2009年超声专业理论开卷模拟试题

2009年超声专业理论开卷模拟试题

一、是非题（在括号内正确的划“○”，错误的划“×”。每题2分，共30分）

1、JB/T4730.1 -2005《承压设备无损检测》标准对密集区缺陷的定义是：在荧光屏扫描线相当于50mm声程范围内同时有5个或5个以上的缺陷反射信号；或是在50mm×50mm的检测面上发现在同一深度范围内有5个或5个以上的缺陷反射信号。其反射波幅均大于Φ2m m当量缺陷基准反射波幅。（）

(饼形锻件记录大于或等于Φ4mm当量直径的缺陷密集区，其它锻件Φ3mm)

2、JB/T4730.1-2005《承压设备无损检测》标准规定：检测用仪器和设备的性能应每年进行定期检定（校准），并有记录可查。（）

（水平线性和垂直线性每3个月测定一次）

3、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的试块，通过对比试验进行曲率补偿。（）

4、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，在每次检测结束前，对扫查灵敏度进行复核时，如曲线上任何一点幅度下降或上升2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。（）

（仅对下降2 dB的进行复验，上升2 dB的重新评定）

5、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，在制作对比试块时，如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确

定。（）

（评定由薄的确定）

6、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，对于板厚不小于探头的3倍近场区的钢板检测时，可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度，其结果应与使用试块校准的结果相一致。（）

7、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，承压设备用无缝钢管的超声检测主要针对纵向缺陷，不适用于分层缺陷。（）

8、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，对板厚为30mm的钢制压力容器，采用C级检测对接焊接接头纵向缺陷时，可选用K1.5和K2.5两种K值探头采用直射波和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测。（）

（K1.5 56.3和K2.5 68.2；其中一个必须是45°）

9、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，钢制承压设备对接焊接接头超声检测时，CSK-ⅠA、CSK-ⅡA或CSK-ⅠA、CSK-ⅢA试块适用壁厚范围为6mm～120mm的焊接接头。（）

（ⅡAⅢA 6mm～120mm；f附录G 6~8mmCSK-ⅡAm）

10、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》规定，对钢制承压设备电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查。其目的是为了更有效地检测横向裂纹。（）

（检查八字形气孔和裂纹）

11、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，管座角焊缝的斜探头检测，对缺陷进行评定时，均以接管厚度为准。（）

12、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，堆焊层检测时，为了检测堆焊层层下母材再热裂纹，纵波双晶斜探头的焦点深度应位于堆焊层和母材的结合部

位。（）

13、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，钢制承压设备管子和压力管道环向对接焊接接头超声检测，当管壁较薄一次波不能扫查到焊缝根部时，可采用二次波和三次波进行扫查。（）

（要求一次波至少扫查的焊缝根部）

14、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，对在用承压设备对接焊接接头进行超声检测发现缺陷回波时，应对位于定量线及定量线以上的超标缺陷进行回波幅度、埋藏深度、指示长度、缺陷取向、缺陷位置和自身高度的测定，并对缺陷的类型和性质尽可能作出判定。（）

