两只气弹簧加个辅助电机
汽车尾门电动撑杆中使用丝杠支撑优点是性能好。根据查询相关公开信息显示,丝杆支撑座一般由金属材料圆棒线割而成,常见的材料有铝合金型材、不锈钢。丝杆支撑座应用平行面或螺旋式切槽系统软件来融入各种各样误差和精准传送扭距。丝杆支撑座一般具有优良的性能并且有价钱上的优点,在许多步进电机、伺服控制系统具体运用中,丝杆支撑座是优选的商品。一体成形的设计方案丝杆支撑座完成了零空隙地传送扭距和不必维护保养的优点。丝杆支撑座关键有下列2个基础的系列产品:螺旋式槽型和平行面槽型。
电动尾门总成包括撑杆,支架,线束,吸锁,控制器,按键等配件组合而成。
电动撑杆的工作原理是通过运动力学计算,实现对电动撑杆最优设计,可通过调整电机的转距,齿轮箱速比,丝杆导程,弹簧力值等变量实现最优解。通过
ECU控制器控制双电动撑杆实现平顺运动,双杆同步。可主动学习,背门软停,智能防夹。开门噪音小,带温度保护,电压保护,并可应对恶意操作。自带声音提醒功能。可外扩上吸合锁 、下吸合锁扣、脚踢、声控模块、远程控制模块。 具有故障区分提示功能,通过内部自诊断,可指导维修人员按报警提示检修产品。可以参考以下示意图了解产品。
甘特电气电动尾门主机厂配套生产企业
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不断增加的城市空气污染 经过20年的改革开放,中国私人汽车数量迅速增加,汽车开始进入普通人的家庭生活。汽车需求的迅猛增长是推动2002年中国经济增长的重要力量。去年汽车制造商制造并销售了325万辆,比2001年增长了37%。此外,去年载客汽车的销售首次突破了100万大关,猛增56%,达到了万辆。 2001年后加入世界贸易组织(WTO),中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%,到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量,中国的汽车市场将会进一步繁荣。 随着轿车进入家庭,主要城市及近郊的交通拥挤状况会进一步加剧,从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车,而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中,汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%,而一氧化碳则占到了85%。因此,中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。 除非政府愿意牺牲这方面的经济支柱产业,限制上路汽车数量。因此,要控制汽车废气排放问题,利用电子技术来减少汽车的废气排放是解决方案之一。 排放标准 2001年底,中国政府宣布对中国三大汽车制造商降低30%的汽车消费税,前提是他们所制造的汽车得满足欧II标准。六个月后,在第三届中国亚洲清洁燃料国际会议上,政府的另一项声明进一步表明了控制汽车排放的决心。声明称,北京将从2003年1月开始对在北京销售的机动车辆实行欧II标准,并计划于2005年实施欧III标准。 要控制废气排放所面临的挑战并不仅仅是要设计一个具有清洁燃烧能力的完美发动机,还要利用合适的半导体电子器件对发动机的燃烧过程进行合理的控制。英飞凌为今天的发动机管理平台提供了所需要的单片机、传感器和功率半导体器件。 用于动力总成系统的半导体器件 为控制废气排放量,可利用半导体传感器来精确测量吸入空气的成份。利用单片机快速计算出所使用的燃料数量,然后再起动燃料喷射器。由于有正确的空气-燃料比,因此可以达到近乎完美的燃烧状态,从而使废气的排放达到最少。 汽车动力总成应用中需要多个传感器来将"真实"环境与电子部分连接起来。基于半导体的传感器专用于测量速度、位置、温度和压力。对于动力总成应用来说,最大的变化趋势是利用集成了传感器单元和信号处理部分的有源传感器来代替过去的被动式传感器。由于需要更精确地测量发动机的状态,因此这一趋势发展很快。 在通过传感器测量到发动机的状态以后,单片机就可以处理这些数据并提供合适的控制信号来控制致动器的动作。单片机是利用逻辑技术制造的,而集成度的提高使得可以将功能强大的处理器与外设集成在一起。目前的趋势是将DSP功能集成进来,从而允许实现更为复杂和精确的信号处理软件算法。这样就可用软件实现以前采用硬件实现的功能。 一旦单片机"知道"下一步该做什么,单片机就发送合适的信号到致动器。通常,致动器需要高电压或者大电流才能动作。因此,需要利用功率半导体器件来驱动致动器,如燃料喷射器或火花塞。过去几年里,功率半导体技术的发展主要集中于优化现有系统的成本和部分集成。这产生了能够集成功率输出级(DMOS或双极)、模拟电路和数字逻辑的混合集成技术(BCD)。高集成度功率器件的优势是可以支持诊断,从而可使系统具有更好的可靠性(动力总成是汽车中的关键应用)。同时,这还可使最终产品所需要的外部器件数量大大降低。 系统解决方案 目前的动力总成电子控制单元(ECU)中,电子器件部分主要是半导体器件。 半导体传感器 传感器位于动力总成系统的前端。传感器用来测量物理参数,如水温、空气压力以及发动机曲轴的转动速度。这些数据非常关键,它们为闭环控制系统提供了关键信息。除了温度传感、压力传感和霍尔传感器以外,微机械技术还带来了崭新的加速和偏向角速度传感器,同时还允许利用标准晶圆制造工艺集成信号处理电路和数字化电路。 1.温度传感器 根据扩展电阻原理,线性和稳定的半导体传感器可低成本地替代镍或铂金属膜传感器,同时还可提供比PTC热电阻技术上更优越的器件。 2.位置和速度传感器 动态差分霍尔IC可以测量曲轴或凸轮轴速度、传动速度和车轮速度。通过使用位于单个芯片上的两个霍尔单元,一个差分放大器和处理电路,可以测量到磁场差。这意味着可以将温度漂移、制造容差和外部电磁环境等破坏性环境影响降到最小。同样的信号水平,与单片机的接口要比采用旧式的有感线圈简单得多、便宜得多。 英飞凌新开发的TLE4925C特别适合曲轴应用。其集成电路(基于霍尔效应)提供了频率与转速成正比的数字信号输出。额外的自校正模块提供最优的精度。利用新的模块型封装所集成的滤波器电容器可以减少干扰。 3.进气管绝对压力/大气绝对压力传感器 在新一代传感器中,复杂的处理电路完全集成在传感器芯片上。随着表面微机械技术得以在标准BiCMOS工艺进行微机械加工,利用其技术制造的传感器称为MEMS(微电子机械系统)。利用微机械技术,可以制作出厚度仅有400 m的多晶硅薄膜。这些薄膜构成在芯片上的多个电容器和两个参考电容器。信号则源于压感区域和参考区域的差别。 由于需要利用模拟的绝对压力传感器来测量进气管绝对压力和大气绝对压力,因此标准BiCMOS技术就特别重要。这是因为需要复杂的电路来提供模拟输出信号,进行线性化和偏差补偿。一个MAP传感器测量进气管中空气的绝对压力,并为发动机管理系统提供一个重要的参数(空气体积)。另一方面,一个BAP传感器则测量环境空气压力(是汽车高度的函数),这也是发动机管理系统所需要的同样重要的一个参数(空气密度)。有了这两个参数,就可算出空气的质量,并利用算出的空气质量来决定喷入多少燃料以实现最佳的燃烧。英飞凌的BAP传感器KP120适用于柴油和汽油发动机的管理。 单片机 单片机是动力总成系统的大脑。实时运行的高度复杂的算法用来在各种情况下管理发动机及传送动作。由于系统位于发动机罩下的恶劣环境中,因此除了合适的CPU以外,单片机的整个系统架构对于系统性能来说非常重要。目前在动力总成应用中使用的CPU架构有8位、16位和32位。 8位架构主要用于非常低端的汽车产品,但在摩托车ECU中的应用前景看起来很好。英飞凌提供低成本的增强8位C500核心,以及适合在成本敏感的摩托车市场中应用的高性能外设。由于相应的软件和工具集与业界标准的80C51单片机完全兼容,因此可加快软件开发周期。 32位单片机的市场份额正越来越大。但是,大批量生产的16位产品仍然在目前的汽车中有很大的市场。英飞凌的16位C167系列旨在满足实时嵌入式控制应用的高性能要求。该系列单片机的架构针对大指令吞吐量和对外部刺激(中断)的快速响应而优化。集成的智能外设子系统可将所需要的CPU干预降低到最低的程度。这还减少了对通过外部总线接口进行通信的需要。C167系列的成功源于其CPU,以及对于动力总成应用的要求来说非常理想的外设组合。 