第一篇:船舶电动机节能技术研究论文
摘要:船舶运行所需能耗较大,基于节能降耗理念,需要在现有基础上针对其电动机节能技术进行研究,做好运转方法与运行参数控制,在不影响运行效率的前提下,降低船舶运行能耗。对电动机进行节能设计,一般可以从三个方面来进行,即提高电动机效率、应用合适运转计划图表以及最佳轴输出功率等,在实际设计中应基于船舶电动机运行特点来确定优化方案,达到节能目的,文章对此进行了简单分析。
关键词:船舶;电动机;节能降耗
船舶运行成本较高,运行能耗大,虽然有更多新型技术与设备被应用其中,想要完全实现节能降耗目的,还需要针对电动机运行能耗进行分析,采取有效措施来对其进行节能设计。
1船舶电动机节能分析
电动机为船舶主要直接用电负荷,提高其运行效率,是实现船舶电气系统节能降耗的主要措施之一。就船舶运行特点来看,大部分辅机系统均处于连续运行状态,包括主轴滑油泵、冷却水泵、空调压缩机以及通风机等,为维持各系统正常运行,电动机需要稳定运行,通过对其运行效率的优化,可以在持续运行时间内,节省大量电能。在实际航行中因为工况不断发生变化,电网电压也会不断变动,使得各系统运行输出功率大于额定功率,电动机效率急剧降低,造成更多电能损耗。现在对船舶电气系统进行节能设计,对促进行业的进一步发展具有重要意义,例如近年来迅速发展的永磁同步电动机,可以有效解决上述问题,电动机运行效率更高,在维持各项辅机系统运行的同时,减少电力损耗。
2船舶电动机节能技术要点
2.1电动机变速运转
2.1.1电动机作用
船舶电动机主要用于驱动泵类以及风机等转速稳定的电动机;以及甲板机械类电动机的驱动,包括起锚机、系泊绞车等,且为了可以在低速状态下发出转矩,应尽量选择应用变极式电动机;还可以用于驱动甲板机械类起重机械,以及电力推进装置等转速要求严格的电动机。
2.1.2运转方式选择
(1)变速运转。为达到节能降耗效果,可以设计泵类与风机等应用变速运转方法。船舶电气系统内,使用泵类与风机的设备数量较多,一般应用交流异步电动机提供动力,电动机维持稳定转速持续运行,在负载发生变化,出现低负载或者过负载情况时,能够对风门和阀进行调节满足负载变化要求,但是会造成一定损失。为减少此损失降低电力损耗,便可以选择减速运转方式。根据被驱动机械运转方式和设备为依据进行选择,例如辅助锅炉应用鼓风机,船舶航行与装货时,可以满足风量和风压大幅度变动要求,并且如果选择而应用二级控制方法,还可以应用变极式电动机来提高节能效果。
(2)机组控制。驱动甲板机械用电电动机变速运转模式现在已经被广泛的应用到船舶电气系统建设中,选择应用变极式电动机,实现电动机-发电机控制方式。变极式电动机变速模式虽然运行成本低,但是并不适用于大容量电动机,且控制效果不佳,基于起重机种类差别,应选择应用直流电动机来进行细微控制,提高控制效果。直流电动机正常运转状态下,将直流可变电压作为电源,并配置电动机-发动机,实现系统正常运行。并且,现在已经有大功率电子元件的应用,可以更有效的实现从交流电源中产生直流可变电压。
(3)其他运转。直流电机在船舶电气系统中的应用,换向器在持续运行过程中,受电刷影响会降低线圈绝缘性,对电动机运行效率产生影响。而同步电动机的应用,完全可以避免此问题,其可硅控整流器运转,并且具有有直流电机相同的控制效果。与电动机-发电机方式相比,可控硅发电机电动机组控制方式效率更高,在节能设计中具有更大优势。
2.2高效率电动机选择
2.2.1电动机效率
船舶电动机需要维持连续运转状态,通过提高其运转效率,便可达到节能效果。现在绝缘技术水平不断提高,元件体积不断缩小,旋转机械也实现了小型化生产,为减少电动机内部损耗,就需要对电工材料特性进行综合分析,保证所选铁芯材料质量优良,同时在原有生产制作工艺上进行更新优化,争取提高各元件制作效率,满足电动机节能优化要求。
2.2.2轴输出功率
对电动机进行节能设计,另一个要注意的问题就是负载选用电动机最佳额定功率的确定,一般电动机效率在额定功率75%~100%负载下运转时最高,如果处于低负载状态下运转,则会导致效率较低,产生较大损失。因此需要对轴输出功率进行分析,选择高效率电动机,保证其即便是处于低负载状态下,也可以保证较高的效率。基于负载容量、最大转矩以及启动转矩等因素进行综合分析,保证所选电动机效率可以满足节能运行需求。
3船舶异步电动机变频调速节能技术
对于船舶动力装置来说,存在大量风机、水泵类负载,基本上均选择用鼠笼式异步电动机拖动,为达到节能效果,其电动机便可选择应用变频调速、转差离合器控制调速以及调压调速等调速方式进行优化。其中,变频调速可以对同步转速进行调整,更适于转速降低时状态,在风机、水泵系统中应用具有良好效果。以某轮舱底水泵为例进行分析,其水泵型号为CB65,流量为68m3/h,压力为0.223MPa,电动机型号为J02-61-2-H/D2,额定功率为18kW,额定转速为2950r/min,额定电压为380V。配备ACS800-01-0003直接转矩控制变频器,不同流量调节方法效率曲线如图1所示。其中水泵型号为CB68,流量为65m3/h,压力为0.228MPa,电动机型号为J02-61-2-H/D2,额定功率为18kW,额定转速为2950r/min。图1不同流量调节方法效率曲线由图可知,流量比小于80%时,应用变频调速方式进行流量控制,与其他调控方法相比,功率损失比最小,具有最好的节能效果。同时,基于流量调节时水泵会有扬程变化,还需要对不同实需流量和实需扬程下节电率数据进行综合分析。其中,将节电率与系统内装设出口调节阀情况进行对比,实需流量百分比数据与实际计算流量和水泵标称流量进行对比,实需扬程百分比数据将实际计算泵扬程与水泵标称扬程进行对比,确定水泵流量与扬程均存在一定富余量时,节能效果更为明显。
4结束语
船舶电气系统需要长时间持续运行,整个航程运行产生的能耗巨大,为实现节能降耗设计,就需要重点做好电动机分析,选择高效率电动机的同时,根据实际情况确定运转控制方法,并应用变频调速手段,来达到节能降耗目的。
参考文献
[1]阳世荣.船舶辅机节能控制与管理技术研究[J].中国造船,2012(S1):226-232.[2]阳世荣,王云鹤,吴团结,等.船舶辅机电气设备节能技术研究[J].电气技术,2010(08):182-184.