15、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，线性缺陷的波形特征是：

探头对准这类缺陷前后扫查时一般显示波形Ⅰ的特征，左右扫查则显示波形Ⅱ，或者有点象波形Ⅲa。（）

二、单项选择题（将唯一正确答案的代号填在括号内，每题2分，共20分）

1、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，下述使用基准灵敏度进行扫查检测

是：（）

A、钢锻件、奥氏体钢锻件、无缝钢管；

B、钢对接焊接接头、角接接头、T型接头；

C、钢板、复合板、铝及铝合金板、钛及钛合金板；

D、在用承压设备、钢管环向对接焊接接头、堆焊层。

2、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于堆焊层检测的叙述，不正确的是：（）

A、工件堆焊层的表面状态与试块不同时，可以进行表面耦合补偿；

B、扫查灵敏度应在基准灵敏度基础上提高6dB；

C、采用双晶斜探头检测时应在堆焊层表面按90°方向进行两次扫查；

D、采用双晶直探头检测时应垂直于堆焊方向进行扫查，这样有利于缺陷检出。

（试块与工件表面状态相同）

3、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于钢对接焊接接头C级检测的叙述，不正确的

是：（）

A、应将焊缝余高磨平；

B、板厚为8～46mm时，一般用两种K值探头,其折射角相差应不小于10°，

其中一个折射角应为45°；

C、应先用直探头对斜探头扫查声束通过的母材区域进行检测，该项检测属于

对母材的验收检测；

D、检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。

4、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，对φ159×30mm的管子环向对接焊接接头进行超声检测时，在深度20mm处发现一缺陷，波幅为φ2×20-7dB，检测面上测出的长度为12mm,则该缺陷应评

为：（）

A、Ⅰ级；

B、Ⅱ级；

C、Ⅲ级；

D、不能确定。

（计算L=9mm，I=）

5、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于铝及铝合金制承压设备对接焊接接头超声检测的叙述，错误的是：（）

A、一般应选用频率为2.5MHz 、K2的斜探头；

B、扫查灵敏度不低于最大声程处的基准灵敏度；

C、对比试块上的基准反射体为φ2×40mm的横通孔；

D、对缺陷进行等级评定时，板厚不等的对接焊接接头，取薄板侧厚度值。

（评定线灵敏度）

6、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于钢板检测的叙述，正确的是：（）

A、一般选用频率为5MHz 、晶片尺寸Φ14mm~Φ20 mm的直探头；

B、当板厚较薄，确需采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，基准灵敏度应以相

应的第二次反射波来校准；

C、多个缺陷其相邻间距小于100mm或间距小于相邻较小缺陷的指示长度（取其较小值）

时，以各缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积；

D、在钢板的任何位置，单个缺陷指示长度＜80 mm，该钢板评为Ⅰ级。

7、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，Φ127×18mm钢制压力管道环向对接焊接接头超声检测，应选用的对比试块是：（）

A、GS-1；

B、GS-2；

C、GS-3；

D、GS-4。

（R16~24、R24~35、R35~54、R54~80）

8、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于钢锻件超声检测的叙述，错误的是：（）

A、工件检测距离小于45mm时，应采用双晶直探头；

B、CS Ⅲ标准试块是用来测定由于曲率不同而引起的声能损失的；

C、使用CS Ⅱ-1试块（平底孔），作出双晶直探头的距离-波幅曲线，并以此作为基准

灵敏度；

D、记录当量直径超过φ4mm的单个缺陷的波幅和位置。

（Φ3）

9、规格为Φ9200×40mm的16MnR球罐，采用B级检测，探头2.5P13×13K2，根据JB/T47 30.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，检测区的宽度是：（）

A、焊缝两侧各200mm；

B、焊缝两侧各160mm；

C、焊缝本身加两侧各12mm；

D、焊缝本身加两侧各10mm。

10、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于奥氏体不锈钢对接焊接接头超声检测的叙述，错误的是：（）

A、推荐采用高阻尼窄脉冲横波单斜探头；

B、声束通过母材和通过焊接接头分别测绘的两条距离-波幅曲线间距应小于10dB；

C、原则上采用单一角度的纵波斜探头在焊接接头的双面双侧实施一次波法检测；

D、波形识别时，为避免变形横波的干扰，应着重观察荧光屏靠前的回波。

三、多项选择题（将正确答案的代号填在括号内，每题2.5分，共15分。多填或少填均不

得分）

1、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于在用钢制承压设备对接焊接接头超声检测的叙述，正确的是：（）

A、检测时，扫查灵敏度可根据需要确定，但不得使噪声回波高度超过满刻度的20%；

B、测定缺陷高度时，如无法确定端点衍射回波和端部最大回波，可采用6dB法进行测

定；

C、对发现的缺陷，应与制造和安装的原始资料或上一检测周期的检测报告核对，以进

一步判定本次发现的缺陷是否是新产生的，以及是否有扩展；

D、应根据相关检验规程的要求对缺陷的超声检测结果进行记录。

2、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下属于标准试块的是

（）

A、CBⅠ、CBⅡ；

B、CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ；

C、CSK-ⅠA 、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA；

D、GS-1、GS-2、 GS-3、GS-4。

3、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，下述缺陷中，属于线形缺陷是：（）

A、裂纹

B、断续未焊透；

C、断续未熔合；

D、链状夹渣。

4、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于采用端点衍射波法测定缺陷自身高度的叙述，正确的是：（）

