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倒立摆平衡车毕业论文

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倒立摆平衡车毕业论文

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倒立摆的发展历史及现状:早在20世纪60年代,人们就开始了对倒立摆系统的研究。1966年Schacfer和Cannon应用Bang-Bang控制理论,将一个曲轴稳定于倒置位置。到了20世纪60年代后期,倒立摆作为一个典型不稳定、非线性的例证被提出。自此,对于倒立摆系统的研究便成了控制界关注的焦点。倒立摆系统(Inverted Pendulum System)是一个复杂的、不稳定的、非线性的、强耦合的复杂被控系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。 n倒立摆系统是一个经典的欠驱动机械系统,这里我们以直线二级倒立摆(Linear Double Inversed Pendulum )为例进行实际应用说明。倒立摆的种类很多,有悬挂式倒立摆、平行倒立摆、环形倒立摆、平面倒立摆;倒立摆的级数可以是一级、二级、三级、四级乃至多级;倒立摆的运动轨道可以是水平的,还可以是倾斜的(这对实际机器人的步行稳定控制研究更有意义); 控制电机可以是旋转电机,也可以是直线电机。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题:如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制,用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时,其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途,如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。对倒立摆这样的一个典型被控对象进行研究,无论在理论上和方法上都具有重要意义。不仅由于其级数增加而产生的控制难度是对人类控制能力的有力挑战,更重要的是实现其控制稳定的过程中不断发现新的控制方法,探索新的控制理论,并进而将新的控制方法应用到更广泛的受控对象中。各种控制理论和方法都可以在这里得以充分实践,并且可以促成相互间的有机结合。之前大学的时候老师有买过安徽合动智能科技有限公司生产的直线电机倒立摆平台,还不错!

机械制造与机械设计的关系 这类的你最好自己去591论文网上查,很多案例,也可以找那里老师代笔。挺负责的,信誉也不错。

浅析机电一体化技术的现状和发展趋势-电子机械-论文网20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电...百度快照发展“机电一体化”的思路和对策-电子机械-论文网(二)北京“机电一体化”工作的任务北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为...百度快照煤矿机电运输隐患排查-电子机械-论文网煤矿机电运输是矿井生产环节的重要组成部分,它贯穿了矿井的各个生产环节,战线长,涉及面广,特殊工种多,技术性强。机电...3、建立大型机电设备安装验收管理制度。为进一步规范大型机电设备安装、改造、验收管理工作,强化大型机电设备安装、改造...百度快照

倒立摆论文答辩ppt

关于答辩PPT的制作,有很多不同的说法,有的人觉得很简单,而对于有些人来讲却很有难度,别人轻轻松松就能搞定的PPT,自己花了很多时间,却做得还不咋样,其实,不管做什么样的PPT展示内容,一定不能喧宾夺主,那么我们应该怎样才能做一个简单漂亮的PPT呢?

1、首先要对论文答辩的要求做一个了解,一般答辩PPT都会有明确要求的,知道要求自然就能很好的把握学校的标准,然后开始制作PPT。

一般答辩大会通常是由各院系论文辅导老师组成的,可以借鉴一下各老师们日常上课的PPT风格,以及他们PPT色彩的搭配是怎样的。答辩大会通常都是在院校的会议室举行,跟日常上课所用的设备相差无几,只要稍微看起来是比较舒服,一般不会有什么大问题。

2、要确定答辩PPT的主题,在通过答辩对象和环境的分析,我们可以确定PPT的主题,背景的颜色可以使用白色,这样就非常的简单,并且可以利用学校的校徽作为主色,字体就使用微软雅黑,也可以尝试下思源黑体、冬青黑体。

3、可以按学校要求制作PPT,如果学校没有要求,那可以根据自己的喜好来制作,只要倾向于学术研究一般问题不大,但是,大部分学校都是有PPT参考模板的,也就是学校的PPT封面、目录、过渡页,封面上面,除了一些常用的字体外,一般还会放一个学校的logo就去,或者是学校的一些具有标志性的图标;目录的话可以使用上下排版的方式,把下面的部分分成两排,因为你的目录如果超过五个部分的话只有一排就会显得太拥挤,为了平衡可以加上第六点,所以这种环绕型的排版适用于偶数的分块目录页;过渡页其实起了一个承上启下的作用。

4、答辩PPT要注意的东西,理清你的论文结构是否制作PPT的前提必要工作,如果使用了特殊字体的话,可以把字体嵌进PPT里面,但是这样就无法修改了,也可以把字体和PPT一起安装到答辩的设备里面去,这样就可以进行修改。答辩PPT一定要提前的去调试,导出来一份图片版的PPT会更加的保险。

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幻灯片模板即已定义的幻灯片格式。PowerPoint和Word、Excel等应用软件一样,都是Microsoft公司推出的Office系列产品之一,主要用于设计制作广告宣传、产品演示的电子版幻灯片,制作的演示文稿可以通过计算机屏幕或者投影机播放;利用PowerPoint,不但可以创建演示文稿,还可以在互联网上召开面对面会议、远程会议或在Web上给观众展示演示文稿。随着办公自动化的普及,PowerPoint的应用越来越广

首先是准备一份PPT。

PPT最好是自己亲手制作的,自己亲手制作的PPT,比较清楚讲解的内容都有哪些。

PPT不用很精美,不要强求像商业PPT那样充满着酷炫和动画。但也要有所修饰,显示出自己是认真对待的。一个小技巧:参考某个老师上课PPT的风格;

相对于现场答辩,远程视频答辩时评委们会对您的PPT内容多些关注,所以要重视;

PPT页数不要很多,大约18~20页左右就行;

字体建议用微软雅黑、大小设在20比较好,标题设在24(如有标题的话);

背景颜色不要与图表和文字的颜色相混,建议背景采用白色为主;

学校的LOGO最好用透明的,在首页可以放在正中,其它页放在右上方;

PPT上的内容以提纲和图表为主,不要有大量的文字;

PPT的内容以要解决的问题、问题的分析过程和问题的解决方法及结果为主。

1)PPT首页要醒目、简洁,内容包括:论文标题、学校LOGO、导师姓名、答辩人姓名、专业名称和日期;

2)选题意义:用简短的话介绍一下现实问题和对企业、社会的意义,如果个人的管理背景对评审员会产生好印象的话,也可以顺带提一下;

3)论文架构:可以是思路框架或者目录,用一页显示出来;

4)文献综述、公司背景介绍要简洁一些。尤其是管理概念和国内外研究,评审员并不感兴趣(除非涉及到行业的专有名词可稍作介绍),这一块不要花太多时间,否则会遇到有些评委催促您尽快进入正题,影响了自己的情绪和答辩的氛围;

5)不要强调创新,创不创新专家们比咱们懂。越强调创新越显示出您看的文献太少;

6)论文要点:存在的问题、分析过程、解决方案和保障措施,尽量用图表来说话;

7)结论部分:强调一下与问题的对应性。

整个PPT要讲解的内容要与学校要求的时间相接近,最好自己写一份详细的讲解内容。试着在家里练习一下,看时间如何控制;

如果是远程视频答辩,要保证环境安静和网络通畅。

其次,准备好一份纸质的论文和笔,以便在评委提出问题和修改意见时可以随时翻阅,并能在需标注的地方进行记录。要及时记下这些问题,要不然您后面就想不起来当时提的什么问题,从而导致不能有针对性地修改。

