有关水泵的议论文
我个人认为,这种学习是很有益也是很有必要的。当然我们自己有很多好的一面,比如说在渗油漏油处理方面。但是我们既然是去学习就是要去看看人家的保养过程,想想我们以后哪些地方可以学习可以借鉴。只有在不足之处找原因,向优秀的同行找标杆,找解决问题的方法,我们才能真正地提高。所以我们要本着谦虚的心态、本着求教的心态、本着向优秀的同行找标杆的心态去学习。我们去学的恰恰就是与我们的水泵保养的不同之处,我们所不具有或者说没有充分掌握的技能,从细节上去学习,因为大的套路,说实话大家都是略知一二的。我们要学的就是有人家的细微之处。细微之下见精神,体现出一个人的工作态度,体现出一个人的工作技能,体现出一个团队的工作效率,体现出设备的维护管理水平。下面对各方面稍作总结,以便于在今后水泵保养工作中提高和改进。
学习他们对材料的重视。据程忠平师傅介绍,盘根的材质和尺寸用得适当好处很重要,我们是专门从上海购买是中石化生产的 28MM牛油盘根,最好先用比28稍微大一点,因为同样尺寸的盘根也略有大小。盘根最好不用敲硬(有时太大小,我们先敲硬),如果敲过的盘根装上去其本身的伸缩弹性就会减小同时增大了对泵轴的磨擦。机油他们使用是是68号机油,润滑脂用是高级耐高温润滑脂(小包装)。
学习他们分工明确、配合协调好。以首席工人程师傅作为现场技术负责人,6个机修总体配合协调好,工作中不急不燥,慢活出细工。
学习他们工具的准备充分。专用配备小三轮车,车上放着各种专用工具,以方便拿取。电炉、防火布等加工条件较好。
学习他们工作场地的选择。特意将转子吊到上面宽敞明亮处进行保养。
学习他们的保养方法和技术水平。特别是轴承更换和联轴器的加热方法和安装技巧。
几个细节更值得我们学习。一、用斩骨刀加工盘根,使切口更加平。二、在盘根安装时,每根切口相隔90-120度(他们是180度),最后一根是向下。三、石棉纸用于水泵密封时,下面用黄油,上面用机油,以保证下一次打开泵壳时石棉还在下面的泵体。四、联轴器之间的距离最好是3毫米。四、轴承加热和安装方法。
想法一:配备三轮车、刀、铲刀、电炉、防火布等工具的补充。
想法二:大修工作中也实行技术负责人或项目负责人。
想法三:在人员少情况下,走自主培养、自我提高机修专业水平之路。
相法四:大修保养中慢活出细工,宁可慢一点,工作做得更加细一点。保养到位了,以后的维护工作也更省事了。
想法五:有机会配备外聘机电工1名,以确保大型维修的人员充足。
全负压煤气净化系统的现状及改进摘要E介绍了全负压煤气净化系统投产:6年来的生产现状、主要技改措施和仍存在的问题。
关键词:煤气净化全负压系统生产现状改进措施
!煤气净化系统的现状
我公司的煤气净化系统采用的是与291<=5型
(焦炉配套的>?循环洗涤工艺@一期工程于
:AA1年A月投产@净化系统处于半负荷B煤气处理
量54 8万(0 C’D状态。二期工程于:AA0年A月投
产,煤气处理量达8万(0 C’。从511:年以来@因
焦炭产量增加@使煤气净化系统处于平均处理量达
84 8万(0 C’B峰值时可达4:万(0 C’D的超负荷运
行状态。为此@我们通过对冷却水量、洗液量等指
标的相应调整,逐步形成了一套较为成熟的管理操
作方法,保证了煤气净化系统的稳定运行,各项指
标见表:。
由于全负压煤气净化工艺的吸气机设置在末
端,整个过程都处于低温状态,有效避免了正压工
艺中鼓风机后的煤气温升问题。另外@在吸气机房
增设了风扇和空调等降温设备,保证了主电机的安
全运行。脱酸蒸氨系统运行也很正常,保证了生化
废水达标和洗涤系统的稳定运行。"存在问题和改进措施
B:D经多年运行,换热器出现了不同程度的腐
蚀、内漏和堵塞,严重影响净化系统的正常运行。为此,我们先后增加了一台贫6富液板式换热器、
一台汽提水6循环水板式换热器。并将剩余氨水换
热器由列管式改为螺旋板式。根据洗液的流量和温
度7采取了加压反冲吹扫和更换芯子等处理措施,
保证了煤气净化系统的稳定运行。部分煤气管道也
因局部腐蚀出现漏点,经焊补后运行正常。
8 2 9因电捕焦油器的捕焦油效率下降7使煤气
中的焦油含量高达3:2<*!。为此7将其中一台的
电晕丝由单根单股改为单根多股绞线7保证了放电
的均匀7绝缘部分由一个瓷缸改为三个吊装瓷瓶,
不但易于检修,还增加了电晕丝的稳定性,保证了
电捕焦油器的稳定运行。今年4月,因发生绝缘箱
磁缸爆裂、电晕丝折断和短路等故障进行了大修。
目前7电捕焦油器后煤气中的焦油含量已降至
!3*<*!以下,最低值仅为4:=*<*!。
8!9液相带油造成设备和管道的堵塞。该系统
的除油过程集中在机械化澄清槽、初冷器和电捕焦
油器。当除油效果不好时,焦油会随洗涤富液和剩
余氨水带入脱硫富液中,随后进入脱酸蒸氨工序,
易造成列管式换热器和板式换热器的堵塞。针对上
述现象,采取了如下措施。
"9在澄清槽和剩余氨水槽之间增加一台
">3*!的卧式槽,作为循环氨水的重力沉降除油
槽,并在剩余氨水槽和富液槽内增设斜向隔板7在
槽壁的不同高度增设放油口7定时放油。
2 9新建一套剩余氨水的气浮除油装置,除油
率达53?@A3?7同时可降低系统中萘的含量。
经气浮除油后的剩余氨水送入脱硫塔。
!9原设计的固定铵塔和挥发氨塔闪蒸室的泵
吸入口较低7沉积在底部的焦油极易被吸入管道,
造成系统的堵塞。提高泵的吸入高度后,并定时放
油,大大降低了堵塞的几率。
8 4 9冷凝工序的改造。南北两台冷凝液槽各有
两台液下泵,一开一备,现在北冷凝液槽增设一台
自吸泵,并改造了相应管道,使自吸泵在清槽等特
殊操作时可改抽南槽中的冷凝液。
8 5 9脱酸蒸氨工序的改造。增设一台贫富液板
式换热器和一台循环水6汽提水板式换热器,降低
了贫液和汽提水进入后段换热器的温度,减轻了后
段的冷却负荷,既提高了富液的预热温度,又节约
了蒸汽。酸汽回炉管因腐蚀产生内漏7无法使用。
当克劳斯炉灭火时7酸汽就无路可通。为避免脱酸
塔形成真空而吸瘪,在脱酸塔顶加装了!53**的
放散管。
原设计中7进入新水池中的地下水只用现场阀
门控制,由于生产过程中用水量的变化易造成新水
池满流或抽空。为此7在新水池进口管上加装浮球
阀,实现了液位的自动控制,既可避免水的浪费,
又可减少事故的发生。
脱酸贫液泵的轴承为内循环式,冷却介质为脱
酸水,若瞬间中断,轴承就会因迅速升温而损坏。
贫液泵的冷却水系统改造为软水冷却后,从未出现
过轴承烧坏现象。同时7增设一台备用脱酸塔,这
样7检修脱酸塔时系统可不停工,缓解了脱酸塔检
修时对废水生化处理系统的冲击。
8>9洗涤工序的改造。增设洗氨塔碱洗段的循
环碱液流量计,以便准确掌握循环碱液流量,确保
碱洗段的脱硫效率。原设计将各伴热汽的冷凝液、
两苯塔间接蒸汽冷凝液和蒸汽管网的冷凝液经疏水
阀排入地沟。现将冷凝液集中送入固定铵塔,既节
约了固定铵塔蒸汽,又杜绝了蒸汽的跑冒滴漏。
将剩余氨水换热器由列管式改为螺旋板式,既
可用循环水冷却,也可用新水冷却,解决了因冷却
水供应不足而造成剩余氨水温度过高的现象。将富
氨水和半富氨水的换热器由列管式改为螺旋板式,
提高了换热效率,可降低洗液温度和保证净化指
标。将洗苯塔喷头改为无堵喷头,提高了洗苯效
率。
8 A 9吸气机的改造。在吸气机主电机国产化的
同时,加装了手动调速系统,当自动控制系统发生
故障时7可进行人工控制。
!改进生产操作
8"9电捕焦油器运行的好坏直接影响煤气中的
含油量,定期用热氨水冲洗7以防止煤气中的焦油
附着在沉淀极上7再用"5@23B.-氮气保护绝缘
箱。停用氮气时使用净煤气,并制定了严格的切换
制度,切换时必须先放水,以防水汽进入绝缘箱而
损坏瓷缸。
8 2 9三台初冷器两开一备,定期冲洗下液管,
及时调节循环水量,确保煤气集合温度在"C@
23D 7以降低系统的堵塞几率。
8!9本工艺采用.EF集散控制系统,实现了生
产的自控调节,主要测点都由微机监视和控制。但在调节吸气机吸力时,必须同时观察上升管压力的
变化情况。为此,我们在组画面上增加了设置,把
相关紧密的测点设在同一组内=还增设了报警和联
锁功能,进一步完善了操作控制。
6<两苯塔采用液相进料,塔底用54>?,+间
接蒸汽加热。自从苯加氢分厂的富萘苯残渣送入粗
苯工段后,曾出现过两苯塔油管因萘结晶而严重堵
塞的事故,现在管外加装蒸汽拌热管,至今未出现
过堵塞现象。
#存在问题
:<焦油磁力泵前的过滤网拆开清理频繁=工
作量大,环境恶劣。
1<焦油精制产生的硫酸钠分离水、酚工序的
分离水和焦油罐分离水=虽有几种送入@A循环系
统的方案,但对系统的乳化仍不容忽视。
0<因增压机后压力调节阀的放散位置在阀
后,曾出现过因无法调节而停机修阀,造成克劳斯
炉和氨分解炉灭火达数小时。增压机意外停机时,
常因传动轴被焦油粘住而无法正常开启。
6<微机控制系统配置有两台监视器=曾多次
出现死机、黑屏、信息丢失、键盘无法调节等现
象。
8<克劳斯装置仍存在酸汽回炉管内漏和硫磺
尾气分析仪无法正常运行等问题,氨分解器的堵塞
问题也未完全解决。
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离心泵的管理和维修技术探讨
摘要:离心泵是机械装备制造业中比较通用的一种机械,广泛应用于社会生产的各个行业和部门。近年来,伴随着石油化工和国民经济的发展,对离心泵的安全可靠性能提出了更为严格的要求。离心泵作为输送物料的一种转动设备,对连续性较强的化工生产尤为重要。基于此,本文就离心泵的管理和维修技术展开分析与研究。
关键词:离心泵管理维修
中图分类号:C93文献标识码: A
引言
随着社会经济的快速发展及企业管理体制的不断改革,离心泵故障管理及维护受到了越来越多人们的关注,在我国现阶段,寻找离心泵馆长的维修技术已经成为一个新的课题,对离心泵进行良好的日常保养,完善设备的保养机制,是延长离心泵使用寿命的关键。
一、离心泵的基本构造
(一)叶轮。常见的离心泵结构中,主要有开式、半开式和闭式三种型式的叶轮。开式叶轮仅有叶片,没有前后盖板半开式类型的叶轮则是由后盖板和叶片组成而闭式叶轮不但有叶片,还有前盖板和后盖板。在各泵体结构中,离心泵主要通过叶轮对液体做功,也是唯一的做功部件。
(二)泵体。径向剖分式和轴向剖分式是两种普遍的离心泵壳体类型。离心泵中的单机泵壳体大多数为蜗壳式,多级泵壳体按径向剖分壳体划分成圆形和环形两种壳体类型。泵壳内腔呈现螺旋形是蜗壳式泵壳的主要特征。
(三)泵轴。泵轴主要是用来传递机械能,它是由联轴器和电动机相连,从而可以将电动机的转矩通过泵轴传送到叶轮。
(四)轴承。离心泵的轴承多为滑动轴承,所以润滑剂要求就比较严格,常用透明油作为润滑剂。
(五)密封环。减漏环是密封环的另一种说法,在不同资料下可能显示有所不同。
(六)填料函。填料函的主要作用是封闭泵轴和泵壳之间的狭小空隙,保证泵内水流和泵外空气不能相互泄露。主要构造是由填料、填料筒、填料压盖、水封环和水封管组成。
