的燃油经过高压油管,根据柴油机的运行状态,由电控单 元从预设的MAP图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液 控制的电子喷油器将燃油喷入汽缸(见图4)。 2共轨式电控燃油喷射技术的特点 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术,集计算 机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制, 而且还能实现预喷射和分段喷射,从而优化喷油特性、减低柴 油机噪声和大大减少废气有害成分的排放量。其特点为: (1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀,使得 喷油过程的控制十分方便,并且可控参数多,利于柴油机燃烧过 程的全程优化。 (2)采用共轨方式供油,喷油系统压力波动小,各喷油器间相 互影响小,喷射压力控制精度较高,喷油量控制较准确。 (3)高速电磁开关阀频率高,控制灵活,使得喷油系统的喷射压力可调范围大,并且能方便地 实现预喷射等功能,为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低 废气排放提供了有效手段。 (4)系统结构移植方便,适应范围广,尤其是与目前的小型、 中型及重型柴油机均能很好匹配,因而市场前景广阔。 3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景 高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。目前,有待研究的有: (1)高压共轨系统的恒高压密封问题。 (2)高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量 不均匀问题。 (3)高压共轨系统三维控制数据的优化问题。 (4)微结构、高频响应电磁开关阀在制造过程中的关键技术问 题。 综上所述,共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油机的有 害尾气排放量,并具有降低噪声、降低燃油耗、提高动力输出 等方面的综合性能。高压共轨电控燃油喷射技术的应用有利于地 球环境保护,加速促进柴油机工业、汽车工业,特别是工程机械 相关工业的向前发展。 参考文献 李春明《汽车发动机燃油喷射技术》主编 北京理工大学出版社 蒋向佩《汽车柴油机构造与使用》主编 机械工业出版社 朱仙鼎《特种发动机》主编 机械工业出版社
计量泵机电一体化控制系统设计七四五六九零四六零call摘 要:流量控制是计量泵工作的核心内容,对流量实现机电一体化的控制能够促进企业技术进步、提高企业的现代化管理水平,达到对企业生产经营过程进行整体优化,增强市场地应变能力和竞争能力,从而获得更好的经济效益。本文对计量泵的发展状况、技术特点进行了研究与分析;针对计量泵的结构,对其传动部分作了机械部分的改造,包括电机的选择计算,齿轮的设计计算等。设计AT89C52芯片为控制核心,设计了键盘显示接口,A/D转换接口,串行通讯等接口,印制出了电路板,并且在制板过程中充分考虑到了电路的抗干扰措施。取得了较好的效果。 (共2页)
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浅谈柴油机电控技术 摘要:介绍了柴油机电子控制技术的发展状况、控制原理和应用特点及高压共轨技术的 工作原理、研究方向、应用前景。 关键词:柴油机,电子控制,高压共轨技术 1 柴油机电子控制技术的发展状况及发展趋势 1柴油机电子控制技术的发展状况 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,20世纪80年代 以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场,以满 足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广,数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求,也难以实现喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来,随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ,使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求,并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上,柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多,NOX排放量与汽油机相近,只是排气微 粒较多,这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧, 可燃混合气形成时间很短,而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到:喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用,柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲Ⅳ、Ⅴ标准)的颁布与实施,无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战,解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现在,柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 2何谓电喷柴油机 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分 组成。