称为C166v2内核的新一代C166内核采用了单时钟周期执行技术,因此性能提升了一倍。内置的高级乘法和累加指令(MAC)执行单元极大地提高了DSP性能。 目前功能最强大的单片机采用了32位CPU。此类CPU中的一些源于单片机架构。而象英飞凌TriCore这样的CPU则是针对实时环境中的嵌入式控制应用而设计的,因此非常适用于象动力总成这样的应用。 功率半导体器件 在动力总成应用中,需要开关驱动喷射器、氧气传感器加热器、放气阀、冷却风扇以及一些继电器等负载。在单片IC中集成多个开关可以缩小电路板尺寸,从而降低成本。目前可提供2至18通道的多通道开关器件。根据特定的应用,可驱动从50mA直到30A的电流。负载可以是欧姆负载、容性负载或感性负载。 越来越多的数字逻辑可以在功率输出级一起实现。随着BCD技术的发展,可以在器件中集成许多此前必须由专用ASIC或单片机完成的新功能。 除了这一控制功能外,目前的开关器件还集成了保护和检测功能,如短路、过载、超温、过压、负载开路、静电放电(ESD)和反向电流保护等。此外,还可通过实现在过载时断路以及限流模式等故障保护模式来进一步提高系统可靠性。多通道开关器件通常可利用标准通信接口(SPI)进行控制。诊断信息通过SPI传输回单片机。英飞凌公司还提供了一种高速点到点通信接口,可为未来时间关键的应用(如PWM电流调整)提供更大的数据带宽,并降低微控制器和功率开关器件(如超过 8通道的器件)的I/O端口数量。
毕 业 论 文(设计)题目:汽车发动机冷却系统维护所在院系专业班级学 号学生姓名指导教师2010 年 03月 21 日目 录摘要 ………………………………………………………………………………1关键词 ……………………………………………………………………………11引言…………………………………………………………………………………22 冷却系统的作用……………………………………………………………23 冷却系统的组成………………………………………………………………24 冷却系统的构造及维护……………………………………………………………25 冷却系统的工作原理……………………………………………………………46 冷却系统的特点……………………………………………………………………47 冷却系统的检修……………………………………………………………………48冷却系统智能控制…………………………………………………………………… 系统组成…………………………………………………………………… 单片机控制系统工作原理…………………………………………………………… 单片机系统控制工作过程……………………………………………………………6结论…………………………………………………………………………………10谢辞…………………………………………………………………………………11参考文献 ………………………………………………………………………12摘 要本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法,同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法,以及冷却系统的智能控制,并举例做出简单介绍。关键词:冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统智能控制1 引言:如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。2 冷却系统的作用冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。3 冷却系统的组成水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责循环水的冷却,它的水管和散热片多用铝材制成,铝制水管做成扁平形状,散热片带波纹状,注重散热性能,安装方向垂直于空气流动的方向,尽量做到风阻要小,冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种,空调冷凝器通常与其装在一起。水泵和节温器发动机是由冷却液的循环来实现的,强制冷却液循环的部件是水泵,它由曲轴皮带带动,推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵,它能精确的控制水泵的转速,并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却,要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候,冷却液就在发动机本身内部做小循环,当发动机温度高的时候,冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料(石蜡或乙醚之类的材料)做开关阀门,当水温高时材料膨胀顶开阀门,冷却液进行大循环,当水温低时材料收缩关闭阀门,冷却液小循环。空气的流动为了提高散热器的冷却能力,在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的,发动机启动它就要转,不能视发动机温度变化而变化,为了调节散热器的冷却力,要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇,当水温比较低时离合器与转轴分离,风扇不动,当水温比较高时由温度传感器接通电源,使离合器与转轴接合,风扇转动。同样,电子风扇由电动机直接带动,由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器散热器兼作储水及散热作用,再此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点,一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾,水泵的叶轮容易穴蚀;二是气水分离会产生气阻;三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱,它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接,防止上述问题的产生。冷却介质虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水,而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物,也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%~50%,提高了液体的凝固点,防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通,相当于高压锅的作用,水箱盖则相当于高压阀,一般情况下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,提高传热能4 冷却系统的构造及维护汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件,如果发动机冷却系统的维修率很高,就会引起发动机其他部件的损坏,使发动机的整体工作能力受到影响,因此,汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要,那么,怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢?驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们,正确堆护发动机的冷却系统,首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件:第一、冷却液,冷却液指清洁的软水,不是什么水都可以当作冷却液的,越娇贵的车对水质的要求越高。比如,清澈的泉水,虽然清澈,看起来也干净,但泉水中含有大量的矿物质,如果加入发动机的冷却系统中,就会产生大量的水垢,影响冷却系统正常作用的发挥,可见,冷却液水质的好坏是相当重要的,国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和,达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。