二、离心泵的基本工作原理
研究离心泵工作原理可为处理故障与制定预防措施提供技术依据。在通常情况下,离心泵就是利用物体离心力作用,来达到对液体物体完成输送的目的。在离心泵工作前,须事先将泵内叶片间和贮液槽内充灌满流体,然后再启动离心泵开始正常运转,此时离心泵内的流体就会随着叶轮高速旋转产生离心力运动,并在叶轮中心向外周作径向运动,最后顺叶片流道进入到排出管内。同时泵内的原有流体被旋转甩出后,叶轮中心即形成了一个低压区,而暂处于高压区贮液槽的流体就会源源不断的被吸收到叶轮中心,再依靠叶轮高速旋转被甩出进入到排出管内,形成流体不间断的被吸入和排出的循环输送作业,从而实现离心泵连续不断地将液态物体抽出进行输送
三、离心泵常见故障处理措施
(一)离心泵排液不畅和排液后中断的解决措施
检查泵内气体是否处于真空状态,泵壳和入口管线内的流体是否全部注满,如果不是真空要立即排净空气,没有灌注满的要及时重新添加达到要求标准。检查泵内叶轮转速有无异常,发现叶轮表现出过低的转速时,要立即进行调整适当提速。检查入口滤网、底阀有无附着的杂物,有就须立即排除异物,避免再次发生堵塞检查吸入侧管道连接处有无漏气,有就需及时排尽气体,检查吸入口淹埋深度是否太浅,调整合适位置避免异物堵上。
(二)离心泵运行中出现震动或异响的解决措施
检查离心泵的轴承情况及间隙大小,检查泵内油质清洁度和润滑程度,并进行逐一排除故障隐患。损坏轴承要及时进行更换处理,间距大的了要及时调整轴距到适当的位置对已经污染了的油质要马上进行杂质清除,对润滑不到位的部件,要立即更换新的润滑油脂。至于对那些过高震动频率的,则应及时更换、调整离心泵的轴承、轮齿等部位。
(三)离心泵功率消耗太大的解决措施
检查叶轮与耐磨环、泵壳有无摩擦,而进行适度的修理。检查流液密度是否合适,轴承有无损坏,如果有就及时进行修理或者更换轴承,调整零部件。检查泵轴是否有弯曲,并及时矫正。检查联轴器是否存在对中不良、轴向间隙太小,进而调整对中和轴向间隙到合适位置。
(四)水泵不能正常运转的解决措施
首先,检查离心泵的原动机运行有无异常,电源接入是否正确,如存在有原动机异常和电源接错的问题,须加以整改处理好也可用手盘联轴器直接检测,如遇故障问题严重的,可通过拆解泵壳,观察泵体内有无被卡的现象。检查泵内系统的水头、净压头等部件磨损情况,对凡是发现有磨损的零部件应及时更换。检查叶轮的完好程度及叶轮之间的间隙,及时更换掉完好程度差的损坏叶轮,调整间隙大的叶轮间隙到合适的位置为止。检查吸液槽的真空状态与吸入的高度位置,对没有排尽空气的要再排气,使吸液槽内达到真空状态,同时,对泵内系统的水头位置设置过高的,要重新调整。
(五)离心泵流量不足,扬程不达标的解决措施
导致离心泵的流量和扬程不够的主要原因为:叶轮的转速太低或叶轮的转动方向不对、泵吸入口串气、吸入口管线、滤网或叶轮堵塞、灌注不够、叶轮损坏、口环的间隙过大,漏损过大、吸入管中压力接近汽化压力、泵体内有气体。如离心泵在出现如下情况时,可采取下面的方法进行处理:①检查调整。②检查入口管线法兰。③清理入口过滤器。④更换叶轮。⑤增加入口压力,提高灌注头。⑥更换口环。⑦适当地增加入口压力,同时降低传输介质的温度。⑧放空排气或向有关系统卸压。
四、离心泵的管理和维护的优化策略
现代工业系统中,离心泵的适用范围从基本的生活需求到石油化工行业都有广泛涉及,不但用来输送水,而且还用来输送石油等其他不同性质的液体。按照不同的输送媒介,离心泵的种类也变得纷繁复杂,常见的有防腐泵和清水泵两种。为了保证一定的使用年限,减少企业成本提高经济效益,就必须不定期对离心泵加强管理和维护。
(一)做好离心泵安装工作,确保正常运行。离心泵是石油化工生产中的核心装置,其重要性不言而喻。而离心泵安装工作是前提和基础部分,要求安装工作人员一定要严格按照规范要求,确保设备的科学安装和正常运行。首先,设备的基础尺寸和位置一定要符合要求,横纵坐标的位置一定要合理,一般偏差不能超过20mm,地脚螺栓孔中心位置的偏差应该控制在10mm以内,地脚螺栓孔壁铅的垂直角度偏差应该在2毅。其次,安装中,一定要慎重选择垫铁的位置,在垫铁安装之前,一定要调整泵的标高、水平度,使其达到设计的标准值。只有精准的安全,才能确保离心泵运行的稳定性和安全性,垫铁的主要作用是使泵的重量以及运转过程中产生的惯性力均匀地传递给基础部分,这样能减少离心泵自身承载的荷重,确保其能长久运行。最后,离心泵安装中,需要安装两个垫铁,其中一平二斜,固定离心泵,如果一般离心泵的荷载比较大,可以选用三个垫铁,但是,数量最好不要超过三个。离心泵的安装是系统性的工作,对安装技术人员提出较高的要求,技术人员一定要注重每一个安装细节,确保每一个环节的工作质量,这样更能提高运行的可靠性,保证离心泵工作运行的效率。
(二)合理使用离心泵,提高运行效率。合理使用离心泵要求技术人员严格按照规范操作开展工作,避免离心泵低流量运行。一般离心泵在正常运行时,高压力下顺利运行,但是如果出现低流量运行,会导致离心泵故障问题。低流量运行时,离心泵内就会出现径向漩涡现象,此时就会产生很大的径向推动力,此时,离心泵就无法正常运转。石油离心泵的实际流量比较小,如果处于不合理连续转动运行中,就会导致轴折断。但是,一般离心泵的流量都比较低,很多时候能将大部分轴功率转化为热能,将能量传递给泵内的液体,进而引起整个外壳温度上升,此时,泵体温度升高,在长期小流量运行状态下,就会发生震动等故障现象。因此,一定要避免离心泵在低流量状态下运行,这样才能保证离心泵的正常工作,提高运行效率。其次,还应该做好离心泵润滑工作,基本都是滚轴承类型,润滑剂的养护和使用能确保离心泵的正常运行,在不受外界干扰的情况下,保证机械不会因为负荷力而变形。润滑工作也是重要的环节,一定要使润滑达到良好的状态。在选用润滑油时,一定要慎重选择比较良好的润滑油,在不同转速的情况下,应该形成油膜,这样更有助于提高离心泵的安全运行。同时,选用的润滑油应该具有高粘度性,离心泵在不同的条件下,都能有效的保护其使用寿命,确保离心泵不会受到负荷力以及温度等因素的影响,进而确保离心泵内部部件的顺利运行,避免离心泵在运行过程中轴和固定轴之间的摩擦,减少离心泵故障问题。
结束语
随着科技的不断发展,,离心泵的管理和维护对技术人员的业务水平提出了更高的要求,因此,企业各部门的操作人员必须加强理论知识的学习,并在实际工作中熟练运用。只有对离心泵的管理和维护工作充分重视,才能够保证其利用率、可靠性和安全性得到大幅度提高。
参考文献:
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6注意事项
编辑
1、论文摘要中应排除本学科领域已成为常识的内容;切忌把应在引言中出现的内容写入摘要;一般也不要对论文内容作诠释和评论(尤其是自我评价)。
2、不得简单重复题名中已有的信息。
3、结构严谨,表达简明,语义确切。摘要先写什么,后写什么,要按逻辑顺序来安排。句子之间要上下连贯,互相呼应。摘要慎用长句,句型应力求简单。每句话要表意明白,无空泛、笼统、含混之词,但摘要毕竟是一篇完整的短文,电报式的写法亦不足取。摘要不分段。
4、用第三人称。建议采用“对……进行了研究”、“报告了……现状”、“进行了……调查”等记述方法标明一次文献的性质和文献主题,不必使用“本文”、“作者”等作为主语。
5、要使用规范化的名词术语,不用非公知公用的符号和术语。新术语或尚无合适汉文术语的,可用原文或译出后加括号注明原文。
6、除了实在无法变通以外,一般不用数学公式和化学结构式,不出现插图、表格。
7、不用引文,除非该文献证实或否定了他人已出版的著作。
8、缩略语、略称、代号,除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外,在首次出现时必须加以说明。科技论文写作时应注意的其他事项,如采用法定计量单位、正确使用语言文字和标点符号等,也同样适用于摘要的编写。摘要编写中的主要问题有:要素不全,或缺目的,或缺方法;出现引文,无独立性与自明性;繁简失当。
9、论文摘要之撰写通常在整篇论文将近完稿期间开始,以期能包括所有之内容。但亦可提早写作,然后视研究之进度作适当修改。有关论文摘要写作时应注意下列事项:
10、整理你的材料使其能在最小的空间下提供最大的信息面。
11、用简单而直接的句子。避免使用成语、俗语或不必要的技术性用语。
12、请多位同僚阅读并就其简洁度与完整性提供意见。
13、删除无意义的或不必要的字眼。但亦不要矫枉过正,将应有之字眼过份删除,如在英文中不应删除必要之冠词如a''an''the等。
14、尽量少用缩写字。在英文的情况较多,量度单位则应使用标准化者。特殊缩写字使用时应另外加以定义。
15、不要将在文章中未提过的数据放在摘要中。
16、不要为扩充版面将不重要的叙述放入摘要中,即使摘要仅能以一两句话概括,就让维持这样吧,切勿画蛇添足。
17、不要将文中之所有数据大量地列于摘要中,平均值与标准差或其它统计指标仅列其最重要的一项即可。
18、不要置放图或表于摘要之中,尽量采用文字叙述。
"化工品的输送需要正一天比一天提高。积年来,无泄露磁能离心泵一直广泛应用于化工厂。而随着背景条例越来越严明,应用需要也越来越刻薄,无泄露泵制作商务必供给靠得住不容易用坏的泵。菲尼斯汤普森(FinishThompson)企业的DanielRoll讲评了该企业最新的技术发展。
无泄露磁能离心泵是一类化学品输送用泵。为了使他们更好的办公,泵的运用者紧急需要一种自吸性能令人满意的自吸式泵,这些个泵具备结合紧密的结构,带有靠得住的严密封闭元件,运用工程热范性分子化合物塑料制成,适合使用于各种化学品。
很多运用化学品的行业一般要将化学品输入和输出储罐、罐车和其他器皿。因为背景问题一天比一天遭受看得起,如今的发展方向是镇静沉着器的顶部输送,而不是侧面或底部,因此减低化学品经过器壁零件泄露的机缘。这是自吸式离心泵的一种理想应用。
这种泵需求迅速自吸和从新自吸,并能够处置很多高比重的化学品。泵和进水管务必严密封闭,避免自吸延缓或自吸亏损。因为这个,泵的严密封闭元件需求十分不容易用坏。与其他泵同样,自吸泵的安装、操作和保护务必简单。
新式自吸泵的独特的地方是结构紧凑密切、无泄露的磁能驱动结构和迅速的自吸时间。FinishThompson企业的SP系列泵由热范性材料制成,机械厂智能供水加压设备,带有用于组装内里元件的子母扣,在吸入管内胎有鹅颈式样。这些个细节构成了腐蚀性事物输送领域所需求的特别好自吸性能和运转特别的性质、不容易用坏的静严密封闭和节省空间的结构预设。"
