工艺原理简介

2024-06-16

工艺原理简介（精选8篇）

工艺原理简介篇1

一热喷涂分类方法

作为新型的实用工程技术目前尚无标准的分类方法，一般按照热源的种类，喷涂材料的形态及涂层的功能来分。如按涂层的功能分为耐腐，耐磨，隔热等涂层，按加热和结合方式可分为喷涂和喷熔：前者是机体不熔化，涂层与基体形成机械结合；后者则是涂层再加热重熔，涂层与基体互溶并扩散形成冶金结合。

平常接触较多的一种分类方法是按照加热喷涂材料的热源种类来分的，按此可分为：①火焰类，包括火焰喷涂、爆炸喷涂、超音速喷涂；②电弧类，包括电弧喷涂和等离子喷涂；③电热法,包括电爆喷涂、感应加热喷涂和电容放电喷涂；④激光类：激光喷涂。

二火焰类喷涂

1、火焰喷涂：火焰喷涂包括线材火焰喷涂和粉末火焰喷涂。

<1>线材火焰喷涂法：是最早发明的喷涂法。它是把金属线以一定的速度送进喷枪里，使端部在高温火焰中熔化，随即用压缩空气把其雾化并吹走，沉积在预处理过的工件表面上。

图1 丝材火焰喷吐的装置示意图

图2 丝材火焰喷涂的原理示意图

图1表示丝材火焰喷涂的装置。图2则是丝材火焰喷涂枪的剖面图，它示出了丝材火焰喷涂的基本原理。喷涂源为喷嘴，金属丝穿过喷嘴中心，通过围绕喷嘴和气罩形成的环形火焰中，金属丝的尖端连续地被加热到其熔点。然后，由通过气罩的压缩空气将其雾化成喷射粒子，依靠空气流加速喷射到基体上，从而熔融的粒子冷却到塑性或半熔化状态，也发生一定程度的氧化。粒子与基体撞击时变平并粘结到基体表面上，随后而来的与基体撞击的粒子也变平并粘结到先前已粘结到基体的粒子上，从而堆积成涂层。

丝材的传送靠喷枪中空气涡轮或电动马达旋转，其转速可以调节，以控制送丝速度。采用空气涡轮的喷枪，送丝速度的微调比较困难，而且其速度受压缩空气的影响而难以恒定，但喷枪的质量轻，适用于手工操作；采用电动马达传送丝材的喷涂设备，虽然送丝速度容易调节，也能保持恒定，喷涂自动化程度高，但喷枪笨重，只适用于机械喷涂。在丝材火焰喷枪中，燃气火焰主要用于线材的熔化，适宜于喷涂的金属丝直径一般为1.8～4.8mm。但有时直径较大的棒材，甚至一些带材亦可喷涂，不过此时须配以特定的喷枪。

<2>粉末火焰喷涂法：它与丝材火焰喷涂的不同之处是喷涂材料不是丝材而是粉末。图3和图4分别为为粉末火焰喷涂装置和原理示意图。

图3 粉末火焰喷涂的典型装置

图4 粉末火焰喷涂的原理示意图

在火焰喷涂中通常使用乙炔和氧组合燃烧而提供热量，也可以用甲基乙炔,丙二烯（MPS）,丙烷，氢气或天然气。火焰喷涂可喷涂金属，陶瓷，塑料等材料，应用非常灵活，喷涂设备轻便简单，可移动，价格低于其他喷涂设备，经济型好，是目前

喷涂技术中使用较广泛的一种方法。但是，火焰喷涂也存在明显的不足。如喷出的颗粒速度较小，火焰温度较低,涂层的粘结强度及涂层本身的综合强度都比较低,且比其他方法得到的气孔率都。此外，火焰中心为氧化气氛，所以对高熔点材料和易氧化材料，使用时应注意。为了改善火焰喷涂的不足，提高结合强度及涂层密度，可采用将压缩空气或气流加速装置来提高颗粒速度；也可以采用将压缩气流由空气改为惰性气体的办法来降低氧化程度，但这同时也提高了成本。

2、爆炸喷涂

爆炸喷涂：利用氧气和乙炔气点火燃烧，造成气体膨胀而产生爆炸，释放出热能和冲击波,热能使喷涂粉末熔化,冲击波则使熔融粉末以700～800m/s的速度喷射到工件表面上形成涂层。图5为爆炸喷枪示意图。

图5 爆炸喷涂原理图

爆炸涂层形成的基本特征，一般认为仍然是高速熔融粒子碰撞基体的结果。爆炸喷涂的最大特点是粒子飞行速度高,动能大,所以爆炸喷涂涂层具有：①涂层和基体的结合强度高，②涂层致密，气孔率很低，③涂层表面加工后粗糙度低，④工件表面温度低。爆炸喷涂可喷涂金属,金属陶瓷及陶瓷材料,但是由于该设备价格高,噪音大,属氧化性气氛等原因,国内外应用还不广泛。目前世界上应用最成功的爆炸喷涂是美国联合碳化物公司林德分公司1955年取得的专利,其设备及工艺参数至今仍然保密。我国于1985年左右,由中国航天工业部航空材料研究所研制成功爆炸喷涂设备,就Co/WC涂层性能来看，喷涂性能与美国联合碳化物公司的水平接近。

在爆炸喷涂中,当乙炔含量为45%时，氧-乙炔混合气可产生3140℃的自由燃烧温度,但在爆炸条件下可能超出4200℃，所以绝大多数粉末能够熔化。粉末在高速枪中被输运的长度远大于等离子枪,这也是其粒子速度高的原因。