第二篇:船舶低噪声设计技术研究
SHANGHAI SHIPBUILDING 上海造船2010年第1期(总第81期)
船舶低噪声设计技术研究
周炎,李国刚,童宗鹏(711研究所,上海 200090)
摘要:由动力装置引起的机械噪声是影响船舶舒适度、船舶电子设备可靠性、船员工作环境的最主要噪声源,也是船舶水下辐射噪声的主要噪声源之一。随着船舶动力装置向高功率密度方向发展,船舶的噪声级越来越高,简单的振动噪声处理已难以满足其噪声和振动限值的要求。为了研究控制船舶机械噪声,提出了船舶低噪声设计方法,建立了全船振动噪声评估及控制方法的设计流程。并以某型船舶低噪声设计为例,通过实船测试,验证了船舶低噪声设计方法的正确性、可靠性和规范性。该方法可适用于各种低噪声船舶的设计中,如物探船、游船、火车渡船等。关键词:低噪声船舶;振动噪声评估;减振;降噪 中图分类号:U661
文献标识码:A
文章编号:1005-9962(2010)01-0031-04 Abstract: The mechanical noise caused by the power plant affects the comfortability on board the ship, the reliability of the electronic equipment and the mariner’s work environment, and is the main noise source of the underwater radiated noise of the ship.The simple methods of the vibration and noise control could hardly meet the limitation demands owing to the higher power density of the marine power plant and the high noise level.In this paper, the low noise design method of the ship is put forward, and the design process about the vibration and noise evaluation and control is established.The low noise design has been used in an integrated scientific surveying ship.The validity, reliability and the conformity to rules and regulations of the marine low noise design method were verified by the navigation’s test results.This method can be applied to different kinds of low noise ships such as physical exploration ships, cruise liners and train ferries.Key words: low noise ship;vibration and noise evaluating;vibration control;noise control
0 引 言
船舶主要有三大噪声源:机械噪声、水动力噪声和螺旋桨噪声,其中由动力装置引起的机械噪声是影响船舶舒适度、船舶电子设备可靠性、船员工作环境的最主要噪声源,水动力噪声和螺旋桨噪声的影响相对较弱;机械噪声也是船舶水下辐射噪声的主要噪声源。除了海军舰船,一些特殊船舶如科考船、物探船等特种工程船舶,常配备大量测量仪器,对振动噪声信号敏感,船上科研人员众多,舒适性要求较高,更有豪华邮轮、高档车客渡轮等船舶对舒适度的高要求,都需要低噪声环境。为了保护船员及旅客健康和营造舒适的工作、休息的舱室环境,近年来,各国船东对船舶的舒适性要求愈来愈高,世界各船级社也制定了船上振动噪声舒适性评价指标[1]。
多年来,低噪声设计在人们思想意识里通常是依托于设备的辅助专业,船舶低噪声设计缺乏顶层设计,设计技术局限性主要表现在:
1)缺乏振动噪声指标与船舶性能指标之间的 第一作者简介:周炎,男,研究员,硕士生导师。1967年生,1992年毕业于上海交通大学振动冲击噪声专业,现从事动力系统减振降噪和抗冲击技术研究及管理工作。
匹配性设计技术,难以把振动噪声作为主要指标贯穿于船舶设计的整个流程;
2)通常采用局部声学治理,哪里超标哪里治理,忽视船舶低噪声设计是一个系统控制工程,缺少对整个系统进行全面而又细致入微的工作,无法改善总体声学指标;
3)船舶低噪声设计规范缺失,船舶低噪声指标落后;
4)船舶低噪声设计方法陈旧,往往凭经验进行近似设计,很少在船舶开发阶段进行声学预测设计。
本文提出的船舶低噪声设计技术是一项综合设计技术。该项技术主要从降低动力装置噪声源、切断声传递路径和目标场噪声处理3个技术途径出发,应用现代仿真技术和试验技术,并与船舶的设计、建造、试验的整个过程紧密结合,建立船舶振动噪声预估、指标分配、控制方案、评估、实施和测试一整套船舶低噪声设计流程,显著改善船舶的低噪声性能。船舶低噪声设计方法
1.1 总体思路
船舶低噪声设计的原则是:源头控制、传递途径控制、目标场控制。因此,首先需要进行全船的振动噪声源分析、目标场分析,明确全船所有振动32
上海造船2010年第1期
噪声源,分析每一个声源的特性、安装位置、振动噪声的水平。同时,也必须明确有振动噪声指标要求的目标场。
船舶低噪声设计必须与船舶设计、建造和试验三个阶段紧密结合。其中,设计阶段的主要任务是总体指标、指标分解、布置、结构、设备选型、设备振动噪声指标确定、全船噪声指标控制及平衡等;建造阶段的主要任务是确保结构建造中的声学特性要求、装船设备的振动噪声指标验收、设计中减振降噪技术措施的落实、基座减振处理、舱室降噪施工、管路减振降噪施工、局部减振降噪指标的试验、减振降噪整改等;试验阶段的主要任务是完成船舶低噪声设计指标的验收、后续船舶低噪声改进设计建议等。技术难点在于低噪声船舶指标制定、船舶振动噪声评估和控制,当船舶低噪声指标和控制方案确定后,就可以制定全船振动噪声控制大纲,并向船东提交。论文将重点阐述低噪声船舶指标制定、船舶振动噪声评估、动力装置振动噪声控制和舱室噪声治理等方法。1.2 低噪声船舶指标制定方法
船舶低噪声指标制定方法的关键在于其制定原则,制定原则主要有:
1)满足标准规范要求,与国际先进水平接轨; 2)满足旅客舒适性需要,控制旅客舱室、休息室、甲板开放空间等的振动噪声指标;
3)满足船员工作和生活需要,控制机舱、控制室、驾驶室、工作间等工作与休息舱室的振动噪声指标;
4)满足船舶对振动噪声的特殊需要,如水下辐射噪声的控制、电子设备振动噪声环境需求;
5)考虑船东的要求;
6)拟采取的减振降噪技术的经济性和实施的可行性。
因此,要提高我国船舶低噪声设计技术,首先必须掌握国内外标准要求。目前国内船舶低噪声设计可参考的标准为GB5979《海洋船舶噪声级规定》和GB 7452《机械振动 客船和商船适居性 振动测量、报告和评价标准》,其中,GB5979《海洋船舶噪声级规定》制定的年代已较久远,指标如表1所示;表2列出的GB 7452振动指标已与国际一般指标要求接轨,与ISO6954:2000及ABS规范一致。国际上,大部分发达国家对船舶舱室噪声控制较为严格,国外最新标准基本反映了船舶低噪声技术的先进性,如ABS、DNV等制定的规范,特别是DNV规范对船舶振动噪声舒适度设定了分级要求,如表1和表2所示,其中1级为最高舒适度等级,3级为可以接受的舒适度等级。对比国内外标准和规范要求,国内船舶低噪声设计指标(尤其是舱室空气噪声指标)远远落后于国外先进指标,大部分目标区域的振动噪声指标达不到DNV的3级舒适度要求。对于科学考察船、豪华邮轮、高档车客渡等船,国内标准规定的指标已难以满足2)~5)项要求。因此,必须综合考虑1)~6)项要求,制定我国船舶低噪声设计指标。
表
1船舶舱室空气噪声限值*
dB(A)
GB5979-86《海洋船舶噪声级规定》[2]
部位
机 舱 区 驾 驶 区 有人值班机舱主机操纵处 有控制室的或无人的机舱
