化學(xué)在車輛工程上的應(yīng)用

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化學(xué)在車輛工程上的應(yīng)用范文第1篇

【關(guān)鍵詞】氣體檢測；車內(nèi)預(yù)警；短信預(yù)警

引言

隨著私家車車的普及，人們更多選擇汽車出行，而在夏天和冬天，密閉車廂里長時間使用空調(diào)易導(dǎo)致一氧化碳中毒，特別是在午飯后，駕駛員很容易出現(xiàn)疲勞的狀態(tài)，很多駕駛員會開著空調(diào)睡覺，汽車在停止狀態(tài)下開空調(diào)，車廂內(nèi)的空氣難以流動，發(fā)動機運轉(zhuǎn)排出的一氧化碳會逐漸通過車廂縫隙和空調(diào)進入車內(nèi)并聚集，加之車內(nèi)人員呼吸耗氧而排出二氧化碳，時間一長，車內(nèi)氧氣減少，車內(nèi)人員會不知不覺中毒而失去知覺[1]。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計，每年因為車內(nèi)一氧化碳中毒致死人員達9700多人。據(jù)不完全統(tǒng)計，每天因為車內(nèi)的危害氣體污染，而引發(fā)的各類病變達個460多起，全年因為其污染而至死達6000多起。本系統(tǒng)可以實時掌控空氣質(zhì)量，提前控制預(yù)防，杜絕CO中毒。所以有必要研發(fā)一套系統(tǒng)來避免此類悲劇的發(fā)生。

1.核心系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由89c52單片機、氣體檢測裝置、GSM模塊、蜂鳴器和車窗電機組成。宏晶STC公司的STC89C52芯片有32個（I/O）口，控制功能強、擴展靈活可應(yīng)用于控制各種元器件，為嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、有效的解決方案，有著很好的應(yīng)用性和經(jīng)濟性。氣體傳感器由紅外二氧化碳探測器和一氧化碳檢測模塊組成，二氧化碳閾值設(shè)置為2000ppm，一氧化碳閾值設(shè)置為1000ppm。GSM模塊可以在車內(nèi)氣體超標時第一時間通知車主，讓車主作出反應(yīng)，解救車內(nèi)人員，防止悲劇的發(fā)生。蜂鳴器發(fā)出聲音進行預(yù)警，在實際產(chǎn)品中可以連接汽車音響設(shè)備。

2.原理

車載電瓶為系統(tǒng)提供電源。傳感器時時采集車內(nèi)或待測空間內(nèi)的氣體中的二氧化碳、一氧化碳等氣體的百分含量。傳感器模塊將采集得的數(shù)據(jù)傳入至微處理器中，當氣體超過預(yù)設(shè)閾值后，系統(tǒng)內(nèi)蜂鳴器報警，并將何種氣體超標通過顯示屏顯示。在達到特定條件以后將信號傳至通信模塊。由通信模塊發(fā)送短信提醒車主，讓車主主動采取一定的措施，防止悲劇的發(fā)生。后期我們設(shè)想加入開窗功能，當車主回復(fù)“開窗”后，反饋信息將由微處理器處理后指示連接汽車車窗電控系統(tǒng)的電機做出相應(yīng)反應(yīng)，適度打開天窗或車窗為車輛換氣。

3.設(shè)計改進

3.1有關(guān)加入GPS模塊設(shè)想利用本系統(tǒng)模塊化設(shè)計的特點，加入GPS模塊，在車輛發(fā)生危險時，將車輛內(nèi)GPS模塊采集到的坐標信息通過GSM模塊發(fā)送到指定手機上，使得救援力量能更快找到目標車輛，解救車內(nèi)人員。在我國北斗GPS衛(wèi)星調(diào)試完成，面向市場后，我們將選用北斗GPS，利用其本身自帶的短信發(fā)送功能發(fā)送短信，相當于將GSM模塊與GPS模塊相互整合，使得本系統(tǒng)體積更小，更加高效完成主動預(yù)警。3.2有關(guān)加入主動開窗功能設(shè)想由于在車內(nèi)氣體濃度超過閾值，而車主又不在車內(nèi)的情況下，GSM模塊將主動向車主發(fā)送預(yù)警短信，但是車主存在距離車輛距離過遠，無法第一時間采取有效措施的情況。所以，設(shè)想在本系統(tǒng)中加入主動開窗的功能，與車內(nèi)中控系統(tǒng)相連，在車主收到預(yù)警短信后，由車主回復(fù)開窗，反饋信息將由微處理器處理后使連接汽車車窗電控系統(tǒng)的電機做出相應(yīng)反應(yīng)，適度打開天窗或車窗為車輛換氣。