市场上销售的冷却液,乙二醇浓度一般保持在33~50%之间,也就是冰点在-20℃~-45℃之间,往往根据不同地域的实际需要合理选择,以满足使用要求。2、防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高,冷却液的沸点也就越高,-20℃时冷却液的沸点为℃,而-50℃时沸点达到℃。如果冷却系统采用压力盖,冷却液的实际沸点会更高,即使在炎热的夏天,也能有效的防止冷却液“开锅”。3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用,逐步破坏冷却系统内的金属表面,严重时可使冷却系统的壁穿孔,引起冷却液漏失,导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。4、防锈。锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统,加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。5、防垢。水源中所含的各种杂质,其中包括金属离子、无机盐等,决定了结垢和沉淀的形成,会大大地降低冷却系统的导热效率,在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水,可以避免结垢和沉淀的形成,从而保护发动机。第二、汽缸水套,它相当于发动机燃烧室周围的水道,当发动机产生大量的热时,汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中,水和油的管道泾渭分明、互不干涉,如果发现冷却液中有油,就说明水路和油路发生了穿孔现象,一旦出现这种情况,水温表的水温会急剧上升,这时一定要及时采取措施。第三、散热水箱和冷却风扇,散热水箱从外观看状似蜂窝,做成这种形状是为了增加水箱的散热面积,以增强散热效果;冷却风扇有在正面安装的,也有在侧面安装的,汽车在高速行驶过程中,冷却风扇将外面的空气吸引进来,利用自然风,起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇,用装在散热器上的温度控制开关来控制,当散热器中冷却液温度下降至93℃-98℃时风扇停转。由于电动风扇的电源不受点火开关的控制,因此发动机熄火后,散热器中液温若高于88℃-93℃,电动风扇运转是不正常的。如果低于88℃时风扇仍转,则是不正常的;而温度高于98℃时,仍不转也是不正常的。当温度高于105℃时,温控开关高温部分接通,电源接通电动机便高速运转;当温度达到120℃时,冷却水温过高,报警指示灯闪亮,为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转,先检查和更换熔断丝,或检修温控开关,必要时再查看电风扇有无损坏。第四、冷却水泵和节温器,冷却液在冷却系统中的流动,主要依靠冷却水泵的动力;节温器能感知发动机的工作温度,低温时,它封住水套中的水,令其在水套内流动,当达到一定温度时再打开,让水经过散热水箱,发挥散热作用。这里值得说明的是,切勿将节温器摘掉,否则会导致发动机过冷而难以启动。正确维护发动机的冷却系统,应了解经常出现的几种冷却系统故障:1、由于冷却液水质不好,水箱中经常会出现锈污和水垢,它们积聚在水箱通道结合处、弯角处,阻碍水流畅通,造成散热不良,如果出现这种情况,应及时清洗干净,日常加水时,尽量加清洁软水,如果用除垢防锈液,养护效果会更好,这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂,它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮,恢复冷却系统的功能,使冷却液循环顺畅,防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足;另外,驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品,它能防止冷却系统锈蚀和腐蚀,有效抑制水垢生成,润滑水泵、节温器,消除水泵异响,保护铜、铝、锡和其它金属部件,延长水箱寿命,防止水箱开锅,使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统,使汽车行驶一天后全部放出,再用清水冲洗;然后再加入同样苛性钠溶液,使用一天后放净,最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后,从膨胀箱的加水口加入1kg苏打,让汽车行驶一天放净后,使发动机低速运行,并不断从加水口加入清水,即可彻底清除水垢。2、漏水,只要是流体,都有泄漏的可能,汽缸水套中的水一旦发生泄漏,水温表的水温就会急剧上升,出现这种情况,您一定要及时采取必要的措施,以免发生不必要的麻烦,这里给您介绍驰耐普的S-530冷却系止漏剂,它对于冷却系统的修复和保护作用等同于“99超强修复剂”和“S-201”,对于发动机的修复和保护,对于阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的,它可与任何冷却液相融使用,并可减缓冷却系统杂质的产生。总的来讲,冷却系统还有很多故障,不能一一列举。一般情况下,各位车主应遵循这样一个原则,车辆每行驶1000千米,就应查看一下发动机的工作情况。另外,汽车刚停车时,不可立即打开水箱盖,以免出现烫伤的情况。5 冷却系统工作原理冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图所示。图1-1 发动机的冷却系(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管;7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套;17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82℃时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82℃时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。冷却液的循环路线如图2-2所示。图2-2 冷却液循环路线示意图图3-3 散热器盖(A)压力阀打开;(B)真空阀打开1-溢流管;2-压力阀弹簧;3-压力阀;4-散热器加水口;5-真空阀6 冷却系统的特点传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此,现代冷却系统要综合考虑下面的因素:发动机内部的摩擦损失;冷却系统水泵的功率;燃烧边界条件,如燃烧室温度、充量密度、充量温度。先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,使冷却系统既保证发动机正常工作,又提高发动机效率和减少排放。 温度设定点发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。 提高温度设定点提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点,它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度,降低发动机摩擦磨损,降低发动机燃油消耗。研究表明,发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃,使气缸温度升高到195℃,油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内,使发动机机油的最高温度为140℃,则油耗在部分负荷时下降10%。提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果,降低冷却液的流速,减小水泵的额定功率,从而降低发动机的功率消耗。此外,可采用不同的方式,进一步减小冷却液的流速。 