3、超音速喷涂

为了与美国碳化物公司的爆炸喷涂抗争,上世纪60年代初期,美国人J.Browning发明了超音速火焰喷涂技术,称之为“Jet-Kote”,并于1983年获得美国专利。近些年来,国外超音速火焰喷涂技术发展迅速,许多新型装置出现,在不少领域正在取代传统的等离子喷涂。在国内,武汉材料保护研究所,北京钢铁研究总院,北京钛得新工艺材料有限公司等也在进行这方面研究,并生产出有自己特色的超音速喷涂装置。

图6 超音速火焰喷涂枪

燃料气体(氢气,丙烷,丙烯或乙炔－甲烷-丙烷混合气体等)与助燃剂（O2）以一定的比例导入燃烧室内混合，爆炸式燃烧，因燃烧产生的高温气体以高速通过膨胀管获得超音速。同时通入送粉气（Ar或N2），定量沿燃烧头内碳化钨中心套管送入高温燃气中，一同射出喷涂于工件上形成涂层。

在喷涂机喷嘴出口处产生的焰流速度一般为音速的4倍，即约1520m/s，最高可高达2400m/s（具体与燃烧气体种类，混合比例，流量，粉末质量和粉末流量等有关）。粉末撞击到工件表面的速度估计为550-760m/s，与爆炸喷涂相当。Jet-Kote法之所以能有这么高的速度，关键在于按流体力学的原理合理设计制造了一个喷嘴，称之为Laval管的膨胀管。

图7 Laval管

由流体力学知：对一维可压缩流体，则有：ds/s=(M²-1)dv/v

其中： S―管器截面积；Ｍ＝v/v声（马赫数）； V－流体速度

由式中我们看出：当V>v声，即Ｍ>1时，则dv与ds符号相同,即随管道截面积变大(ds为正)时,流体速度也增大。当V

①粉粒温度较低,氧比较轻(这主要是由于粉末颗粒在高温中停留时间短,在空气中暴露时间短的缘故，所以涂层中含氧化物量较低,化学成分和相的组成具有较强的稳定性)，但只适于喷涂金属粉末、Co-Wc粉末以及低熔点TiO2陶瓷粉末；②粉粒运动速度高。

③粉粒尺寸小（10～53>μm）、分布范围窄，否则不能熔化。

④涂层结合强度、致密度高，无分层现象。

⑤涂层表面粗糙度低。

⑥喷涂距离可在较大范围内变动，而不影响喷涂质量。

⑦可得到比爆炸喷涂更厚的涂层，残余应力也得到改善。

⑧喷涂效率高，操作方便。

⑨噪音大（大于120dB），需有隔音和防护装置。

三电弧类喷涂

1、电弧喷涂：

电弧喷涂：在两根焊丝状的金属材料之间产生电弧，因电弧产生的热使金属焊丝逐渐熔化，熔化部分被压缩空气气流喷向基体表面而形成涂层。电弧喷涂按电弧电源可分为直流电弧喷涂和交流电弧喷涂。直流：操作稳定，涂层组织致密，效率高。交流：噪音大。电弧产生的温度与电弧气体介质、电极材料种类及电流有关（如Fe料，电流280安，电弧温度为6100K）。但一般来说，电弧喷涂比火焰喷涂粉末粒子含热量更大一些，粒子飞行速度也较快，因此，熔融粒子打到基体上时，形成局部微冶金结合的可能性要大的多。所以，涂层与基体结合强度较火焰喷涂高1.5～2.0倍，喷涂效率也较高。电弧喷涂还可方便地制造合金涂层或“伪合金”涂层。通过使用两根不同成分的丝材和使用不同进给速度，即可得到不同的合金成分。电弧喷涂与火焰喷涂设备相似，同样具有成本低，一次性投资少，使用也方便等优点。但是，电弧喷涂的明显不足，喷涂材料必须是导电的焊丝，因此只能使用金属，而不能使用陶瓷，限制了电弧喷涂的应用范围。近些年来，为了进一步提高电弧喷涂涂层的性能，国外对设备和工艺进行了较大的改进，公布了不少专利。例如，将甲烷等加入到压缩空气中作为雾化气体，以降低涂层的含氧量。日本还将传统的圆形丝材改成方形，以改善喷涂速率，提高了涂层的结合强度。

2、等离子喷涂：

等离子喷涂：包括大气等离子喷涂，保护气氛等离子喷涂，真空等离子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。

<1>等离子的形成（以N2为例）

图8 等离子体发生过程示意图。

0°k时，N2分子的两个原子程哑铃形，仅在x,y,z方向上平动；

大于10°k时，开始旋转运动；

大于10000°k时，原子间产生振动，分子与分子间碰撞，则分子会发生离解变为单原子：

N2＋Ud——>N＋N 其中 Ud为离解能

温度再升高，原子会发生电离: N＋Ui——>N＋＋e 其中 Ui为电离能

气体电离后，在空间不仅有原子，还有正离子和自由电子，这种状态就叫等离子体。

等离子体可分为三大类：①高温高压等离子体，电离度100％，温度可达几亿度，用于核聚变的研究；②低温低压等离子体，电离度不足1％，温度仅为50～250度；③高温低压等离子体，约有1％以上的气体被电离，具有几万度的温度。离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。热喷涂所利用的正是这类等离子体。<2>喷涂原理：

图9 等粒子喷涂原理

等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧项比较，其弧柱细，电流密度大，气体电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等特点。

按接电方法不同，等离子弧有三种形式：

①非转移弧：指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上，工件不带电，在阴极和喷嘴的内壁之间产生电弧，工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热，造成全部或部分电离，然后由喷嘴喷出形成等离子火焰(或叫等离子射流)。等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。

②转移弧：电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源，工件接正极，电弧飞越喷枪的阴极和阳极（工件）之间，工作气体围绕着电弧送入，然后从喷嘴喷出。等离子切割，等离子弧焊接，等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。

③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末，转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴，工件均接在正极。等离子喷焊采用这种等离子弧。