4.優(yōu)勢與難點

4.1產(chǎn)品優(yōu)勢①擁有獨創(chuàng)的車內(nèi)氣體檢測系統(tǒng)，市場上還沒有類似產(chǎn)品。②產(chǎn)品使用便捷，容易被消費者接受。③通過警告模塊，可以使駕駛員能夠在發(fā)生有害氣體過量的情況下，提前做出措施，預(yù)防悲劇的發(fā)生。④無需對車輛做大規(guī)模改動，也無需廠商預(yù)制特殊設(shè)備。可以簡單地安裝。4.2產(chǎn)品的難點目前產(chǎn)品模型采用的一氧化碳探測器和二氧化碳探測器為半導(dǎo)體一氧化碳傳感器，功耗比較大，需要預(yù)加熱，而且普遍有效期為兩年，后續(xù)維護成本較高。目前使用的一氧化碳和二氧化碳傳感器大致分為：半導(dǎo)體傳感器、電化學(xué)傳感器、NDIR傳感器等。電化學(xué)傳感器體積小，零功耗，靈敏度高，穩(wěn)定性好，線性和重復(fù)性較好，響應(yīng)速度快，分辨率一般可以達到1ppm，壽命較長。但是不同廠家的傳感器工藝差別巨大，價格相差很大，而且不能互相替代[2]。紅外傳感器量程寬、精度高、不會產(chǎn)生氣體中毒現(xiàn)象，但是紅外傳感器成本較高，維護難度較大。所以在本系統(tǒng)中，傳感器的選擇至關(guān)重要，也關(guān)乎著產(chǎn)品的穩(wěn)定性、使用成本和后期的維護成本。

5.車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測及主動短信預(yù)警系統(tǒng)發(fā)展前景

隨著中國私家車數(shù)量逐年遞增，車內(nèi)空氣污染問題逐步顯現(xiàn)。2008年3月1日我國開始實施由國家環(huán)保總局組織有關(guān)科研機構(gòu)制定的《車內(nèi)空氣污染物濃度限值及測量方法》，這是我國第一部關(guān)于車內(nèi)污染的標準．它的實施標志著我國在防治車內(nèi)空氣污染、改善車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量方面邁出了艱難的第一步[3]。也就是說，車內(nèi)環(huán)境問題正越來越受國家的重視，因此，我們的作品作為一個實時檢測車內(nèi)有害氣體的裝置，具有廣泛的市場前景。

6.結(jié)論

車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測及主動短信預(yù)警系統(tǒng)是一款模塊化處理的實用系統(tǒng)，作為國內(nèi)獨創(chuàng)的系統(tǒng)，對于解決因車內(nèi)空氣質(zhì)量問題而引發(fā)的一系列安全問題有積極意義。本系統(tǒng)利用一氧化碳和二氧化碳檢測儀為主要測量探頭收集數(shù)據(jù)，并有微處理器對收集到數(shù)據(jù)進行分析后，做出預(yù)警。在不改變車輛本身結(jié)構(gòu)的情況下，安裝簡便，有極高的實用價值。

【參考文獻】

[1]舒敬華.汽車衍生物的中毒預(yù)防[J].人民長江，2008，07:87-88.

[2]史曉軍.電化學(xué)氣體傳感器在煙氣監(jiān)測中的應(yīng)用[J].中國儀器儀表，2009，06:90-92.

化學(xué)在車輛工程上的應(yīng)用范文第2篇

關(guān)鍵詞：有軌電車；粘接；粘接的形成；受力分析

1 前言

有軌電車以其靈活方便、適應(yīng)性強、建設(shè)周期短、單位綜合造價和運營成本較低等優(yōu)勢，在國外各類城市得到廣泛應(yīng)用。近年來，國內(nèi)有相當多的城市在籌備建設(shè)有軌電車系統(tǒng)。在大城市，有軌電車可作為地鐵骨干網(wǎng)絡(luò)的補充、加密線路；而在中小城市，有軌電車可作為骨干公共交通系統(tǒng)和旅游觀光特色線路。有軌電車系統(tǒng)是繼地鐵之后，又一呼聲很高的軌道交通系統(tǒng)之一。

隨著國內(nèi)有軌電車項目的日益發(fā)展，膠粘劑的使用變得越來越重要，越來越多的部位開始使用膠粘劑來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接方式，膠粘劑具有粘接、密封、隔熱、降噪、減震、結(jié)構(gòu)連接等功能使用于有軌電車。

2 粘接的形成

膠粘劑之所以能夠與物體牢牢地粘接在一起，是由被粘接件和膠粘劑之間的粘附力以及粘接劑和被粘接件自身的內(nèi)聚力共同作用實現(xiàn)的。對于粘附力和內(nèi)聚力，除由機械力、范德華力的作用外，主要原因是在高分子復(fù)合材料的分子中，含有氧、碳、氫及其他一些“雜原子”和“π”鍵，它們總有一個或幾個未共用電子對，而被粘接的物體軌道上總有空軌道。它們與膠粘劑中的電子能形成配位鍵，配位鍵也是一種特殊的化學(xué)鍵，具有強度高的特點，其粘接力特別強。再者就是許多構(gòu)成膠粘劑的高分子化合物的分子都是鏈狀的，這些小鏈子互相纏繞在一起，難解難分，從而完成彼此間的粘接。許多膠粘劑通常都是幾種粘合因素同時起作用而形成粘接的。