A、人工反射体孔径对定位精度的影响可以忽略不计；

B、灵敏度应根据需要确定，但应使噪声回波高度不超过荧光屏满刻度的20%；

C、缺陷上部端点衍射波在端点反射波之前；缺陷下部衍射波在端点反射波之后；

D、读取缺陷端点衍射回波幅度应为荧光屏纵轴满刻度20%以上的峰值位置。

5、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，对缺陷性质估判时，下面哪几个特征可能为裂纹所具有？（）

A、左右、前后扫查时显示回波动态波形Ⅱ、Ⅲa或Ⅲb；

B、对表面光滑的缺陷作转动扫查时，回波高度迅速降落；

C、对表面粗糙的缺陷作转动扫查时显示回波动态波形Ⅲb；

D、由于缺陷相对于波束的取向及其表面粗糙度不同，回波幅度一般变化较大。

6、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准规定，以下关于管座角焊缝超声检测，叙述正确的是：（）

A、管座角焊缝以直探头检测为主，必要时应增加斜探头检测的内容；

B、斜探头的距离-波幅曲线灵敏度与钢对接焊接接头相同；

C、对插入式管座角焊缝，可采用在容器内壁直探头检测和在容器内壁斜探头检测；

D、对安放式管座角焊缝，可采用在接管内壁直探头检测和在接管内壁斜探头检测。

四、工艺题（15分）

某公司安装一台2000m3液化气球罐，该球罐材质为07MnCrMoVR调质钢板，板厚T=48mm，X型坡口，手工电弧焊焊接。要求对接焊缝进行100%RT+20%UT检测，检测标准JB/T4730.3 -2005。请编制该球罐对接焊缝的超声波检测工艺卡。