机舱控制室 工作间 驾驶室 桥楼两翼 海图室 报务室 卧室
医务室、病房
起 居 区 办公室、休息室、接待室等舱室 机械设备和专用风机不工作 机械设备和专用风机工作
/ /
限制值 90 110 75 85 65 70 65 60 60 60 65 70 80 / /
区域 / /
机舱控制室 办公室 舵机室 / / 报务室 船员住舱 医务室 船员公共场所 头等舱 一般旅客舱 公共区域 甲板休闲场所
DNV规范——舱室噪声级限值[3] 舒适度1级
/ / 70 60 60 / / 55 50 55 55 44 49 55 65
舒适度2级
/ / 70 60 60 / / 55 55 55 60 47 52 58 65
舒适度3级
/ / 75 65 65 / / 60 60 60 65 50 55 62 70 *注:舒适度1级为最高舒适度等级,3级为可以接受的舒适度等级。表2同。
船舶低噪声设计技术研究
表
2振动限值*
mm/s 振动限值(GB/7452-2007,ISO6954:2000,ABS规范)区域
值 [4,5]
轻微振动上限
值
区域 头等舱
振动限值(DNV规范)[3]
舒适度 1级 1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3.5 3.5
舒适度 2级 2.0 2.0 2.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4.5 4.5
舒适度 3级 2.5 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 6.0 6.0 严重振动下限客 舱 船员 居住区 工 作 区 4 2
一般旅客舱 公共区域 甲板休闲场所 船员住舱 船员公共场所 办公室 桥楼 工作间 机舱控制室 6 3 8 4 1.3 船舶振动噪声评估方法
船舶振动噪声评估包括:全船模态计算、振动响应计算、舱室噪声计算,并从振动噪声方面对船体结构设计提出改进措施,为船体结构设计和全船振动噪声控制提供依据。目前,国内外最常用的船舶振动噪声评估方法主要是基于数值计算的有限元法[6,7]、边界元法和统计能量法。在建立动力装置及船体结构详细模型的基础上,采用数值计算方法进行机械噪声预报和减振降噪措施性能评估,具有较高的准确性。
1.4 动力装置振动噪声控制方法
根据振动和噪声源分析,针对不同振级和噪声级的设备,需要采取不同的减振降噪措施,该措施主要包括两方面内容,一是总体的布置位置,在设备布置时需要充分考虑振动噪声源与目标场的距离和中间隔离物的布置,充分利用结构和物理隔断的优势,减少振动和噪声能量的传递;二是对振动噪声指标较高、且在现有布置位置条件下不能满足要求的设备,采取必要的减振降噪措施。在隔振装置方面,有单层、双层或多层隔振装置,有各式各样的浮筏减振装置;在噪声控制方面,可以采用隔声罩和进、排气消声器,如柴油机进排气消声器,风机进气消声器;随着动力装置的模块化发展,柴油机和电站等动力装置可采用箱装体技术;管路进出口间加挠性接管,隔离振动噪声传递。该工作的前提条件是需要对现有位置布置的设备传递特性进行必要的评估,不能仅仅基于设备本身的振动噪声指标的高低和绝对值的大小。
1.5 舱室噪声治理方法
舱室噪声控制主要采用全浮式舱室降噪结构,所有噪声控制层与舱壁之间采用隔振器连接构成弹性声桥。舱室围壁根据隔声要求不同,采用加装阻尼层、吸声层、空气层和隔声层等措施,天花板采用轻质吸声层和隔声层吊顶,地板采用在铺设甲板敷料层上再铺设浮动地板层构成,同时对所有进行噪声治理舱室舱门加装隔声门,防止壁面小缝隙造成大量声泄漏情况的发生。不同的舱壁噪声治理措施如下:
1)直射声舱壁。直射声舱壁是指与主要噪声源-主机舱相邻的舱壁。直射声舱壁具体声学处理方法包括阻尼层、吸声层、空气层和隔声层等措施。
2)非直射声舱壁。除与主机舱相邻的舱壁以外的舱壁为非直射声舱壁。非直射声舱壁的声学处理方法包括布置吸声层、空气层和隔声层等措施。
3)舱室天花板。舱室天花板的声学处理方法包括吸声层、空气层和隔声层等措施。由于吊顶的特殊性和激励噪声相对舱壁要小,故各声学处理层与舱壁处理时有所不同。
4)舱室地板。对于噪声指标要求高的舱室,以及主机舱上层甲板的舱室地板,应隔绝1次和2次激励噪声,声学处理方法包括布置甲板敷料层,并在其上面铺设浮动地板层。
5)隔声门和隔声窗。进行噪声控制隔声门,特别是集控室与机舱的进出门,隔声量在30dB(A)以上,必要时这些舱室窗户也应该选用隔声窗,以避免部分舱壁的声泄漏引起隔声量大幅度下降。船舶低噪声设计技术应用案例
图1所示是我国自行研制的新一代低噪声船34
上海造船2010年第1期
舶,主要用于海洋水下声学研究和试验考察,该船采用全电力推进、动力定位等先进技术。由于该船安装了大量高精尖试验和探测设备,要求全船的振动噪声水平低,以避免对试验和探测设备的干扰;同时,也要求最大限度地减小船体结构噪声辐射,减小船自噪声对测量区域被探测目标的影响;另外,提高全船的舒适性,减轻动力设备产生的振动噪声对船上作业的科学家和研究人员身体、心理、情绪的影响。
图1 某新型低噪声船舶
表
3某新型低噪声船舶减振降噪设计
序号 1 2 名称
主发电机组隔振装置 停泊电站隔振装置
技术指标 隔振效果≥35dB 隔振效果≥25dB 隔振效果≥65dB 降噪效果≥20dB(A)隔振效果≥35dB 舱室噪声≤65dB(A)隔声量≥20dB(A)
技术措施
双层隔振装置,管路弹性连接。
单层隔振,公共底座局部填充高分子聚合物,管路弹性连接,电站基座采用阻尼处理。
3层隔振方式,中间阀体采用高分子聚合物混凝土和钢结构;降噪处理采用舱室进风、排风用消声器降噪,柴油机排气采用消声器降噪,整个舱室采用特殊吸声处理。多泵组浮筏,局部敷贴阻尼材料。
浮动地板,吸声层,隔声层,阻尼层,辅料。隔声罩,消声器,舱室隔声处理。3 4 5 6 静音电站 泵舱浮筏
机舱周围舱室噪声处理
通风机噪声处理
表
4某新型低噪声船舶舱室空气噪声
测试结果
dB(A)
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 舱室 No.2试验室 No.3试验室 No.4试验室 集控室 二管房间 三管房间 三副房间 轮机长房间 舱室噪声测试值 测点1 56 46 52 64 57 56 54 49
测点2 52 46 53 6350 结 论
1)建立一套低噪声船舶的设计流程,重点研究了声学指标制定、振动噪声评估、动力装置振动噪声控制、典型舱室噪声治理等关键技术,并在某新型船舶上进行了船舶低噪声设计技术应用研究,通过了试验验证,取得了一些研究成果,为后续的深入研究奠定了基础。
2)目前,大部分研究工作还处于起步阶段,后续将通过“粤海铁”、“深海物探船”、“5万t半潜船”等不同低噪声船舶的设计研究、建立我国船舶低噪声设计规范。
【 参
考
文
献 】
[1] 周炎.动力装置振动噪声控制技术概述[A].中国科
协2000年会.[2] GB5979-86,海洋船舶噪声级规定[S].1986.[3] DNV.Rules for classification of ships[S].[4] GB 7452-2007,机械振动 客船和商船适居性 振动测
量、报告和评价标准[S].[5] ABS.Guidance notes on ship vibration[S].[6] 吴嘉蒙.2750TEU集装箱船的全船总振动评估[J].船
舶, 2008,(2).[7] 中国船级社.船上振动控制指南[M].北京:人民交通
出版社,2000.采用以上建立的船舶低噪声设计方法,从总体上统筹兼顾,在设计、设备选型、建造、试验检验等各个环节把握关键的振动噪声控制点,在经济、高效的前提下取得良好的效果。表3给出了综合某型船舶低噪声设计采用的方法和制定的技术指标,表4给出了船舶低噪声设计后主要舱室的噪声实测值。由实船测试结果可见,船舶低噪声设计后主要舱室的噪声满足技术指标的要求,达到了DNV 3级以上舒适度的要求。实测结果验证了船舶低噪声设计方法的正确、可靠和规范,并且具有较好的经济性。
第三篇:水泥厂电动机节能探讨
水泥厂电动机节能探讨
高
俊
(葛洲坝水泥厂,湖北 荆门448032)摘要:提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本的重要手段,文章从分析电动机的选择、启动装置、调速方式等方面入手,介绍了葛洲坝水泥厂电动机在选择及使用过程中采用的各种节能降耗方法。