3 粘接部位受力分析

對于軌道車輛而言，根據(jù)安全要求將粘接等級分為A1、A2、A3及A4等級[1]。對于軌道車輛的結(jié)構(gòu)粘接設(shè)計而言，更注重膠粘等級A1、A2受到外力時的變化。下面將從受到拉伸力和剪切力兩個方面進行分析說明。

3.1 受到拉伸力作用

膠粘劑在受到拉伸力作用下，會出現(xiàn)變形行為。對于初始長度為l，橫截面A的樣件，當施加承受力F，力F垂直作用于截面A（拉伸載荷）時，樣件受到拉伸應(yīng)力 σ，σ=F/A，受力后長度絕對變化值Δl，長度的相對變化值（應(yīng)變）ε， 則ε=Δl/l。在材料的屈服點（彈性極限）之下的區(qū)域，拉伸應(yīng)變與拉伸應(yīng)力σ成正比， ε=σ/E， E是給定材料的彈性模量，是定值。

3.2 受到剪切力作用

膠粘劑在受到剪切力作用下，會出現(xiàn)角度位移。對于長方體底面A，高度為d的樣件，作用力 F平行于面A（剪切載荷），則樣件受到的剪切應(yīng)力τ=F/A。產(chǎn)生的絕對長度變化為a，相對長度變化γ（剪切應(yīng)變），則tanγ=a/d。在材料屈服點（彈性極限）以下的區(qū)域，剪切應(yīng)變與剪切應(yīng)力成正比，在此區(qū)域，tanγ=τ/G。 G為給定材料的剪切模量，是定值。

3.3 膠層厚度的確定

在設(shè)計中，膠層的最小厚度的設(shè)計受到溫度的影響。如將零件1粘接到相同尺寸大小的零件2上，施膠的溫度區(qū)間為T1～T2，粘接好后的使用溫度是T3～T4。

在矩形粘接件的對角線方向上的l最大，溫度變化后，在對角線方向上產(chǎn)生的位移也最大。 根據(jù)變形量計算公式，Δl=ε*l=α*ΔT* l，可計算出在對角線方向上產(chǎn)生的變形量。兩種不同材質(zhì)的被粘接件在對角線產(chǎn)生的變形差值就是所選擇的膠粘劑承受的變形量。根據(jù)上述膠層厚度與變形量的公式tanγ=a/b，其中a為變形量，b為膠層厚度。知道了膠粘劑的最大剪切變形tanγ，根據(jù)上述公式，就可計算出需要的理論膠層厚度。考慮到生產(chǎn)中的其他因素影響，可在理論厚度的基礎(chǔ)上增加一定的安全余量。

4 在軌道車輛上的應(yīng)用

有軌電車上的粘接技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，主要用于車體結(jié)構(gòu)的粘接、車窗結(jié)構(gòu)的粘接和車體結(jié)構(gòu)的密封以及內(nèi)飾件的制造，如：鋁蜂窩結(jié)構(gòu)的廣泛使用等。

4.1 車體結(jié)構(gòu)的粘接

粘接結(jié)構(gòu)用于粘接墻板結(jié)構(gòu)與車體骨架。在車輛運行中，此部位的粘接結(jié)構(gòu)會受到沿車輛運行方向和向下的剪切力以及兩車交會時的壓縮力，其合力是膠粘劑受到的剪切力。知道了膠粘劑的相關(guān)參數(shù)，通過上述公式可以初步確定膠層的厚度。此粘接結(jié)構(gòu)已經(jīng)成功應(yīng)用于沈陽渾南有軌電車項目的設(shè)計中，并在車輛運行中得到驗證。

4.2 車窗結(jié)構(gòu)的粘接

現(xiàn)在的有軌電車上的車窗部位很多都是用粘接結(jié)構(gòu)，此處的膠粘劑往往既起到密封作用又具有結(jié)構(gòu)粘接作用。

4.3 環(huán)境及粘接要求

DIN6701粘接體系目前在國內(nèi)正式引入，有軌電車粘接過程中提出如下要求：

（1）粘接劑所允許的溫度是15℃～30℃之間，濕度是40%～70%；

（2）粘接過程必須按照粘接劑要求進行粘接面清潔及準備，必須使用干凈的手套接觸安裝面，在粘合工作區(qū)域不允許有任何可能引起灰塵（如焊接、打磨）或氣霧的操作工作，并避免任何類似于開關(guān)車間門造成的高通風(fēng)和溫度浮動情況等；

（3）粘接過程嚴格按照標準《DVS3310 粘接技術(shù)中的質(zhì)量要求》進行全過程監(jiān)控；

（4）粘接過程為關(guān)系到有軌電車運行穩(wěn)定性。因此，對膠粘等級A1、A2的粘接接頭，實施過程前必須按照粘接工程師（VKAP）的要求進行工作試件準備并切片驗證；

（5）粘接作業(yè)人員必須持證上崗。

5 結(jié)論

本文通過對樣件的受力分析，得出了膠層的理論厚度計算方法，為粘接結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供了參考，并介紹了粘接作為結(jié)構(gòu)連接方式的一種在有軌電車上的應(yīng)用。隨著粘接技術(shù)的進一步發(fā)展，粘接技術(shù)必將更多的應(yīng)用于有軌電車上。

參考文獻：

[1]DIN 6701-2006 鐵路車輛和車輛部件的粘接[S].