进入现场

上台时建议向评委老师们行个礼。如果是远程视频答辩,要主动与老师们打招呼。行礼的好处不仅是对他们的尊重,更主要的是行礼可以让您镇静一下情绪,由被动转为主动;

讲话时口齿要清晰。要像向您的客户推荐您的产品那样自信、清楚地传达您的声音;

要控制好节奏,不要太快;

不要读PPT,尽量面向评审员。记不住的地方,可以看看自己的讲稿;

在答辩过程中,要以听和记录为主,对于有分歧的地方,尤其是感到“危机”(可能要通不过)的时候,也要以尊重评委为先,然后再解释自己是如何考虑的(尽量做到自信、心中有数)。因为很多管理问题是没有标准答案的,态度好坏却是在每人心中都有一把尺的;

答辩完成后要感谢评审老师们的辛勤付出(毕竟他们是来给您把关的)。

最后,无论答辩情况如何,也要坦然面对,该修改的地方要进行修改。

论文答辩也是课程学习的一部分,是在毕业前上的最后一堂课。在这里可以比较综合地总结自己所学到的知识,并且锻炼了自己的表达能力和演讲能力,同时也可以从评审老师那里面对面得到知识。好好把握,祝愿各位答辩顺利通过!

答辩的ppt做法如下:

一、答辩ppt内容

1、一般概括性内容:课题标题、答辩人、课题执行时间、课题指导教师、课题的归属、致谢等。

2、课题研究内容:研究目的、方案设计、运行过程、研究结果、创新性、应用价值、有关课题延续的新看法等。

3、PPT要图文并茂,突出重点,让答辩老师明白哪些是自己独立完成的,页数不要太多,30页左右足够,不要出现太多文字。

4、凡是贴在PPT上的图和公式,要能够自圆其说,没有把握的坚决不要往上面贴。

5、每页下面记得标页码,这样比较方便评委老师提问的时候review。

二、答辩ppt模板

1、不要用太华丽的企业商务模板,学术ppt最好低调、简洁一些。

2、推荐底色白底(黑字、红字和蓝字)、蓝底(白字或黄字)、黑底(白字和黄字),这三种配色方式可保证幻灯质量,个人觉得学术ppt还是白底好。

3、动手能力强的大牛可以自己做符合课题主题的模板,其实很简单,就是把喜欢的图在“幻灯片母版”模式下插入就行了。

独轮平衡车毕业论文

因为骑着得劲

力的作用是相互的双轮跑动机的力学原理是力的作用是相互的;力学又称经典力学,是研究通常尺寸的物体在受力下的形变,以及速度远低于光速的运动过程的一门自然科学。

双轮跑动机的力学原理是力的作用是相互的;力学又称经典力学,是研究通常尺寸的物体在受力下的形变,以及速度远低于光速的运动过程的一门自然科学。力学是物理学、天文学和许多工程学的基础,机械、建筑、航天器和船舰等的合理设计都必须以经典力学为基本依据。

那个好呢第一说独轮车他主要来讲他学起来是要花几分钟的/[他是我以前喜欢的]现在我不喜欢了独轮车骑着是很舒服的要想练好他的话就要一天就应该好了独轮车有非常有人喜欢有人喜欢的活就可以买一个个的自行车哪个骑的也是个好玩的东西有很多人买了这个东西他更好上路所以你们买自行车比较好一些.我就想买自行车的.求赞哦

自平衡小车毕业论文

看看 这是世界第一台商业化的自平衡式两轮电动车

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容,欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要:本文概述了工程机械减振技术的发展概况,并以大型机械的驾驶室减振设计为背景,探讨了发动机悬置设计的基本原则,并对发动机减振的布置的力学特性进行分析,最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词:机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用,其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计,设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看,国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题,这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣,车体结构的振动问题更加明显,直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言,控制车体振动尤其是驾驶室的振动,寻求有效的减震设计方法,对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题,本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上,主要通过发动机悬置位置的优化设计,以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶,但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅,并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题,已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术,在此基础上,随着发动机减振技术的进步,半主动减振技术开始应用到发动机减振中,这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置,这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术,这一技术能够较好的实现降噪性能,但结构非常复杂,在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面,主要所依据的是动态舒适性理论,用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看,主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂,跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析,本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述,驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性,要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢,随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下,大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态,由此产生的激振频率很高,也更容易导致构件的疲劳损坏,实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看,工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架,驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析,将驾驶室的隔振系统进行简化,以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩,这类振动不仅会引起车架的的振动,也会形成较强烈的噪声,不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响,采用悬置的设计方式是比较有效的途径,其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论,通过解除发动机六个自由度解耦,改变发动机的支撑位置,从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外,需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数,但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制,可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面,主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时,考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言,在实践中一般都会采用四点支撑的方式,本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端,上述两个位置分别设置两个对称的支撑点,采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看,主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式,具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式,因此仍然采用平置式的减振布置方式。

悬置系统的动力学分析

为减少研究成本,在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述,由于采用的是四个平置式的橡胶减震器,因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统,从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上,进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果,其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位,同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配,减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及,测量激振力和振动响应之间的关系,从而得到二者之间的传递函数,而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件,驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度,以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值,使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内,从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京:北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容,在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计,以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计,希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言:20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想,这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论,这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度,相关的理论以及方式也是不断的出现。比如:M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面,对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标,工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性,所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识,这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点,同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展,可靠性技术的不断发展,使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类,但是就具体的实质来说,大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础,逐渐的划分为两点,第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的,也是就是说因为依据某种规律在时间变动下,疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为,将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性,主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的,都是通过概率可靠性对于随机事件计算的,也会发展为两个方面:第一种是对模型法或者相关扩展方式,这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度,所以说应力概率是低于可靠度强度的,第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品,在最开始的方案构建到后期的生产制造实施,都是需要经过一个设计过程的,但是现在计算不断发展,新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现,使得机械产品日益在完善,这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短,但是结构确实越来越复杂,这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下,对于设计整个过程要加大进度,设计周期要缩短。同时需要注意的是,对于设计是不是能够完善来说,产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的,但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的,所以说,如何将设计质量提升上去,设计理论怎么发展下去,设计技术怎么做到更好,设计过程怎么才能加快嫉妒,都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候,将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来,计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中,在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响,通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品,同时这样产品有着一定的可靠性,机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要,通过一种最优化的形式将产品展示处理,在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位,同时不能忽略的是结构参数的随机性,这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的,将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化,将所出现的问题合理安全性的相结合,这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况,使得产品有了最大化的可靠度。

近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内,机械设计领域中,因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现,在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准,但是就单方面来说,无论是可靠性设计或者是优化设计,都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的,在机械产品经过可靠性设计之后,不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点,还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计,机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计,不能保证产品在一定的条件下或者是时间内,能够将所规定的功能很好的完成,有的时候也许会出现一定的事故,这样直接都有着经济损失。

除此之外,因为机械产品有着很多的设计参数,要是对于多个设计参数进行确定的时候,单纯的可靠性设计就不是这样有地位了,所以在进行可靠性优化设计研究的前提下,要将机械产品可靠性要求先保证,同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数,将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起,然后在发展研究设计,才能得出最为优秀的设计方式。

关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品,它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法,对产 品性能、质量和成本综合考虑,选择出最佳设计,不仅可以提高产品的质量,而且可以降低成本。在机械产 品设计中,正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中,或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语:总而言之,对于机械的可靠性设计而言,设计人员应该根据实际,做出最优的设计,只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来,将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来,才能达到产品最佳以及最可靠点,这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点,才能最好的达到预定的目标,和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

[1]杨为民,盛~兴.系统可靠性数字仿真[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1990.