关键词:水泥厂;电动机;选用;节能
作者简介:高俊(1972—),女,湖北荆门人,大专,助理工程师,从事电气技术管理工作。
水泥企业的用电量约占水泥成本的l/3,而其中的电动机耗能占总负荷90%以上,所以做好电动机运行的节能工作至关重要。不但可以减少电费开支,还可以挖掘配电系统的供电能力,有利于降低整个配电系统的电力损耗。电动机的合理选型和节能改造 1.1 选用节能型电动机
Y系列电动机是全国统一设计的新系列产品,是国内目前较先进的三相异步电动机。20世纪80年代中期即在全国推广应用。其优点是效率高、节能、启动性能好。而目前国内许多老水泥企业仍大量采用JO2系列电动机,相比来说Y系列比JO2系列电动机效率提高了0.413%。因此用Y系列电动机取代旧式电动机势在必行,目前我厂85%电动机都已改为了新型号电动机。
1.2 合理选用电动机类型
选择电动机类型除了满足拖动功能外,还应考虑经济运行性能。对于年运行时间大于3000h,负载率大于50%的场合,应选择YX系列高效率的三相异步电动机。与Y系列相比,其效率平均高3%,损耗降低20%~30%,虽然价格高于Y系列电动机,但从长期运行考虑,经济性还是明显的。
同步电动机能提高企业电网的功率因数,降低供电线路损耗,但控制系统繁杂,价格较高。随着异步电动机制造水平的提高,新设备已很少采用。
1.3 合理选用电动机的额定容量
国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定:负载率在70%~100%之问为经济运行区;负载率在40%~70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区。若电动机容量选得过大,虽然能保证设备的正常运行,但不仅增加了投资,而且它的效率和功率因数也都很低,造成电力的浪费。因此考虑到既能满足水泥厂设备运行需要,又能使其尽可能地提高效率,水泥企业一般负载率保持在60%~l00%较为理想。对于负载率小于40%的三角形接法电动机可改为星型接法,以提高其效率。
1.4 老式电动机的节能改造
(1)更换电动机的外风扇,将电动机的外风扇改为节能型,对于不同型号的电动机,有对应的节能型风扇产品可供选用。主要用于单方向运转的2极和4极电动机,改后可提高效率1.35%~2.55%。
(2)采用磁性槽泥代替原来的槽楔,用磁性槽泥进行电动机节能改造后,可降低电动机的铁芯损耗和附加损耗,提高效率,虽然启动转矩会下降10%~20%,但很适应空载或轻载启动的电动机改造。电动机启动和运行形式的合理设计 2.1 低压笼型大中型电动机
若采用全压直接启动方式,这要求电力系统有足够大的容量,而实际运行时,电力系统负载率很低,影响供电效率,并且用直接启动方式易烧毁开关、电动机,影响电网其他设备的运行,往往为了尽量减少电动机启动次数而宁愿让电动机空转而不停车,造成大量浪费。此类电动机可以用电动机软启动器启动。电动机软启动器是采用大功率晶闸管模块作为主回路的开关元件,通过控制它的导通角以实现软特性的电压爬升。它具有对电网无过大冲击,对机械传动系统(齿轮及轴连接器)震动小,启动转矩平滑稳定等诸多优点。启动电流在2.5~3.5倍额定电流之间可调,启动时间可调。我厂在185、155kW罗茨风机和55kW排风机上应用,改造后具体情况见表1,解决了改造前采用直接启动时,经常发生的变压器跳闸及开关、电动机烧毁的现象。
2.2 高压笼型电动机
传统的启动方式多选用电抗器、自耦变压器等,但这些启动设备都不能很好地满足启动要求,很难获得理想的启动参数。目前出品的热变电阻软启动装置能较好地满足启动要求。热变电阻器由具有负温度系数的电阻材料制成,电阻器串于电动机定子回路,当电动机启动、电阻体通过启动电流时,其温度升高,而阻值随之减小,从而使电动机端电压逐步升高,启动转矩逐步增加,以实现电动机的平稳启动。根据电动机参数和负载要求的启动转矩,能方便地配置适当的启动电阻值获得最佳的启动参数,即在较小的启动电流下,获得足够大的启动转矩。海螺集团回转窑风机上已有应用,启动电流为2.92Ⅰe,与用电抗器相比,电流下降了28%,电网压降由8%降到了5%。这说明在启动过程中有一定的节能效果,延长了电动机的使用寿命,减少了对机械设备的冲击。由于启动装置热容量大,几乎无需维修,因此在水泥企业的相关电动机上有明显的推广价值。
2.3 大型绕线型电动机
以前大多采用频敏变阻器启动,但其故障率太高。目前较为成熟的方式是采用液体变阻启动器。它是利用两极问的液体电阻,通过机械传动装置使极板的距离逐步接近,直至接触,达到串人转子回路中的电阻无级变小最后为零,实现电动机无冲击的平滑启动。其特点是启动电流小,对电网无冲击,热容量大,可连续启动5~10次,维护方便,使用可靠。目前我厂该类型电动机已全部采用液体变阻启动器。
2.4 中、小型绕线电动机
以前主要采用频敏电阻器和油浸电阻器启动,由于有滑环、碳刷、短路环等零件与继电器、交流接触器、频敏或油浸变阻器等电器元件组成的启动系统都安装在粉尘较大的生产现场,因此它具有故障率高、维修量大的缺点,经常影响设备的正常运行,而无刷无环启动器较好地解决了上述问题,它是一种启动平滑,不改变运行特性且不受粉尘干扰的启动设备。其一次启动电流限制在3.0~4.0Ⅰ适合于e之间,11~600kW的高低压绕线型电动机。该启动器是利用频敏变阻器的原理,利用铁磁性材料的频感特性研制而成,安装在电动机转轴原来装集电环的位置,与转子同步旋转,省去了电动机的辅助启动装置。我厂已在5台设备上使用,具体情况见表2。电动机的调速节能 3.1 变频调速
变频调速结构简单,稳定可靠,调速精度高,启动转矩大,调速范围广,节能显著。我厂在回转窑主传动、选粉机、煤粉喂料、篦冷机篦床、料浆供给和排风机(除大功率的高压排风机之外)等设备上,都采用了变频调速,我厂电动机变频器应用情况见表3。
经过近10年的应用说明,变频调速确实稳定可靠,节能显著,建议对直流调速、电磁滑差调速的设备进行变频调速改造。
3.2 绕线式电动机液体调速
对于一些调速精度要求不高,调速范围要求不宽,并且不频繁调速的绕线式电动机,如风机、水泵等设备的大中型绕线式异步电动机采用液体调速效果显著。与变频调速、可控硅串级调速相比,该方式更经济、可靠、实用,维护简单,虽调速时效率稍低,但功率因数高,且全速时效率高于变频调速,价格仅为变频调速的几分之一。该设备采用强制冷却的方法由循环水装置来降低在调速过程中液体电阻因通电发热所升高的温度,有效地解决了以前热容量不够容易引起开锅的现象。我公司一分厂在l台460kW喷枪泵上使用已有2年,投入前一次运行电流平均为42A,投入后平均电流降低为36A。运行功率由340kW降为286kW,节电达16%。广东肇庆小湘水泥有限公司一分厂制成355kW排风机电动机使用了1台YQT-500型液体调速器,投入前一次运行电流平均为36A,投入后平均电流为26A,节电率达28%。因此水泥企业的窑尾排风机高压绕线电动机最适宜液体调速改造。
另外,传统调速所采用的晶闸管串级调速、直流调速、电磁滑差调速、液力耦合器调速和异步电动机的变级调速等,有的逐渐被淘汰,有的在水泥企业应用较少,不再逐一介绍。电动机的功率因数补偿 4.1 原理及补偿类型
笼型电动机通常采用并联电容器就地补偿的方法。我厂在35台37kW以上的笼型低压电动机上进行了并联电容器补偿,每年节电17万kWh。绕线式电动机可采用进相机补偿的方式。进相机补偿分旋转式和静止式2种,由于旋转式进相机结构上的缺陷,目前逐步被静止式进相机所代替。我厂在原料磨1000kW电动机上采用了静止式进相机补偿,电动机温升下降了16℃,功率因数升为0.98,一次电流降低16%,每年节约电费9.6万元。
4.2 应注意的问题
经常停用的电动机,年利用率很低的电动机,多速电动机,经常反复开停、点动或堵转的电动机和双向转动或反接制动的电动机,不宜进行就地补偿。5 结束语
目前,水泥行业的竞争非常激烈,但关键还是制造成本的竞争,而电动机电耗占成本30%,因此做好电动机的降耗增效工作就显得极为重要。所以,我们要从电动机的选型、启动方式和运行方案设计等每个环节开展细致的工作,同时要大力应用新技术新成果,促进企业的节能降耗。
第四篇:网络安全技术研究论文.