设备故障诊断一页纸开卷考试

1.1机械设备故障诊断包括哪几个方面的内容？答：第一部分是利用各种传感器和监测仪表获取设备运行状态的信息，即信号采集。第二部分是对能够反映故障状态的特征参数和信息进行识别，利用专家的知识和经验，诊断出设备存在 的故障类型、故障部分、故障程度和产生故障的原因，这部分内容称为故障诊断。第三部分称为诊断决策，根据诊断结论，采取控制、治理和预防措施。1.2 请简述开展机械设备故障诊断的意义。答：1、可以带来很大的经济效益。①采 用故障诊断技术，可以减少突发事故的发生，从而避免突发事故造成的损失，带来可观的经济效益。②采用故障诊断技术，可以减少维修费用，降低维修成本。2、研究故障诊断技术可以带动和促进其他相关学科的发展。故障诊断涉及多 方面的科学知识，诊断工作的深入开展，必将推动其他边缘学科的相互交叉、渗透和发展。 2.1 信号特征的时域提取方法包括哪些？答：信号特征的时域提取方法包括平均值、均方根值、有效值、峰值、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、 偏度指标（或歪度指标、偏斜度指标）、峭度指标。这些指标在故障诊断中不能孤立地看，需要相互印证。同时，还要注意和历史数据进行比较，根据趋势曲线作出判别。2.2时域信号统计指标和频谱图在机械故障诊断系统中的作用分 别是什么？答：时域信号统计指标的主要作用是用于判定机械设备是否有故障（故障隐患）、程度如何、发展趋势怎样等这类维修指导性工作。信号特征在时域中的统计指标有两类：单值函数类和分布函数类。单值函数类统计指标以简 单的1 个数值来实现判定要求，因而成为机械故障诊断系统中时域信号特征的主要指标。它们是：平均值、均方根值（有效值）、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、歪度指标、峭度指标。其中最主要的是均方根值，它是判定是否存在故 障的重要指标。其它指标用于回答程度如何。这些指标的时间历程曲线用于回答发展趋势怎样。频谱图在机械故障诊断系统中用于回答故障的部位、类型、程度等问题。振动参数有三项：频率、幅值、初相位。相位差与各部件之间的运 动关系相关，频率与该部件的运动规律相关，振幅与该部件的运动平稳性相关。当机械状态劣化时，首先表现的是运动平稳性变坏，由此造成振动幅值的增大。关注频率与振动幅值的变化是机械故障分析工作的指导原则。2.3 在观察频 谱图作故障诊断分析时，应注意哪些要点？答：1、注意那些幅值比过去有显著变化的谱线，分析它的频率对应着哪一个部件的特征频率。2、观察那些幅值较大的谱线（它们是机械设备振动的主要因素），关注这些谱线的频率所对应的 运动零部件。3、注意与转频有固定比值关系的谱线（它们是与机械运动状态有关的状态信息），注意它们之中是否存在与过去相比发生了变化的谱线。2.4频率细化分析的基本思想是什么？请简述频谱细化的过程。答：频率细化分析的 基本思想是利用频移定理，对被分析信号进行复调制，再重新采样作傅里叶变换，可得到更高的频率分辨率。主要计算步骤如下。1、选用采样频率ωs=2π/?t 进行采样，得到N 点离散序列{x n }.假设需要细化的频带是中心频率为的一个窄 带，这里的分别是以和分别以为中心频率的窄带的左、右端点频率。2.用一个复序列.3、对{} 进行低通滤波得到离散复序列{gn }。4、对{ gn }进行重新采样，得到离散复序列{rn}。5、对重抽样后的复序列{rn}进行复数FFT 变换，即可得 到细化后中心频率为带宽为ω2 –ω1 的细化谱。2.5轴心轨迹图通常应用在什么场合？如何绘制轴心轨迹图？答：轴心轨迹图常用于分析机械转子系统状态信息。轴心运动轨迹是指轴颈中心相对于轴承座在轴线垂直平面内的运动轨迹， 简称为轴心轨迹。轴心轨迹是一平面曲线，与幅频或相频特性曲线比较，它更加直观地反映了转轴的运动情况。轴心轨迹的测量，是将两个涡流传感器安装在转轴同一截面上，彼此互成90°（因为轴心轨迹图中的x 、y 坐标是垂直的）, 两路信号必须同步采样。