摘 要 :在 传 统 的 接 触 器 控 制 电 路 中 往 往 因 为 电 器 元 件 过 多 ,使 设 备 运 行 可 靠 性 下 降 , 维 护 人 员 工 作 量 增 加 、 维 修 费 用 上 升 , 本 文 使 用 了 PLC 可 编 程 控 制 器 代 替 传 统 的 接 触 器 控 制 ,并 阐 述 了 中 央 空 调 系 统 的 运 行 及 保护要求。 关 键 词 : PLC、 梯 形 图 、 中 央 空 调 。 PLC 在 中 央 空 调 控 制 系 统 中 的 应 用前言随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断应用到 各 个 方 面 中 ,使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 我 公 司 于 1996 年 安 装 了 4 台 单 螺 杆 冷 水 机 组 , 其 制 冷 剂 为 R22,冷 却 方 式 为 水 冷 。 安 全 保 护 有 : 相 序 保 护 、 蒸 发 器 水 流 保 护 、 冷 凝 器水流保护、冰点保护、过载保护、电机热保护、高、低压保护等,由 于设备所用元器件过多,如接触器、中间继电器、时间继电器等,使控 制电路复杂,在使用五、六年后系统便经常性不能正常运行,维护过程 又烦琐复杂,维护费用直线上升,为使设备能正常运行,减少维护人员 工作量,降低维护费用,改善工作环境,于是决定对其控制系统进行改 造 , 由 于 PLC 控 制 具 有 可 靠 性 高 , 抗 干 扰 能 力 强 , 通 用 性 强 , 容 易 扩 充 功能不需改变线路、结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低、维修工作量 少 , 现 场 连 接 方 便 等 优 点 , 所 以 公 司 决 定 将 原 控 制 电 路 改 成 PLC 控 制 。 1、 空调运行的保护及要求的分析 首 先 ,此 单 螺 杆 冷 水 机 组 ,要 求 开 机 前 必 须 将 空 调 机 组 的 电 加 热 器 送 电 预 热 , 以 使 冷 冻 油 油 温 在 40℃ 以 上 , 使 冷 冻 油 的 粘 度 降 低 , 同 时 使 冷 冻 油 和 制 冷 剂 分 离 ( 约 24 小 时 ) 因 加 热 器 功 率 较 小 , 设 备 的 金 属 外 壳 吸 收 热 量 散 热 ,所 以 加 热 器 可 长 期 加 热 ,不 必 担 心 油 温 过 高 ,当 电 机 运 行 时 ,切 断 电 加 热 器 ,冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 。电 源 要 有 相 序 保 护 , 电 源 相 序 必 须 正 确 , 压 缩 机 电 机 不 得 反 转 , 压 缩 机 电 机 要 求 Y-? 起 动 , 电 机 过 载 时 热 继 电 器 要 动 作 , 电 机 温 度 不 得 高 于 90℃ , 当 电 机 过 热 时 电 机 内 热 保 要 动 作 ,要 有 高 、低 压 保 护 ,吸 气 压 力 和 排 气 压 力 应 在 0.45MPa 至 1.5MPa 之 间 , 空 调 运 行 时 必 须 有 冷 却 水 流 和 冷 冻 水 流 , 压 力 为 0.3MPa 至 0.4MPa 左 右 ,且 进 出 水 水 压 差 要 为 0.1MPa 左 右 ,还 要 有 冰 点 保 护 , 当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 比 设 定 水 温 小 2℃ 时 , 设 备 应 停 机 , 如 果 该 系 统 失 灵 , 水 温 下 降 到 4℃ 时 必 须 停 机 , 防 止 冰 堵 , 冻 坏 设 备 ,当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 到 设 定 温 度 +2℃ 时 ,设 备 能 自 动 起 停 ,每 次 停 机 后 在 10 分 钟 内 机 组 不 能 2 次 运 行 。 按 下 设 备 起 动 按 钮 后 , 能 量 电 磁 阀 MV 4 与 MV 1 要 打 开 , 经 240 秒 延 时 后 ,电 机 Y 型 起 动 5 秒 后 电 机 ? 型 运 行 ,运 行 6 秒 后 ,要 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 1 同 时 打 开 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 加 载 为 40%运 行 , 运 行 5 分 钟 后 , 量 电 磁 阀 MV 3 打 开 同 时 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 电 机 加 载 能 为 70%运 行 ,再 运 行 10 分 钟 后 ,能 量 电 磁 阀 MV 3 关 闭 压 缩 机 电 机 加 载 为 100%运 行 , 当 冷 冻 水 温 大 于 水 温 设 定 值 2℃ 时 , 设 备 减 载 , 压 缩 机 1 电 机 为 70%负 载 运 行 ,当 冷 冻 水 温 达 到 设 定 水 温 时 ,设 备 再 次 减 载 ,压 缩 机 电 机 为 40%负 载 运 行 ,当 冷 冻 水 温 小 于 设 定 值 2℃ 时 ,设 备 自 动 停 机 , 当 冷 冻 水 温 回 升 到 大 于 设 定 值 2℃ 且 停 机 10 分 钟 以 上 时 , 设 备 要 能自动启动。 当系统出现任一可能损坏设备的情况时都要求设备立刻停机并报 警 。 当 设 备 有 异 常 现 象 时 可 按 下 急 停 按 钮 SEM, 设 备 强 行 停 机 。 2、 图 形 设 计 1、 主 电 路 图 见 图 ① 2、 梯 形 图 见 图 ② 3、 主 要 元 器 件 见 表 ① 4、 PLC 的 输 入 、 输 出 继 电 器 及 控 制 对 象 见 表 ② 5、 能 量 电 磁 阀 动 作 与 能 量 对 照 表 见 表 ③ 6、 程 序 清 单 见 表 ④ 3、 空 调 设 备 的 运 行 3.1 准 备 工 作 1、 在 准 备 开 起 空 调 前 一 天 将 空 调 电 源 送 上 使 电 加 热 器 工 作 将 冷 冻 油 加 热 至 40℃ 以 上 (约 要 24 小 时 )油 温 到 40℃ 时 油 温 保 护 器 常 开 触 点 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X502 断 开 。 2、 主 机 电 源 相 位 正 确 , 相 位 继 电 器 动 作 使 PLC 输 入 继 电 器 X501 断开。 3、 打 开 所 有 水 流 阀 门 4、 调 节 风 管 阀 门 使 集 气 箱 风 机 打 循 环 风 (可 以 进 少 量 新 空 气 )。 5、 起 动 集 气 箱 风 机 、 冷 却 塔 风 机 、 冷 冻 水 泵 和 冷 却 水 泵 , 当 蒸 发 器 和 冷 凝 器 有 水 流 时 且 水 流 压 力 和 压 力 差 达 到 设 备 允 许 值 时 ,蒸 发 器 水 流 开 关 和 冷 凝 器 水 流 开 关 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X503、 X504 断 开 。 6、 水 温 开 关 均 为 常 开 , 当 水 温 低 于 开 关 设 定 温 度 时 开 关 闭 合 , 电 机 过 热 保 护 、 热 继 电 器 均 为 常 开 , 高 压 保 护 开 关 设 定 为 1.6MPa, 高 压 大 于 1.6MPa 开 关 闭 合 , 低 压 保 护 开 关 设 定 为 0.35MPa , 低 压 低 于 0.35MPa 低 压 开 关 闭 合 。 7、 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 需 要 值 (暂 且 把 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 7℃ , 把 其 余 两 温 度 开 关 , 水 温 上 限 值 和 下 限 值 分 别 设 为 9℃ 和 5℃ )。 3.2 起 动 空 调 当 一 切 准 备 工 作 就 绪 , PLC 辅 助 继 电 器 M101 失 电 , 报 警 灯 熄 灭 , 设备此时可以起动运行。 由 于 时 间 继 电 器 T455 早 在 设 备 加 热 时 就 得 电 并 在 10 分 钟 后 动 作 , 所 以 时 间 继 电 器 T455 的 常 开 触 点 早 已 闭 合 不 影 响 设 备 起 动 。 按 下 起 动 按 钮 SB 1 , PLC 的 输 入 继 电 器 X400 得 电 常 开 触 点 闭 合 使 辅 助 继 电 器 从 M100 得 电 , M100 的 常 开 触 点 闭 合 自 锁 , 同 时 使 输 出 继 电 器 Y530 得 电 自 锁 ,Y530 常 开 触 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y430、Y431 得 电 并 锁 , Y530 常 开 触 点 闭 合 使 交 流 接 触 电 器 KM 3 得 电 使 星 型 接 点 闭 合 , Y431 常 开 闭 合 使 时 间 继 电 器 T450 得 电 , T450 开 始 计 时 , 输 出 继 电 器 Y430、 Y431 得 电 又 使 能 量 电 磁 阀 MV 4 、 MV 1 得 电 打 开 , 当 时 间 继 电 器 T450 延 时 240 秒 后 , T450 常 开 触 点 闭 合 , 使 输 出 继 电 器 Y432 得 电 并 自 锁 , Y432 得 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 动 作 , 压 缩 机 电 机 开 始 起 动 , Y432 2 常 开 触 点 闭 合 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 亮 , 时 使 时 间 继 电 器 T455 失 电 复 位 , 同 接 触 器 KM 1 的 一 组 控 制 加 热 器 的 常 闭 触 点 断 开 使 电 加 热 器 停 止 工 作 , 冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 ,Y432 得 电 又 使 时 间 继 电 器 T451 得 电 ,压 缩 机 电 机 起 动 5 秒 后 ,时 间 继 电 器 T451 动 作 , 输 出 继 电 器 Y530 失 电 , 使 使 交 流 接 触 器 KM 3 失 电 断 开 星 型 接 点 , 同 时 时 间 继 电 器 T451 常 开 