网络安全技术研究论文
摘要:网络安全保护是一个过程,近年来,以Internet为标志的计算机网络协议、标准和应用技术的发展异常迅速。但Internet恰似一把锋利的双刃剑,它在为人们带来便利的同时,也为计算机病毒和计算机犯罪提供了土壤,针对系统、网络协议及数据库等,无论是其自身的设计缺陷,还是由于人为的因素产生的各种安全漏洞,都可能被一些另有图谋的黑客所利用并发起攻击,因此建立有效的网络安全防范体系就更为迫切。若要保证网络安全、可靠,则必须熟知黑客网络攻击的一般过程。只有这样方可在黒客攻击前做好必要的防备,从而确保网络运行的安全和可靠。
本文从网络安全、面临威胁、病毒程序、病毒防治安全管理等几个方面,联合实例进行安全技术浅析。并从几方面讲了具体的防范措施,让读者有全面的网络认识,在对待网络威胁时有充足的准备。
关键词:网络安全面临威胁病毒程序病毒防治
一、网络安全
由于互联网络的发展,整个世界经济正在迅速地融为一体,而整个国家犹如一部巨大的网络机器。计算机网络已经成为国家的经济基础和命脉。计算机网络在经济和生活的各个领域正在迅速普及,整个社会对网络的依赖程度越来越大。众多的企业、组织、政府部门与机构都在组建和发展自己的网络,并连接到Internet上,以充分共享、利用网络的信息和资源。网络已经成为社会和经济发展的强大动力,其地位越来越重要。伴随着网络的发展,也产生了各种各样的问题,其中安全问题尤为突出。了解网络面临的各种威胁,防范和消除这些威胁,实现真正的网络安全已经成了网络发展中最重要的事情。
网络安全问题已成为信息时代人类共同面临的挑战,国内的网络安全问题也日益突出。具体表现为:计算机系统受病毒感染和破坏的情况相当严重;电脑黑客活动已形成重要威胁;信息基础设施面临网络安全的挑战;信息系统在预测、反应、防范和恢复能力方面存在许多薄弱环节;网络政治颠覆活动频繁。
随着信息化进程的深入和互联网的迅速发展,人们的工作、学习和生活方式正在发生巨大变化,效率大为提高,信息资源得到最大程度的共享。但必须看到,紧随信息化发展而来的网络安全问题日渐凸出,如果不很好地解决这个问题,必将阻碍信息化发展的进程。
二、面临威胁 1.黑客的攻击
黑客对于大家来说,不再是一个高深莫测的人物,黑客技术逐渐被越来越多的人掌握和发展,目前,世界上有20多万个黑客网站,这些站点都介绍一些攻击方法和攻击软件的使用以及系统的一些漏洞,因而系统、站点遭受攻击的可能性就变大了。尤其是现在还缺乏针对网络犯罪卓有成效的反击和跟踪手段,使得黑客攻击的隐蔽性好,“杀伤力”强,是网络安全的主要威胁。
2.管理的欠缺
网络系统的严格管理是企业、机构及用户免受攻击的重要措施。事实上,很多企业、机构及用户的网站或系统都疏于这方面的管理。据IT界企业团体ITAA 的调查显示,美国90%的IT企业对黑客攻击准备不足。目前,美国75%-85%的网站都抵挡不住黑客的攻击,约有75%的企业网上信息失窃,其中25%的企业损失在25万美元以上。
3.网络的缺陷
因特网的共享性和开放性使网上信息安全存在先天不足,因为其赖以生存的TCP/IP协议簇,缺乏相应的安全机制,而且因特网最初的设计考虑是该网不会因局部故障而影响信息的传输,基本没有考虑安全问题,因此它在安全可靠、服务质量、带宽和方便性等方面存在着不适应性。
4.软件的漏洞或“后门”
随着软件系统规模的不断增大,系统中的安全漏洞或“后门”也不可避免的存在,比如我们常用的操作系统,无论是Windows还是UNIX几乎都存在或多或少的安全漏洞,众多的各类服务器、浏览器、一些桌面软件等等都被发现过存在安全隐患。大家熟悉的尼母达,中国黑客等病毒都是利用微软系统的漏洞给企业造成巨大损失,可以说任何一个软件系统都可能会因为程序员的一个疏忽、设计中的一个缺陷等原因而存在漏洞,这也是网络安全的主要威胁之一。
5.企业网络内部
网络内部用户的误操作,资源滥用和恶意行为防不胜防,再完善的防火墙也无法抵御来自网络内部的攻击,也无法对网络内部的滥用做出反应。
网络环境的复杂性、多变性,以及信息系统的脆弱性,决定了网络安全威胁的客观存在。我国日益开放并融入世界,但加强安全监管和建立保护屏障不可或缺。目前我国政府、相关部门和有识之士都把网络监管提到新的高度,衷心希望在不久的将来,我国信息安全工作能跟随信息化发展,上一个新台阶。
三、计算机病毒程序及其防治
计算机网络数据库中存储了大量的数据信息,尤其是当前的电子商务行业 中,网络已经成为其存贮商业机密的常用工具。经济学家曾就“网络与经济”这一话题展开研究,70%的企业都在采取网络化交易模式,当网络信息数据丢失后带来的经济损失无可估量。
1、病毒查杀。这是当前广大网络用户们采取的最普遍策略,其主要借助于各种形式的防毒、杀毒软件定期查杀,及时清扫网络中存在的安全问题。考虑到病毒危害大、传播快、感染多等特点,对于计算机网络的攻击危害严重,做好软件升级、更新则是不可缺少的日常防范措施。
2、数据加密。计算机技术的不断发展使得数据加技术得到了更多的研究,当前主要的加密措施有线路加密、端与端加密等,各种加密形式都具备自己独特的运用功能,用户们只需结合自己的需要选择加密措施,则能够发挥出预期的防范效果。
3、分段处理。“分段”的本质含义则是“分层次、分时间、分种类”而采取的安全防御策略,其最大的优势则是从安全隐患源头开始对网络风险实施防范,中心交换机具备优越的访问控制功能及三层交换功能,这是当前分段技术使用的最大优势,可有效除去带有病毒文件的传播。
例如熊猫烧香病毒给我们带来了很大的冲击,它是一种经过多次变种的蠕虫病毒变种,2006年10月16日由25岁的中国湖北武汉新洲区人李俊编写,2007年1月初肆虐网络,它主要通过下载的档案传染。对计算机程序、系统破坏严重。熊猫烧香其实是一种蠕虫病毒的变种,而且是经过多次变种而来的,由于中毒电脑的可执行文件会出现“熊猫烧香”图案,所以也被称为“熊猫烧香”病毒。但原病毒只会对EXE图标进行替换,并不会对系统本身进行破坏。而大多数是中的病毒变种,用户电脑中毒后可能会出现蓝屏、频繁重启以及系统硬盘中数据文件被破坏等现象。同时,该病毒的某些变种可以通过局域网进行传播,进而感染局域网内所有计算机系统,最终导致企业局域网瘫痪,无法正常使用,它能感染系统中exe,com,pif,src,html,asp等文件,它还能终止大量的反病毒软件进程并且会删除扩展名为gho的文件,该文件是一系统备份工具GHOST的备份文件,使用户的系统备份文件丢失。被感染的用户系统中所有.exe可执行文件全部被改成熊猫举着三根香的模样。除了通过网站带毒感染用户之外,此病毒还会在局域网中传播,在极短时间之内就可以感染几千台计算机,严重时可以导致网络瘫痪。中毒电脑上会出现“熊猫烧香”图案,所以也被称为“熊猫烧香”病毒。中毒电脑会出现蓝屏、频繁重启以及系统硬盘中数据文件被破坏等现象。病毒危害病毒会删除扩展名为gho的文件,使用户无法使用ghost软件恢复操作系统。“熊猫烧香”感染系统的.exe.com.f.src.html.asp文件,添加病毒网址,导致用户一打开这些网页文件,IE就会自动连接到指定的病毒网址中下载病毒。在硬盘各个分区下生成文件autorun.inf和setup.exe,可以通过U盘和移动硬盘等方式进行传播,并且利用Windows系统的自动播放功能来运行,搜索硬盘中的.exe可执行文件并感染,感染后的文件图标变成“熊猫烧香”图案。“熊猫烧
香”还可以通过共享文件夹、系统弱口令等多种方式进行传播。该病毒会在中毒电脑中所有的网页文件尾部添加病毒代码。一些网站编辑人员的电脑如果被该病毒感染,上传网页到网站后,就会导致用户浏览这些网站时也被病毒感染。
由于这些网站的浏览量非常大,致使“熊猫烧香”病毒的感染范围非常广,中毒企业和政府机构已经超过千家,其中不乏金融、税务、能源等关系到国计民生的重要单位。总之,计算机网络系统的安全管理和维护工作不是一朝一夕的事情,而是一项长期的工作,要做好这项工作,需要我们不断总结经验,学习新知识,引入先进的网络安全设备和技术,确保网络的高效安全运行。