[2]谢里阳,何雪法,李佳.机电系统可靠性与安全性设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.

[3]阎楚良,杨方飞.机械数字化设计新技术[M ].北京:机械工业 出版.2007.

[4]张义民,刘巧伶.多随机参数结构可靠性分析的随机有限元法[J] 东北工学院学报,2012,13(增刊):

[5] 金雅娟,张义民,张艳林,等.任意分布参数的涡轮盘裂纹扩展寿命可靠性分析[J].工程设计学报,2009,l6(3):196-199 .

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现今,伴随着我国科技、经济的飞速发展,我国的机械行业也取得了较大的进步。下文是我为大家整理的关于有关机械方面毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅析机械设计与机械制造技术

摘要:改革开放以后,我国科技发展水平越来越高,机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展,但是与国外先进技术相比还是有一定距离。本文就主要对机械设计与机械制造相关问题进行了分析探讨。

关键词:机械设计;机械制造;措施

引言

当代社会,随着社会的进步和科技的发展,人们对生活品质的要求越来越高,连带着对各种产品的标准越加严格,对产品的要求向着以下方面发展:合理的价格、高档的质量、方便性、多样化的种类、高度自动化、观赏性等。所以对机械设计以及机械制造的探究就显得非常有意义,能够对提升产品各方面的性质特点有所贡献。

一、机械设计的技术分析

1、机械设计的初期计划设计分析

机械设计要进行初期的计划设计,其在工作方面和计算机软件的设计需求分析比较类似,在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析,在分析要求的过程中,对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础,然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。

2、机械设计的设计方案分析

在机械设计中,方案设计是关键的部分,方案也是设计的灵魂,其决定着设计的成败。在设计阶段,会遇到很多的问题,主要要面对的问题就是实际和理论之间的矛盾。方案设计不仅仅要符合机器本身的性能,同时,在功能方面也要进行满足。在方案设计方面,对检验人员对机器开发、认识以及创新方面都要进行重视.在设计阶段,主要的步骤可以简单概括为对工作原理进行定义、对机器结构进行确定、对机器运动方式进行设计、对零部件的选取与设计进行判断、对制图进行设计以及对初步设计进行调查。

3、机械设计的主要技术设计分析

机械设计中,对技术层面的要求最为严格,在这个阶段要对设计图纸进行校对,同时,要对图纸进行计算,对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计,设计时要进行非常严格的核对,不能出现疏漏的情况,同时,在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械,在设计时,要根据产品进行定型设计。

4、机械设计的技术发展趋势分析

(1)针对现代机械产品的机械设计

现代机械产品对机械设计提出了更高的要求,因此,在进行机械设计时,在技术层面一定要不断的进行改善.机械产品设计要更加具有智能化特点,主要的方式就是利用现代化设计手段,在设计过程中应用先进的设计软件和虚拟的设计技术,对产品设计进行虚拟化,同时,利用多媒体技术对产品的性能结构进行模拟演示,以达到更好的设计效果。

在机械设计方面要更加的系统化,机械设计中包含着很多的部件,这些部件要有机的结合在一起才能形成整体的设计,同时,要具有一定的层次性,在经过系统设计以后才能实现机械产品的设计目标。最后是要具有模块化特点,这种理念在设计方面比较简单,但是,要保证机械设计功能实现模块组合,在产品方案设计过程中进行实现。机械产品设计要具有特性,要根据所生产的产品特性来进行机械设计,在这个过程中要利用计算机对产品进行构建,同时,进行必要的推理,最终形成方案设计。

(2)现代机械设计的未来发展与前景分析

机械产品在性能方面要更加的优良,因此,在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标,其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展,在激烈的市场竞争中能够获得发展空间,产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时,在经济环境不断变化的情况下,要不断开发新技术,这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势,主要体现在技术方面的创新,成本方面的降低,智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力,对企业未来的发展更加有利。

二、机械制造的技术分析

1、主要的机械制造工艺

当代机械制造的技术覆盖范围非常广,包括焊、钳等。而现代机械制造的焊接技术主要有:埋弧焊焊接技术,即在焊剂表层下靠燃烧电弧来完成焊接的焊接技术;电阻焊焊接技术是指将待焊接的物体牢牢压在正负两极之间,再接上电源,依靠电流经过被焊接物表面以及周边能够发热的效应,将其熔化,使它和金属融为一体的压力焊接工艺;螺柱焊焊接技术,就是使螺柱的一端和管件或板件的表面紧紧连接在一起;搅拌摩擦焊焊接技术就是在焊接时,除了焊接用的搅拌头,其余焊接消耗性材料如焊剂、焊丝等都舍弃的焊接工艺;气体保护焊焊接技术,即用电弧来发热的焊接技术。

2、先进的机械制造技术的特点分析

(1)全球化

在经济全球化前提下,机械的制造企业已经将资源配置扩散至全球范围,这促进了制造业在全球大范围的迅速扩展壮大。现代机械制造技术也承受着全球化的挑战,许多先进的机械制造技术层出不穷。一个机械产品的完成可能是几个国家或地区分工合作的结果,所以一个国家要想在经济全球化大背景下处于常胜地位,就要使本国的制造技术处于国际先进行列,再依据国情和具体的制造技术合理分配机械产品的制造工序。

(2)系统性的技术综合

随着社会的进步,现代科技在机械制造中的重要性也逐渐突出,先进的机械制造技术更是多种现代科技的有机结合。先进的机械制造技术不仅突出制造技术的本身,而且增大了制造技术的范围。现代机械制造技术已经渗透到产品的调研、设计、制造、生产以及销售等整个链条中,应用到的科学技术有自动化、现代化管理信息系统、计算机等,是一种综合性的制造。

(3)不断迎合市场经济

传统工艺制造的机械产品已经远远落后于现代市场对机械产品的需求,因此现代机械制造技术要在保留原有制造工艺的前提下努力创新,同时不断吸收世界各国的先进工艺,研究开发新的制造技术。这样才能使机械制造在竞争逐渐激烈的市场经济中占据有利地位。

(4)符合工业发展的新要求

现代工业正在迅猛的发展,而且各种新技术的体系也接连融入其中,如计算机技术、化工技术等先进的现代技术都很好的融合成了一体。现代工业前提下,机械制造要不断革新制造技术,努力提升生产的效率,进一步满足客户的需求,从而能够很好的进行市场的扩展。

3、我国机械制造技术的现况及发展趋势分析

现今,我国的机械制造业发展迅猛,究其原因,主要可以从机械制造的设计、制造工艺和管理等方面来分析:首先就是机械制造的设计方面,在工业比较发达的国家企业多数都应用先进的设计理论及方法,而且会对机械制造的设计数据进行不间断的更新,特别是计算机CAD软件技术的应用,更是让越来越多的机械制造企业走进了无图纸的时代,可目前我国紧缺这样类似的先进技术或者是应用得不广泛,需要有关部门和核心机械制造企业大力的宣传和推广;其次是机械制造的技术分析方面,目前机械制造的主要发展趋势是高精密、高精度加工,在发达的国家,一些高级的加工工艺如纳米、电磁、微型加工以及激光等加工技术都被广泛运用到实际的生产制造中,而目前我国这类高端技术应用得则很少甚至还没有开发出来。