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y433 得 电 , Y433 得 电 自 锁 , 使 时 间 继 电 器 T452 得 电 , T452 开 始 计 时 ,Y433 得 电 又 使 交 流 接 触 器 KM 2 得 电 ,压 缩 机 电 机 开 始 正常运行, Y433 动 作 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 熄 灭 同 时 使 运 行 指 求 灯 H 3 亮 , 时 间 继 电 器 T452 得 电 在 压 缩 机 电 机 运 行 6 秒 后 时 间 继 电 器 T452 动 作 , T452 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y431 失 电 , Y431 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 1 失 电 闭 合 ,T452 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ,使 能 量 电 磁 阀 MV 2 得 电 打 开 、压 缩 机 电 机 加 载 为 40%运 行 ,时 间 继 电 器 T452 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 , 时 间 继 电 器 T453 得 电 , 缩 机 电 机 再 运 行 300 使 压 秒 后 , 时 间 继 电 器 T453 动 作 使 输 出 继 电 器 Y435 得 电 , 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 , T453 动 作 又 使 输 出 继 电 器 Y434 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 2 失 电 关 闭 , 缩 机 电 机 加 载 为 70%运 行 , 压 T453 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 , 时 间 继 电 器 T454 得 电 压 缩 机 电 机 再 运 行 600 秒 后 , 时 间 继 电 器 T454 动 作 , T454 断 开 输 出 继 电 器 Y435, Y435 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 失 电 关 闭 、 压 缩 机 电 机 加 载 100%运 行 , 在 运 行 一 段 时 间 后 当 冷 冻 水 温 下 降 到 9℃ 时 , 9℃ 水 温 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X402 动 作 , X402 常 闭 触 点 断 开 ,使 时 间 继 电 器 T451、T452、T453、T454 断 电 复 位 ,输 入 继 电 器 X402 的 常 开 闭 合 , 输 出 继 电 器 Y435 得 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 , 使 压 缩 机 电 机 减 载 为 70%运 行 , 当 冷 冻 水 温 下 降 到 7℃ 时 , 7℃ 温 控 开 关 闭 合 ,输 入 继 电 器 X505 动 作 ,X505 常 闭 触 点 断 开 ,使 输 出 继 电 器 Y435 断 电 ,Y435 断 电 又 使 能 量 电 阀 MV 3 失 电 关 闭 ,X505 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ,Y434 得 电 又 使 能 量 电 阀 MV 2 得 电 打 开 ,同 时 压 缩 机 电 机 减 载 为 40%运 行 , 当 冷 冻 水 温 继 续 下 降 到 5℃ 时 , 5℃ 温 控 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X403 得 电 , X403 常 闭 触 点 断 开 , 输 出 继 电 器 Y430、 使 Y434 失 电 , 使 能 量 电 阀 MV 4 、 MV 2 失 电 闭 合 , X403 常 开 触 点 闭 合 , 使 输 出 继 电 器 Y431 得 电 , Y431 得 电 自 锁 并 使 能 量 电 阀 MV 1 得 电 打 开 , X403 常 开 触 点 闭 合 同 时 使 输 出 继 电 器 Y437 得 电 动 作 , Y437 的 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 KM 2 压 缩 机 电 机 停 机 ,Y432 失 电 又 使 Y434、Y435、Y437 失 电 ,输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 又 使 运 行 指 示 灯 H 3 熄 灭 ,当 KM 1 失 电 常 闭 触 点 闭 合 又 使 电 加 热 器 工 作 (如 果 冷 冻 水 温 下 降 到 比 设 定 值 小 2℃ 时 , 限 水 温 控 制 器 不 动 下 作 , 冷 冻 水 温 将 继 续 下 降 , 当 冷 冻 水 温 下 降 到 4℃ 时 , 冰 点 保 护 开 关 常 开 闭 合 , 输 入 继 电 器 X406 常 开 闭 合 , 辅 助 继 电 器 M101 得 动 作 M101 使 使 的 常 闭 触 点 断 开 使 辅 助 继 电 器 M100 和 输 出 继 电 器 Y530 失 电 , M100 失 电 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 2 断 电 , 缩 机 电 机 强 行 停 机 , 关 闭 所 有 能 量 电 磁 阀 , KM 压 并 同 时 从 M101 的 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y534 得 电 报 警 指 示 灯 H 4 亮 , 此 时 设 备 无 法 再 起 动 运 行 , 只 有 当 故 障 排 除 后 , 辅 助 继 电 器 M101 失 电 复 位 , 报 警 指 示 灯 H 4 熄 灭 , 设 备 才 可 以 起 动 运 行 ), 当 冷 冻 水 温 回 升 到 5℃ 时 , 5℃ 温 控 开 关 断 开 , 输 入 继 电 器 X403 常 开 触 点 断 开 , 输 出 继 电 3 器 Y437 失 电 , Y437 触 点 复 位 , 当 水 温 回 升 到 7℃ 时 , 7℃ 温 控 开 关 复 位 ,当 水 温 回 升 到 9℃ 时 ,9℃ 温 度 开 关 复 位 ,输 入 继 电 器 X402 失 电 复 位 ,如 果 此 时 已 停 机 10 分 钟 ,时 间 继 电 器 T455 已 动 作 ,那 么 ,输 出 继 电 器 Y530 将 得 电 动 作 , 使 交 流 接 触 器 KM 3 得 电 闭 合 , 设 备 进 入 下 一 轮 运行。 注意在设备运行过程中有任一保护器动作或设备的运行条件变化 到 允 许 值 以 外 , 那 么 辅 助 继 电 器 M101 都 将 动 作 使 设 备 强 行 停 机 报 警 , 并 使 报 警 指 标 灯 H4 亮 , 只 有 在 故 障 消 除 后 设 备 方 可 运 行 。 3.3 停 机 空调设备停机最好等空调压缩机电机自动停机后,按下停止按钮 SB 2 ,这 样 可 以 减 轻 因 压 缩 机 电 机 突 然 停 时 产 生 的 大 电 流 对 设 备 和 电 气 元件的损伤。 按 下 停 止 按 钮 SB 2 ,使 输 入 继 电 器 X401 闭 合 ,使 输 出 继 电 器 Y436 得 电 动 作 , 断 开 辅 助 继 电 器 M100, M100 常 开 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 压 缩 机 电 机 停 机 所 有 能 量 电 磁阀关闭,运行指示灯熄灭,当压缩机停机后,在没有特殊情况下, 集所箱风机、冷却塔以及冷却水泵和冷冻水泵应继续开启,在冷凝器 和蒸发器中的水温接近常温后再停机,以减少因水温过高和过低对设 备造成损伤。 4、 结 论 设 备 在 改 造 后 经 过 一 年 多 的 运 行 ,未 出 现 过 故 障 ,运 行 稳 定 ,达 到 了 预 期 的 效 果 ,减 轻 了 维 修 人 员 的 工 作 量 ,为 公 司 节 约 了 大 量 的 维 修 费 用,也改善了公司的工作环境。 5、 主 要 元 器 件 表 : 主要元器件表① 元器件符号 PLC MV 1 —MV 4 SEM FR 1 R1 RCP 元器件名称 三 菱 F1-40MR 能量电磁阀 急停按钮 热继电器 电加热器 相序保护器 元器件符号 FU 1 —FU 5 KM 1 —KM 3 M H 1 —H 4 T Q1 元器件名称 熔断器 交流接触器 压缩机电机 指示灯 变压器 空气开关 PLC 输入、输出继电器及控制对象表② 输入、输出继电器及控制对象表② 输入继电器符号 X400 X401 控制对象 起动按钮 SB1 停止按钮 SB2 输入继电器符号 Y430 Y431 被控制对象 能量电磁阀 MV4 能量电磁阀 MV1 4 X402 X403 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 X505 开机温控 停机温控 电机内热保 热继电器 冰点保护 高压保护 低压保护 相序保护 油温开关 蒸发水流开关 冷凝水流开关 温度设定开关 Y432 Y433 Y434 Y435 Y530 Y532 Y533 Y534 交流接触器 KM1 交流接触器 KM2 能量电磁阀 MV2 能量电磁阀 MV3 交流接触器 KM3 起动指示灯 H2 运行指示灯 H3 报警指示灯 H4 能量电磁阀动作与能量对照表③ 能量电磁阀动作与能量对照表③ OPEN OR CLOSE MV1 1 0 0 0 1 0 MV2 0 1 0 0 0 0 MV3 0 0 1 0 0 0 MV4 1 1 1 1 0 0 能量 启动 40% 70% 100% 运行停止 停机 注:1、“1”表示能量电磁阀打开,“0”表示能量电磁阀关闭。 2、MV1、MV2、MV3、MV4 为能量电磁阀。 3、运行停止是指冷冻水温到了设定值后设备自动停机。 