轴心轨迹实际上是由 x 、y 方向上的位移振动信号合成的李莎茹图形，因此，如果直接把某一时刻x 、y 方向上的位移信号直接描绘在x 、y 坐标轴上，这一点就是该时刻轴心的位置，将不同时刻的轴心位置点连 接起来，就形成了轴心轨迹图。将x 、y 两个传感器所测的数值看作是轴心轨迹在x 、y 两个方向的投影，去掉其中的直流分量（平均值——代表传感器与轴颈表面的间隙），再按照(x,y)坐标值进行绘制。2.6什么是二维全息谱？全息谱 和轴心轨迹图有什么联系？振动信号的特征是通过全息谱的什么来反映的？答：将转子测量截面上水平和垂直两方向的振动信号作傅里叶变换，从中提取各主要频率分量的频率、幅值和相位。然后按照各主要频率分量分别进行合成，并 将合成结果按频率顺序排列在一张谱图上，就得到了二维全息谱。二维全息谱就是在一个平面坐标上表示出转子振动时各个频率分量下的轴心轨迹。谱图的横坐标为转子振动的阶比（即频率），对转子截面水平和垂直方向的振动信号作 FFT 谱分析，对应地提取出各主要阶比频率的幅值和相位,再将各个频率成分在水平和垂直方向上的幅值和相位进行融合，得到各频率分量对应的轨迹图形，将这些轨迹图依次放置在横坐标的相应位置上，就形成了二维全息谱。二维全息 谱包含了转子测量面处的频率、幅值和相位的全部信息。一般情况下，二维全息谱是偏心率不等的椭圆，椭圆的偏心率和长轴方向不同程度地反映了该频率成分的振动特点。2.7倒频谱和一般的功率谱相比有什么优点？答：倒频谱有以 下优点：1、倒频谱是频域函数的傅里叶逆变换，对功率谱函数取对数的目的，是使变换后的信号能量格外集中，突出幅值比较小的信号的周期，可以有效地提取和识别频谱上的周期成分，便于对原信号的识别.2、利用倒频谱分析方法可 解卷积，易于分离源信号和传递系统，利于对原信号的识别。3、倒频谱受传输途径的影响很小，便于排除因传感器安装位置的不同而带来的影响。2.8 Hilbert 变换有什么特点？简述Hilbert 变换实现解调的原理。答：Hilbert 变换有 以下特点：1、希尔伯特变换是从时域到时域的变换，它是在时域内进行的，不同于在时域和频域间进行转换的傅里叶变换。2、希尔伯特变换的结果是将原信号的相位平移了90°（负频率作+90°相移，正频率作-90°相移），所以这种 变换又称为90°移相滤波器或垂直滤波器。3、希尔伯特变换只影响原信号的相位，不会影响到原来信号的幅值。4、希尔伯特变换前后，原信号的能量不会由于相位的移动发生变化。5、由于变换只是将原信号作了90°相移，原信号与它 的希尔伯特变换构成正交副。Hilbert 变换解调原理：设一窄带调制信号其中a(t) 是缓慢变化的调制信号。令是信号x(t)的瞬时频率。设x(t)的希尔伯特变换为。则它的解析信号为：解析信号的模或信号的包络为 3.1转子产生不平衡 振动的机理是什么？不平衡故障的主要振动特征是什么？答：旋转机械的转子由于受材料的质量分布、加工误差、装配因素以及运行中的冲蚀和沉积等因素的影响，致使其质量中心与旋转中心存在一定程度的偏心距。偏心矩较大时，静 态下，所产生的偏心力矩大于摩擦力矩，表现为某一点始终回转到水平放置的转子下部（其偏心力矩小于摩擦力矩的区域内），称之为静不平衡。当偏心距较小时，不会表现出静不平衡的特征。在转子旋转时，偏心距会使转子产生一个 与转动频率同步的离心力矢量，离心力 F =me ω2从而激发转子的振动，这种现象称之为动不平衡。静不平衡的转子，由于偏心距 e 较大，会表现出更为强烈的动不平衡振动。当发生不平衡振动时，其故障特征主要表现如下：1、时域波 形为近似的等幅正弦波。2、轴心轨迹为比较稳定的圆或椭圆。3、频谱图上转子转速频率对应的振幅具有突出的峰值。4、在三维全息图中，转频的振幅椭圆较大，其它成份较小。5、转子的进动方向为同步正进动。6、转子振幅对转速变 化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。7、除了悬臂转子之外，对于普通两端支承的转子，不平衡在轴向上的振幅一般不明显。8、振幅随转速变化明显些。3.2转子轴系不对中故障可分为哪几类？其主要故障特征有哪？答：轴系不对 中可分为三种：平行不对中、交叉不对中、组合不对中。主要故障特征如下：1、不对中所出现的最大振动往往表现在紧靠联轴节两端的轴承上。