参考文献: [1] 施威铭工作室.网络概论.北京: 中国铁道出版社.2003 [2] 高传善, 曹袖.数据通信与计算机网络.北京:高等教育出版社.2004.11 [3] 郭秋萍.计算机网络实用教程.北京航空航天大学出版社 [4] 蔡开裕.计算机网络.北京:机械工业出版社
第五篇:汽车的使用节能技术研究——高级技师论文
汽车的使用节能技术研究
摘要:本文从汽车节能的重要性出发,结合本人从事多年驾驶工作的经验,从汽车使用技术入手,阐述汽车使用节能技术的方法。
第一章:概述
(一)我国石油能源市场现状
近年来,我国的经济一直保持着较快的增长速度,这种快速增长使得石油消耗量急剧增加。中国自1993年成为原油净进口国以来,到2002年已经成为世界上第二大石油消费国、第七大石油进口国。对石油进口的依存度达34%以上。在世界石油需求的增量中,仅中国一国就占据了25%。中国对石油大量的需求一直被视为近2年来国际油价大涨的关键因素。目前中国已取代日本成为世界第二大石油消耗国(仅次于美国),估计10年内中国的石油需求将从目前的每日600万桶膨胀近一倍至1150万桶。我国的石油生产量不能满足经济发展的需求。根据国内外能源机构的中长期预测,中国石油的供需缺口呈现逐年扩大的趋势,预计到2020年缺口达到2.3亿吨,到时预期将有70%的石油必须依靠进口。虽然我国石油的生产量逐年增加,但是进口量也在逐年增加,甚至在2006年,进口量大于生产量,库存差额为负值。因此,中国石油供给形势不容乐观。因此,如何减少单位GDP 能耗、提高能源利用率、开发利用新能源,已经成为亟待解决的社会问题。
(二)汽车节能的重要意义
汽车作为运输工具,因具有机动灵活的特点,公路运输在各种运输方式中的地位日趋重要汽车保有量迅速增加。20世纪70年代末,全世界汽车保有量即达4亿辆,80年代末增加到5亿辆,目前已增加到8亿辆。这些汽车每年要消耗巨额数量的石油制品。可见人类必须正视能源问题,以保证能源的可持续发展。只有尽可能地节约能源,才能延缓石油枯竭的时间,并赢得充分的时间,以完成新能源的替换工作。
节能的目的,一方面是减少国家整个经济发展对能源的需求,以尽可能少的能源消耗来获得尽可能多的经济效益。世界节能委员会的报告提出:节能的中心思想是采用技术上现实可行,经济上合理和环境与社会可接受的方法,来有效地利用资源。可见,节能的目的,要求从开发到利用的全部过程中获的更高的能源利用率。节能从某种意义上说也是最便宜、最迅速地获得能源供应的“新能源”。因此人们说:“节能是开发第五能源(煤炭、石油、水电、核能四大能源之外),是不生产放射性废料,没有什么污染的能永远”。因此,世界各工业发达国家都非常重视节能工作。另一方面,随着工业的发展,环境问题已经成为人类的一大难题,空气质量变差,直接影响着人类的生存与健康。二氧化碳排放量的25%来自于汽车排放,因此,汽车节能减排对整个社会的节能减排有重要的意义。国资委所管的汽车企业和能源企业,在节能减排上承担了重要的企业责任和社会责任,包括我们对国际社会的承诺。不仅仅是生产汽车,还包括怎么样长期满足社会对清洁汽油、柴油的供应,这是节能减排的重要任务。今后20年到30年主要还是传统汽车,所以依靠技术进步把发动机水平提高上去意义非常重大。
第二章、汽车的使用节能技术
(一)发动机启动与节油
发动机启动对汽车节油有重要影响,其中关键是温度,以传统汽车进行分析。1.常温冷车启动
要轻踩加速踏板,尽量做到启动发动机一次成功。为了减轻发动机的磨损并减少油耗,常温启动后应待水温升至一定温度在行起步。2.低温启动
冬季,北方气温一般在—25℃左右,东北、华北、西北地区最低气温在—35℃~40℃。汽车在最低温条件下行驶时,发动机起动困难、润滑条件差,运动件磨损加剧,燃料消耗明显增加。具体表现以下几个方面:
1)发动机启动困难
低温条件下,润滑油粘度增高,曲轴转动阻力增大;蓄电池内电阻增大,造成端电压显著下降,甚至不能放电,即使放电,也可能因为极板内层的活性物质不能充分利用,蓄电池工作能力降低;起动机得不到所需的输出功率,启动转速不到要求,燃油气化质量进一步变差,难以形成混合气。2)冷却系易结冰
寒冷季节,水冷式发动机在工作时水温应保持在80~90℃,发动机罩下空间温度应保持在30~40℃。3)蓄电池易结冰
低温下,蓄电池电解液浓度不够时,相当于增加了电解液中的水分,蓄电池便有可能结冰。因此,冬季应使蓄电池处于良好的充电状态。4)燃油消耗量增加
润滑油从机油泵流入曲轴轴承需2~3min,低温启动发动机时,不但增加了气动阻力,加剧了机件磨损,也增加了燃油消耗。5)行车条件恶劣
寒冷地区的冬季,冰雪天气比较多,在冰雪路面行车容易溜滑,通行困难;在刮风飘雪时行车,视线差,驾驶操作困难;制动效能明显降低。这些都不利行车安全,又增加了燃油的消耗。
目前低温条件下启动发动机采用的节油措施有:启动前预热发动机;改善可燃混合气的形成;提高点火能量;增大启动功率和使用辅助燃料等。
1)启动前预热发动机
对发动机常用热水预热法。当大气温度低于-15℃时,应在发动机启动前加入80~95℃的热水,对发动机及冷却系进行预热。可事先制作一个三通接头装在缸盖水管软管上,热水进入缸体水套后流入水箱。待热水注满冷却系后,打开放水阀,热水通过冷却系边注边流,当流出的水温达到3040时,关闭放水阀。一般热水注入1015后,发动机水套里的水温与气缸体的温度逐渐趋于一致。2)改善可燃混合气的形成
在寒冷季节,采用较多的是预热进气系统。具有螺塞式电阻点火预热器和悬挂式电阻点火预热器等于形式。
螺塞式电阻点火预热器适用于雾化室壁有螺塞式装置的发动机。在启动发动机前,先用手摇把摇转曲轴,使润滑油送至主要摩擦表面,然后打开电阻点火预热器,再踏12次加速踏板。当听到忽时的声音时,关掉预热开关,即可启动发动机。
悬挂式电阻点火预热器适用于雾化壁处无螺塞的发动机。其工作原理操作方法与螺塞式电阻点火预热器相同。3)提高点火能量
在冬季,为了使蓄电池保持一定的温度,应将其置于特制的保温箱内。使用两只蓄电池时应使它们的技术状况一致,并提高蓄电池电解液浓度,还应该经常进行小电流补充充电。蓄电池容量一大一小,会导致过充电和过放电,缩短使用寿命,减小输出电流。同时,两个蓄电池容量差别过大,有可能使蓄电池处于不充电或充电不足状况,这样会使蓄电池输出容量不足而使起动机转速下降。
在冬季,可把发电机输出电压调整到额定值的上限14.8v,时期充电电流有所增加,从而改善点火和启动性能。
检查高低电压是否漏电;情节调整断电器与火花塞间隙。冬季火花塞间隙应调至规定值的最小极限。4)增大其动机功率
把起动机的4个磁场绕组,由串联改成两两串联,可使其功率由1.325kw增至1.472kw。起动机在装复过程中,除各部件要符合技术
标准外,还要注意的是起动机的电枢端隙和电枢与磁铁间隙不得大约两毫米,不能在用磁铁与外壳之间家电绝缘纸的方法来减小电枢与磁铁间的间隙,否则会使磁路磁阻增加,磁通量减小,转矩减小,冷启动变差。
5)在严寒地区使用启动辅助燃料
汽油机使用轻质汽油;柴油机使用由质量分数为70%乙醚、27%喷气燃料3%的10号汽油机机油配制而成的启动辅助燃料,每次喷入2~3ml,直至发动机稳定地工作。
启动发动机前,还需用手摇柄摇转曲轴10~20圈,在使用其动机或专供启动用的蓄电池来启动发动机。每次使用启动机不应超过3~5s,两次连续启动应间隔15s以上,以免损坏蓄电池。
柴油机在使用预热塞以后,减压直到曲轴空转转速达200r/min时方可解除,这样才能顺利启动发动机。3.热起动
汽车行驶过程中常有临时停车熄火后又重新启动发动机的情况。由于这种热启动发动机的次数较多所以做好热车启动可以节省较多燃油。为使热车启动省油,要求更轻地踩加速踏板,且做到发动机一次启动成功,启动后立即进入怠速运转。正确地调整点火提前角,可以做到不踩加速踏板启动发动机。
另外,夏季气温高,停车后再启动往往会出现气阻现象,需要采取局部降温或泄放汽油蒸气等措施后,再启动发动机后,水温升到40℃以上才能起步行车。
(二)汽车起步加速与节油