因此,在我国的机械制造技术方面还有很大的发展进步空间,值得投入更多的精力去研究探索;最后就是机械制造的管理方面,在这个信息时代的大背景下,应用计算机技术来实行管理已经成为了一种必然趋势,随着机械制造的组织机制和生产方式的不断更新,精细生产(LP)、准时生产制(JIT)、敏捷制造(AM)以及制造资源计划(MRPⅡ)等先进的管理思想应运而生,而在我国这些先进的管理理念则比较稀少,只有极少数的机械制造企业引进了这些管理机制,因此我国的机械制造企业要多多引进这类先进的制造管理理念,提高机械制造的效益与效率。

结束语

综上所述,要想促进机械制造业的发展,就必须不断提高机械制造技术和精密加工工艺的发展及应用水平。而机械设计对机械制造来说非常的重要,因此在机械设计过程中要严格把关,保证质量,实现高标准、高质量的机械生产。

参考文献

[1]郭健禹.现代机械制造技术的发展方向探析[J].中国科技纵横,2011(18).

[2]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(6).

[3]陈海平.试析我国机械制造技术的现状及发展方向[J].价值工程,2013(18).

浅析电梯的机械装置及机械结构

摘要:随着高层建筑的进一步增多,电梯也开始频繁出现在我国的各大商场及居民建筑物中,电梯为人们的生产及生活活动带来了方便与快捷的同时,所出现的安全事故等问题也为人们的正常生活秩序造成了严重的影响。

关键词:电梯;机械装置;机械结构

引言

电梯给人们的生活带来了方便和快捷,但是,当电梯出现故障的同时也给人们带了不便甚至危害到了人们的生命安全。因此,应对电梯结构进行进一步的研究和完善。

一、电梯的概念及分类

1、电梯的概念

虽然电梯十分普及,多数人也都使用过电梯,但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面,所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的,具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备,不包括自动人行道以及自动扶梯等等。对于广义的电梯而言,其主要指的是具有动力驱动的,可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等等,可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯,也包括自动扶梯以及自动人行道等等。

2、电梯的分类

按其运行速度快慢来分,可将电梯分为四大类:低速、快速、高速以及超高速四类电梯。对于低速电梯而言,其主要指的是运行速度小1m/s的电梯,多数货梯的运行速度均在此速度区间内;快速电梯指的是运行速度在1m/s-2m/s之间的电梯,通常而言,15层以内的多层客梯以及住宅电梯的运行速度均在此区间内;高速电梯主要指的是运行速度在2m/s-4m/s之间的电梯,高层写字楼中常为此种类型的电梯;而超高速电梯的运行速度超过4m/s,主要用于分区进行控制的高层大厦中。

根据电梯使用用途的不同,可将其分为乘客、载货、医用、杂物、观光、车辆以及船舶等多种类型的电梯,除了常用电梯以外,还有不少种类较为特殊的电梯,例如,建筑施工电梯、斜行电梯以及立体停车场用电梯等等。

二、电梯的机械结构及主要装置分析

1、门系统

门系统的主要任务是在电梯运行的过程中关闭电梯的轿厢空间门与各层的层门以免乘客出现意外。门系统是电梯安全保障的重点之一,门系统必须保障的几点是:在轿厢没有升到层门并停好之前层门自动闭锁(某商场就出现过电梯因意外导致层门闭锁失灵,结果一个乘梯的顾客看也没看就走了进去);在轿厢运动过程中轿厢门必须自动闭锁。

2、曳引系统

曳引系统的主要目的就是牵引轿厢上上下下到达乘梯者指定的层数。曳引系统主要由导向轮、限速轮、曳引钢索、曳引机等组成。曳引机即俗称的电梯主机,是为电梯提供动力的装置。电梯主机根据其电机可以分为交流曳引机与直流曳引机;根据其减速方式可以分为无齿轮曳引机与有齿轮曳引机;按其速度可以分为低、中、高、超高速曳引机;据其结构形式可分为卧式曳引机与立式曳引机。电梯的轿厢与对重是通过同一根曳引绳挂在同一个曳引轮上的。轿厢的重量与对重的重量使曳引轮与曳引绳之间产生摩擦力,曳引机则驱动曳引轮转动从而以摩擦力驱动轿厢的上下。

3、轿厢系统

轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁等部件组成的。轿厢是四大空间中唯一的乘客空间。轿顶与轿门对面的轿壁通常为镜面,轿顶处安装有监控装置。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间,但是我们不知道的是轿厢的底部还有称重装置,可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量,一旦这个总重量超出了电梯的额定重量,则发出声音报警,现在许多电梯已经将原来单调的警示音改成了语音报警,以提示电梯目前处于超生停止运行状态,必须对重要做出调整。这时候只要下去一个或几个人只要不超过额定的重量电梯就可以继续运行了。

4、导向系统

电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制,约束对重与轿厢在各自的轨导上运行,以免发生碰撞,因为对重与轿厢其实挨得很近,如果不加以约束非常容易相撞。在意外停电、曳引绳断裂等意外发生时,导向系统可以将轿厢卡死在导轨上以防止其做自由落体式坠落从而造成人身伤亡。导轨能控制电梯的升降方向,控制了轿厢和对重在水平方面的移动,使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置,避免发生倾斜。电梯井道中共有4根导轨,2根为对重架导向,2根为轿厢导向。利用螺栓、螺母与压道板实现导轨的固定。而导轨架之间的距离需控制在3-5m长的导轨上,且数量必须在2个以上。导轨在安全钳动作时,可当成被夹持的支承件,支撑轿厢或对重。

5、重量平衡系统

此系统主要包括了对重、补偿绳、补偿装置以及补偿缆等。对重用的钢丝绳经曳引轮与导向轮同轿厢相连,并负责在运行过程中对轿厢及电梯的负载进行平衡。对于对重重量值而言应严格依据电梯的额定载重量相关要求进行配置,以尽可能确保电梯处于一个最佳的工作状态。若电梯的曳引高度大于30m时,曳引钢丝绳的差重将会对电梯的运行稳定性及其平衡状态造成影响,因此,必须进行补偿装置的增设,例如,补偿链及补偿缆等等。

6、机械装置

电梯作为垂直交通工具,安全必须绝对保证。在此主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。

限速器和安全钳

限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度,当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上),限速器停止运转,并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构,通过机械动作发出信号,切断控制电路,同时迫使安全钳动作,从而使轿厢强行制停在导轨上,只有当所有安全开关复位,轿厢向上提起时,安全钳才能释放。当安全钳没有恢复到正常状态时,电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时,起检测及操纵的作用。

缓冲器

缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置。当所有保护措施失效时,带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层,造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器的目的,就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型。由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能,产生反弹,造成缓冲不稳,因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器,是以消耗能量的方式缓冲的,因此没有回弹现象,缓冲过程相对平稳,噪声又小,因此在快速和高速电梯中被普遍使用。