降低温度设定点降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率,降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本,提高部件使用寿命。研究表明,若气缸盖温度降低到50℃,点火提前角可提前3℃A而不发生爆震,充气效率提高2%,发动机工作特性改善,有助于优化压缩比和参数选择,取得更好的燃油效率和排放性能。7 冷却系统的检修常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等);散热风扇不工作;低速上坡,环境温度过高;V型皮带过松,转动效率差;以及缸体有水垢,节温器失效,水泵损坏,热敏开关失灵等。为防止冷却液温度过高,在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当,以防发动机在负荷工作时间过长。必须注意以下要点:1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁,是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形,均合影响风量流通,使冷却液温度过高,必要时清洗或修复。2.按规定使用防冻冷却液,保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时,冷却液液面在膨胀箱内,位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器,当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁,应及时予以添加。3.应保持风扇皮带张紧力适当,风扇正常工作。皮带过松影响水循环,加剧其磨损;过紧易损坏轴承。4.热敏开关连接良好,若有松动会影响风扇换档变速及正常运转;如果发现冷却系溢水,应及时检查节温器技术状况。5.防止发动机大负荷、长时间工作,以免水温过高;上坡及时换档,减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时,应注意散热。更换冷却液时,将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开,拆下冷却液膨胀箱盖,松开水泵口软管夹箍,拉出冷却液软管,放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液,直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机,直到风扇运转,将发动机熄火,检查冷却液高度,必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满,加注1/2即可,一般使用2年左右更换一次。8 冷却系统智能控制系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰,因此对该系统电路有特殊要求:1.电路要有较高的抗振动能力,以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。2.电路应采取有效的防护隔离措施,以提高其抗干扰能力。 系统组成该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动;电控节温器利用电加热引起双金属片变形,由双金属片变形带动节温阀旋转运动,来改变大小循环;电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭;微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。 单片机控制系统工作原理由温度传感器感受发动机水温的变化,同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机,89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路,实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。 单片机 系统控制过程当发动机预热时(发动机水温(70℃),单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使其完成如下操作。a.电控冷却风扇不工作;b.电控导风板关闭状态;c.电控节温器处于小循环状态。由于导风板关闭,冷却风扇不工作,以至冷却空气不能进入散热器;同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电),发动机水温上升很快。当水温升至75℃,单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时,单片机又发出指令,使电控导风板处于敞开状态。此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用,尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时,单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作,而让节温器仍处于大循环状态,导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大,实现快速降温。当发动机水温降至89℃时,单片机根据采样数据分析处理发出控制指令,使执行元件完成以下操作。a.电控冷却风扇不工作;b.电控导风板处于敞开状态;c.电控节温器处于大循环状态。这样,直到发动机水温返升至95℃,电控冷却风扇又重新工作。结 论汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环,现在冷却系统智能控制很受欢迎,所以在以后的汽车发展中,单纯的冷却系统不会站主导位置了,虽然智能控制要求很高,但是在高级轿车中很实用,它代表着未来冷却系统的发现方向,智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上,未来一段时间在冷却系统中将占主导位置;而智能控制将会提高发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因,将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置.谢 辞时间过的很快,两年的大学生活就这么结束了,有些匆忙、有些不舍,却也很充实。感谢我的母校黑龙江旅游职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。感谢我的辅导员XXX老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助,表示衷心感谢!祝X老师工作顺利,桃李满天下!谢我的论文导师,XX老师,X老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议,指正了我论文中的诸多不足,使我的论文得以顺利完成,在此对导师的细心指导表示衷心感谢!在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助,在此我向他们表示我衷心地感谢!最后,祝母校蒸蒸日上!祝所有老师工作顺利!参考文献[1] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京:高等教育出版社,2004[2] 孔宪辉.张广坤。汽车故障诊断技术。北京:高等教育出版社,2002[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京:高等教育出版社,2005[4] 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003[5] 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001