其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以 及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等 传感器,将实时检测的参数同时输入计算机(ECU),与已储存 的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较,经过处理计算按 照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和 喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点),同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制,使柴油机运行状态达 到最佳。 3柴油机电子控制技术的发展趋势 1高的喷射压力 为满足排放法规的要求,柴油喷射压力从10MPa提高到200MPa。如此高的喷射压力可明显改善柴油和空气的混合质量,缩短着火延迟期,使燃烧更 迅速、更彻底,并且控制燃烧温度,从而降低废气排放。 2独立的喷射压力控制 传统柴油机的供油系统的喷射压力与柴油机的转速负荷有 关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油经济性和排放 不利。若供油系统具有不依赖转速和负荷的喷射压力控制能力, 就可选择最合适的喷射压力使喷射持续期、着火延迟期最佳,使 柴油 机在各种工况下的废气排放最低而经济性最优。 3改善柴油机燃油经济性 用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、独立的 喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施都能降低燃油消 耗率,从而提高了柴油机的燃油使用经济性。 4独立的燃油喷射正时控制 喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸的油量, 决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的汽缸压力和温度可 以改善燃油使用经济性,但导致NOX增加。而不依赖于转速和负 荷的喷射正时控制能力,是在燃油消耗率和排放之间实现最佳平 衡的关键措施。 5可变的预喷射控制能力 预喷射可以降低颗粒排放,又不增加NOX排放,还可改善柴 油机冷启动性能、降低冷态工况下白烟的排放,降低噪声,改 善低速扭矩。但是预喷射量、预喷射与主喷射之间的时间间隔 在不同工况下的要求是不一样的。因此具有可变的预喷射控制能力对柴油机的性能和排放十分有利。 6最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需要的 小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射能力后将 会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程机械用柴油机 的工况很复杂,怠速工况经常出现,而电喷柴油机容易实现最 小油量控制。 7快速断油能力 喷射结束时必须快速断油,如果不能快速断油,在低压力 下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟,增加HC排放。电 喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀很容易实现快速断 油。 8降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作,既增加了驱动系统 所需要的平均扭矩,也加大了冲击载荷。燃油喷射系统对驱 动系统平稳加载和卸载的能力,是一种衡量喷射系统的标准。 而电喷柴油机技术中的高压共轨技术则大大降低了驱动扭矩 冲击载荷。 2 柴油机电子控制技术的目的及优点 1目的 优化动力性、改善燃油使用经济性、控制排放,使柴油机从 怠速至额定转速范围内均能获得最佳工作状况,防止可能发生的 危险运行状况,延长零件的使用寿命。 2优点 1具有多功能的自动调节性能 工程机械用柴油机的运转工况是多变的,而且对油耗、排放 和可靠性等要求较高。自动控制技术应用于柴油机的调节系统正 好可以实现多功能的自动调节,从而保证柴油机动力性、燃料使 用经济性、可靠性和操作方便性等性能充分发挥。 2减轻质量、缩小尺寸、提高柴油机的紧凑性 对于现代高速柴油机而言,由于驱动喷油泵的扭矩较大,要 设计一个紧凑和可靠的供油提前自动调节器很复杂,而且在柴油 机总体布置上也比较困难。采用自动控制技术解决供油提前角自 动调节问题,不仅可以容易地解决上述难题,而且提高了柴油机 的紧凑性。 3部件安装连接方便,提高了维修性 采用自动控制系统,相关部件尺寸减小(特别是燃油供给系 统),安装部位免受空间位置的约束,连接简便,有利于柴油机 日常维护及修理。 4扩展了故障诊断、联络等功能 采用自动控制系统,可方便地与微型计算机相连,很容易实 现柴油机性能检测与故障诊断功能,柴油机运行及检测数据的存 储与传递等问题也迎刃而解,便于科学管理和使用。 5使柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配 随着工程机械制造技术高速发展,为了提高自行式工程机械 的作业效能,采用了电喷柴油机,电控自动变速器等自动控制装置,使自行式工程机械在作业 时,能随着负荷的变化在一定范围内自动调整动力输出、动力传 递,柴油机的动力输出和负荷得到更精确的匹配,充分发挥工程 机械作业效能。