化學(xué)在車輛工程上的應(yīng)用范文第3篇

關(guān)鍵字：油田專網(wǎng)GPS車載終端GPS功能

中圖分類號： P228.4 文獻標識碼： A 文章編號：

項目概述

本方案是將GPS系統(tǒng)應(yīng)用到油田專網(wǎng)中，對油田車輛的安全起到一個長效的保障提供可靠的基礎(chǔ)。目前，GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)是目前世界上發(fā)展得最快的三大信息產(chǎn)業(yè)之一（互聯(lián)網(wǎng)、移動電話、衛(wèi)星導(dǎo)航定位）。交通運輸行業(yè)是個高風(fēng)險行業(yè)，一臺車就是一個風(fēng)險點，實施GPS全方位、全天候的定位監(jiān)控，掌握車輛的行駛動態(tài)（方位、速度），及時糾正超速、超時（疲勞駕駛）等違章行為，消除事故隱患，做到安全預(yù)警，從而有效提高交通運輸企業(yè)安全管理水平，充分運用科技手段徹底改變運輸行業(yè)傳統(tǒng)的安全管理模式。

把GPS車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)用到危險化學(xué)品車輛運輸上，是國家安監(jiān)總局、公安部和交通部近期聯(lián)合下發(fā)的文件中明確規(guī)定。運輸劇毒、爆炸、易燃、放射性危險化學(xué)品運輸?shù)能囕v，必須安裝GPS車載終端，對危險化學(xué)品車輛進行實時動態(tài)監(jiān)控。該項目的實施將為逐步探索和建立一套交通安全長效管理和運行機制奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

1.2系統(tǒng)建設(shè)目標

1.2.1建設(shè)油田專網(wǎng)GPS車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)，以提高全局道路運輸安全管理為總體目標。

1.2.2發(fā)展GPS車輛監(jiān)控、管理、調(diào)度、服務(wù)業(yè)務(wù)，為各級管理部門以及運輸企業(yè)提供科學(xué)的決策支持手段，提高交通設(shè)施的利用效率。

1.2.3建立GPS車輛監(jiān)控、調(diào)度系統(tǒng)，與社會綜合保障體系配合，提高安全防范、保護資產(chǎn)的技術(shù)水平和控制力度。

1.2.4在出現(xiàn)交通事故、自然災(zāi)害、疾病傷害等異常情況下，能及時確定事故地點，掌握可調(diào)度車輛資源，協(xié)助有關(guān)方面實施救援。

1.2.5以油田專網(wǎng)GPS車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)為總中心，在全區(qū)范圍內(nèi)實現(xiàn)對司機的全面資訊服務(wù)。

1.3建設(shè)內(nèi)容

1.3.1本系統(tǒng)采用多級管理架構(gòu)，基于C/S和B/S兩種架構(gòu)的監(jiān)控管理方式

1個系統(tǒng)中心――2個監(jiān)控中心――19個監(jiān)控分中心――80監(jiān)控點。

1.3.2系統(tǒng)中心：設(shè)置在油田專網(wǎng)主管公司，主要功能是為車載終端進行安裝、維護、屬性設(shè)置；各級管理人員的屬性設(shè)置；車載終端位置定位信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、分發(fā)；業(yè)務(wù)報表的處理。

1.3.3監(jiān)控中心：設(shè)置在調(diào)度中心，對全局車輛運行的安全進行監(jiān)督，對重點車輛進行監(jiān)管。

1.3.4監(jiān)控分中心：設(shè)置在各二級單位的生產(chǎn)調(diào)度室，對所屬車輛的運行進行安全監(jiān)控和調(diào)度，對監(jiān)控點的管理權(quán)限進行設(shè)置。

1.3.5監(jiān)控點：設(shè)置在各二級單位的車隊。對所屬車輛進行電子圍欄的設(shè)置，安全監(jiān)控、調(diào)度及車輛運行中各種信息的處理。

1.3.6車載終端：客運車輛、危險化學(xué)品運輸車輛、調(diào)度車輛三種類型的車載終端。

2.無線網(wǎng)絡(luò)部分

2.1GPS應(yīng)用中的通信模式介紹

把GPS應(yīng)用在車輛監(jiān)控管理當中有很重要的一個技術(shù)環(huán)節(jié)需要關(guān)注――GPS數(shù)據(jù)的回傳網(wǎng)絡(luò)。車輛上安裝的GPS設(shè)備的收到衛(wèi)星定位信息后必須依靠回傳網(wǎng)絡(luò)把這些定位信息傳到監(jiān)控中心才能把車輛的位置在監(jiān)控中心顯示出來。目前國際上解決這個傳輸問題的主要有以下三種與無線通信系統(tǒng)結(jié)合的應(yīng)用模式：