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支撑杆分为 管子 活塞杆 导向套 油封 活塞 O型圈 尾堵 两边的连接件等等 原理及时通过活塞上的孔的大小的区别 控制管子内部两个腔体之间的压力差一、工作原理:液压杆的工作主要依靠机油压力、挺柱体与座孔间隙、气门杆与挺柱间隙及挺柱内止回球阀。液压挺柱刚开始工作时,由于腔内无油压,故挺柱柱塞处在最底部,挺柱与气门间隙较大,气门产生短时异响。随着发动机的运转,在机油压力的作用下,挺柱内柱塞腔内充注油液,柱塞下行,挺柱有效工作长度增加,气门间隙减小。由于挺柱内柱塞所产生的力较小,不能产生压缩气门弹簧的力量,所以当挺柱与气门间隙达到很小时,挺柱不再运动。同时又因挺柱内止回球阀的作用,挺柱柱塞腔内的油压不能迅速排出,使得柱塞保持在原位不动并维持原有长度形成刚性,从而推动气门打开。随着发动机的运转,气门间隙保持一定间隙。二、液压杆的一般规格:根据不同使用场所,液压杆,规格有很多。有用于火车座椅,飞机航空架上,医疗床,病人桌上,工具箱上以及鱼缸上的。阻尼力和阻尼的速度可根据要求来定制。最低的阻尼力10N,最大的阻尼力能达到1500N,直径,连接的方式可根据要求。
第一部分摘要:随着电子技术在汽车上的普遍应用,汽车电路图已成为汽车维修人员必备的技术资料。目前,大部分汽车都装备有较多的电子控制装置,其技术含量高,电路复杂,让人难以掌握。正确识读汽车电路图,也需要一定的技巧。电路图是了解汽车上种类电气系统工作时使用的重要资料,了解汽车电路的类型及特点,各车系的电路特点及表达方式,各系统电路图的识读方法、规律与技巧,指导读者如何正确识读、使用电路图有很重要的作用。汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。关键词:电路 单行线制 系统 导线 各种车灯目录:(1)全车线路的连接原则(2)识读电路图的基本要求(3)以东风EQ1090型载货汽车线路为例全车线路的认读a.电源系统线b.起动系统线路c.点火系统线路d.仪表系统线路e.照明与信号系统线路(4)全车电路的导线(5)识读图注意事项论汽车电路的识读方法在汽车上,往往一条线束包裹着十几支甚至几十支电线,密密麻麻令人难以分清它们的走向,加上电是看不见摸不着,因此汽车电路对于许多人来说,是很复杂的东西。但是任何事物都有它的规律性,汽车电路也不例外。一般家庭用电是用交流电,实行双线制的并联电路,用电器起码有两根外接电源线。从汽车电路上看,从负载(用电器)引出的负极线(返回线路)都要直接连接到蓄电池负极接线柱上,如果都采用这样的接线方法,那么与蓄电池负极接线柱相连的导线会多达上百根。为了避免这种情况,设计者采用了车体的金属构架作为电路的负极,例如大梁等。因此,汽车电路与一般家庭用电则有明显不同:汽车电路全部是直流电,实行单线制的并联电路,用电器只要有一根外接电源线即可。蓄电池负极和负载负极都连接到金属构架上,也就是称为“接地”。这样做就使负载引出的负极线能够就近连接,电流通过金属构架回流到蓄电池负极接线。随着塑料件等非金属材料在汽车上应用越来越多,现在很多汽车都采用公共接地网络线束来保证接地的可靠性,即将负载的负极线接到接地网络线束上,接地网络线束与蓄电池负极相连。汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。灯光照明电路是指控制组合开关、前大灯和小灯的电路系统;信号电路是指控制组合开关、转弯灯和报警灯的电路系统;仪表电路是指点火开关、仪表板和传感器电路系统;启动电路是指点火开关、继电器、起动机电路系统;充电电路是指调节器、发电机和蓄电池电路系统。以上电路系统是必不可少的,构成全车电路的基本部分。辅助电路是指控制雨刮器、音响等电路系统。随着汽车用电装备的增加,例如电动座椅、电动门窗、电动天窗等,各种辅助电路将越来越多。旧式汽车电路比较简单,一般情况下,它们的正极线(俗称火线)分别与保险丝盒相接,负极线(俗称地线)共用,重要节点有三个,保险丝盒、继电器和组合开关,绝大部分电路系统的一端接保险丝或开关,另一端联接继电器或用电设备。但在现代汽车的用电装置越来越多的情况下,线束将会越来越多,布线将会越来越复杂。随着汽车电子技术的发展,现代汽车电路已经与电子技术相结合,采用共用多路控制装置,而不是象旧式汽车那样通过单独的导线来传送。使用多路控制装置,各用电负载发送的输入信号通过电控单元(ECU)转换成数字信号,数字信号从发送装置传输到接收装置,在接收装置转换成所需信号对有关元件进行控制。这样就需在保险丝、开关和用电设备之间的电路上添加一个多路控制装置(参阅广州雅阁后雾灯线路简图)。采用多路控制线路系统可。第二部分第二部分简要介绍了全车线路识读的原则、要求与方法以及电路用线的规格。主要针对其在东风EQ1090车型汽车电路与电器系统应用情况作了概括性的阐述。其包括了电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表系统以及辅助电器系统等主要部分进行了说明。通过对东风EQ1090车型的系统学习,为以后接触到各类不同车型打下个坚实的基础。一、全车线路的连接原则全车线路按车辆结构形式、电器设备数量、安装位置、接线方法不同而各有不同,但其线路一般都以下几条原则:(1)汽车上各种电器设备的连接大多数都采用单线制;(2)汽车上装备的两个电源(发电机与蓄电池)必须并联连接;(3)各种用电设备采用并联连接,并由各自的开关控制;(4)电流表必须能够检测蓄电池充、放电电流的大小。因此,凡是蓄电池供电时,电流都要经过电流表与蓄电池构成的回路。但是,对于用电量大且工作时间较短的起动机电流则例外,即启动电流不经过电流表;(5)各型汽车均陪装保险装置,用以防止发生短路而烧坏用电设备。了解上面的原则,对分析研究各种车型的电器线路以及正确判断电器故障很有帮助。二、基本要求一般来讲全车电路有三种形式,即:线路图、原理图、线束图。(一)、识读电路图的基本要求了解全车电路,首先要识读该车的线路图,因为线路图上的电器是用图形符号以及外形表示的,容易识别。此外,线路图上的电器设备的位置与实际车上的位置是对应的,容易认清主要设备在车上的实际位置,同时,也可对设备的功能获得感性认识。识读电路图时,应按照用电设备的功用,识别主要用电设备的相对分布位置;识别用电设备的连接关系,初步了解单元回路的构成;了解导线的类型以及电流的走向。(二)、识读原理图的基本要求原理图是一图形符号方式,把全车用电设备、控制器、电源等按照一定顺序连接而成的。它的特点是将各单元回路依次排列,便于从原理上分析和认识汽车电路。识读原理图时,应了解全车电路的组成,找出各单元回路的电流通路,分析回路的工作过程。(三)、识读线束图的基本要求线束图是用来说明导线在车辆上安装的指导图。图上每根导线所注名的颜色与标号就是实际车上导线的颜色和到端子的所印数字。按次数字将导线接在指定的相关电器设备的接线柱上,就完成了连接任务。即使不懂原理,也可以按次接线。总上所述,掌握汽车全车线路(总线路),应按以下步骤进行:(1)对该车所使用的电气设备结构、原理有一定了解,知道他的规格。(2)认真识读电路图,达到了解全车所使用电气设备的名称、数量和实际安排位置;设备所用的接线柱数量、名称等。(3)识读原理图应了解主要电气设备的各接线柱和那些电器设备的接线柱相连;该设备分线走向;分线上开关、熔断器、继电器的作用;控制方式与过程。(4)识读线束图应了解该车有多少线束,各线束名称及在车上的安装位置;每一束的分支同向哪个电器设备,每分支又有几根导线及他们的颜色与标号,连接在那些接线柱上;该车有那些插接器以及他们之间的连接情况。(5)抓住典型电路,触类旁通。汽车电路中有许多部分是类似的,都是性质相同的基本回路,不同的只是个别情形。三、全车线路的认读下面以东风EQ1090型载货汽车线路为例,分析说明各电子系统电路的特点。东风EQ1090型载货汽车全车线路主要由电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表系统以及辅助电器系统等组成。(一)电源系统线路电源系统包括蓄电池、交流发电机以及调节器,东风EQ1090汽车配装电子式电压调节器,电源线路如图。其特点如下:(1)发电机与蓄电池并联,蓄电池的充放电电流由电流表指示。