进行等粒子喷涂时，首先在阴极和阳极（喷嘴）之间产生一直流电弧，该电弧把导入的工作气体加热电离成高温等离子体，并从喷嘴喷出，形成等离子焰，等离子焰的温度很高，其中心温度可达30000°k，喷嘴出口的温度可达;15000～20000°k。焰

流速度在喷嘴出口处可达1000～2000m/s，但迅衰减。粉末由送粉气送入火焰中被熔化，并由焰流加速得到高于150m/s的速度，喷射到基体材料上形成膜。图10 等离子焰流温度分布

<3>等粒子喷涂设备：等离子喷涂设备主要包括：

①喷枪：实际上是一个非转移弧等离子发生器，是最关键的部件，其上集中了整个系统的电，气，粉，水等。

②电源：用以供给喷枪直流电。通常为全波硅整流装置。

③送粉器：用来贮存喷涂粉末并按工艺要求向喷枪输送粉末的装置。

④热交换器：主要用以使喷枪获得有效的冷却，达到使喷嘴延寿的目的。⑤供气系统：包括工作气和送粉气的供给系统。

⑥控制框：用于对水，电、气、粉的调节和控制。

<4>等粒子喷涂工艺：

在等粒子喷涂过程中，影响涂层质量的工艺参数很多，主要有：

①等离子气体：气体的选择原则主要根据是可用性和经济性，N2气便宜，且离子焰热焓高，传热快，利于粉末的加热和熔化，但对于易发生氮化反应的粉末或基体则不可采用。Ar气电离电位较低，等离子弧稳定且易于引燃，弧焰较短，适于小件或薄件的喷涂，此外Ar气还有很好的保护作用，但Ar气的热焓低，价格昂贵。气体流量大小直接影响等离子焰流的热焓和流速，从而影响喷涂效率，涂层气孔率和结合力等。流量过高，则气体会从等离子射流中带走有用的热，并使喷涂粒子的速度升高，减少了喷涂粒子在等离子火焰中的“滞留”时间，导致粒子达不到变形所必要的半熔化或塑性状态，结果是涂层粘接强度、密度和硬度都较差，沉积速率也会显著降低；相反，则会使电弧电压值不适当，并大大降低喷射粒子的速度。极端情况下，会引起喷涂材料过热，造成喷涂材料过度熔化或汽化，引起熔融的粉末粒子在喷嘴或粉末喷口聚集，然后以较大球状沉积到涂层中，形成大的空穴。

②电弧的功率：电弧功率太高，电弧温度升高，更多的气体将转变成为等离子体，在大功率、低工作气体流量的情况下，几乎全部工作气体都转变为活性等粒子流，等粒子火焰温度也很高，这可能使一些喷涂材料气化并引起涂层成分改变，喷涂材料的蒸汽在基体与涂层之间或涂层的叠层之间凝聚引起粘接不良。此外还可能使喷嘴和电极烧蚀。而电弧功率太低，则得到部分离子气体和温度较低的等离子火焰，又会引起粒子加热不足，涂层的粘结强度，硬度和沉积效率较低。

③供粉：供粉速度必须与输入功率相适应，过大，会出现生粉（未熔化），导致喷涂效率降低；过低，粉末氧化严重，并造成基体过热。送料位置也会影响涂层结构和喷涂效率，一般来说，粉末必须送至焰心才能使粉末获得最好的加热和最高的速度。

④喷涂距离和喷涂角：喷枪到工件的距离影响喷涂粒子和基体撞击时的速度和温度，涂层的特征和喷涂材料对喷涂距离很敏感。喷涂距离过大，粉粒的温度和速度均将下降，结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降；过小，会使基体温升过高，基体和涂层氧化，影响涂层的结合。在机体温升允许的情况下，喷距适当小些为好。

喷涂角：指的是焰流轴线与被喷涂工件表面之间的角度。该角小于45度时，由于“阴影效应”的影响，涂层结构会恶化形成空穴，导致涂层疏松。

⑤喷枪与工件的相对运动速度：喷枪的移动速度应保证涂层平坦，不出线喷涂脊背的痕迹。也就是说，每个行程的宽度之间应充分搭叠，在满足上述要求前提下，喷涂操作时，一般采用较高的喷枪移动速度，这样可防止产生局部热点和表面氧化。⑥基体温度控制：较理想的喷涂工件是在喷涂前把工件预热到喷涂过程要达到的温度，然后在喷涂过程中对工件采用喷气冷却的措施，使其保持原来的温度。近几年来，在等离子喷涂的基础上又发展了几种新的等离子喷涂技术，如：

3、真空等离子喷涂（又叫低压等离子喷涂）

真空等离子喷涂是在气氛可控的，4～40Kpa的密封室内进行喷涂的技术。因为工作气体等离子化后，是在低压气氛中边膨胀体积边喷出的，所以喷流速度是超音速的，而且非常适合于对氧化高度敏感的材料。

4、水稳等离子喷涂

前面说的等离子喷涂的工作介质都是气体，而这种方法的工作介质不是气而是水，它是一种高功率或高速等离子喷涂的方法，其工作原理是：喷枪内通入高压水流，并在枪筒内壁形成涡流，这时，在枪体后部的阴极和枪体前部的旋转阳极间产生直流电弧，使枪筒内壁表面的一部分蒸发、分解，变成等离子态，产生连续的等离子弧。由于旋转涡流水的聚束作用，其能量密度提高，燃烧稳定，因此，可喷涂高熔点材料，特别是氧化物陶瓷，喷涂效率非常高。