终端超越保护装置

终端超越保护装置的作用,在于避免电梯的电气系统失效,而造成轿厢越过上、下端站能够持续运行,引起冲顶、撞底等意外的发生。终端超越保护装置,通常安装在轿厢导轨的上、下终端支架上,其主要是由减速开关、限位开关、极限开关并配有打板、碰轮、钢丝绳等构件组成。打板在电梯失控后,会因轿厢的运行而与减速开关相碰,让开关内的接点送出电梯停止运行的指令信号。若这种方式无法停止电梯,则需要利用限位开关的动作,使得电梯往相反的方向运行。若电梯依旧无法停止,极限开关将把电源断开,电梯迅速停止。

结束语

综上所述,虽然电梯的机械结构较为简单,但其机电一体化程度相对较高,所应用的自动化技术也相对较为先进,电梯控制电路及过程复杂程度高。但是,同其他任何机电系统相同,电梯的装置以及机械结构间也存在着不少问题。因此,现有电梯仍需进一步完善,应将传统的曳引绳牵引电梯转变为磁悬轨道动力牵引电梯,并采用固定轨道对电梯进行固定,以确保电梯使用过程的安全性。

参考文献

[1] 叶安丽.电梯控制技术[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]丁立强.曳引电梯动态特性研究及其仿真平台开发[D].杭州:浙江大学,2005.