接线时应注意电流表的-端接蓄电池正极,电流表的+端与交流发电机‘电枢’接线柱A或B连接,用电设备的电流也由电流表+端引出,这样电流表才能正确指示蓄电池的充、放电电流值。(2)蓄电池的负极经电源总开关控制。当发电机转速很低,输出电压没有达到规定电压时,由蓄电池向发电机供给磁场电流。(二)起动系统线路启动系统由蓄电池、启动机、启动机继电器(部分东风EQ1090型汽车配装复合继电器)组成,系统线路如图。启动发动机时,将点火开关置于“启动”档位,启动继电器(或复合继电器)工作,接通起动机电磁开关电路,从而接通起动机与蓄电池之间得电路,蓄电池便向起动机供给400~600A大电流,起动机产生驱动转矩将发动机起动。发动机起动后,如果驾驶员没有及时松开点火开关,那么由于交流发电机电压升高,其中性点电压达5V时,在复合继电器的作用下,起动机的电磁开关将自动释放,切断蓄电池与起动电动机之间的电路,起动机便会自动停止工作。根据国家标准GB9420--88的规定,汽车用起动电动机电路的电压降(每百安的培的电压差)12V电器系统不得超过,24V电器系统不的超过 。因此,连接启动电动机与蓄电池之间的电缆必须使用具有足够横截面积的专用电缆并连接牢固,防止出现接触不良现象。(三)点火系统线路点火系统包括点火线圈、分电器、点火开关与电源。系统线路如图,其特点:(1)在低压电路中串有点火开关,用来接通与切断初级绕组电流;(2)点火线圈有两个低压接线端子,其中‘-’或‘1’端子应当连接分电器低压接线端子,“+”或“15”端子上连接有两根导线,其中来自起动机电磁开关的蓝色导线,(注:个别车型因出厂年代不同其导线颜色有可能不同)应当连接电磁开关的附加电阻短路开关端子“15a”;白色导线来自点火开关,该导线为附加电阻(电阻值为欧姆左右)所以不能用普通导线代替。起动发动机时,初级电流并不经过白色导线,而是由蓄电池经起动电磁开关与蓝色导线直接流入点火线圈,使附加电阻线被短路,从而减小低压电路电阻,增大低压电流,保证发动机能顺利起动。(3)在高压电路中,由分电器至各火花塞的导线称为高压导线,连接时必须按照气缸点火顺序依次连接。(四)仪表系统线路仪表系统包括电流表、油压表、水温表、燃油表与之匹配的传感器,系统线路如图所示。其特点如下:(1)电流表串联在电源电路里,用来指示蓄电池充、放电电流的大小。其他几种仪表相互并联,并由点火开关控制。(2)水温表与燃油表共用一只电源稳压器,其目的是当电源电压波动时起到稳压仪表电源的作用,保证水温表与燃油表读数准确。电源稳压器的输出电压为。报警装置有油压过低报警灯和气压过低蜂鸣器,分别由各自的报警开关控制。当机油压力低于50~90kpa时,油压过低报警开关触电闭合,油压过低指示灯电路接通而发亮,指示发动机主油道机油压力过低,应及时停车维修。东风EQ1090型汽车采用气压制动系统,当制动系统的气压下降到340~370kpa时,气压过低蜂鸣器鸣叫,以示警告。(五)照明与信号系统线路照明与信号系统包括全车所有照明灯、灯光信号与音响信号,系统线路如图所示。其特点如下:(1)前照灯为两灯制,并采用双丝灯泡;(2)前照灯外侧为前侧灯,采用单灯丝,其光轴与牵照灯光轴成20度夹角,即分别向左右偏斜20度。因此,在夜间行车时,如果前照灯与前侧灯同时点亮,那么汽车正前方与左右两侧的较大范围内都有较好的照明,即使在汽车急转弯时,也能照亮前方的路面,从而大大改善了汽车在弯道多、转弯急的道路上行驶时的照明条件;(3)前照灯、前下灯、前侧灯及尾灯均由手柄式车灯开关控制;(4)设有灯光保护线路;(5)制动信号灯不受车灯总开关控制,直接经熔断丝与电源连接,只要踩下制动踏板,制动邓开关就会接通制动灯电路使制动灯发亮;(6)转向信号灯受转向灯开关控制;(7)电喇叭由喇叭按钮和喇叭继电器控制
摘要:随着电子技术在汽车上的普遍应用,汽车电路图已成为汽车维修人员必备的技术资料。目前,大部分汽车都装备有较多的电子控制装置,其技术含量高,电路复杂,让人难以掌握。正确识读汽车电路图,也需要一定的技巧。电路图是了解汽车上种类电气系统工作时使用的重要资料,了解汽车电路的类型及特点,各车系的电路特点及表达方式,各系统电路图的识读方法、规律与技巧,指导读者如何正确识读、使用电路图有很重要的作用。汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。关键词:电路 单行线制 系统 导线 各种车灯目录:(1)全车线路的连接原则(2)识读电路图的基本要求(3)以东风EQ1090型载货汽车线路为例全车线路的认读a.电源系统线b.起动系统线路c.点火系统线路d.仪表系统线路e.照明与信号系统线路(4)全车电路的导线(5)识读图注意事项论汽车电路的识读方法在汽车上,往往一条线束包裹着十几支甚至几十支电线,密密麻麻令人难以分清它们的走向,加上电是看不见摸不着,因此汽车电路对于许多人来说,是很复杂的东西。但是任何事物都有它的规律性,汽车电路也不例外。一般家庭用电是用交流电,实行双线制的并联电路,用电器起码有两根外接电源线。从汽车电路上看,从负载(用电器)引出的负极线(返回线路)都要直接连接到蓄电池负极接线柱上,如果都采用这样的接线方法,那么与蓄电池负极接线柱相连的导线会多达上百根。为了避免这种情况,设计者采用了车体的金属构架作为电路的负极,例如大梁等。因此,汽车电路与一般家庭用电则有明显不同:汽车电路全部是直流电,实行单线制的并联电路,用电器只要有一根外接电源线即可。蓄电池负极和负载负极都连接到金属构架上,也就是称为“接地”。这样做就使负载引出的负极线能够就近连接,电流通过金属构架回流到蓄电池负极接线。随着塑料件等非金属材料在汽车上应用越来越多,现在很多汽车都采用公共接地网络线束来保证接地的可靠性,即将负载的负极线接到接地网络线束上,接地网络线束与蓄电池负极相连。
加我求求吧。里面有我的联系方式
(一)钻柱设计
钻柱是指方钻杆至钻头之间的钻具管串的总称。
1)钻柱设计原则:满足抗拉强度、抗挤强度等要求,保证钻柱安全工作。尽量减轻钻柱重量,在现有抗负荷能力下钻更深的井。
2)钻柱尺寸选择:钻柱尺寸的选择首先取决于钻头尺寸和钻机的提升能力,同时,还应考虑地质条件、井身结构、钻具供应以及防斜措施等。
3)钻铤长度的确定:保证在最大钻压时钻杆不承受压缩载荷,即中性点始终处在钻铤上。钻铤长度可由相关经验公式计算确定。
4)钻杆柱强度设计:钻杆柱的设计主要考虑抗拉强度来设计,按照抗拉强度确定其可下深度。
(二)钻具组合设计
钻井中常用的钻具组合包括稳斜钻具、防斜钻具、造斜钻具、增斜钻具、几何导向钻井系统和地质导向钻井系统等(王建学等,2006)。
钻具组合设计原则:能有效地控制井斜全角变化率及井斜角,保证井身质量;钻头工作的稳定性高,能施加较大钻压,有利于提高钻速;为了起下钻顺利并降低成本,在可能的条件下钻具组合尽量简化。
(1)稳斜钻具
稳斜钻具的作用是使井眼轨迹沿着当前井底切线方向,保持井斜角和方位角不变钻进。采用刚性满眼钻具结构,通过增大下部钻具组合的刚性,控制下部钻具组合在外力作用下的变形达到稳定井斜和方位的效果。
常用的稳斜钻具组合是:钻头+钻头稳定器+短钻铤+稳定器+单根钻铤+稳定器+钻铤+钻杆。
(2)降斜和防斜钻具
降斜钻具用于定向井中以及直径纠斜时降低井眼轨道的井斜角。防斜钻具用于直井中抑制和防止井斜的产生。
降斜和防斜钻具一般采用钟摆钻具组合,利用钻具自身重力产生的钟摆力实现降斜,根据设计井眼轨道要求和井斜角大小,设计钻头与稳定器之间的距离,便可改变钟摆力的大小。
(3)造斜钻具和增斜钻具
造斜钻具用于从直井段沿一定方向钻出斜井段。增斜钻具用于增加斜井段待钻部分的井斜角。常用的造斜钻具组合为弯接头+井下动力钻具、各种弯外壳井下动力钻具。
普通的增斜钻具是指转盘钻增斜钻具,利用杠杆原理,采用双稳定器或三稳定器设计,近钻头足尺寸稳定器作为支点,根据钻铤的刚性和增斜率大小设计第二个稳定器和钻头之间的距离。
(4)地质导向钻井系统
地质导向钻井系统由钻头、导向马达、无线随钻测井仪、无线随钻测斜仪和地面计算机系统组成,特点是不需要起下钻就可以连续完成造斜、增斜、降斜、扭方位、稳斜等钻进方式,并且可以随时测得地层参数,及时修改地质设计和井眼轨迹。
地质导向钻井是一项国际前沿的钻井技术,对保护油气层,提高钻井成功率、降低作业风险,提高钻井效率和降低钻井成本均具有显著的效果。
钻柱组合设计