5 6 7 程序清单表④ 程序清单表④ 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 指令 LD OR ANI ANI OUT LD OUT LD AND ANI OR ANI ANI ANI OUT LD OR ANI ANI AND OUT LD OR OR ANI AND OUT LD AND OUT K LD OR 元件号 X400 M100 Y436 M101 M100 X401 Y436 M100 T455 X402 Y530 T451 M101 Y433 Y530 Y530 Y430 Y436 X430 M100 Y430 Y530 Y431 X403 T452 M100 Y431 Y431 Y530 T450 240 T450 Y432 序号 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 指令 AND ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR AND ANI ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR ANI ANI ANI AND OUT LD OUT K LD OR ANI ANI 元件号 M100 Y436 Y437 Y432 Y432 X402 T451 5 T451 Y433 M100 Y436 Y437 Y530 Y433 Y433 X402 T452 6 T452 X505 T453 X403 Y431 Y432 Y434 T452 T453 300 T453 X402 T454 X505 序号 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 指令 ANI AND OUT LD OUT K LD AND OUT LDI OUT K LD ANI OUT LD AND OUT LD OUT LD OR OR OR OR ORI ORI ORI ORI OUT END 元件号 Y431 Y432 Y435 T453 T454 600 X403 Y432 Y437 Y432 T455 600 Y432 Y433 Y532 Y432 Y433 Y533 M101 Y534 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 M101 8 总结 随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断 应 用 到 各 个 方 面 中 ,使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 。本 文 主 要 针 对 我 们 本 次 的 毕 业 设 计《 智 能 化 小 型 中 央 空 调 》阐 述 PLC 控 制 设 计 与 智 能 化 中 央 空 调 (冷 冻 站 )系 统 的关系。 现在本文就系统改造实现情况作简单介绍:本文的系统调试应分为 两 步 ,设 备 电 气 控 制 系 统 调 试 和 中 心 网 络 系 统 调 试 。我 们 就 已 完 成 的 设 备电气控制系统设计、 试及使用情况作一下说明: 对实验室的要求: 调 针 要 求 电 气 系 统 运 行 稳 定 ,感 温 精 确 度 高 ,维 护 方 便 寿 命 长 ,并 能 联 网 进 行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善, 许 多 功 能 还 未 开 发 。本 文 经 过 对 设 备 状 况 和 同 学 们 对 中 央 空 调 学 习 认 识 的 调 研 ,本 文 认 为 可 采 用 三 菱 公 司 的 A 系 列 PLC 作 为 设 备 的 控 制 系 统 核 心 。它 不 仅 具 备 普 通 PLC 可 编 程 控 制 器 的 各 种 优 点 ,而 且 能 够 利 用 以 太 网 网 络 模 块 ( B2/B5) 组 建 MELSECNET 网 络 , 最 终 达 到 建 成 先 进 的 分 布 式控制系统,既实现各种设备之间的联网,实现远程控制和管理。 我们本次的设计中有两套中央空调系统,由三台冷却水泵、三台冷 冻 水 泵 、一 台 冷 却 塔 风 机 、两 台 冷 水 机 组 等 主 要 设 备 组 成 两 套 制 冷 系 统 ( 因 系 统 小 ,冷 却 塔 功 率 大 ,实 验 室 要 求 等 ,本 系 统 较 一 般 两 套 制 冷 系 统 不 同 的 是 两 台 冷 水 机 组 却 只 选 择 一 个 冷 却 塔 ,经 计 算 核 定 ,这 并 不 影 响 其 效 果 )其 中 冷 水 机 组 是 由 设 备 生 产 厂 成 套 供 应 的 。根 据 本 次 设 计 的 实 验 室 要 求 ,我 们 选 择 了 2*5 匹 全 封 闭 式 压 缩 机 冷 水 机 组 。它 一 般 是 根 据 空 气 调 节 原 理 及 规 律 等 由 微 处 理 器 自 动 控 制 。冷 水 机 组 由 压 缩 机 、冷 凝器与蒸发器组成。 缩机把制冷剂压缩, 缩后的制冷机进入冷凝器, 压 压 被 冷 却 水 冷 却 后 ,变 成 液 体 ,析 出 的 热 量 由 冷 却 水 带 走 ,并 在 冷 却 塔 里 排 入 大 气 。液 体 制 冷 剂 由 冷 凝 器 进 入 蒸 发 器 蒸 发 吸 收 热 量 ,使 冷 冻 水 降 温,然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。 如此循环不已, 把室内的热量带出,达到降低环境温度的目的。 当 然 系 统 基 本 达 到 了 设 计 的 要 求 ,它 不 仅 具 备 基 本 逻 辑 控 制 功 能 ,还 具 有联网通信功能和管理功能等。 外相对与老的控制系统, 工作稳定、 另 它 故 障 率 低 ,并 能 进 行 系 统 自 动 报 警 ,操 作 及 维 护 十 分 简 便 ,维 修 综 合 成 本(待机时间等)大大降低。 在 智 能 化 中 央 空 调 冷 冻 系 统 中 , 采 用 PLC 控 制 系 统 是 切 实 可 行 的 , 中 央 空 调 冷 冻 系 统 用 PLC 控 制 可 以 有 效 地 保 证 其 工 作 稳 定 、可 靠 ,便 于 维 护 , 且 性 能 价 格 比 高 。 同 时 以 PLC 为 核 心 的 高 可 靠 的 监 控 系 统 实 现 了 对 空 调 主 机 的 控 制 及 两 台 主 机 之 间 的 协 调 控 制 ,具 有 先 进 、可 靠 、经 济、灵活等显著特点。 9 参考文献 1.《中央空调工程设计与施工》,吴继红、李佐周编著,高等教育出版社 2.《制冷空调自动控制》,张子慧等编著,科学出版社 1 3. 三菱公司,三菱微型可编程控制器编程手册,2000 4. 《可编程控制器原理及应用》,顾战松、陈铁年编著,国防工业出版社,1996 5. 肖海亮等编著,实现微机和 PLC 在以太网中的通信,电气自动化,2001.5 6. 宋伯生编著,可编程控制器配置、编程、联网,中国气象出版社,
①使用的目的不同。水泵的目的在于制热,研究的着眼点是工质在系统高压侧通过换热器与外界环境之间的热量交换;制冷机的目的在于制冷或低温,研究的着眼点是工质在系统低压侧通过换热器与外界之间的换热;
②系统工作的温度区域不同。水泵是将环境温度作为低温热源,将被调节对象作为高温热源;制冷机则是将环境温度作为高温热源,将被调节对象作为低温热源。因而,当环境条件相当时,水泵系统的工作温度高于制冷系统的工作温度。
2。水泵的由来
随着工业革命的发展,19世纪初,人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854年,W.Thomson教授(即大家熟知的LordKelvin勋爵)发表论文,提出了热量倍增器(HeatMultiplier)的概念,首次描述了水泵的设想。
当时,水泵供暖的对象主要是民用,供暖需求总量小,特别是对由于采暖方式及其对环境的影响尚没有足够的意识。人们采暖的方式主要是燃煤和木材,因而,热泵的发展长期明显滞后于制冷机的发展。
上世纪30年代,随着氟利昂制冷机的发展,水泵有了较快的发展。特别是二战以后,工业经济的长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺,促进了大型供热及工业用水泵的发展。1973年的全球性能源危机,进一步促进了水泵在全世界范围内的发展。
学生姓名: X X学号:xxxxxxxxxxx
入学时间: 2004 年 9 月
指导老师: x x 职称: 讲师
学校: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
目 录
第一节 发动机的分类……………………………………………3
第二节 发动机的总体构造………………………………………4
第三节 四冲程发动机的工作原理………………………………6
第四节 二冲程发动机的工作原理………………………………10
第五节 发动机的主要性能指标与特性…………………………13
致谢…………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………17
1
关于汽车发动机的探讨
内容提要:目前汽车普遍采用的是往复活塞式内燃机,发动机是汽车的心脏,它以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运动维护简便的优点著称于世。本文针对发动机作出详细的讲解,包括发动机的分类、发动机的结构、发动机的工作原理,并据此分析汽车发动机的性能及主要指标。
关键词:汽油机 柴油机 二冲程 四冲程 性能指标 特性
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第一节 发动机的分类
发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机,称为热力发动机(简称热机),其中的热能是由燃料燃烧所产生的。内燃机是热力发动机的一种,其特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能,然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机,如蒸汽机、汽轮机或燃气轮机等,其特点是燃料在机器外部燃烧以加热水,产生高温、高压的水蒸气,输送至机器内部,使所含的热能转变为机械能。