四电热法

1、电爆喷涂：在线材两端通以瞬间大电流，使线材熔化并发生爆炸。此法专用来喷涂气缸等内表面。

2、感应加热喷涂：采用高频涡流把线材加热，然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

3、电容放电加热：利用电容放电把线材加热，然后用高压气体雾化并加速的喷涂方法。

五激光法

把高密度能量的激光束朝着接近于零件的基体表面的方向直射，基体同时被一个辅助的激光加热器加热，这时，细微的粉末以倾斜的角度被吹送到激光束中。图11 激光喷涂

工艺原理简介篇2

ABS系统是基于常规液压刹车装置的一种改进型技术, 是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全有效的制动辅助系统[1]。它既有普通制动系统的制动功能, 又能防止车轮锁死, 防止车辆侧滑和跑偏, 保证汽车制动方向的稳定性, 保证汽车的转向能力。

本文以最直接最明了的方式讲诉ABS工作原理。

1 ABS简介

ABS系统由轮速传感器、线束、电脑、ABS液压泵、指示灯等部件构成[2]。它通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器不断检测各车轮的转速, 由计算机算出当时的车轮滑移率, 并与理想的滑移率 (20%~30%) 相比较, 做出增大或减小制动器制动压力的决定, 命令执行机构及时调整施加在每个车轮上的制动压力, 达到科学合理分配制动力, 以保持车轮处于理想的制动状态。ABS系统的工作过程实际上是“抱死-松开-抱死-松开”类似脉冲形式 (每秒约4~10次) 的制动压力的调节过程。它使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态, 它可有效缩短制动距离, 最大限度地保证制动时车轮的稳定性, 提高安全性 (图1, 2) 。

ABS系统并不是在所有制动情况下都作用的, 其激发是有条件的

条件一:只有汽车的速度超过一定值以后ABS才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。当车速降低到一定值时 (如5km/h或8km/h) , ABS系统就会自动中止防抱死制动压力调节, 此后, 装备ABS汽车的制动过程与常规制动系统的制动过程是相同的。

条件二:制动过程中, 只有当被控制车轮趋于抱死时, ABS系统才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节, 在被控制车轮还没有趋于抱死时, 制动过程与常规制动系统的制动过程相同。

ABS系统具有自诊断功能, 能够对系统的工作情况进行监测, 一旦发现存在影响系统正常工作的故障时将自动关闭ABS, 并点亮ABS警示灯, 向驾驶发出警示信号, 汽车常规制动系统仍然可以工作。

2 ABS系统控制原理

在汽车以大于或等于20公里/小时车速运行过程中, 驾驶员踩下制动踏板紧急制动时, ABS系统的控制单元 (ABS ECU) 接收到制动灯开关接通信号, 由装在车轮上的转速传感器采集4个车轮的转速信号, 送到ABS控制单元计算出每个车轮的速度和车速进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率判断车轮是否有抱死的趋势。在制动过程中, 当车轮接近抱死时, 电控单元按照“降压”、“保压”、“升压”这三个模式对各分泵进行控制, 直至车辆停止。

以下讲解循环式制动三位电磁阀ABS的工作过程:建压阶段、降压阶段、保压阶段和升压阶段。

2.1 建压阶段

当踩下制动踏板时, 制动总泵液压升高, 制动液从通道A流向通道C进入分泵, 使分泵内的压力增大而车轮逐渐抱死, 与常规制动相同。此时电控单元以如图3对执行器进行控制。

2.2 降压阶段

在制动过程中, 控制单元还不断检测车轮转速信号, 若判断出车轮有抱死倾向时, ABS电子控制单元立即向液压控制单元发出控制信号打开通道B, 起动液压泵工作, 分泵内的制动液经通道C、B进入储液室, 制动压力降低, 制动踏板微量顶起, 车轮抱死程度降低, 车轮转速开始上升, 如图4。

2.3 保压阶段

当分泵内压力减少而车轮滚动, 轮速传感器送出信号, 表示车速在目标范围内时。电控单元发出的电流从5A减少为2A, 线圈产生的磁力较弱, 上阀芯继续关闭通道A, 下阀芯在回位弹簧的推动下关闭通道B, 使分泵内的液压保持不变, 如图5。

2.4 升压阶段

为了取得最佳的制动效果, 当车轮达到一定转速后, 电控单元不再发出电流到线圈, 上阀芯在回位弹簧的推动下打开通道A。同时电控单元向电泵供电, 将储液室中的制动液压送到总泵和经电磁阀的通道A、C进入分泵, 增大制动力, 使车轮再次被制动和减速, 如图4。

3 结论

安装ABS的车辆的车轮在制动过程中, 以一定频率 (4~10次/秒) 进行增压、保压、减压的不断切换, 使滑移率控制在一定范围 (20%~30%) 之间。在这种情况下, 汽车能兼顾相对最大的纵向制动力和横向抓地力, 同时还可以按照驾驶员的意愿进行转向, 从而被控制。

摘要：ABS (车轮防抱死系统) 依靠装在各车轮上的高灵敏度轮速传感器实现计算机控制的自动调节制动压力的刹系统。在制动过程中, 当车轮接近抱死时, 电控单元按照“降压”、“保压”、“升压”这三个模式对各分泵进行控制, 直至车辆停止。

关键词：ABS,传感器,电控单元,阀

参考文献

[1]魏朗, 王囤.现代汽车制动防抱死系统实用技术[M].北京:人民交通出版社, 2001, 6, 1

工艺原理简介篇3

Avoidance SystemⅡ）。首先简要介绍了TCAS2的功用和发展概况，随后根据对方飞机安装TCAS2、S模式应答机、A/C模式应答机等几种不同情况较为详细地阐述了它的基本工作原理。

一、TCAS的概述

（一）TCAS的起源。开发有效的机载防撞系统曾经是航空界多年来追求的目标。受1956年在科罗拉多大峡谷上空两架客机相撞的刺激，航空公司开始了防撞概念的研究。20世纪60年代末至70年代初，若干厂家开发了航空器防撞系统ACAS