智能平衡小车毕业论文

发动机自动熄火的诊断分析发动机自动熄火的诊断分析摘要: 现代的轿车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机,自动熄火的原因很多,首先要分析自动熄火的症状。汽车发动机经过长期的使用后或者人为的原因导致发动机自动熄火,那是什么原因导致发动机自动熄火呢?那就要我们带着问题来探研问题的所在,从中认我们知道发动机为什么自动熄火,这样我们才可以以后避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦,防范于未然。关键词: 发动机 自动熄火 诊断分析 检测 维修 熄火故障原因绪论在汽车技术日新月异的今天,电脑控制技术已经应用到汽车的各个系统,各种新结构、新技术的不断涌现,使汽车维修人员面临着更加大的挑战。现代汽车维修技术的特征表现为“七分诊断,三分修理” ,发动机常见故障现象、故障原因、诊断方法和思路、诊断与排除等发生了很大的改观,因此,我通过长时间的在校学习,并参考了大量的维修资料写下了该文。一 发动机的概述发动机的简介发动机机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。发动机的工作原理(配图)发动机是一种能量转换机构,它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。要完成这个能转换必须经过进气,把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩,压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃);可燃混合气着火燃烧,膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环,工作循环不断地重复,就实现了能量转换,使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环,曲轴转两圈(720°),活塞上下往复运动四次,称为四行程发动机。而把完成一个工作循环,曲轴转一圈(360°),活塞上下往复运动两次,称为二行程发动机。常见发动机的结构(图)发动机的结构主要由以下的两大机构和五大系统组成。曲柄连杆机构:包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、活塞环及活塞销等;配气机构: 包括凸轮轴、进排气门、正时齿轮、气门弹簧及气门座等部份;燃油供给系:包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油喷射系统、空气滤清器、进排气管及消声器等部份;冷却系:包括水泵、散热器、风扇、节温器及水管等部份;润滑系:包括机油泵、机油滤清器、机油集滤器及油道等部份;点火系:包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞及高压线等部份;起动系:包括起动机及其附属装置。其中气缸盖、气缸体、进气歧管由铝合金制成,而气缸套及凸轮轴则由铸铁制成;并采用平衡轴的方式平平衡因曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和往复惯性力,以降低发动机的振动。二 发动机的检修发动机的拆卸(步骤)拆下蓄电池的负极接线,把发动机室机盖提起到垂直位置,再卸下空气滤清器。放掉冷却液,然后拆下散热器。对装有空调的发动机,卸下空调压缩机的动皮带,然后拆下压缩机,并在不拆软管的情况下把它移到一边。松开动力泵储液罐的注液盖,然后用注射器抽净罐中的液压油,再拧上储液罐盖。拆下油门拉线,拆下液压制动助力器的固定螺栓或在进气歧管上的固定螺母,撒下安装接头用的两个密封垫圈。从缸盖后面的支架上松开真空助力器软管。拆下水泵上的散热器上软管和节温器壳上的储液罐软管。拆下水泵出水口右侧的暖风水箱软管和缸盖后面的左侧的软管。对装有液压气动悬架的车辆,从缸盖的右侧卸开液压泵。拆下燃油分配器和燃油压力调节器上的软管,然后用干净的抹布在装配螺栓处堵住油管以防燃油外泄。拆除全部影响发动机拆卸的导线和软管以及与此有关的例如冷启动阀、电磁压力调节器、空气流量传感器、节气门壳、辅助空气装置、冷却液温度传感器和缸盖温度开关、油底壳油位传感器、交流发电机、起动机和点火线圈等零部件、元器件和总成。拆下点火系统电子开关装置的两个电气连接器。然后拆下诊断插座与翼子板的固定螺栓,从插座的后面拆下电气导线连接器。拆下进气歧管上的机油滤清器导线护罩支撑与安装支架的固定螺栓。从各个连接件和电缆夹上松开导线和电缆并把拆下的导线和电缆与发动机分离开来。提升车辆并把它可靠地支承在支撑台架上。对装有发动机下托架的车辆,卸下前支撑、螺栓、后凸缘螺母和螺栓,然后拆下下托架。对于早期的车辆,松开座架并拆下发动机前减震垫。拆下凸缘螺母或螺栓,然后把排气管与歧管分离开来。松开软管夹,拆下螺母以松开发动机右侧连接件上的动力转向软管,并用干净抹布堵住软管和金属管。拆下发动机搭铁线的固定螺栓和螺母,然后取下搭铁线。拆卸下传动轴,拆下发动机支架与托架的固定螺栓。用提升装置把发动机连同变速器一起从发动机室中提。发动机的安装发动机组装程序与要求如下:(步骤)在组装发动机时要全部使用新垫和新油封,并且保证全部零件都涂有适量的机油以及在缸筒中和曲轴箱内不残留金属多余物。在安装活塞与连杆组件时,要翻转缸体使之右侧面朝上,然后把连杆伸进缸筒中,再用活塞环夹紧器夹紧活塞环并把活塞引进到缸筒中,再用木锤把或类似的硬木棒把活塞与连杆组件顶到位。用规定的力矩拧紧连杆轴承盖螺母和主轴承盖螺栓,然后用手转动曲轴以确定其转动阻力适度。对于拉伸螺栓的连杆,不要使用扭力扳手拧紧,而要用转角器拧紧,而且要确保拉伸段的直径大于、被连杆轴承盖挡住部分的直径应不小于。出于标准化上的原因,对于全部连接用螺栓相对于转角器的拧紧转角为90°+10°,也就是在以··m的扭矩拧紧后再拧转90°;请注意对于190E款型,在第三个主轴承盖处装有曲轴止推垫。此止推垫的两个凸耳放在主轴盖的凹槽中以防止其转动,在安装时应使止推垫带有槽的一面面向曲轴的止推面。分解机油泵并检查齿轮的齿隙,然后检查泵盖安装面的翘曲量,若超过规定,则用机械加工的方式使其平整,若泵盖的内表面磨损严重,则予以更换。安装上机油泵。再安装上油底壳、下曲轴箱,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,然后把缸体的上表面转动向上,装上缸垫和缸盖,按规定顺序和力矩拧紧缸盖固定螺栓。安装上气门室盖,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,最后把余下的全部零部件安装到发动机上。利用吊装设备把发动机装入发动机室中。2.3发动机的磨合发动机总成装配后,一般要求经过冷磨合与热试后才能投入使用,通过冷磨与热试对提高零件配合质量,保证正确的间隙(如气门间隙和准确的正时),从而提高发动机的动力性,经济性,工作可靠性和使用寿命. 发动机的冷磨合发动机的冷磨合是指以发动机或其他动力带动发动机运转磨合的过程.其功用是使相对配合的零件之间进行自然磨合.由于冷磨合后,还必须对发动机进行拆检与清洗,所以冷磨时可不安装燃油供给系统和点火系统各附件,如果已安装上,则应拆下汽油机活塞,以减小冷磨合汽缸内的压力,减小发动机零件的机械负荷. 发动机的热试将装配好的发动机,以其本身产生的动力进行运转试验的过程,热试可将发动机安装到车上后进行.热试时,发动机工作温度达到正常后,应使发动机在不同的转速下运转.此外,还应该检查有无漏水,气及油现象,检查调整气门间隙,点火正时,怠速转速等,观察电流表,冷却液温度表,机油压力表指示灯是否正常,听该发动机工作是否有异响,检查发动机汽缸是否符合规定标准,热试的时间为小时。三 发动机自动熄火的故障维修故障现象故障现象 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火,而再起动并没有多大困难的现象。常见故障原因进气管路真空泄漏;怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳;燃油压力不稳定,例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良,或燃油泵滤网堵塞等;废气再循环阀门阻塞或底部泄漏;燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障;燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等;点火系工作不良。例如高压火弱,火花塞使用时间过久,点火正时不对,点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱,低压线路接触不良,绝缘胶损坏间歇搭铁等;节气门位置传感器不良;空气流量计或进气压力传感器有故障;冷却液温度传感器、氧传感器有故障;曲轴位置传感器有故障,如无转速信号(插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等);曲轴位置传感器信号齿圈断齿,会引起加速时熄火,曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差,会导致信号不正常,会引发间歇性熄火故障;ECU有故障。故障诊断的一般步骤(步骤次序)先进行故障自诊断,检查有无故障码出现。如有,则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器(如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等)有无故障。如发动机自动熄火发生在怠速工况,且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。采用故障模拟征兆法振动熔丝盒,各线束接头,看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良,各搭铁线有无搭救铁不良,目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度,重现故障,进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。在不断试车过程中,有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话,故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表,最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上,再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象,则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。试车时接上专用诊断仪,读取故障出现前后的数据,进行对比分析,从而找出故障。按故障逐个检查排除。故障诊断的相关要点(分点讲出来)在对电控系统引出的故障诊断时,千万不要忘记先进行基本检查。例如:在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前,一定要确保进气管路无泄漏,配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象,发动机的抗负荷交变能力就差,在工作状况突变的情况下可能熄火,如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的,除非是检查汽车时正好显示故障。因此,当进行诊断测试时,故障症状不出现,故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站,由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶,直到故障出现。这种方法就不凑巧了,因为这样故障短时间不出现,就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站,这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重,如一时无法确诊,也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时,有时换火花塞是必要的。当怀疑空气流量计不良(如空气流量计热线过脏;内部电路连接焊点脱落、接触不良等)时,可用示波器检查空气流量计信号电压波形。当怀疑进气压力传感器不良时,应先检查传感器真空胶管,看是否破裂,弯折,是否有时漏气,有时不漏气,使进气压力传感器信号时而正常,时而不正常,造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响,也对修正点火提前角的信号之一,应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化,容易造成发动机加速时熄火。如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火,要重点检查油路;如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面,高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障,但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析,然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境,进行就车诊断。