内燃机与外燃机相比,具有热效率高、体积小、质量小、便于移动、起动性能好等优点,因此广泛应用于飞机、船舶以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是内燃机一般要求使用石油燃料,且排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题,目前国内外正致力于排气净化以及其他新能源发动机的研究开发工作。
根据车用内燃机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式不同分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛,是本文的主要讨论对象。汽车发动机(指汽车用活塞式内燃机)可以根据不同的特征分类:
(1)按着火方式分类 可分为压燃式与点燃式发动机。压燃式发动机为压缩气缸内的空气或可燃混合气,产生高温,引起燃料着火的内燃机;点燃式发动机是将压缩气缸内的可燃混合气,用点火器点火燃烧的内燃机。
(2)按使用燃料种类分类可分为汽油机、柴油机、气体燃料发动机、煤气机、液化石油气发动机及多种燃料发动机等。
(3)按冷却方式分类可分为水冷式、风冷式发动机。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式发动机;以空气为冷却介质的称作风冷式发动机。
(4)按进气状态分类可分为非增压(或自然吸气)和增压发动机。非增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气未经压气机压缩的发动机,仅带扫气泵而不带增压器的二冲程发动机亦属此类;增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气已经在压气机内压缩,藉以增大充量密度的发动机。
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(5)按冲程数分类 可分为二冲程和四冲程发动机。在发动机内,每一次将热能转变为机械能,都必须经过吸人新鲜充量(空气或可燃混合气)、压缩(当新鲜充量为空气时还要输入燃料),使之发火燃烧而膨胀作功,然后将生成的废气排出气缸这样一系列连续过程,称为一个工作循环。对于往复活塞式发动机,可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。凡活塞往复四个单程(或曲轴旋转两转)完成一个工作循环的称为四冲程发动机;活塞往复两个单程(或曲轴旋转一转)完成一个工作循环的称为二冲程发动机。
(6)按气缸数及布置分类仅有一个气缸的称为单缸发动机,有两个以上气缸的称为多缸发动机;根据气缸中心线与水平面垂直、呈一定角度和平行的发动机,分别称为立式、斜置式与卧式发动机;多缸发动机根据气缸间的排列方式可分为直列式(气缸呈一列布置)、对置式(气缸呈两列布置,且两列气缸之间的中心线呈180。)和V形(气缸呈曲列布首,且两列气缸之问夹角为V形)等发动机。
第二节 发动机的总体构造
发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构形式很多,即使是同一类型的发动机,其具体构造也是各种各样的。我们可以通过一些典型汽车发动机的结构实例来分析发动机的总体构造。
下面以CA1014系列轻型货车用的CA488Q型汽油发动机为例,介绍四冲程剐机的一般构造(图1-1)。
(1) 机体组 CA488Q型发动机的机体组包括气缸盖14、气缸体7及油底壳37。有的发动机将气缸体分铸成上下两部分,上部称为气缸体,下部称为曲轴箱。机体组的作用足作为发动机各机构、各系统的装配基体,而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分,是承受高温、高压的机件。在进行结构分析时,常把机体组列入曲柄连杆机构。
(2) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构包括活塞13、连杆10、带有飞轮28的曲轴5等。它是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。
(3) 配气机构 配气机构包括进气门19、排气门15、摇臂45、气门间隙调节器46、凸轮轴25以及凸轮轴定时带轮20(由曲轴定时带轮6驱动)等。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排除废气。
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图2-1 解放CA488Q型汽油机的构造
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(4) 供给系统 供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器38、空气滤清器、进气管39、排气管53、排气消声器等。其作用是把汽油和空气混合为成分合适的可燃混合气供入气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。
(5) 点火系统 点火系统的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。其中包括供给低压电流的蓄电池和发电机以及分电器、点火线圈与火花塞等。
(6) 冷却系统 冷却系统主要包括水泵、散热器、风扇22、分水管以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔——水套等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去,以保证发动机正常工作。
(7) 润滑系统 润滑系统包括机油泵50、机油集滤器51、限压阀、润滑油道、机油滤清器等,其功用是将润滑油供给作相对运动的零件,以减少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。
(8) 起动系统 包括起动机及其附属装置,用以使静止的发动机起动并转入自行运转。
车用汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。
第三节 四程发动机的工作原理
一、四冲程汽油机工作原理
现代汽油发动机的构造如图3-1所示。气缸内装有活塞10,活塞通过活塞销、连杆11与曲轴12相连接。活塞存气缸内作往复运动,通过连杆推动 曲轴转动。为了吸入新鲜充量和排除废气,设有进、排气系统等。
图3-2所示为发动机示意图。活塞往复运动时,其顶面从一个方向转为相反方向的转变点的位置称为止点。活塞顶面离曲轴中心线最远时的止点,称为上止点(TDC——Top Dead Center);活塞顶面离曲轴中心线最近时的止点称为下止点(BDC——Bottom Dead Centel),活塞运行的上、下两个止点之间的距离s称为活塞行程。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的垂直距离月称为曲柄半径。对于气缸中心线与曲轴中心线相交的发动机,活塞行程5等于曲柄半径R的两倍。
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四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程:进气行程、压缩冲程、作功行程、和排气行程。
(1) 进气行程 汽油机将空气与燃料先在气缸的外部的化油器中、节气门体处或进气道内进行混合,形成可燃混合气后被吸入气缸。
进气过程中进气门开启,节气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积变大,从气缸内的压力将到大气压以下,即在气缸内形成真空度。这样可眼燃混合气便经进气门被吸入气缸。由于进气系统的阻力,进气终了时气缸内的气体压力约为0.075~0.09Mpa。
(2) 压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小,密度加大,温度升高,故需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程,称为压缩行程。活塞到达上止点时压缩终了,此时,混合气被压缩到活塞上方很小的空间,即燃烧室中。可燃混合气压力升高到0.6~1.2MPa,温度可达600~700K。
压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。
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现代汽油发动机的压缩比一般为6~9(轿车有的达到9~11)。如一汽一大众捷达轿车EA827型1.6L发动机的压缩比为8.5,而EA113型1.6L发动机的压缩比为9.3。
压缩比越大,在压缩终了时混合气压力和温度越高,燃烧速度增快,因而发动机发出的功率增大,热效率提高,经济性越好。但压缩比过大时,不仅不能进一步改善燃烧情况,反而会出现爆燃和表面点火等不正常的燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。爆燃时,火焰以极高的速率传播,温度和压力急剧升高,形成压力波,以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁而时就发出尖锐的敲缸声。同时,还会引起发动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时,甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂、活塞烧顶、火花塞绝缘体击穿等机件损坏现象。表面点火是由于燃烧室内炽热表面(如排气门头,火花塞电极,积炭)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧现象。表面点火发生时,也伴有强烈的敲击声(较沉闷),产生的高压会使发动机机件承受的机械负荷增加,寿命降低。因此,在提高发动机压缩比的同时,必须注意防止爆燃和表面点火的发生。此外,发动机压缩比的提高还受到排气污染法规的限制。
(3) 作功行程 在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时,装在气缸体(或气缸盖)上的火化塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后,放出大量的热能,其压力和温度迅速增加,所能达到的最高压力p,约为3~5MPa,相应温度则为2200~2800K。高温、高压燃气推动活塞从上止点向F止点运动,通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身继续运转而外,其余即用于对外作功。