（Airborne Collision Avoidance System），但该设备在繁忙机场区域的正常运营中将产生高的虚警告，此外，它要求其他飞机也必须安装该类设备。20世纪70年代中期，开发了信标防撞系统BCAS（Beacon Collision Avoidance System），该系统利用空中交通管制雷达信标系统ATCRBS应答机发回的数据来决定对方飞机的距离和高度。所有的航线运输飞机、军用飞机和大多数通用航空飞机上都安装有ATCRBS应答机。因此，任何装备BCAS的飞机能够避开大多数其他飞机而得到保护。此外，正在发展的S模式应答机使用的离散选址通信技术，使两架冲突的BCAS飞机能高度可靠地完成协调的避让机动。1981年，FAA决定发展并装备空中交通警戒与防撞系统TCAS（Traffic Alert

and Collision Avoidance System）。TCAS用的是BCAS的设计，但增加了新的功能，特别是TCAS2能提供垂直方向的避让措施，能在交通密度高达每平方nmile0.3架飞机的空域正常运行。因此，TCAS系统是完全不依赖地面系统的机载设备。它通过ATC应答机相互对话，自行完成探测和跟踪邻近空域的飞机。根据接近程度，向机组提供不同级别的音响和目视警告，必要时推荐避让措施。

（二）TCAS的功用和分类。交通咨询与避撞系统（TCAS）是一种新型航空电子系统，可简称为避撞系统或防撞系统。国际民航组织定名为飞机避撞系统（ACAS）。它是一种独立于地面设备的机载设备，它通过应答机相互通话，探测和跟踪邻近空域，根据接近程度，向机组提供警告和推荐避让措施。

根据功能的不同，TCAS分为四类：TCAS1、TCAS2、TCAS3、TCAS4。

TCAS1——仅仅提供接近警告，用以帮助飞行员目视搜寻对方飞机，该类设备主要用于通勤航空器和通用航空器上。

TCAS2——既提供交通警戒信息，同时推荐在垂直方向的避让措施（决策信息），以避开冲突的交通目标。该类设备主要用于航线运输飞机、较大的通勤飞机和公务飞机。

TCAS3——由于技术原因，已停止发展。

TCAS4——目前还在开发之中，为避开冲突飞机，将提供交通警戒信息，并推荐在垂直方向和水平方向的避让措施。

（三） TCAS对飞行安全的影响。美国联邦航空局于1989年1月发出指令，要求各航空公司于1993年12月30日以前将旅客座位超过30座以上的所有飞机安装TCAS系统和S模式应答机，1995年2月9日以前将旅客座位10～30座的所有飞机安装TCAS系统，经过几年的实践证明，TCAS系统确实是一种防止和避免空中相撞事故的有效设备，美国在未装备TCAS的1989年共发生危险接近（距离小于30米）事件23起，而装备后的4年里（1993～1996）总共出现了18起。我们身边的事实同样证明了TCAS为保障安全做出的积极贡献。1996年9月8日，国航一架B747SP飞机执飞香港的航班任务，进入武汉区域后，副驾驶在TCAS显示器上发现有接近的飞机，虽然地面管制认为是TCAS出错，但是机组通过目视观察飞机外部情况，证实了TCAS显示的正确性。TCAS发出“TRAFFIC”和“DESCENT”的音响警告，机组立即根据TCAS指令措施下降避免了一场可能发生的事故。

TCAS为飞行人员提供了一种安全可靠的探测空中交通环境手段。飞行人员在空中飞行时，不仅有交通控制系统为他们提供间隔距离，还可以方便的使用TCAS去发现附近的飞机，主动的避让可能出现的危险，TCAS起着一道避免相撞危险的屏障作用，极大地增强了飞行人员的安全可靠感。

（四）TCAS的发展趋势。TCAS在今后的使用中，其逻辑和标准将被不断升级和提高，以便使其决策信息更趋于合理化，可靠性更强、准确性更高。例如，在按RA实施爬升和下降中达到超过红区指示的垂直速度变化率时的声音警报从过去的“Monitor Vertical Speed”（“监控垂直速度”）变为“Adjust Verti

cal Speed”（“校准垂直速度”），显示也是用绿色飞行轨迹弧显示出合理的高度变化率，以此抑制不必要的高度偏离。与此同时，TCAS4也在加紧研制，它直接从对方飞机或通过地面台中介来接收对方飞机的GPS Position？（全球定位系统的位置）DA

TA（资料），进而与对方飞机的FMS（飞行管理系统）直接交换自动飞行的资料，发出向垂直和水平方向最合适的回避指示。

TCAS在可预见的未来仍是飞机监视与防撞的重要组成部分，而且还将在未来新的自由飞行环境中担当关键的角色。如果借助ADS—B（广播式自动相关监视系统）的远程被动式监视技术，TCAS的功能将得到进一步的扩展。目前TCAS的监视范围为40海里，借助ADS—B被动监视技术后TCAS的预警范围可提高到200海里以上。并且ADS—B能够周期性接收空域内每架飞机的重要信息，其包括航空器识别、位置、速度方向、高度等。TCAS飞机可以利用这些信息扩展其安全探查范围，从而为机组提供更大的空中交通定向能力。

二、TCAS2的组成及原理

（一）TCAS2系统的组成。TCAS机载电子设备必须和S模式应答机联合工作，因而一架飞机上必须有一至二套S模式应答机再加上一套TCAS机载电子设备才能工作。全套组成机件如下：