汽车起步是汽车从不动到动的必经过程。已经运转的发动机和处于静止状态的汽车底盘,要依靠离合器来调节着移动和静的矛盾。汽车启动要使用低速档,因为起步要克服车辆的静止惯性,需要有较大的转矩。低于传统的载货汽车,在天气良好的情况下,首次启动时,应在启动发动机前,先将变速杆挂入二档,踩下离合器,然后再启动发动机。满载或在坡道上起步,必须使用最低档位、节气门小开度,这样可以克服静摩擦力和向后滑的惯性。汽车移动后可迅速挂入高一级档位。
汽车起步时,要使发动机及不熄火又省油,关键在于能否正确掌握抬离合器和踩加速踏板的要领。当起步加速时,踩下加速踏板的的大小以听发动机声音增高较柔和为宜。当听发动机发闷的吼声,说明加速过量,应稍抬加速踏板,防止发动机短期内出现高负荷,增加油耗和磨损。稍轻踩加速踏板,提速较慢,但较省油;稍重踩加速踏板,加速较快,但较费油。如果加速踏板踩下过猛,会引起车辆加速过快而向前冲,使转动机件受到损伤。若加速踏板踩得过轻,则使发动机熄火,需要进行二次启动。
(三)汽车档位的合理选择与节油
汽车档位的合理选择以及及时换挡影响着汽车的燃油消耗。1.档位的选择
低速档位主要用于起步、爬陡坡及要求牵引力大的工况,但因运行燃料消耗大,不宜长时间使用;中速档时用于急转弯、窄路会车和通过困难道路等,虽然速度较快,但不宜长时间使用,作为过渡档位,大多用于挂入高档前的加速;高速档,由于传递到驱动轮上的转矩较小,但速度高,故是在良好路面上行驶的常用档位。2.及时换挡
汽车行驶中掌握好换挡的时机对节约燃油也十分重要。1)低速档换高速档(加档)
汽车在平路上行驶,必须根据车型按最佳的换挡车速自低速档依次换入高速档,超前或滞后都会使油耗增加。采用低档高速行驶或高档低速行驶都会使发动机运行在高比油耗区,从而增加车辆的油耗。2)高速档换低速档(减档)
在汽车运行中,由于道路阻力增大或情况变化,高一档的动力不足以汽车正常行驶时,就需减档。较早减档不能充分发挥高一级档位的发动机负荷率高的优势,油耗会上升;过迟减档会使发动机超负荷运转,机件磨损增加,油耗也就上升,甚至会因工况恶化而熄火。
(四)车速选择
在汽车从起步到停车熄火的整个运行期间,绝大部分时间是在路途中以某一车速行驶。因此在驾驶操作中,合理地选择车速,是驾驶节油技术中很重要的一环。特别是对长途货运车来说,车速选用是否恰当,对行车油耗影响很大。汽车的百公里油耗主要决定于道路阻力、空气阻力、以及发动机的有效燃油消耗率。
汽车油耗的高低,主要取决于发动机的比油耗和克服行驶中阻力阻力所需的功率。
1.发动机比油耗
发动机的比油耗是随汽车发动机负荷和转速的变化而变化。在发动机负荷为80%左右时最低。负荷小时比油耗最大,其原因是由于此时留在汽缸里的废气量增多,需供给较浓的混合气,才能保证燃烧过程的正常进行。同时,负荷小时克服消耗在摩擦阻力的功率及附件消耗的功率所占的比例增大。
从发动机特性曲线中可知:有效燃料消耗率ge的最小值既不在高转速区,也不在低转速区,而是出于某一中间转速。图---示出发动机在全负荷时,比油耗与转速的关系。而发动机处某一档位时,汽车车速与发动机转速成正比。因此只有在某中等车速时,发动机的有效燃油消耗率ge最低.2.行驶阻力
在汽车行驶中,道路阻力随车速的变化表现为滚动阻力系数与车速的关系。滚动阻力系数是轮胎变形、路面变形、悬架系统变形及胎面与路面间的滑移引起的。在提高车速时,这几种变形损失都会有所增大,其中影响最大的是轮胎变形引起的内部摩擦损失。
当车速较低时,滚动阻力系数不变;车速上升到80~90km/h时,滚动阻力系数略有所上升;当车速超过80~90km/h时,滚动阻力系数值急剧上升。这种急剧上升基于轮胎在高速时的驻波现象,此时轮胎周缘不再是圆形而成明显的波浪状。驻波现象一旦产生,克服滚动阻力所消耗的功率随着车速的增加以三次方增长。使轮胎温度很快上升到100以上,轮胎帘布层与胎面脱落,会出现爆破现象。
空气阻力与车速二次方成正比,燃油消耗量增多与车速过高密切相关。
当车速低时,克服阻力所需的功率较小,但是发动机的负荷小而有何率升高;反之,当车速高时,克服阻力所需的功率增大,发动机由于负荷增大而油耗率降低。但是,车速越高,行驶阻力越大,需要克服这些阻力所需功率也越大,对汽车燃料消耗的影响,大大超过了发动机由于负荷增大油耗率降低影响,结果使汽车燃料经济性变差,每百公里消耗的燃料增多。只有在中等速度行驶时可以兼顾发动机的油耗率和车速对油耗的影响,所以,汽车百公里油耗量最低。汽车运行中保持高档的经济车速是节油的重点。有发动机负荷特性可知,发动机的转速在最大功率转速的50%~70%时最省油;汽车在不脱档行驶时,发动机的转速与车速成正比,因此,汽车在最高车速的50%~70%速度范围内行使时最省油。柴油机可取较大值,汽油机取较小值,轿车应比上述经济车速底5%。
(五)汽车的行车温度包括发动机温度、机油温度、发动机罩内温度,以及变速器和驱动桥主减速器油温等。汽车行车温度直接影响着行车燃料的消耗。
1.发动机水温对油耗的影响
提高水温将会使气缸与气缸各部分的表面温度提高。但温度过高,发动机过热,往往会出现充气量下降,燃烧不正常,供油系统产生气阻现象,油耗增大;温度过高,不但降低了功率,并且油耗增加。温度过低,发动机汽缸盖、汽缸壁的传热损失增大,燃烧速率降低,导致发动机平均有效压力降低。同时温度过低时,燃油不易挥发,油滴相对增多,使混合气变稀,不易燃烧或使火焰传播速度减慢,也使油
耗增加。实验表明,发动机的正常水温应保持在80~85℃;冬季发动机罩下温度应保持在20~30℃。正常的发动机水温和罩下气温,有利于其油气化和进气均匀分配,可以保持发动机具有较好的动力性和经济性,还可以使机油保持正常粘度和润滑性能,减少摩擦阻力,从而节省燃油。水温在80~90℃时,发动机的燃油消耗率最低,发动机的转矩较高。
另外,发动机温度过低或过高,还会引起发动机磨损加剧。这是因为温度过低时,润滑油粘度过大,不能很好地填充到润滑表面之间,从而加剧零件磨损;发动机温度过高时,润滑油粘度过小,油膜过薄,承载能力变差,磨损亦加剧。2.行车温度与汽车行驶阻力
变速器、驱动桥主减速器的润滑油温度较低时,粘度变大,汽车行驶阻力增加。汽车在低温条件下使用时,传动系各总成的润滑油往往不进行预热,提高油温达到正常工作温度是靠零件摩擦和搅油产生的热量来保证的。由于传动系润滑油温度低、粘度大,汽车运行阻力增加,其总成在很长一段时间内负荷较大,从而使油耗增加,也引起零件磨损加剧。
在冬季,汽车起步后随着行驶距离的增加,各部位的温度升高,百公里油耗逐渐下降,待达到正常温度时,油耗趋于稳定。
(六)汽车滑行与节油
汽车在行驶中,解除发动机驱动力,靠汽车本身的惯性行驶,称为滑行。滑行时发动机不工作或在怠速情况下工作,因而只需消耗很少或不消耗燃油,可以节约燃油。
1.下坡滑行
汽车下坡时,在保证安全的前提下,可充分利用其自身惯性让汽车滑行,从而节省燃油。在下坡的坡道小于5%、坡长超过一百米的直线道路上,可采用下坡滑行,但车速需被控制在30km/h以内。2.加速滑行
加速滑行是指在车辆行驶时,用瞬间多消耗燃油来提高车速,利用加速时储存的动能让汽车滑行。在滑行时,发动机处于怠速或熄火,从而可节省一部分燃油;另外作加速时,增大了发动机负荷率降低了油耗率,因此通过加速滑行可降低油耗。
(1)空车等速行驶时,由于功率利用率低,油耗与功率比值较高。因此,空车在良好平坦的道路上行驶时,采用加速滑行可提高发动机的负荷率,降低油耗与功率的比值,从而达到节油的目的。(2)汽车满载在良好的路面上行驶时,发动机负荷率在40%~50%。可稍加以提高发动机的功率利用率。由于瞬时加速,车速提高,行驶阻力随之增加,要多消耗燃油;但发动机负荷加大而降低了油耗与功率的比值,再利用加速时积蓄的动能滑行,使油耗降低。
(3)当道路条件差、满载或拖挂运输时,不应采用加速滑行的方法。否则,既不安全,节约油耗也不明显,甚至不节油。3.减速滑行
加速滑行是预见性的滑行。汽车在行驶中遇到特殊情况,如会车、避障等需要减速通过,或车辆需要进场、转向、掉头、靠边行驶等情况需要减速时,驾驶员一般都在做出正确判断后,松开加速踏板,利