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3 柴油机电控技术的特点 柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处,整个系 统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。在电控喷射方 面柴油机与汽油机的主要差别是,汽油机的电控喷射系统只是 控制空燃比(汽油与空气的比例),柴油机的电控喷射系统则 是通过控制喷油时间来调节输出油量的大小,且柴油机喷油控制 是由发动机的转速和加速踏板位置(油门、供油拉杆位置)来决定 的。柴油机电控技术有两个明显的特点:一是柴油喷射电控执行 器复杂,二是柴油电控喷射系统的多样化。 1柴油机是一种热效率比较高的动力机械 柴油机燃油喷射具有高压、高频、脉动等特点。其喷射压力 高达200MPa,为汽油机喷射压力的百倍以上。对燃油高压喷射系 统实施喷油量的电子控制,困难大得多。而且柴油喷射对喷射正 时的精度要求很高,相对于柴油机活塞上止点的角度位置远比汽 油机要求准确,这就导致了柴油喷射的电控执行器要复杂得多。 2由于柴油机的喷射系统形式多样 传统的柴油机具有直列泵、分配泵、泵喷油器、单缸泵等结构完全不同的系统。实施电控技 术的执行机构比较复杂,形成了柴油喷射系统的多样化;同时柴 油机需要对油量、定时、喷油压力等多参数进行综合控制,其软 件的难度也大于汽油机。 4 电控柴油喷射系统分类 最先出现的是电控喷油泵技术,而后又发展了电控泵喷嘴技 术和高压共轨喷射技术,后两种技术是现在最主要的柴油机电控 喷射技术。其中,电控泵喷嘴技术的喷油压力非常高,可以达到 200MPa,并且泵和喷嘴装在一起,所以只需要很短的高压油引 导部分,泵喷嘴系统也可以实现很小的预喷量,其喷油特性是三 角形的,并采用了分段式预喷射,这是很符合柴油机的要求 (大众公司的TDI发动机就是使用这种技术)。但电控泵喷嘴技 术的喷油压力受柴油机转速影响,使用蓄压系统的高压共轨技 术可以解决这个问题。它的喷油压力低于泵喷嘴系统,能达到 160MPa。有些公司看中了它对任意缸数的发动机喷油压力调节 很宽泛的特点,逐步扩大其使用范围(最早使用高压共轨的轿车 是阿尔法罗密欧156和奔驰C级别车)。 1第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统,它用 电子伺服机构代替机械调速器控制供油滑套位置以实现供油 量的调整。其特点是保留了传统的喷油泵——高压油管—— 喷油器系统,只是对齿条或滑套的运动位置由原来的机械调速器控制改为计算机控制。这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的TICS系统。 2第二代柴油机电控燃油喷射系统也称时间控制系统,其特点 是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式,如博世公司的电控泵 喷嘴系统,但供油量和喷油定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所 决定。一般情况下,电磁阀关闭时,执行喷油,电磁阀打开时,喷 油结束;喷油始点取决于电磁阀关闭时刻,喷油量则取决于电磁阀关闭时间的长短。时间控制系 统的控制自由度更大。 3第三代也称为直接数控系统,它完全脱开了传统的油泵 分缸燃油供应方式,通过共轨和喷油压力/时间的综合控制, 实现各种复杂的供油回路和特性。 因柴油机的喷射系统形式多样。国外柴油机的电控系统也型 式多样,有直列泵和分配泵的可变预行程TICS系统,有基于时间 控制的泵喷嘴系统,有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各种技 术方案都在原有的基础上发展,但高压共轨系统是总的发展方向。 5 高压共轨电控喷射系统 1共轨(Common-rail)式电控燃油喷射技术的原理 在汽车柴油机中,高速运转使柴油喷射过程的时间只有 千分之几秒。实验证明,在喷射过程中高压油管各处的压力是随时间和位置的不同而变化的。由于柴油的可压缩性和高压油 管中柴油的压力波动,使实际的喷油状态与喷油泵所规定的 柱塞供油规律有较大的差异。油管内的压力波动有时还会在 主喷射之后使高压油管内的压力再次上升,达到令喷油器的 针阀开启的压力,将已经关闭的针阀又重新打开,产生二次 喷油现象。由于二次喷油不可能完全燃烧,于是增加了烟度和碳 氢化合物(HC)的排放量,油耗增加。此外,每次喷射循环后高压 油管内的残余压力都会发生变化,随之引起不稳定的喷射,尤 其在低转速区域容易产生上述现象,严重时不仅喷油不均匀,而 且会发生间歇性不喷射现象。为了解决柴油机这个燃油压力变化 的缺陷,现代柴油机采用了一种称为“共轨”的技术。 共轨技术是指由高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环 系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油 方式,由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供 油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转 速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化, 因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量, 喷油量大小取决于共轨管(公共供油管)压力和电磁阀开启时间 的长短。 共轨式电控燃油喷射技术,通过共轨直接或间接地形成恒定 的高压燃油分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷油器上的 高速电磁开关阀的开启与闭合,定时定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量,从而保证柴 油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化,以及最佳的着火时间、足 够的着火能量和最少的污染排放。 其主要由电控单元、高压油泵、共轨管、电控喷油器以及各 种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵,高压油泵将 燃油加压送入高压共油轨,高压共油轨中的压力由电控单元根据 共油轨压力传感器测量的共油轨压力以及需要进行调节,高压共 油轨内的燃油经过高压油管,根据柴油机的运行状态,由电控单 元从预设的MAP图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液 控制的电子喷油器将燃油喷入汽缸(见图4)。 