（二）TCAS2的基本工作原理。TCAS2应答机探测的范围是前方40海里，后方20海里，两侧各20海里，上下8700英尺称为保护区。如果有飞机闯入保护区，TCAS2系统通过应答机与该机对话，计算双方之间距离，对方的相对方位，对方的高度和垂直速度（如果对方报告高度），对方的接近速率，通过这些数据TCAS2计算两架飞机对CPA的时间。因此，对方飞机所带应答机的类型不同，TCAS2的探测原理也有一定的差异。

（1）对方飞机带有S模式应答机或TCAS2系统。S模式应答机具有选择地址的特性，它以每秒约1次的速率在1030MHz断续发送间歇振荡信号，该信号中含有发射者的S模式地址，装有TCAS2的飞机将在1090MHz上主动接收这些信号，并对装有S模式应答机的飞机在1030MHz上发出S模式询问。根据回答信号可以确定该飞机的距离，方位和高度；根据对方飞机的几次应答可以确定对方的高度变化率和距离变化率；根据询问应答之间的来回时间可以确定它是否接近或离开探测范围。因此，TCAS计算机可以计算出对方飞机的轮廓线和飞行轨迹是否将导致与自己相撞或接近相撞。然后TCAS2在自身飞机轮廓线的基础上，给出合理的避撞措施RA。如果对方飞机带有TCAS2系统，每架飞机都通过S模式应答机向对方发出询问以保证互补决策的选择。如图2所示某架飞机正发出一个

RA，其它飞机就会向那架飞机每秒发一个协调询问，协调询问中包含有飞机打算作的垂直机动等信息，这种信息为互补形式。

（2）对方飞机带有A/C模式应答机。TCAS2采用一种修改的C模式询问，即全呼叫C模式询问，如图3所示，它以每秒一次的正常速率询问A/C模式应答机。若对方飞机应答机工作在C模式，其回答信号中包括有高度信息，TCAS2可以发布决策信息RA；若工作在A模式，回答信号中没有高度信息，TCAS2不能发布决策信息RA，只能发布交通警戒信息TA。

（3）对方无应答机或应答机不工作。对方无应答机或应答机不工作，它对TCAS2的询问无法做出响应，因此，TCAS2无法探测该类飞机。

综上所述，TCAS2提供的保护等级由对方飞机所带的应答机的类型来决定，若对方飞机带有A模式应答机，TCAS2只提供交通警戒信息TA；若对方飞机带有C模式或S模式应答机，TCAS2既提供交通警戒信息TA，还提供决策信息RA；若两架飞机都带有TCAS2设备，则通过S模式应答机交换数据以对冲突进行协调解决；若对方飞机没有应答机或应答机没有工作，则TCAS2无法探测。

三、对航空维修工作的几点思考

飞行安全是航空维修工作永恒的主题。一要掌握故障的宏观规律。从宏观上准确认识故障，是正确指导航空维修工作的基础和前提。二是掌握故障的发生机理。对故障开展微观研究，是提高机务人员技术水平的重要途径。随着装备复杂度的提高，许多故障需要跨专业联合攻关。这就需要建立新的故障研究机制，实现远程诊断故障。三要从根本上减少故障。保证飞行安全的根本出路是提高装备的固有可靠性，减少故障就必须注重维修质量。航空维修工作现代化建设问题

发展就是硬道理，对航空维修部门来说也是如此。一要思想观念现代化。应该树立强烈的现代化意识、发展意识和改革创新意识。飞机维修工作曾经被视为简单的技艺，但现代航空维修已经成为一门科学，更被尊为其它武器装备维修和工业维修的前驱。二要掌握应用先进科技手段。实现航空维修现代化，关键在先进科学技术的应用。随着航空维修技术进入信息时代，将先进维修技术用于老旧飞机大有潜力可挖。三要学习民航的先进维修经验。国内民航维修保障工作已完全与国际接轨，其法规体系、管理制度、维修技术与西方先进国家相比已无很大差距。认真学习民航维修管理经验和技术，将起到事半功倍的效果。

铁路货车跟踪服务原理简介篇4

铁路货车跟踪就是通过全国铁路计算机网络上的“货车实时追踪管理信息系统”，对运用中的铁路货车进行动态跟踪，掌握每辆货车运行的踪迹。

要实现铁路货车跟踪，必须先形成完整的计算机网络和传输速率、误码率低的通信信道以及大容量的大型数据库，然后借助有关的系统和应用软件，把众多货车的动态、静态信息输入计算机，经过分类，修改和加工处理后，才能准确无误地掌握每一辆货车的情况。

现在全国铁路有6000多个站段，铁道部从中选取了2000多个主要站段建立信息报告点。信息报告点通过全国铁路计算机网络将全国铁路运用中的货车动态信息上报“货车实时追踪信息系统”，实现对全国铁路运用货车跟踪管理。

当一列列货物列车由车站编成之后，由编发货物列车的车站将货车在列车中的顺位、每辆车的车号、车种，货物的发站、到站、收货人、品名、重量等信息，通过计算机网络，按规定时间发往规定的地点。这些信息又同时送入“货车实时追踪信息系统”的中央数据库中。为铁路跟踪的实现提供数据依据。

有的铁路货车在运行过程中，经过一些车站，要进行甩挂作业。这些铁路货车甩挂的动态信息，由信息报告点及时传输到“货车实时追踪信息系统”中去，以便更新已传输过的信息，从而使“货车实时追踪管理信息系统”及时掌握各辆货车的最新动态信息，准确无误地进行铁路货车跟踪。

GPS测量原理及应用简介篇5

GPS测量原理及应用简介

主要介绍了GPS技术的基本构成,GPS的基本原理和GPS技术应用的优点,并简单分析了GPS技术的应用前景.