2.1.1.GPS+蜂窩移動通信（GSM/CDMA/GPRS）模式

該模式主要是利用現(xiàn)有的地面蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)通信功能，來傳送GPS定位信息。該模式的突出優(yōu)點是終端成本和服務(wù)費用比較低，同時還能夠方便地提供語音服務(wù)。缺點是存在局部的覆蓋盲區(qū)。但隨著移動運營商內(nèi)部管理協(xié)調(diào)的改進，以及短消息、GPRS和CDMA網(wǎng)絡(luò)的完善，該模式已經(jīng)為GPS應(yīng)用中的主要模式，適用于集團單位及個人用戶等所有GPS適用領(lǐng)域。

2.1.2.GPS+集群通信（模擬/數(shù)字）模式

該模式是利用各城市的集群通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展起來的GPS應(yīng)用模式。該模式最突出的優(yōu)勢是通信費用在各種應(yīng)用模式中是最低的。但目前的情況看，可供利用的集群通信網(wǎng)大多還是模擬制式，通信質(zhì)量和私密性都比較差；另外基本上局限于單個城市內(nèi)，覆蓋非常有限。該模式主要適用于在城市內(nèi)部活動的出租車、公交車輛、城市內(nèi)配送的運輸車輛。因為沒有能夠建立起覆蓋全國的數(shù)字集群系統(tǒng)，所以和GPS+蜂窩移動通信模式對比處于明顯下風(fēng)。

2.1.3GPS+衛(wèi)星移動通信模式

該模式的優(yōu)點和缺點都非常突出。突出的優(yōu)點是衛(wèi)星通信的覆蓋優(yōu)勢和可靠

的通信保證。但缺點是終端設(shè)備成本和使用費用在各種模式中是最高的。該模式的主要適用于大范圍移動大大型車輛（包括運輸車輛、工程車輛等）和海上作業(yè)船只等特殊類型的用戶。該模式是其他地面無線通信模式有效和必要的補充。目前國內(nèi)市場上可供利用的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)有：

（1）“全線通”系統(tǒng)：是由南方衛(wèi)星公司運營的高通公司的Omini-tracs系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作在KU頻率上，使用衛(wèi)星跟蹤天線。優(yōu)點是該系統(tǒng)是經(jīng)過國外多年應(yīng)用的成熟系統(tǒng)。缺點是成本高，受雨衰影響，另外跟蹤天線工作狀態(tài)易受干擾，動態(tài)性差。

（2）海事衛(wèi)星系統(tǒng)（Immarsat）：是由國際海事衛(wèi)星組織建立并運營的全球性的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。國內(nèi)的運營單位是交通部信息中心。該系統(tǒng)是一個全球性的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，能夠提供語音和數(shù)據(jù)的服務(wù)。但終端成本和使用費用是各衛(wèi)星系統(tǒng)中最高的，目前在國內(nèi)的容量也有飽和趨勢。

（3）北斗系統(tǒng)：是我國自主建立的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)在民用領(lǐng)域的主要運營是神州天鴻公司。該系統(tǒng)覆蓋我國疆域和周邊地區(qū)（與“平臺”相仿），使用全向天線，能夠同時提供定位和短信通信功能。但終端價格較貴，定位需要通信功能支持，使用費用較高。

2.2GPS+蜂窩移動通信（GSM/CDMA/GPRS）模式實現(xiàn)方式

2.2.1.蜂窩移動通信（GSM/CDMA/GPRS）對比

2.2.1.1.GSM通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（GlobalSystemforMobilecommunication）

GSM全球數(shù)字移動系統(tǒng)是目前國內(nèi)覆蓋最廣、可靠性最高、容量最大、保密性強的數(shù)字移動蜂窩通訊系統(tǒng)。依托GSM通訊網(wǎng)絡(luò)作為衛(wèi)星定位汽車防盜通訊系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸平臺將確保報警信號和數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性。車輛終端上的GPS接收機獲取車輛的實際位置、速度、運行方向等信息經(jīng)過處理后通過GSM網(wǎng)絡(luò)（短消息方式）傳送到車輛管理中心，中心可以對車輛進行管理、調(diào)度和控制。

化學(xué)在車輛工程上的應(yīng)用范文第4篇

近幾年，土工合成材料作為巖土工程和土木工程的功能材料，其作用已廣泛得到人們的重視，正廣泛應(yīng)用于水利、道路、建筑、鐵路、電力、機場等。這些材料大部分是有機纖維及高性能纖維，這些材料的應(yīng)用在很大程度上提高了工程的質(zhì)量與功能，降低了成本。隨著科技的不斷發(fā)展，工程質(zhì)量要求越來越高，上述材料某些方面性能已不能滿足設(shè)計要求及工程要求，玻璃纖維作為一種無機纖維，由于它的耐溫性能、耐化學(xué)侵蝕性能、高彈性模量、高強力、低延伸率、低成本等主要性能，與其他土工合成材料相比，具有明顯的優(yōu)越性。