(4) 排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气,必须从气缸中排除,以便进行下一个工作循环。
当膨胀接近终了时,排气门丌启,靠废气的压力进行自由排气,活塞到达下止点后再向上止点移动时,继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时,排气行程结束。
由于燃烧室占有一定的容积,因此在排气终了时,不可能将废气排尽,这一
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部分留下的废气称为残余废气。
综上所述,四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程,完成一个工作循环。这期问活塞在上、下止点问往复移动了四个行程,曲轴旋转了两周。
二、四冲程柴油机工作原理
现代柴油发动机的构造如图3-3所示。
四冲程柴油机(压燃式发动机)的每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机的燃料是柴油,其粘度比汽油大,而其自燃温度却较汽油低,故可燃混合气的形成及着火方式都与汽油机不同。
柴油机在进气行程吸人的是纯空气。存压缩行程接近终了时,柴油机喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷人气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。因此,这种发动机的可燃混合气是在气缸内部形成的。
由于柴油机的压缩比高(一般为16~22),所以压缩终了时气缸内的空气压力可达3.5~4.5MPa,同时温度高达750~1000K,大大超过柴油的自燃温度。因此,柴油喷入气缸后,在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。气缸内气压急剧上升到6~9MPa,温度也升到2000~2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动帅轴旋转而作功。废气同样经排气管排人大气中。
柴油机与汽油机比较,各有特点。汽油机具有转速高(目前轿车汽油机最高
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转速达5000~6000r/min,货车汽油机转速达4000r/min左右)、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点,故存轿车和轻型货车及越野车上得到广泛的应用;其不足之处是燃油消耗率高,燃油经济性差。柴油机因压缩比高,燃油消耗率平均比汽油机低20%~30%左右,且柴油价格较低,所以燃油经济性好。一般装载质量为5t以上的货车大都采用柴油机;其缺点是转速较汽油机低(一般最高转速在2500~3000r/min左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。但目前柴油机的这些缺点正在逐渐得到克服,其应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外有的轿车也采用柴油机,其最高转速可达5000r/min。
由此可见,四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中,只有一个行程是作功的,其余三个行程则是作功的辅助行程。因此,在单缸发动机内,曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动。显然,作功行程时.曲轴的转速比其他三个行程内的曲轴转速要高,所以曲轴转速是不均匀的,因而发动机运转就不平稳。为了解决这个问题,飞轮必须做成具有很大的转动惯量,而这样做将使整个发动机质量和尺寸增加。显然,单缸发动机工作振动大。采用多缸发动机可以弥补上述缺点。因此,现在汽车上基本不用单缸发动机。用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。
在多缸四冲程发动机的每一个气缸内,所有的工作过程是相同的,并按上述次序进行,但所有气缸的作功行程并不同时发生。例如,在4气缸发动机内,曲轴每转半周便有一个气缸在作功;在8缸发动机内,曲轴每转1/4周便有一个作功行程。气缸数越多,发动机的工作越平稳。但发动机气缸数增多,一般将使其结构复杂,尺寸及质量增加。
第四节 二冲程发动机的工作原理
一、二冲程汽油机工作原理
二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内,即曲轴旋转一周的时间完成的。发动机气缸上有三个孔,这三个孔可分别在一定的时刻为活塞所关闭。进气孔与化油器相连通,可燃混合气经进气孔流入曲轴箱,继而可经扫气孔进入气缸内,而废气则可经过与排气管连通的排气孔被排出。
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活塞向上移动,到活塞将三孔都关闭时,开始压缩在上一循环即已吸入缸
内的可燃混合气,同时在活塞下面的曲轴箱内形成真空度(这种发动机的曲轴箱必须足密封的)。当活塞继续上行时,进气孔开启,在大气压力作用下,可燃混合气便自化油器流入曲轴箱。活塞接近上止点时,火花塞发出电火花,点燃被压缩的混合气。高温、高压气体膨胀迫使活塞向下移动。进气孔逐渐被关闭,流人曲轴箱的混合气则因活塞的下移而被预先压缩。当活塞接近下止点时,排气孔开启,废气经过排气孔、排气管、消声器流到大气中。受到预压的新鲜混合气便自曲轴箱经扫气孔流入缸内,并扫除废气。废气从气缸内被新鲜混合气扫除并取代的过程,称为气缸的换气过程。
由上述可知,在二冲程发动机内,一个工作循环所包含的两个行程是:
(1) 第一行程 活塞自下止点向上移动,事先已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩,新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。
(2) 第二行程 活塞自上止点向下移动,活塞上方进行着作功过程和换气过程,而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。
为了防止新鲜混合气大量与废气混合并随废气一起排出气缸而造成浪费,活塞顶做成特殊的形状,使新鲜混合气的气流被引向上部。这样还可以利用新鲜混合气来扫除废气,使排气更为彻底。但是在二冲程发动机中,要完全避免可燃混合气的损失是很困难的。
图4-1为二冲程发动机示功图。它的工作循环如下:
活塞由下止点向上止点运动,当将排气孔(a点)关闭时,压缩过程开始。到上止点前开始点火燃烧,缸内压力迅速增高,叮段即燃烧过程。接着活塞下行膨胀作功,一直到6点,排气孔被打开,开始排气。此时,缸内压力较高,一般为0.3~0.6MPa,
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故废气以声速从缸内排出,压力迅速下降。当活塞继续下移将换气孔打开,曲轴箱内的新鲜可燃混合气进入气缸。这段时问里的排气称为自由排气。排气一直延续到活塞下行到下止点后再向上将排气孔关闭为止。示功图bda曲线为二冲程发动机的换气过程,大约占130度~150度曲轴转角。接着活塞继续向上,便重复压缩过程,进行新的循环。
二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机相比较,其主要优点如下:
1)曲轴每转—周就有一个作功行程,因此,当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时,在理论上它的功率应等于四冲程发动机的2倍。
2)由于发生作功过程的频率较高,故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。
3)由于没有专门的换气机构,所以其构造较简单,质量也比较小。
4)使用方便。因为附属机构少,所以易受磨损和经常需要修里理的运动部件数量也比较少。
由于构造上的原因,二冲程发动机的最大缺点是不易将废气自气缸内排除得较干净,并且在换气时减少了有效工作行程。因此,在同样的工作容积和曲轴转速下,二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的2倍,只等于1.5~1.6倍;而且在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出,因此二冲程发动机不如四冲程发动机经济。
由于上述缺点,二冲程化油器式发动机存汽车上较少被采用。但这种发动机的制造费用低廉,构造简单,质量小,所以在摩托车上广泛应用。二冲程发动机可以通过减少扫气损失来改善燃油经济性差的缺点,因此电控喷射的二冲程发动机在汽车上得到了发展。
二、二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机的工作过程和二冲程化油器式发动机的工作过程相似。所不同的是进入柴油机气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。
空气由扫气泵提高压力以后,经过装在气缸外部的空气室和气缸壁(或气缸套)上的许多小孔进入气缸内,废气经由气缸盖上的排气门排出。
在第一行程中,活塞自下止点向上止点移动。行程开始前不久,进气孔和排
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气门均已开启,利用自扫气泵流出的空气(压力约为0.12~0.14MPa)使气缸换气。当活塞继续向上移动,进气孔被遮盖,排气门也被关闭,空气受到压缩。当活塞接近上止点时,气缸内的压力增到3MPa,温度约升至850~1000K,燃油在高压(约17~20Mpa)下喷入气缸内,致使燃油自行着火燃烧,使气缸内压力增高。
在第二行程中,活塞受燃烧气体膨胀作用自上止点向下止点移动而作功。活寒卜行2/3行程时排气门开启,排出废气,此后气缸内压力降低,进气孔开启,进行换气。换气一直继续到活塞向上移动1/3行程的距离,直到进气孔完全被遮盖为止。
这种形式的发动机称为气门—窗孔直流扫气柴油机。与四冲程柴油机比较,二冲程柴油机的优缺点与上面讨论二冲程汽油机时所指出的优缺点基本相同,但由于二冲程柴油机用纯空气扫除废气,没有燃料损失,故经济件较高。