2共轨式电控燃油喷射技术的特点 柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术,集计算 机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油器结构于一身。 它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制, 而且还能实现预喷射和分段喷射,从而优化喷油特性、减低柴 油机噪声和大大减少废气有害成分的排放量。其特点为: (1)采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀,使得 喷油过程的控制十分方便,并且可控参数多,利于柴油机燃烧过 程的全程优化。 (2)采用共轨方式供油,喷油系统压力波动小,各喷油器间相 互影响小,喷射压力控制精度较高,喷油量控制较准确。 (3)高速电磁开关阀频率高,控制灵活,使得喷油系统的喷射压力可调范围大,并且能方便地 实现预喷射等功能,为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低 废气排放提供了有效手段。 (4)系统结构移植方便,适应范围广,尤其是与目前的小型、 中型及重型柴油机均能很好匹配,因而市场前景广阔。 3高压共轨电控燃油喷射技术的发展前景 高压共轨系统被认为是20世纪内燃机技术的3大突破之一。目前,有待研究的有: (1)高压共轨系统的恒高压密封问题。 (2)高压共轨系统中共轨压力的微小波动所造成的喷油量 不均匀问题。 (3)高压共轨系统三维控制数据的优化问题。 (4)微结构、高频响应电磁开关阀在制造过程中的关键技术问 题。 综上所述,共轨式电控燃油喷射技术有助于减少柴油机的有 害尾气排放量,并具有降低噪声、降低燃油耗、提高动力输出 等方面的综合性能。高压共轨电控燃油喷射技术的应用有利于地 球环境保护,加速促进柴油机工业、汽车工业,特别是工程机械 相关工业的向前发展。 参考文献 李春明《汽车发动机燃油喷射技术》主编 北京理工大学出版社 蒋向佩《汽车柴油机构造与使用》主编 机械工业出版社 朱仙鼎《特种发动机》主编 机械工业出版社
最佳答案数控机床发展现状分析 论文摘要:作为机械系的一名学生,将来工作学习都会以机械为主,所以必须掌握好各种机械的专业知识,从这学期开始,开始接触机械专业基础课。我会本着认真的态度对待专业课的学习,提高自己的专业素养接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的认识。 关键字:数控 机床 发展 20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0381mm(±0015in),达到了当时的最高水平。 1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。 这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。 在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此
机电传动技术论文3000字怎么写的
计量泵机电一体化控制系统设计七四五六九零四六零call摘 要:流量控制是计量泵工作的核心内容,对流量实现机电一体化的控制能够促进企业技术进步、提高企业的现代化管理水平,达到对企业生产经营过程进行整体优化,增强市场地应变能力和竞争能力,从而获得更好的经济效益。本文对计量泵的发展状况、技术特点进行了研究与分析;针对计量泵的结构,对其传动部分作了机械部分的改造,包括电机的选择计算,齿轮的设计计算等。设计AT89C52芯片为控制核心,设计了键盘显示接口,A/D转换接口,串行通讯等接口,印制出了电路板,并且在制板过程中充分考虑到了电路的抗干扰措施。取得了较好的效果。 (共2页)
机电一体化技术的应用与发展前景摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
最佳答案数控机床发展现状分析 论文摘要:作为机械系的一名学生,将来工作学习都会以机械为主,所以必须掌握好各种机械的专业知识,从这学期开始,开始接触机械专业基础课。我会本着认真的态度对待专业课的学习,提高自己的专业素养接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的认识。 关键字:数控 机床 发展 20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(ParsonsCorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0381mm(±0015in),达到了当时的最高水平。 1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。 这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生产出来。 在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此
"幸福校园"有不少形式的论文范文,参考一下吧,希望对你可以有所帮助。1 前言1 课题设计研究背景和意义随着现代信息技术的发展,制造业得到了快速发展,促使机械加工技术发生深刻的变化,企业不但追求高效率的生产模式,更追求高标准的质量要求;因此这使得机械设备的功能要求越来越强大,其结构及功能随之也变得复杂。所以能够设计出功能全面、效率高、耐压性强,加工精度高的机械加工设备是制造业中最重要的课题之一,我们此次研究的课题—X-Y数控工作台属于高精密加工的核心部件,它的传动部件的定位精度直接影响系统的加工精度。X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件,如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。数控工作台一般是指由步进电机驱动的开环控制工作台,但由于步进电机在起动及运行频率较高时易失步,无法达到较高的精度,因此本设计采用半闭环控制使控制精度大大提高。本设计为验证性设计,通过对控制系统的设计,掌握一些典型硬件电路的设计方法和人机接口软件的设计思路,通过Proteus软件进行仿真实验。