由理论计算可知,单一尺寸钻柱的许下深度是有限的,往往不能满足深井和超深井的要求。要使钻柱有更大的许下深度,可采取改变钻柱的组成,即减轻下部钻柱重量的方法。深井、超深井复合钻柱一般是由不同规格(上大下小)、同种规格不同壁厚(上厚下薄)、不同钢级(上高下低)或不同材质(上钢下铝)的钻杆组成。该种钻柱结构比起单一规格尺寸的钻柱来说优点众多,其既能满足强度要求,又能减轻整个钻柱重量,也可在现有钻机负荷能力下钻达更大的井深。作用于钻柱上的力较为复杂,如拉力、压力、弯曲力矩、扭矩等,但其中经常作用且数值较大的力为拉力。因此,在组合钻柱设计中,应以拉伸计算为主,再通过一定的设计安全系数来考虑起下钻时的动载荷以及其他应力的作用。
设计参数
对于科学超深井13000m钻柱的设计来讲,以依托现有技术开展相关设计为主;以钻杆材料深化、深度研究及铝合金钻柱设计为辅;并结合关键技术问题给出合理的建议,钻柱设计方案多样化,即备选方案的提出。“科学超深井钻探技术方案预研究”项目总体技术方案如下:
1)目标井深:13000m;
2)终孔直径≥152mm,岩心直径≥70mm;
3)全孔取心比例:5%;
4)地层:<6000m为沉积岩、>6000m为结晶岩;
5)最高井温:400℃;
6)岩心采取率:牙轮取心40%,金刚石取心80%;
7)超深井井身结构和套管程序,见表。
各段钻柱长度的确定
(1)钻铤长度的确定
一般的钻柱是由钻铤柱和上部钻柱两部分组成。在确定各段钻柱长度之前,要先确定钻铤柱的长度,其原则是中和点位于钻铤柱内,可用下式计算:
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(上册)
式中:Lc为钻铤的长度,m;Pmax为最大钻压,N;Sn为安全系数;qc为钻铤空气中单位长度的重量,N/m;Kf为浮力系数。
(2)各段钻杆长多的确定
各段钻柱长度应自下而上地进行确定。钻铤上面第一段钻柱的最大长度L1可由下式确定:
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(上册)
式中:L1为第一段钻柱的最大长度,m;Pa1为第一段钻柱的最大允许静拉负荷,N;q1为第一段钻杆的每米重量,N/m。
对于复合钻柱,每种钻杆都有其最大设计长度,那么第二段、第三段、第四段的长度可按下式计算:
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(上册)
式中:Pa2,Pa3,Pa4分别为第二、三、四段钻柱的最大允许静拉负荷,N;q2,q3,q4分别为第二、三、四段钻柱的每米重量,N/m;α为考虑连接件后钻杆质量增加的系数,对接头连接α=,对接箍α=。
科学超深井钻柱的设计
科学超深井设计井深13000m、钻井液密度、钻头尺寸、设计最大钻压200kN,钻柱组合为:钻铤+(或)钢钻杆+方钻杆,钻杆性能参数见表。
本设计有四套方案,以方案一为例。该设计方案钻柱为类外平结构,钻杆规格选择立足于API标准,即在现有成熟技术条件下进行的钻柱设计。
(1)确定钻铤长度
钻铤,内径为,qc=,,按中和点方法计算Lc。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(上册)
(2)第一段钻柱长度
钻铤上面用,壁厚,qc=,按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1,按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2(均按钻杆最小屈服强度计算)。
科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(上册)
因为P1>P2,因此,第一段钻杆可下长度由P2确定,即:
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(3)第二段钻柱长度
第一段钻柱上面用,壁厚,qc=,按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1,按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2(均按钻杆最小屈服强度计算)。
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因为P1>P2,因此,第二段钻杆可下长度由P2确定,即:
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(4)第三段钻柱长度
第二段钻柱上面用,壁厚,qc=,按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1,按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2(均按钻杆最小屈服强度计算)。
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因为P1>P2,因此,第三段钻杆可下长度由P2确定,即:
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(5)第四段钻柱长度
第三段钻柱上面用,壁厚,qc=,按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1,按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2(均按钻杆最小屈服强度计算)。
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因为P1
2,因此,第四段钻杆可下长度由P1确定,即:
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(6)第五段钻柱长度
第四段钻柱上面用,壁厚,qc=,按设计系数计算最大允许静拉负荷为P1,按设计拉力余量Kδ=800kN计算最大允许静拉负荷为P2(均按钻杆最小屈服强度计算)。
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因为P1
2,因此,第五段钻杆可下长度由P1确定,即:
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1300m超深井钢钻柱设计方案一至方案四详见表至表。
表 13000m超深井井身结构和套管程序
表 钢钻杆性能参数表
表 13000m超深井钢钻柱设计(方案一)
表 13000m超深井钢钻柱设计(方案二)
表 13000m超深井钢钻柱设计(方案三)
表 13000m超深井钢钻柱设计(方案四)
组合方案有限元优化分析
相关文献可以看出,对于钻柱的整体力学性能分析有两种途径,即三维杆单元,主要用于计算钻柱整体与井壁的碰撞接触分析;三维管单元,主要用于分析考虑钻柱整体在井下承受内、外钻井液静水压力时整体的应力和变形。而无论是其那一种,都属于包含两个节点的一维单元,即空间上的一维线单元,每个单元包含两个节点,每一个节点具有6个自由度(图是一个2节点空间管单元的节点位移和节点力),即6个广义位移和6个广义力:
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式中:ui,vi,wi分别为节点i在局部坐标系中三个方向的线位移;θxi,θyi,θzi分别为节点i在处截面绕三个坐标轴的转动角位移;θxi为横截面的扭转;θyi,θzi分别为横截面在xz,xy坐标面内的转动;Nxi为节点i的轴向力;Nyi,Nzi为节点i在xy,xz面内的剪力;Mxi为节点i处横截面上的扭矩;Myi,Mzi分别为节点i在xz,xy面内的弯矩。
图 二节点空间管单元
假设管单元横截面积为A,在xz面内横截面惯性矩为Iy,在xy面内横截面惯性矩为Iz,单元的扭转惯性矩为J。因此,长度为l,材料弹性模量和剪切模量分别为E、G的2节点空间杆单元在单元局部坐标系内的刚度矩阵Ke可以表示为:
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组合方案静力学有限元分析
针对四种钻柱组合方案(见表~)进行拉伸、扭转、拉扭、弯曲等性能有限元分析,确定不同工况下各钻柱的变形和应力分布情况,并确定钻柱使用极限的深度,综合各因素优选出最佳钻柱组合方案。