第五节 发动机的主要性能指标与特性
发动机的主要性能指标有动力性能指标(有效转矩、有效功率、转速等)、经济性能指标(燃油消耗率)和运转性能指标(排气品质、噪声和起动性能等)。
一、动力性能指标
(1)有效转矩
发动机通过飞轮对外输出的平均转矩称为有效转矩。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。
(2)有效功率
发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。
发动机曲轴转速的高低,关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小,即发动机的有效功率随曲轴转速的不同而改变。因此,在说明发动机有效功率的大小时,必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况,称为标定工况。标定功率是发动机所能发出的最大功率,它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机,当其用途不同时,其标定功率值并不相同。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定,汽车
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发动机应能在标定工况下连续运行300~1000h。
二、经济性能指标
发动机每发出1 kw有效功率,在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位),称为燃油消耗率。
发动机的性能是随着许多因素而变化的,其变化规律称为发动机特性。
三、运转性能指标
发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等。由于这些性能不仅与使用者利益相关,更关系到人类的健康,因此必须指定共同遵守的统一标准,并给予严格控制。
(1)排气品质
发动机的排气中含有对人体有害的物质,它对大气的污染已形成公害。为此,各国采取了许多对策,并制定相应的控制法规。发动机排出的有害排放物,主要有氮氧化合物,碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排气颗粒。
(2)噪声
噪声会刺激神经,使人心情烦躁,反应迟钝,甚至造成耳聋,诱发高血压和神经系统的疾病,因此,也必须用法规形式进行限制。汽车是城市中主要的噪声源之一,发动机又是汽车的主要噪声源,故必须给予控制。在我国制定的汽车加速行驶车外噪声限值标准(GBl495--2002)中,对不同分类的汽车以及同一分类中不同总质量及发动机不同额定功率的汽车,详细制定了噪声限值。
(3)起动性能
起动性能好的发动机在一定温度下能可靠地发动,起动迅速,起动消耗的功率小,起动期磨损少。发动机起动性能的好坏除与发动机结构有关外,还与发动机工作过程相联系,它直接影响汽车机动性、操作者的安全和劳动强度。我国标准规定,不采用特殊的低温起动措施,汽油机在-10℃、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时,15s以内发动机要能自行运转。
四、发动机的速度特性
当燃料供给调节机构位置固定不变时,发动机性能参数(有效转矩、功率、燃油消耗率等)随转速改变而变化的曲线,称为速度特性曲线。
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如果改变燃料供给调节机构的位置又可得到另外一组特性曲线,则当燃料供给调节机构位置达到最大时,所得到的是总功率特性,也称发动机外特性;而把燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分速度特性。
外特性曲线下标出的发动机最大功率和最大有效转矩及其相应的转速,是表示发动机性能的重要指标。要联系汽车使用条件,诸如道路情况所要求克服的阻力数值、最高车速等,来分析发动机外特性曲线是否符合要求。
五、发动机工作状况
发动机运转状态或工作状态(简称发动机工况)常以功率和转速来表征,有时也用负荷与转速来表征。
发动机负荷是指发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小;也可表述为发动机在某一转速下的负荷,就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比,以百分数表示。
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致 谢
本论文的设计历时三个多月的时间。在此我要向我的讲师x老师表示最诚挚的感谢。从课题的设计方案、课题的编辑到论文的撰写和修改的各个阶段,都得到了钱老师的认真指导、严格要求。钱老师渊博的学识、严谨的治学精神以及平易近人的态度,使我在学习知识的同时,如浴春风。
在整个课题的研究和设计过程中,也得到了同组的其它同学的支持和帮助,大家一起克服了一个又一个难题,在此表示感谢。
在大学四年的学习过程中,我的学识有了长进,能力有了提高。为此我要感谢我的家人,以及所有教导过我的老师和长辈们,是他们鼓励着我前进。另外我要感谢我的朋友和同学,使我每天都轻松、愉快。
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【参考文献】
1、陈家瑞 《汽车构造 上 》机械工业出版社
2、陈家瑞 《汽车构造 下 》机械工业出版社
3、扶爱民 《汽车运用基础》电子工业出版社
4、扶爱民 《汽车发动机构造与维护》电子工业出版社
5、巫安达 乔国荣《汽车维护技术》高等教育出版社
6、凌凯汽车资料编写组 《汽车原理》北京邮电大学出版社
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以下是我总结的材料,请核对后使用
祝愿你工作愉快
工程热力学
热力学是研究热现象中,物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时,系统与外界相互作用的学科。
工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。
工程热力学的基本任务是:通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,提高热能利用率和热功转换效率。
为此,必须以热力学基本定律为依据,探讨各种热力过程的特性;研究气体和液体的热物理性质,以及蒸发和凝结等相变规律;研究溶液特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程,溶解吸收或解吸等物理化学过程,这就又涉及化学热力学方面的基本知识。
工程热力学是关于热现象的宏观理论,研究的方法是宏观的,它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础,通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为,对宏观现象和热力过程进行研究。
这种方法,把与物质内部结构有关的具体性质,当作宏观真实存在的物性数据予以肯定,不需要对物质的微观结构作任何假设,所以分析推理的结果具有高度的可靠性,而且条理清楚。这是它的独特优点。
古代人类早就学会了取火和用火,不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末,人们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下,人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709~1714年华氏温标和1742~1745年摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。
1798年,朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年,英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由“热质说”得到解释。1842年,迈尔提出了能量守恒理论,认定热是能的一种形式,可与机械能互相转化,并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。
英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就是以他的名字命名的。
热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年,法国人卡诺提出著名的卡诺定理,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响,他的证明方法还有错误。1848年,英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年,德国的克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。
1850~1854年,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律和第二定律的确认,对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。
与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数,研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律 。1906年,德国的能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理;1912年,这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。
二十世纪初以来,对超高压、超高温水蒸汽等物性,和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视,人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。
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