作者：吴朝阳许志华作者单位：中国矿业大学环境与测绘学院,江苏・徐州,221008刊名：科教文汇英文刊名：EDUCATION SCIENCE & CULTURE MAGAZINE年，卷(期)：“”(16)分类号：P228.4关键词：GPS定位 GPS原理 GPS特点应用前景

_课程简介_《汽车原理与驾驶》篇6

《汽车原理与驾驶》课程简介

一、课程基本情况

课程编码：063412-3017-2

课程名称：汽车原理与驾驶（Auto Principle & Driving）

学时/学分：16/2

课程类别：选修课

开课专业：全校

课程要求：选修

开课学期：全年

先修课程：无

选用教材：《汽车原理与驾驶》任长春王博编

主要教学参考书：《汽车原理与驾驶》任长春王博编

主讲教师：机电工程系任长春

二、课程的性质、目的与任务

通过本课程的学习，要让学生们掌握汽车的基本构造和原理。课程中安排有驾驶实习，以便使同学们学会最基本的汽车驾驶操作

三、课程的主要内容与基本要求

第一章汽车的历史

第二章汽车概貌

第三章汽车发动机

第四章汽车底盘

第五章汽车电路、仪表及辅助设施

第六章汽车驾驶

第七章汽车维护与保养

断路器的灭弧原理及参数简介篇7

根据灭弧介质的不同, 高压断路器大致可分为油断路器、压缩空气断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。其灭弧原理及特点如下。

油断路器。断口浸于绝缘油中, 在绝缘油中将电弧拉长或使电弧在绝缘油中运动, 并利用电弧分解绝缘油所产生的高压混合气体的吹动和冷却作用, 使电弧熄灭。

压缩空气断路器。利用压缩空气的高压力来吹弧, 使电弧冷却, 并消除弧道内的残余游离气体, 将电弧熄灭。

六氟化硫断路器。利用具有高压力的六氟化硫气体来吹弧, 大量吸收电弧能量, 使电弧收缩并迅速冷却, 直至将电弧熄灭。

真空断路器。触头在真空中开断, 利用电流过零时, 弧隙介质迅速恢复到高介电强度的真空绝缘状态而熄灭电弧。

2 高压断路器的技术参数及机械调整参数

(1) 额定电压UN (k V) 。断路器运行中所能承受的正常工作电压 (线电压) 。

(2) 最高工作电压Umax (kV) 。断路器可能在高于额定电压下长期工作, 所以规定了断路器有一最高工作电压。按国家标准, 对额定电压在220 kV及以下的电气设备, 其最高工作电压为额定电压值的1.15倍。

(3) 额定电流IN (A) 。铭牌上标明的断路器可长期通过的工作电流。断路器长期通过额定电流时, 各部分的发热温度不超过允许值。额定电流也决定了断路器触头及导电部分的截面。

(4) 额定开断电流INO (k A) 。断路器在额定电压下能可靠切断的最大电流 (有效值) , 它表明了断路器的断路能力。当电压低于额定电压时, 允许开断电流与额定开断电流相比有所增大, 但有一最大值, 其峰值称为极限开断电流 (或称最大关合电流) 。

(5) 额定断流容量SNO (MV·A) 。因为断路器的开断能力不仅与开断电流有关, 而且与开断此电流时的工作电压也有关, 因此, 一般用额定开断电流INO与额定电压UN的乘积, 表示断路器的额定断流容量SNO, 对于三相系统, 可由下式表示

(6) 动稳定电流 (kA) 。动稳定电流的大小由导电及绝缘等部分的机械强度所决定, 它表明断路器在冲击短路电流 (峰值) 作用下, 承受电动力的能力。

(7) 热稳定电流 (kA) 。规定时间内, 允许通过断路器的最大短路电流为热稳定电流。该参数表明了断路器承受短路电流热效应的能力。

(8) 合闸时间 (s) 。配有操动机构的断路器, 自合闸线圈加上电压起, 到断路器接通为止所需的时间, 称为断路器的合闸时间。一般合闸时间大于分闸时间。

(9) 分闸时间 (s) 。指从跳闸线圈加上电压起, 到断路器断开且三相电弧完全熄灭时为止所需的全部时间, 也就是断路器的固有分闸时间与电弧熄灭时间之和, 一般为0.06～0.12 s。

(10) 超程 (又称插入行程, 接触行程) 。是指断路器合闸过程中动触头与静触头接触后, 动触头继续前进的距离。如果是梅花式触头, 即指动触杆插入静触头内的深度;如果是对接式触头, 即指动触头与静触头相遇后再继续运动把触头弹簧压缩而走过的距离, 又称压缩行程。

(11) 引弧距。对类似SW6-110型油断路器的隔板油囊纵吹灭弧室, 是指静触头端部 (引弧环或引弧触指端部) 至灭弧室第一块灭弧片平面上的距离。

对类似SN1-10, SN2-10型少油断路器具有的横吹灭弧室, 是指静触头端部 (引弧环或引弧触指端部) 至灭弧室上第一横吹喷口的距离。

(12) 剩余行程 (又称备用行程或储备距离) 。是指断路器合闸后动触头至静触头底部的距离。

(13) 总行程 (触头的行程) 。是指在操作过程中, 触头从起始位置到终止位置所走过的距离。

(14) 刚分速度、刚合速度、最大分闸速度。刚分速度是指在断路器分闸过程中, 触头在刚分离时动触头所具有的速度。刚合速度是指断路器在合闸过程中, 触头刚接触时动触头所具有的速度。目前, 安装和运行单位对断路器的分、合闸速度的定义不统一。有的取刚分后或合前10 ms内的平均速度, 有的则取刚分 (合) 闸点前后各5 ms内的平均速度。所谓分 (合) 闸点, 有的以超行程来定位, 有的则以触头开断或接通来定位。当设备技术条件无规定时, 一般推荐取刚分后或刚合前的10ms内平均速度, 作为刚分或刚合速度, 并以名义超程的计算始点作为刚分或刚合计算点。最大分闸速度就是断路器分闸过程中区段平均速度的最大值, 但区段长短应按技术条件规定, 如无规定应按10 ms计。测量断路器速度, 均应以制造厂有关速度定义和测量方法为依据, 不可任意选取。