(1)基本假设
在对钻杆柱进行建模时,做了如下基本假设:①钻柱始终保持圆形截面形式,其材料性质保持不变;②忽略钻柱上螺纹连接接头的影响。
(2)单元选取
在Abaqus中选择Pipe31单元,即三维线性管单元作为钻柱的单元类型。Pipe31是三维线性(即一次)管单元,是一类特殊的梁单元,也是一维单元。这类单元不仅可以模拟拉伸、压缩、扭转和弯曲,而且还能够模拟管的内、外压及摩擦阻力等。
(3)钻柱模型
下面以方案一中的组合钻柱模型为例加以说明。
图中,由下往上依次为Φ×钻铤(红色,245m)、Φ×钻杆(蓝色,7029m)、Φ×钻杆(绿色,2135m)、Φ×钻杆(紫色,1831m),Φ×钻杆(红色,1322m)、Φ×钻杆(绿色,438m)。单元尺寸为2m,单元总数为6502。
(4)边界条件
实际工作状态下,井口装置对于整个钻柱而言有两个作用:传动及固定。因为,只有在一些方向上限制了其相应的移动或转动,才能在其他方向上获得较好的传动效果,故最上端钻柱的上端横截面的边界条件简化为空间固定端约束较为合适,即约束端点处的三个平动自由度ux,uy,uz和三个绕坐标轴旋转的转动自由度Rx,Ry,Rz。
处于井眼中的钻铤,无论是钻进还是起下钻,其最底端横截面的横向位移始终很小,而其他自由度不受约束,故在钻铤端面的边界条件简化为只约束其横截面内的自由度ux,uz(图)。
图 复合钻柱模型图
(5)初始载荷
无论复合钻柱是在那种工况条件下,都必须受到自身重力、钻井液浮力、钻井液对内、外壁的静水压力作用。
1)重力[图(a)]:重力密度ρg(ρ为钻杆密度,g为重力加速度,)、方向沿y轴负向;
2)浮力[图(b)]:压力集度ρfgh(ρf为钻井液密度,;h-局部坐标系(R,T,Z)中Z的值),作用于不同横截面钻杆柱连接的截面处;
3)内、外压力[(c)]:压力集度ρfgh,作用于钻柱的内、外表面。
图 载荷示意图
(6)工况条件
抗拉,使钻杆整体施加向上6m/s2的加速度,即施加向下的惯性力;在钻杆施加沿y轴向下的阻力。
扭转,钻铤底端横截面施加5000N·m的扭矩。
拉扭,钻铤底端横截面施加5000N·m的扭矩;钻头压力200kN。
弯曲,在钻铤底端横截面施加z方向的力偶矩5000N·m。
(7)分析结果
起下钻对于钻柱的破坏危险性最大;从静力学的角度而言,钻进过程中碎岩所需的扭矩载荷对于钻柱的破坏而言,可以忽略;钻柱最危险部位是螺纹接头连接处,尤其对于不等横截面处的螺纹。
从钻柱的实际工况而言,组合钻柱的中下部钻杆可以选择强度较小的管材,以及横截面积较小的钻杆;但是,从动力学角度考虑,下端选用横截面积较大的管材可以减小钻柱在涡动过程中所产生的最大横向位移,从而减轻钻柱与井壁碰撞过程中的正压力和摩阻,进而改善钻柱的横向受力情况。
从四种钻柱组合方案的极限深度分析我们可以发现,四种钻柱的极限深度的差值在1%左右以及综合受力值十分相近,故应将四种方案中对材料的耗费作为判断其是否为最佳的一个方面;同时,从井口机械的功耗和起下钻的提升效率两方面考虑,方案四为最佳选择(表;图~图)。
表 提钻时组合钻柱极限加速度及提升力
图 提钻时各截面轴向力随加速度的变化
图 5000N·m扭矩作用下的切应力分布
图 15rad/s旋转时钻杆等效应力分布
图 200kN钻压时钻杆等效应力分布
图 5000N·m力偶矩、50kN钻压下横向位移曲线
图 5000N·m力偶矩、100kN钻压下横向位移曲线
图 5000N·m力偶矩、150kN钻压下横向位移曲线
图 5000N·m力偶矩、200kN钻压下横向位移曲线
钻柱立根长度优化
以Φ127×规格钻杆为例,分别对1m和2m立根组成钻柱进行拉、扭、弯曲三种工况下的受力特征分析,获得不同工况下的钻杆柱的应力分布情况,以此考察在三种基本荷载作用下,钻柱的应力分布随钻杆长度的变化情况,并以此为依据进而确定单根定尺长度的基本依据。从有限元分析可以看出:
1)从图~图中可以看出,无论是在拉伸、扭转还是弯曲载荷作用下,1m长单根和2m长单根的应力分布状态完全一致;
2)螺纹是钻柱连接必不可少的部分,也是最薄弱环节,应使螺纹接头尽量的少;
3)钻杆的立根长度应以运输、装卸、使用方便等因素作为其选择标准;
4)对于选定的钻杆立根长度,应对其螺纹副进行优化,尽量提升螺纹接头性能。
图 拉伸状态下等效应力分布
图 扭转状态下等效应力分布
图 弯曲状态下等效应力分布
钻柱多场耦合分析
(1)有限元模型
在继承和使用所用模型(包括材料、边界条件、载荷、网格)的基础上,有两处需要做相应变化:
1)材料部分考虑钢材的热膨胀系数,×10-5m/℃;
2)在初始载荷步增加温度场的设定,即井口温度20℃,由此向下温度梯度设定为3℃/100m。
(2)结果分析
从表和图中可以看出,井下温度的变化,对钻柱整体的应力分布影响不大,对于不同钻柱连接面上轴向拉伸力的影响也可以忽略;同时,温度对钻柱的最大提钻加速度的影响也很小[考虑温度时是,见图;忽略温度时是,见图(d)]。
温度对于钻柱的影响仅仅体现于钻柱沿轴向长度的变化,见表。这种额外伸长量的意义在于,在钻柱的钻进过程中,钻铤底端获得的钻进压力要明显大于理论上的预期值。而这种过大的钻压,给钻杆整体的稳定性和振动特征造成的影响是不容忽视的。
图 钻杆柱等效应力分布
表 各种载荷作用下钻杆柱伸长量
图 考虑温度条件下拉伸力随提钻加速度变化
1 10L真空搅拌机设计2 8英寸钢管热浸镀锌自动生产线设计3 卧式钢筋切断机的设计4 气门摇臂轴支座毕业设计5 后钢板弹簧吊耳的加工工艺6 环面蜗轮蜗杆减速器7 S195柴油机机体三面精镗组合机床总体设计及夹具设计8 车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计9 机油盖注塑模具设计10 机油冷却器自动装备线压紧工位装备设计11 5基于AT89C2051单片机的温度控制系统的设计12 基于普通机床的后托架及夹具设计开发13 减速器的整体设计14 搅拌器的设计15 金属粉末成型液压机PLC设计16 精密播种机17 可调速钢筋弯曲机的设计18 空气压缩机V带校核和噪声处理19 冲压拉深模设计20 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计21 落料,拉深,冲孔复合模22 膜片式离合器的设计23 内螺纹管接头注塑模具设计24 内循环式烘干机总体及卸料装置设计25 全自动洗衣机控制系统的设计26 生产线上运输升降机的自动化设计27 实验用减速器的设计28 手机充电器的模具设计29 鼠标盖的模具设计30 双齿减速器设计31 双铰接剪叉式液压升降台的设计32 水泥瓦模具设计与制造工艺分析33 四层楼电梯自动控制系统的设计34 塑料电话接线盒注射模设计35 塑料模具设计36 同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计37 托板冲模毕业设计38 推动架设计39 椭圆盖注射模设计40 万能外圆磨床液压传动系统设计41 五寸软盘盖注射模具设计42 锡林右轴承座组件工艺及夹具设计43 心型台灯塑料注塑模具毕业设计44 机械手设计45 机械手自动控制系统的PLC实现方法研究46 汽车制动系统实验台设计47 数控多工位钻床设计48 数控车床主轴和转塔刀架毕业设计49 送布凸轮的设计和制造50 CA6140车床后托架夹具设计51 带式输送机毕业设计论文52 电火花加工论文53 机床的数控改造及发展趋势54 机械加工工艺规程毕业论文55 机械手毕业论文56 基于ANSYS的齿轮泵有限元分析57 可编程序控制器在机床数控系统中应用探讨58 矿石铲运机液压系统设计59 汽车连杆加工工艺及夹具设计论文60 数控车床半闭环控制系统设计61 数控多工位钻床设计62 数控机床体积定位精度的测量与补偿63 数控机床维修64 数控加工工艺与编程65 塑料注射模设计与制造66 新型电动执行机构67 液力传动变速箱设计与仿真论文68 轴类零件的加工工艺论文69 中型货车变速器的设计70 数控钻床横、纵两向进给系统的设计71 经济型数控车床控制系统设计72 Y210—2型电动机定子铁芯冲压模具设计73 双坐标十字滑台设计及控制74 注射器盖毕业设计75 二级减速器的毕业设计 QQ: 1 0 7 0 2 6 5 1 0 1
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