这样有助于故障处理。四 故障实例道奇车自动熄火故障故障现象一辆三星道奇乘用车,在行使了一段路程后其发动机突然自动熄火,再起动时发动机不能着火,但过了大约15min后起到发动机时又能正常起到,且怠速平稳,加速性能良好。故障分析在冷机状态下测量燃油系统压力,压力正常;在发动机自动熄火后测量燃油系统压力,该系统的压力明显低于正常值;进一步检查时发现在冷机时燃油泵输出的燃油压力正常,在热机时燃油泵输出的燃油压力偏低,因此燃油泵本身油问题。排除方法更换该燃油泵。康明斯发动机自动熄火故障Cummins康明斯发动机-自动熄火-的故障原因分析与处理方法1:燃油用完或燃油关断阀切断油路处理:检查燃油关断阀,看它是否开启。如系关闭,应予打开。检查油箱中有否燃油。如果油箱无油,则加油原因。2:燃油质量低劣处理:检查更换燃油原因。3:燃油输油管道漏气处理:检查连接件有无松动,管道有无破裂,滤清器是否未上紧等,并一一校正原因。4:内输油路或外输油路漏油处理:对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换原因。5:燃油泵驱动轴断裂处理:检查齿轮泵驱动轴是否断裂。重新调校或更换原因。6:节气门传动杆调整不当或磨损处理:检查磨损情况,更换并调整传动杆原因。7:怠速弹簧装配不对处理:重新装配调整原因。8:限速器离心锤装配不当处理:重新调校原因。9:燃油中有水分或蜡质处理:更换燃油,更换所有滤清器,装设燃油加热器原因。10:燃油泵校准不正确处理:重新调校燃油泵原因。11:密封垫漏气处理:进行压力检查,找出漏气的气缸,更换并修理。奔驰轿车自动熄火故障故障现象一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火,再次着车,ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮,并且着车几分钟后,车辆再次熄火。故障原因及分析接车后,打开发动机舱盖,发动机及线束一切都十分整齐,看来此车保养得非常好,车主说此车从来没出现过大毛病,所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关,仪表灯微亮,将点火开关旋至起动挡,起动机“哒哒”作响不运转,好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压,只有9V,利用强起动蓄电池着车后,ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭,取下起动蓄电池,不一会儿发动机又熄火。再次强起动,测发电机的电压为蓄电池电压,说明发电机不发电。测量发电机D+端子,有+14V电压输出,证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电,而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表,取出充电指示灯灯泡,没有烧坏,线路也没有问题。无奈之下,只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险,但为了进一步验证发电机是否真是好的,只好采取此办法。方法是:取一个点火开关处火线,接在一个二极管的正极上,二极管负极接在发电机D+端子上,人为给一个激励信号;利用这种办法着车,测发电机电压果然能达到—,加油时也正常,说明发电机是好的。虽然发电机电压正常了,但4个故障灯仍然常亮不灭,利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统,发现通信错误,根本无法进入。取下ABS电脑盒,按资料电路图,找到电脑端子的火线和地线,发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后,ABS、ASR灯熄灭,诊断仪也能进入且无故障,但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查,驻车制动制动开关正常,制动蹄片及制动油液位都正常,再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给,检查基本电脑上的4个10A熔丝,结果3号10A熔丝烧断,取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查,发现3号熔丝上被人接了一根线,顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的,取下此线,再接一个10A熔丝,没有再烧断,原来防盗喇叭负载电流过大,只要一工作就会烧断10A熔丝。再测ABS电脑端子电源线,恢复正常,着车观察,驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了,一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗?于是把发电机线恢复成原车线,测量发电机发电机电压正常,至此故障全部排除。一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦,使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站,所有模块的电源供给都从基本电脑输出,所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士,千万不要胡乱改动原车线路,给维修带来困难,此例故障就是因加装防盗器的那个修理工,没有找到常电源,(奔驰车蓄电池在行李舱)就从电脑处取一个电源,但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭,故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了,所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源,才能根治故障。阳光车发动机自动熄火故障现象一辆东风日产阳光乘用车,在行驶万km时到专营店进行正常维护,但两天后出现怠速转速较低,当车速达到100km/h—120km/h的条件下紧急制动时发动机会自然熄火,而且该现象出现的频率越来越高,每天达到五次以上,根据以上故障现象得出下列分析。故障原因分析利用CONSULT-Ⅱ故障检测仪进行故障检测,检测到“CMP SEN/ CIR-B1[P0340]”,即曲轴位置传感器及其故障线路故障。清除线路代码后,重新调取故障代码,该故障代码不再出现,但仍有紧急制动时熄火的现象。检查曲轴位置传感器(位于分电器内)及其线路,未见异常。利用替换法更换了分电器总成,故障未能排除。后经进一步检查发现,该车没有冷机提速功能,在发动机温度为37℃时,其怠速转速只有450r/min,但发动机运转平稳;当发动机达到正常工作温度后,在接通前照灯、空调等负荷的情况下行驶紧急制动,才会出现熄火现象,在熄火前发动机转速先将到400r/min以下,然后再慢慢熄火,不是立即熄火。熄火后发动机可立即起动。根据以上故障特征,判断故障发生在发动机的燃油系统或进气系统上,因为如果点火系统出现了故障,导致发动机熄火,其熄火具有突然性,并且熄火后发动机不易重新起动。为找到故障的原因,又做了以下检测:1、测量燃油系统压力。在发动机熄火时,燃油系统的油压始终保持在250kpa,说明燃油系统正常;2、检测发动机的基本怠速状况。热机后拔掉节气门位置传感器(TPS)线束侧连接器,发动机怠速在788r/min左右,说明发动机基本怠速正常;3、利用检测仪测试发动机加速后迅速松开加速踏板时的转速特性曲线,发现该车发动机在怠速补偿方面不良,就重点检查怠速控制系统。利用检测仪读取乘用车的数据流,并与其正常值进行比较。通过比较发现,该车在37℃时发动机转速只有450r/min,但发动机ECU向怠速电动机却已经下达了转动54步的指令;而在正常情况下,怠速电动机只要转动15步,发动机转速就能达到513r/min。由此断定怠速电动机或其控制线路可能存在故障。利用检测仪对怠速电动机进行执行测试。正常情况下,热机后当怠速电动机达到100步时,发动机转速可达到2000r/min左右,但该车在改变怠速电动机转动的步数时,发动机转速没有改变。从而进一步确认怠速电动机或其控制线路存在故障。更换怠速电动机,该故障无法排除。拔下怠速电动机线束侧连接器,接通点火开关,检查怠速电动机线束侧连接器的电源端子,其电压正常。(注意:必须用测试灯进行测量,这样可以排除电源线路接触不良或虚接电阻过大的现象,如果用万用表检测,容易忽视这方面的故障。)经测量发现怠速电动机线束侧连接器上各端子与ECU线束侧连接器上相应端子的导通性良好,怠速电动机控制线路中没有塔铁现象;进一步检查发现,在ECU线束侧连接器上有一个端子脱出,将其重新装复到原位,用检测仪测试乘用车在加速后迅速松开加速踏板时特性曲线,发现该曲线恢复正常,对怠速电动机进行执行测试,也正常,路试过程中没有出现发动机自动熄火的现象。该故障排除。捷达王突然熄火故障原因故障原因行驶中突然慢慢熄火,再启动后发动机工作不稳,接着很快又熄火。诊断与排除发动机慢慢熄火与燃油系统有关,但经检查燃油系统工作正常。拔下中央高压线做跳火试验,发现火花很强,说明点火系统正常。再检查点火正时,发现分电器固定螺栓松动,上下活动分电器,分电器可上下窜动。将分电器固定好后,发动机能顺利启动。但发动机工作不稳定,加速时排气管放炮。从新出现的故障现象分析,该车可能是点火错乱。检查分电器盖、分火头,均无故障。检查正时皮带,松紧合适,不可能发生跳齿现象。这时想起分电器固定螺栓曾松动过,会不会发生分电器齿轮折断现象呢?由于分电器固定螺栓松动,造成分电器向上窜动,齿轮不规则折断,同时螺栓松动使分电器左右转动,造成发动机熄火。重新启动发动机时,由于分电器齿轮断齿,使点火正时错乱,发动机工作不稳,加速不良。这时,再怎么调分电器,也调不出正确的点火正时。折下分电器,结果发现分电器齿轮有不规则断齿现象。更换分电器后,故障排除。时代超人发动机自动熄火故障的诊断与排除故障现象一辆桑塔纳2000时代超人,发动后不能正常运行,运转几分钟后就自行熄火,并且熄火后短时间内无法再启动着车;停放十几分钟后又能正常启动了,但过几分钟后又自动熄火。故障如此反复,无法正常使用。故障诊断与排除接修此车后,首先试启动发动机,发动机启动成功,运转较为平稳;原地加速试验,感到发动机很闷,响应不够灵敏,加速性能较差;运转大约3min左右,发动机怠速出现不稳且抖动了几次就自行熄火了;立刻再次启动发动机,没有任何着车的迹象。接上VAG1552诊断仪,读取发动机故障码,没有故障代码。随后又对汽油压力、高压线、火花塞进行了检查,未发现异常。检查配气正时的情况,也未发现问题。经过以上几项检查,时间大约已用了十几分钟,而后再次试启动发动机,发动机居然又能正常启动运转了。趁着发动机尚能运转的时机,立刻读取了该车的数据流,也未发现明显的异常。大约3min后,发动机再次自行熄火,仍旧是当时无法立即启动着车。这个故障确实很奇怪!各项检查和数据都显示该车没有任何能造成发动机不着车的问题,那么问题究竟出在哪里呢?仔细回想一下之前的一系列检查过程,再结合加速性能较差的现象,最后把问题的焦点集中在了排气系统上。笔者让一名员工启动发动机,自己到车尾观察消声器的排气情况,发现在启动过程中,消声器处竟然一丝的尾气也未排出,由此可以断定问题的确出在排气系统上。将车辆架起,断开排气管与三元催化器的接口,再启动发动机,发动机顺利着车,怠速运转较长时间,也未出现自行熄火的现象。拆下三元催化器检查,发现三元催化器的内芯已经被严重堵塞。由此断定,这个怪病的根源就在这个堵死的三元催化器上。更换新的三元催化器后,试车,运转平稳,加速有力,故障彻底排除。当三元催化器完全堵死后,发动机运转时的废气无法正常排出;当排气侧的废气压力增大到和作功压力相近的时候,发动机就自动熄火;熄火后排气管内的压力无法马上消除,所以在熄火后立刻启动时,无法再次着车。当排气管内的废气通过三元催化器内芯上残存的微小缝隙逐渐缓慢的卸压后,又能再次启动着车,这就出现熄火后等待十几分钟又能启动的现象。通过这个故障让我们认识到,对于一个故障的诊断,要全方位地去分析和思考,不能只局限于依靠仪器诊断的数据来判断。结论: 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃烧产生的热能转变为机械能来驱使汽车行驶的.它是汽车的唯一动力输出源,发动机自动熄火的诊断分析是对汽车发动机维修的一种技术要求,由于发动机维修复杂、涉及面广,对我们的诊断与维修造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中,对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解,在分析问题时考虑不全面,同时在自动熄火的诊断分析问题的过程中条理不清晰,不能对症下药,常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修,往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对发动机自动熄火诊断分析进行了全面的分析,优化了维修工艺的程序。更进一步提高了维修人员的维修技能。参考文献:[1] 李清明,汽车发动机故障分析详解,北京:机械工业出版社, 2007[2] 李良洪,汽车维修工,北京:化学工业出版社,2004[3] 陈文华,汽车发动机构造与维修 北京:人民交通出版社 2003[4] 陆刚,汽车发动机的养护与维修实例 北京:电子工业出版社2006[5]刘越琪,发动机电控技术,北京:机械工业出版社, 2002参考资料:

Along with the development of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, all kinds of hi-tech also widely used in intelligent robot toy car and manufacturing field, make intelligent robot more and more diverse. Intelligent car is a variety of high-paying technology integration body, it incorporates mechanical, electronic, sensors, computer hardware, software, artificial intelligence and many other subject knowledge, can involves many of today's current areas of technology. This car design mainly by the single chip microcomputer control system module, manostat module, motor driver module, infrared inspection module and to the wireless digital module composition, system to C8051F340 microcontroller as the core, set to foreign control, use linear regulator chip to voltage stability of control for single chip microcomputer and other peripherals for the reliable power supply, using infrared to the module black and white signal detection, use L298N motor driver module to the dc speed-down motor stability control, use light coupling strength chips for electrical isolation of control, disappear

关于智能传感器与汽车电子的分析摘要:现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。关键词:智能传感器1 汽车电子操控和安全系统谈起近几年来我国汽车工业增长迅速,发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测:汽车工业有可能超过IT产业,成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实,汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT 产业的增长。例如,虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右,但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%,中、高档轿车中汽车电子已占30%以上,而且这个比例还在不断地快速增长,预期很快将达到50%。电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,汽车(机动车)的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高,都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出:电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是,必须指出的是,除了一些车内音响、视频装备,车用通信、导航系统,以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外,现代汽车电子从所应用的电子元器件(包括传感器、执行器、微电路等)到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器(智能执行器、智能变送器)。实际上,汽车电子已经经历了几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。还可以举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,仅只针对四个轮子的操控上,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD),ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在,国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统(EBA),该系统在发生紧急情况时,自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度,并判断紧急制动的力度是否足够,如果需要,就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间(例如百万分之一秒级)内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速,进而为每个车轮平衡分配动力,保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”(ETC)系统等。从以上列举的两个例子可以清楚看到,汽车发展对汽车电子的一些基本要求: 电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器(+调理电路)+微处理器,然后再通过微处理器(+功率放大电路)+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求,需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路,并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。 现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制,但汽车车体内的空间有限,构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是,电子控制单元应与受控制部件紧密结合,形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。 电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例,它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开,但在极大多数时间内气囊是处在待命状态,因此安全气囊的ECU 必须具有自检、自维护能力,不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性,确保动作的“万无一失”。 汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性,并且,对电子产品而言,大多处于非常恶劣的运行环境中,而且各不相同。诸如工作状态时的高温,静止待命时的低温,高浓度的油蒸汽和活性(毒性)气体,以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此,电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。 与上述要求同样重要,甚至有时是关键性的条件是,汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产,并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器,它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要,而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产,生产成本较低(几美元至十几或几十美元),所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场,反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。2 智能传感器:微传感器与集成电路融合的新一代电子器件微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混,仍然笼统地称之为传感器,或者含糊地归纳为汽车半导体器件,也有将智能传感器(或智能执行器、智能变送器)与微系统、MEMS等都归入了MEMS (微机电系统)名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。首先必须说明的是,在绝大多数情况下,本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件:将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器;将电学信号转换成非电学参量输出的执行器;以及既能用作传感器又能用作执行器,其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说,关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器(或执行器、或变送器)的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物,而是基于半导体工艺技术的新一代器件:应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。 它由两块芯片组成,一是具有自检测能力的加速度计单元(微加速度传感器),另一块则是微传感器与微处理器(MCU)间的接口电路和MCU。这是一种较早期(1996年前后)的,但已相当实用的器件,可用于汽车的自动制动和悬挂系统中,并且因微加速度计具有自检能力,还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到,微传感器的优势不仅是体积的缩小,更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指出的是,采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说,单芯片的解决方案显然更可取,生产成本更低,应用价值更高。智能传感器(Smart Sensor)、智能执行器和智能变送器-微传感器(或微执行器,或微变送器)和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件(例如上述的微加速度计的单芯片解决方案)。因此智能传感器具有一定的仿生能力,如模糊逻辑运算、主动鉴别环境,自动调整和补偿适应环境的能力,自诊断、自维护等。显然,出于规模生产和降低生产成本的要求,智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前,或流程中,或工艺完成后增加一些特殊需要的工序,但也不应太多。在一个封装中,把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器(SAR)、微处理器(摩托罗拉69HC08)、存储器和串行接口 (SPI)等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成 CMOS 电路工艺流程之前,亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟,已广泛用于汽车(机动车)所需的各式各样的压力测量和控制单元中,诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广,不局限于汽车工业。目前,生产智能压力传感器的厂商已不少,市售商品的品种也很多,已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小,随之控制单元所需的外围接插件和分立元件越来越少,但功能和性能却越来越强,而且生产成本降低很快。顺便需要说说的是,在一些中文资料中,尤其是一些产品宣传性材料中,笼统地将Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor(或device)都称之为智能传感器,但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为,Smart(智能型)传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然,知识型的内涵也在不断进化,但那些只能简单响应环境变化,作一些相应补偿、调整工作状态的,特别是不需要集成处理器的器件,其知识等级太低,一般不应归入智能器件范畴。相信大多数读者能经常接触到的,最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况,因为CCD 阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱,必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的,在中、高档长焦距(IOX)光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统,特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪,通过它监测机身的抖动,并换算成镜头的各轴向位移量,进而驱动镜头中可变角度透镜的移动,使光学系统的折射光路保持稳定。微系统(Microsystem)和MEMS(微机电系统)-由微传感器、微电子学电路(信号处理、控制电路、通信接品等)和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显,MEMS 的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程,也即采用常规标准的CMOS 工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法,其中也包括微机械结构件的制作。微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器,智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS,MEMS 的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令,进而能独立、正确动作的微机械(Micromachines)。现在,开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少,涵盖各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。通过控制芯片上的微反射镜阵列,实现光输入/输出的交叉互联。这是目前全光交换技术的成熟的最佳方案。市场上可买到的MEMS光开关已达1296路,开关转换时间约为20ms。微机械(也称为纳米机械)则尚处于开发试验阶段,但已有许多很重要的实验室产品涌现,如著名的纳米电机、微昆虫、微直升机和潜水艇等。技术产业界普遍认为,它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。

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