1.玻纖土工格柵在瀝青道路中的應(yīng)用

反射裂縫是瀝青路面普遍存在的一種病害現(xiàn)象。根據(jù)國內(nèi)外道路工程的實踐，在瀝青面層和中集瀝青混合料層或粗集瀝青混合料層之間鋪設(shè)一層土工織物，可用以消除或減緩面層反射裂縫的產(chǎn)生，從而延長道路的使用壽命，降低維修成本。但是，由于瀝青路面澆注時的溫度高達160℃-180℃，致使土工織物褶皺、變形、軟化，使其性能大大降低，不但難以消除或減緩面層反射裂縫的產(chǎn)生，而且使得瀝青路面更加凹凸不平，而玻纖土工格柵所特有的性能，完全滿足瀝青路面的要求，目前許多工程已使用玻纖土工格柵。

玻纖應(yīng)用于瀝青道路時，可在以下幾方面發(fā)揮作用。

1.1抗疲勞開裂

瀝青路面必須具有一定的承載能力，在規(guī)定的時間內(nèi)不能發(fā)生疲勞破壞。瀝青路面在直接與車輪接觸的下面層受到壓力，在輪載邊緣以外的區(qū)域，面層受到拉力作用，由于兩處受力區(qū)域所受力性質(zhì)不同，而又彼此緊靠，因此在兩塊受力區(qū)域的交界處即力的突變處發(fā)生破壞，在長期荷載的作用下，發(fā)生疲勞開裂。

玻纖土工格柵在瀝青面層中，能夠?qū)⑸鲜龅膲簯?yīng)力與拉應(yīng)力分散，在兩塊受力區(qū)域之間形成緩沖帶，減少了應(yīng)力突變對瀝青面層的破壞。同時玻璃纖維土工格柵的低延伸率減少了路面的彎沉量，保證了路面不會發(fā)生過度變形。

1.2耐高溫車轍

瀝青混凝土在高溫時具有流變性，在車輛荷載作用下，受力區(qū)域產(chǎn)生凹陷，車輛荷載撤除后，瀝青面層無法完全恢復(fù)原狀態(tài)，即產(chǎn)生了塑性變形，在車輛反復(fù)碾壓的作用下，塑性變形不斷積累，形成車轍。通過瀝青面層結(jié)構(gòu)分析可知，高溫下的瀝青混凝土在受到荷載的碾壓作用，形成了微量的波形流變，面層中沒有任何可以約束瀝青混凝土流變的骨架材料，造成瀝青面層流變的累積疊加，這是形成車轍的根本所在。

在瀝青面層中使用玻纖土工格柵，其在瀝青面層中起到骨架作用，瀝青砼中集料貫穿于格柵間，形成復(fù)合力學(xué)嵌鎖體系，限制集料運動，增加了瀝青面層中的橫向約束力，瀝青面層中各部分彼此牽制，防止了瀝青面層的推移，從而起到抵抗車轍的作用。

1.3抗低溫縮裂

嚴寒時期，瀝青混凝土面層的溫度近于氣溫，瀝青砼遇冷收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，在受到荷載反復(fù)作用下，拉應(yīng)力進一步增加，當拉應(yīng)力超過瀝青砼拉伸強度時，產(chǎn)生裂紋，在裂紋兩端處，拉應(yīng)力更加集中，裂紋逐步形成裂縫，造成病害。

玻纖土工格柵置于瀝青中，使得瀝青砼的拉伸強度大大提高，足夠抵抗住較大的拉應(yīng)力而不致發(fā)生路面破壞，即使因為局部區(qū)域產(chǎn)生微小裂紋，裂紋處的應(yīng)力集中，經(jīng)玻纖土工格柵的傳遞而消失，裂紋不會發(fā)展成裂縫。

1.4延緩反射裂縫

裂縫產(chǎn)生的反射有兩種，一種是面層產(chǎn)生裂縫后，裂縫向下反射，破壞下層結(jié)構(gòu)，降低路面結(jié)構(gòu)強度，在雨水時節(jié)，水進入裂縫中，在交通荷載（輪胎壓力）的反復(fù)抵壓，水在裂縫中產(chǎn)生水壓，水不斷的沖擊瀝青混合料，導(dǎo)致裂縫擴大。另一種是舊面層原有裂縫，路基層或下層路基層產(chǎn)生的裂縫向上反射，新罩路面無法承受因底層移動而產(chǎn)生的剪切力和抗伸應(yīng)力，導(dǎo)致路面面層裂縫。

在瀝青罩面層中加鋪玻纖土工格柵夾層，抑制應(yīng)力，釋放應(yīng)變，增強瀝青混凝土整體強度，達到防止裂縫向上或向下反射的目的。

2.玻纖土工格柵在路基中的應(yīng)用

路基是公路系統(tǒng)中最重要的結(jié)構(gòu)組織之一，在運輸工具變應(yīng)力的作用下，基礎(chǔ)層局部地域承受較大的應(yīng)力和應(yīng)變，因長時間局部地域受應(yīng)力變化，基礎(chǔ)層開始出現(xiàn)沉降、位移、開裂等現(xiàn)象。由于基礎(chǔ)層的變化，導(dǎo)致路面發(fā)生不規(guī)則的曲率變化，使路面出現(xiàn)裂縫、起皺等現(xiàn)象。因此，基礎(chǔ)層增強十分重要。采用經(jīng)特殊處理的玻纖土工格柵，能使基礎(chǔ)層的整體強力大大提高，其作用就象鋼筋增強水泥混凝土一樣。