用车辆的初速度滑行,达到减速或停车的目的。可减少汽车制动时的能量损失。
(七)汽车的合理维护 1.发动机的合理维护(1)发动机供油系
发动机供油系的技术状况对发动机工作状况的影响很大,若供油系出现故障,将会造成发动机功率下降,油耗显著增加,有时还会造成启动困难。供油系的故障大多产生在滤油器、汽油泵和喷油器等部位。
燃油滤清器不清洁或滤网损坏,滤清质量变差,将会使燃油中的杂质堵塞油路、量孔和喷口,缩小燃油通过截面,影响供油量,进而影响发动机的正常燃烧过程,降低发动机的动力性和经济性,所以应经常清洗和检查,并适时地更换滤芯。
汽油泵工作时,供油压力过大或过小都会对工作的可靠性、稳定性及经济性造成一定的影响。对于化油器式发动机,泵油压力过大,会导致浮子室油面过高,增大燃油的消耗;泵油压力过低,供油不足,影响发动机正常工作,使发动机动力性和经济性下降。
由于喷油器的安装位置十分接近进气门,极易受到进气道中各种粉尘和颗粒物的污染。若使用的燃油质量不符合要求就会在喷嘴上形成积碳,这将对发动机的性能产生不利的影响。因此,为了保持发动机性能良好,在使用中应注意燃料的质量和对喷油器状况的检查。(2)发动机电路
发动机电路系统的技术状况对发动机的油耗影响也极为显著,尤其是点火系。点火系技术状况不良,影响发动机的启动性能和动力性能,同时增加燃油消耗率。如点火不正时、火花塞点火能力差等都会使燃油消耗率增加。
点火系不仅要提供足够的点火能量,保证火花塞跳火点燃混合气,而且要根据不同工况,具有一个最佳点火提前交。此时可使燃烧损失最小,使发动机动力性和经济性都处于最佳状态。
不同型号的汽油机,在各种工况下均有一个最佳点火提前角,可以通过点火提前角试验得出。当发动机转速提高时,最佳点火提前角应当加大,这可以由分电器中离心式自动提前装置来自动调整。当负荷减小时,节气门关小,进气管真空度加大,最佳点火提前角应加大,这由分电器中的真空提前装置来调整。使用中,当实际点火提前角过大时,还还容易引起汽油机的爆燃。点火提前角不准确,与最合适的点火角相差1°,就可能多耗油1%左右。因此在使用中,必须加强维护,保持正常工作。
由于火花塞积炭,密封性破坏,或更换火花塞的类型不当,点火系中蓄电池及接线不良,造成次级感应高压不足、高压漏电等故障,都会引起火花塞跳火故障,影响混合气点燃,恶化发动机经济性。火花塞电极间隙加大,可提高点火性,即可点燃较稀的混合气。当火花塞工作不佳、有丢火现象时,将使发动机经济性恶化,使油耗增加。一般多缸机中,当出现火花塞故障而丢火严重时,将使油耗上升25%左右;尤其是当发动机个别缸火花塞出现故障,而余下的缸功率又能满足发动机运行工况的要求时,即使有经验的驾驶员,也不易觉察出种故障带来的经济损失。因此对汽油机来说,加强点火系的正常工作,对整车节能具有重要意义。
要保证足够的火花强度,就应保持火花塞的清洁及正确的火花塞间隙。更换火花塞时,应选择合适型号的火花塞,否则可能引起发动机起动困难,并增加燃料消耗。资料表明,一只火花塞不工作,将使燃油多耗15%~20%;两只火花塞不工作,将使燃油增加45%~50%。断电器触点氧化或严重烧蚀后,也可能引起油耗增加25%左右;一只良好的火花塞,也可能因为高压导线不良而不点火。因此必须注意点火系各个组成部分是否良好。采用无分电器、无触点新型点火系统可使点火更有效,提高动力性和经济性。3.气缸压缩压力
气缸压缩压力越大,可燃混合气点燃后的燃烧速度越快,爆发力越高,随冷却水和废气带走的热量也就越少,发动机有效热效率就越高。因而,可使发动机得到较高的功率和较好的燃油经济性。
但是汽车在使用过程中,气缸压力将不可避免地随着气缸、活塞、活塞环、气门机构的磨损而有所下降,发动机工作性能会明显变坏。此外,当严重积炭时,会使压缩比增高。压缩比过高时,容易产生爆震和早燃,同样也会引起燃油消耗量增加。4.配气相位
发动机配气机构技术状况良好,配气相位合适时,对保证发动机正常工作,充分发挥其动力性、经济性,减少排气对大气的污染都大有好处。但是由于配气机构零件的磨损,气门间隙的变化,凸轮轴扭曲和弯曲变形等,都会使进排气门早开和晚关角度发生变化,从而影响配气正时。进气门早和晚关角度过大或过小,也会造成排气不彻底,或排气严重影响充气系数,降低发动机功率,增加燃油消耗量。配气 15
相位严重失准,发动机功率将显著降低,油耗明显增加,甚至是发动机不能启动或不能正常工作。5.气门间隙
为了保证发动机工作时,气门与气门座圈的密封或减缓某些机件磨损,发动机配气机构气门与挺柱或摇臂之间留有一定的间隙,但经常时间工作之后,由于配气机构的磨损或调整不当,会引起气门间隙的变化,从而影响发动机的动力性与经济性。如果气门间隙过小,则会因气门关闭不严而漏气,降低发动机气缸压力,还会造成气门烧损;若气门间隙过大,则气门产生噪声,并且改变气门早开和晚关角度,以及开启的持续时间,降低气门升程,从而导致进气不足、排气不彻底,即影响充气量,造成功率降低,油耗增加。
(八)底盘的合理维护 1.汽车传动系
传动系消耗的功率约占总传动功率的10%~15%,其中变速器和主减速器的机械传动损失占绝大部分。变速器发响和发热,主减速器主、从动圆锥齿轮轴承预紧度调整不当,主从圆锥齿轮啮合间隙和啮合印迹不正确,导致主减速器发热或发响,离合器打滑,引起离合器总成发热和从动盘烧伤等,都将引起摩擦损失功率增大。这部分功率将转化为热量散失到大气中去,使机械效率降低,同时还会造成零件的失效加剧。另外,当万向传动轴不平衡时,会导致旋转惯性力矩消耗的功率增加,传动效率降低,另一方面会引起整车的振动和传动轴的早期损坏。
传动系统润滑油的选择,如油的粘度、抗磨性和粘温特性等,如果不能满足不同季节、不同的使用条件的要求时,也将引起传动效率降低。如在相同的使用条件下,冬季使用夏季润滑油时,由于粘度大、流动性差,一方面搅油损失增加;另一方面内摩擦阻力显著增大,从而导致传动效率显著下降。
综合上述,传动系技术状况和润滑状况不良,都将导致传动效率下降,功率损失增加,是燃油消耗量增加。2.汽车行驶系的影响
汽车行驶系中轮毂轴承预紧度调整的是否合适,前轮定位是否正确,轮胎气压是否准确,都会严重影响汽车的滑行性能。轮毂轴承预紧度调整过紧时,将增加车轮旋转的摩擦阻力,导致功率损失增加;调整过松时,在行驶中的车轮易歪斜或产生摇摆,增大了车轮与地面间的摩擦阻力,同时也会使制动鼓歪斜,使其与制动蹄相摩擦,这会导致汽车滑行能力下降。正确的前轮定位,能够保证汽车行驶时,车轮处于纯滚动状态,而且有助于保证汽车行驶的稳定性和转向轻便性。若前轮定位不正确,如前束失准,造成汽车在行驶时前轮滚中带滑,不但使车轮磨损加剧,而且还会使汽车在行驶时与地面的摩擦阻力增大,从而导致滑行能力变差,油耗增加。汽车前轮的转向角与汽车的最小转弯直径有直接关系,影响汽车的机动性、通过性和安全可靠性,也影响轮胎的使用寿面,进而影响汽车的燃油消耗量。因为转向角过大时,汽车转向离心力增大,轮胎与地面的横向滑膜加剧,一方面使轮胎的磨损加大;另一方面使行驶阻力增加,且轮胎与钢板弹簧碰撞的可能性也会增大。转向角过小时,转向困难,影响通过性和安全,同时使汽车的机动性变差,同样增大燃油消耗。
3.汽车制动系的影响
制动系技术性能的好坏,直接关系到能否发挥汽车技术性能及工作可靠性、行车安全等问题。良好的制动性能是安全行车的根本保证,同时也可以提高汽车行驶的平均技术速度和运输生产率。但是当制动器的制动蹄、制动鼓磨损,调整不当时,会导致汽车的制动效能下降,从而出现制动失灵或跑偏,直接影响行车安全性,且不能充分发挥汽车应有的效能,于是也影响了汽车的经济性;另一方面制动蹄、制动鼓之间间隙调整过紧,制动会出现拖滞现象(即当释放制动踏板后,蹄鼓不能完全分离),必然要多消耗一部分传动功率用来克服由于拖滞而产生的摩擦阻力,从而使汽车滑行性能变差,油耗增加。反过来,当制动蹄制动鼓间隙调整过大时,将会导致制动失灵,行车安全得不到保证。参考文献
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