污水处理工程除臭工艺简介篇8

随着人类社会经济的发展，人民生活水平的提高和日益增强的公众环境意识，城市污水处理厂在运行过程中所产生的臭气，一直影响着周边居民生活质量，影响污水处理厂工作人员的生产环境，甚至引发坠池的重大生产安全事故。为了防止和消除城市污水处理廠臭味对周围环境和居民生产生活的影响。污水处理厂臭气污染控制已成为污水处理工程中不可忽略的重要组成部分。

1.臭气的来源及特征

根据污水处理的过程，这些臭气主要来源分布在污水收集系统、污水处理系统、污泥处理系统三大部分。

污水收集系统中臭气主要来源于城市污水处理厂厂外沿途的提升泵站。

污水处理系统中的臭气源主要分布在污水处理厂预处理区，粗格栅间、进水泵房、细格栅沉砂池等构筑物。

污泥处理系统中臭气的主要来源分布在污泥浓缩池、污泥贮池、污泥脱机房。

2.除臭处理工艺比较

除臭技术在国外已经有几十年的运营经验，到80年代中期更是被广泛关注，制定了臭气测定的相关标准，开发了各种臭气扩散的数学模型和计算机模拟程序，处理技术也不断发展。目前，国内外主要的除臭技术有活性炭吸附法、热氧化法、氧离子基团除臭法、化学洗涤法、生物过滤法、植物液除臭法和高能离子除臭技术等。其中较常用的方法有化学洗涤法、植物液除臭法、生物滤池法、高能离子除臭技术。

2.1化学洗涤法

水清洗是利用臭气中的某些物质能溶于水的特性，使臭气中氨气、硫化氢气体和水接触、溶解，达到除臭的目的。传统的化学除臭法是利用臭气中的某些物质和药液产生中和反应的特性，利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液，脱去臭气中硫化氢、有机酸等酸性物质，利用盐酸或硫酸等酸性溶液，去除臭气中的氨气等碱性物质。

与活性炭吸附法相比较，化学除臭法必须配备较多的附属设施，如药液贮存装置、药液输送装置、排出装置等，运行管理较为复杂。适合于较大规模或者超大规模高浓度恶臭气体的除臭工程。整个除臭装置包括洗涤塔、洗涤循环水泵、自动加药系统、鼓风机、化学药品储存槽、单元控制盘六大部分。化学洗涤除臭法的基本原理是利用臭气成分与化学药液的主要成份间发生不可逆的化学反应生成新的无臭物质以达到脱臭的目的。

化学洗涤除臭法比较适用于恶臭污染源成分相对浓度很高、气量比较大的恶臭气体的处理。

2.2天然植物液除臭工艺

天然植物液通过高压雾化泵雾化后，分裂成直径非常小的液滴，这样可以使植物液在需除臭的区域内与臭气进行充分的接触反应，反应的方式有分解、聚合、酸碱、中和、取代、置换和加成等。从而消除致臭成份，经除臭的最终产物不会形成二次污染，对人体无害。

天然植物液除臭剂是从自然界的植物中提取的香精油。它具有广谱性，即对很大范围的恶臭物质都具有高效的除臭作用。经过工程实例证明，成份的天然性使天然植物液除臭剂的无毒、无害、无污染、可被生物完全降解。

天然植物液除臭剂除臭原理如下：

通过专用设备雾化成细小的液滴后与臭气物质接触，通过吸收和吸附作用与臭气分子充分接触，同时增加臭气分子在植物液除臭剂的溶解度，然后充分与臭气分子发生一些列反应，生成无毒、无害的有机盐，达到彻底消除异味的目的。

2.3生物滤池法

生物滤池也叫填料床滤池，将要处理的气体进行预湿，然后气体由下向上通过装满有机填料滤料床进行处理。

2.3.1生物滤池除臭原理

生物滤池除臭法主要包括污染场所密封系统、臭气收集及输送系统和生物滤池。生物滤池为混凝土矩形池，池底为布气系统，由带有多个滤头的模压塑料滤板组成，上层为无机滤料，其厚度根据处理气量的多少来确定。从各种处理构筑物收集的臭气通过鼓风机鼓入滤板下，由滤板均匀分布扩散至滤池，通过滤池内滤料达到去除臭气化合物的目的。

臭气化合物，主要是硫化氢和有机气体，向上流动穿过生物滤池内的滤料，生物滤料为经优化加工的无机滤料，将恶臭污染物彻底降解为H2O和CO2，实现总臭气浓度控制。

2.3.2除臭过程

第一步：气体功过滤床并在表层水体中溶解。

第二步：水溶液中的异味成分被微生物吸附、吸收，异味成分从水中转移至微生物体内。

第三步：滤料中的专性细菌(根据臭源的类型筛选而得到的处理菌种)将以污染物为食，把污染物转化为自身的营养物质，进入微生物的自身循环过程，从而达到降解的目的。

生物滤池重要的操作参数包括植菌、滤料的PH值及湿度、滤料湿度及营养物的含量。填料的材质及特性是影响滤床效率的主要因素，其中包括孔隙度、压密度、水份载留能力及承载微生物族群的能力。

除臭流程：恶臭源密封→恶臭气体收集系统→引风机→滤板→无机滤料。

2.3.3优点

(1)建设成本一次性投入大，运行成本较低，主要为风机运行费用。

(2)不使用化学药品，能源需求低廉，不产生二次污染物，最后的产物是良性的，属环境友好技术。

(3)生物填料为无机填料，具有良好的机械结构与生物特性。

(4)处理效率高，去除效果明显。