3.玻纖土工格柵在增強水泥路面的應(yīng)用

水泥混凝土路面損壞有兩種類型：一種是結(jié)構(gòu)性破壞、開裂、變形、接縫損壞等。一種是功能性損壞、表面滑溜、表面損壞等，路面唧泥現(xiàn)象，地基不均勻沉降引起的開裂等因素是水泥混凝土損壞的主要原因。

由于雨水不可避免的沿著縱縫、模縫等處滲入到石灰土基層表面，滲入到基層表面的雨水，在行車荷載的重復(fù)作用下，形成高壓水，在板底高速流動，對石灰土基層產(chǎn)生沖刷，基層中的細顆粒被帶到混凝土表面上來，從而產(chǎn)生唧泥，唧泥現(xiàn)象的長期發(fā)展，必然是石灰土基層表面的凹凸不平，從而使混凝土板底脫空，導(dǎo)致板體的荷載應(yīng)力增大，加速混凝土板體的斷裂。由于板體的斷裂，又擴大了板體的滲水范圍，反復(fù)循環(huán)，促使斷板率猛增，從而造成水泥混凝土路面大面積損壞。

4.玻纖土工格柵在路面維修中的應(yīng)用

按路面結(jié)構(gòu)形式分類，有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，按路面維修形式分類，有路面開裂等病害的維修和路面拓寬。

瀝青混凝土是使用最廣泛的一種材料，用來保養(yǎng)或修復(fù)損壞的路面以及高等級瀝青混凝土路面反射裂縫的預(yù)防，即使從結(jié)構(gòu)上看是良好的路面，然而，一個主要的問題是，重新翻修路面后以及新建使用不久后路面常常開裂，這種開裂反映了道路原有結(jié)構(gòu)中的缺陷，降低了路面的使用壽命，采取了各種不同的措施來試圖減輕消除反射性開裂的問題，但效果都不理想，而玻纖土工格柵的高抗拉強度，高彈性模量和低延伸率等特性，為消除反射裂縫提供了可靠的技術(shù)保證，通過近幾年在許多高速公路，一、二級公路和市政道路的使用效果，證實玻纖土工格柵是消除反射裂縫最理想的材料。

對舊瀝青混凝土路面維修，可采用錨固法或自粘法，在原路面損壞嚴重，可在原路面上做30mm～40mm的細料瀝青混合料找平層，再鋪設(shè)玻纖土工格柵，對舊水泥混凝土路面維修，采用自粘法、鋪設(shè)玻纖土工格柵。對舊路面拓寬，在新舊路面接合處鋪設(shè)玻纖土工格柵，其主要作用是防止新舊路面沉降不均，引起接合處的裂縫。具體施工工藝，我集團有詳細施工指南可供參考。其中自粘法的自粘增強土工格柵是我集團的專利產(chǎn)品，專利號：ZL99229517.3。

5.結(jié)語

玻纖土工格柵是一種新型土工材料。近幾年已在全國幾十個省市的國家重點工程、高速公路、一、二級公路、市政道路得到廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，應(yīng)用于瀝青罩面中，與瀝青混合料溶為一體，具有抑制瀝青混合料流動、防止車轍、延緩裂縫的效果。應(yīng)用于路基中，具有增強路基整體強度，提高路基穩(wěn)定性，防止路基沉降不均，防止裂縫的反射。

化學(xué)在車輛工程上的應(yīng)用范文第5篇

【關(guān)鍵詞】高爾夫A6；熄火；CAN高位線

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車技術(shù)已經(jīng)從機械化時展到智能化、網(wǎng)絡(luò)化時代，因此維修技術(shù)也已經(jīng)從人工的大拆大卸發(fā)展到高精度儀器的檢測。智能化、網(wǎng)絡(luò)化的電子產(chǎn)品使得汽車故障的出現(xiàn)呈現(xiàn)復(fù)雜性、隱蔽性、偶發(fā)性，這更讓故障的排查復(fù)雜度大大增加。

控制器局域網(wǎng)CAN是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。CAN總線是由德國Bosch公司提出，在20世紀80年代末應(yīng)用在汽車工業(yè)之中。CAN被用來作為汽車各個控制模塊之間的信息交互，形成了汽車網(wǎng)絡(luò)。本文以一汽大眾高爾夫轎車故障為例，闡述該總線的檢修方法。

1.CAN-BUS系統(tǒng)組成

1）CAN控制器。

接收控制單元中的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并傳給CAN收發(fā)器。同時控制器接收收發(fā)器的數(shù)據(jù)，處理并傳給微處理器。

2）CAN收發(fā)器。

安裝在控制器內(nèi)部，同時兼具接收和發(fā)送的功能，將控制器傳來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為電信號并將其送入數(shù)據(jù)傳輸線。

3）數(shù)據(jù)傳輸終端。

它是一個電阻，防止數(shù)據(jù)在線端被反射，以回聲的形式返回，影響數(shù)據(jù)的傳輸。

4）數(shù)據(jù)傳輸線。

采用雙向數(shù)據(jù)線，由高低雙絞線組成，分為CAN高位（CAN-High）和CAN低位（CAN-Low）。CAN-BUS采用雙絞線自身校驗的結(jié)構(gòu)，既可以防止電磁干擾對傳輸信號的影響，也可以防止本身對外界的干擾。系統(tǒng)中采用高低電平2根數(shù)據(jù)線，控制器輸出的信號同時向2根通訊線發(fā)送，高低電平互為鏡像，并且每個控制器都增加了終端電阻，以減少數(shù)據(jù)傳送時的過調(diào)效應(yīng)。

5）網(wǎng)關(guān)。

把不同速度的網(wǎng)絡(luò)連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。實現(xiàn)方式有硬件方式和軟件方式。由于不同區(qū)域CAN-BUS總線的速率和識別代號不同，一個信號要從一個總線區(qū)域進入另一個總線區(qū)域，必須改變它的識別信號和速率，使其能夠讓另一個系統(tǒng)接收。這個任務(wù)由網(wǎng)關(guān)來完成。

2.CAN-BUS系統(tǒng)故障實例分析

（1）車輛故障現(xiàn)象

高爾夫A6行駛中儀表內(nèi)EPS燈與ESP燈報警，車輛加速無力，之后儀表內(nèi)所有故障燈全部亮起，車輛熄火。

（2）故障診斷過程

車輛起動后儀表內(nèi)EPS燈與ESP燈報警，檔位顯示全紅，掛檔無反應(yīng)。連接VAS 5052A，檢查各個控制單元的故障存儲內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)所有控制單元內(nèi)的故障碼都是關(guān)于數(shù)據(jù)總線損壞或信息缺失及動力CAN上的控制單元無通訊的故障如圖1所示。

由于動力系統(tǒng)均出現(xiàn)同樣性質(zhì)故障碼，查看各個動力系統(tǒng)故障碼的環(huán)境條件，以判斷是由于哪部分最先出現(xiàn)問題進而導(dǎo)致其他系統(tǒng)故障。對比發(fā)現(xiàn)是動力轉(zhuǎn)向控制單元-J500（地址碼44）最早出現(xiàn)故障，J500故障的可能性很大，但為慎重起見，確保一次性徹底排除故障，再一次進行了細致的檢查：

1）車輛恢復(fù)到故障狀態(tài)，斷開動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制單元，發(fā)現(xiàn)部分控制單元仍然是無法達到狀態(tài)，證明故障并非是由于轉(zhuǎn)向機控制單元或其線路損壞造成。

2）懷疑動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力總線到總線節(jié)點之間可能存在問題，為確定問題點，重新連接動力轉(zhuǎn)向控制單元插頭，使用VAS 5051B示波器功能測量動力總線波形，正常時如圖2所示，故障時如圖3所示。

3）通過圖5中故障波形可以看出故障時車輛動力CAN的高位線對地短路。于是在車輛正常時用橡皮錘輕輕敲擊轉(zhuǎn)向機及動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到總線節(jié)點之間線路附近，當敲擊儀表板下方的前安全梁附近時候，發(fā)現(xiàn)示波器波形如圖4狀態(tài)，同時發(fā)現(xiàn)診斷儀顯示部分控制單元由正常狀態(tài)變成故障狀態(tài)或無法達到狀態(tài)，如圖5所示，并伴隨診斷儀屏幕閃爍。

4）拆下左前駕駛員處擋板，拆下中央通道，仔細檢查線路，最后發(fā)現(xiàn)，在儀表臺橫梁處（剎車踏板上方）的線束由于干涉被磨破。

（3）故障原因分析

由于動力CAN總線的CAN-H對負極短路，使動力CAN上傳遞的信息無法傳遞，造成車輛行駛中熄火，并且儀表中所有的警報燈全部亮起，發(fā)動機無法起動。

（4）故障處理方法

修復(fù)破損的線束并重新固定，故障排除。

3.結(jié)語

對于電路故障，如果控制單元內(nèi)有大量的故障存儲，可以先根據(jù)各個控制單元內(nèi)的故障碼環(huán)境條件（凍結(jié)幀）分析發(fā)生的具體時間、電壓等當時的條件來確定故障發(fā)生時的數(shù)據(jù)狀態(tài)，這樣可以為快速有效判斷故障提供方向，然后有目的的對相關(guān)線路或控制單元進行進一步的細致檢查。在判斷線路輕微短路、接觸不良等故障時，可以用敲擊懷疑點并使用示波器觀察波形的變化來判斷。

參考文獻

[1]譚本忠.2012款高爾夫A6車系完全維修手冊[S].2013年8月1日

[2]譚本忠.一汽大眾車系電路圖集[Z].2010年01月

此文受省級教改課題《校企合作模式下汽車專業(yè)一體化學(xué)習(xí)站的構(gòu)建與探索》（項目編號：11Z08）資助。