2、轴承的振动幅值随转子负荷的增大而增高。3、平行不对中主要引起径向振动，角度不对 中主要引起轴向振动。4、不对中使刚性联轴节两侧的转子振动产生相位差。5、对于刚性联轴节，平行不对中易激起2 倍转速频率的径向振动，同时也存在工频（转速频率）和多倍频的振动成分。角度不对中易激起工频轴向振动，同时 也存在多倍频振动。6、转子之间的不对中，由于在轴承不对中方向上产生了一个预加载荷，轴颈运动的轴心轨迹形状为椭圆形。随着预加载荷的增大，轴心轨迹形状将变为香蕉形、“8”字形或外圈中产生一个内圈等形状。7、在全息图 中2、4 倍频椭圆较扁，并且两者的长轴近似垂直。3.3油膜涡动与油膜振荡的形成机理是什么？油膜振荡的故障特征有哪些？油膜涡动和油膜振荡有什么区别？答：涡动就是转子轴颈在轴承内作高速旋转的同时，还环绕某一平衡中心作 公转运动。轴颈在轴承中作偏心旋转时，形成进口断面大于出口断面的油楔。油液进入油楔后压力升高，如果轴颈表面线速度很高而载荷又很小，则轴颈高速旋转，使油楔中间隙大的地方带入的油量大于从间隙小的地方带出的油量，由 于液体的不可压缩性，多余的油就要把轴颈推向前进，形成了与轴旋转方向相同的涡动运动，涡动速度就是油楔本身的前进速度。如果转子轴颈主要是油膜力的激励作用引起涡动，则轴颈的涡动角速度近似为转速的1/2，所以称为半速涡 动。油膜激励引起的半速涡动是正向涡动运动。在半速涡动刚出现的初期阶段，由于油膜具有非线性特性（即轴颈涡动幅度增加时，油膜的刚度和阻尼较线性关系增加得更快），抑制了转子的涡动幅度，使轴心轨迹为一稳定的封闭图形， 转子仍能平稳地工作。随着转速的升高，半速涡动成分的幅值逐渐增大。直至转速升高到第一临界转速的两倍附近时，涡动频率与转子一阶自振频率相重合，转子轴承系统将发生激烈的油膜共振，这种共振涡动就称为油膜振荡，振荡频 率为转子系统的一阶自振频率。如果继续升高转速，振动并不减弱，而且振动频率基本上不再随转速而升高。轴承发生油膜振荡的故障特征主要表现如下：1、油膜振荡是一种自激振动，维持振动的能量是由轴本身在旋转中产生的，它不 受外部激励力的影响。所以，一旦发生大振幅的油膜振荡后，如果继续升高转速，振幅也不会下降，而且振动频率始终为转子的一阶自振频率，转子的挠曲振型也为一阶振型，与升高后的转速不发生关系。2、高速轻载转子，发生油膜振 荡的转速总是高于转子系统的一阶临界转速2 倍以上。发生油膜振荡以后的转子主振动频率也就固定不变。3、油膜振荡是一种非线性的油膜共振，激烈的振动会激发起油膜振荡频率Ω和转速频率ω的多倍频成分以及这两个主振频率Ω和 ω的和差组合频率成分，即m ω±n Ω（m 、n 为正整数）。4、发生油膜振荡时，轴心轨迹形状紊乱、发散，很多不规则的轨迹线叠加成花瓣形状。5、发生油膜振荡时，由于转子发生激烈的自激振动，引起轴承油膜破裂，因而会同时发生 轴颈和轴瓦的碰撞摩擦，时而发生巨大的吼叫声。轴承中的油膜共振与摩擦涡动联合作用引起的转子大振动，会给轴承和迷宫密封带来严重损伤。6、转子转速一旦进入油膜共振区，升高转速，振荡频率不变，振幅并不下降。但是降低转 速，振动也并不马上消失，油膜振荡消失的转速要低于它的起始转速，具有惯性效应。7、油膜涡动和油膜振荡在全息谱上的故障特征是在分倍频区内偏心率很小的椭圆油膜涡动与油膜振荡的区别如下：1、油膜涡动与油膜振荡的发生条 件①只发生在使用压力油润滑的滑动轴承上，在半润滑轴承上不发生。②油膜振荡只发生在转速高于临界转速的设备上。2、油膜涡动与油膜振荡的信号特征①油膜涡动的振动频率随转速变化，与转速频率的关系为fn = (0.43 ~ 0.48) f 。②油膜振荡的振动频率在临界转速所对应的固有频率附近，不随转速变化。③两者的振动随油温变化明显。3、油膜涡动与油膜振荡的振动特点①油膜涡动的轴心轨迹是由基频与半速涡动频率叠加成的双椭圆，较稳定。②油膜振荡是自激 振荡，维持振动的能量是转轴在旋转中供应的，具有惯性效应。由于有失稳趋势，导致摩擦与碰撞，因此轴心轨迹不规则，波形幅度不稳定，相位突变。3.4转子发生碰摩故障时的振动特征有哪些？答：1、转子碰摩后发生转速波动，发生短暂时间的转子扭转振动。2、发生局部碰摩时，接触力和转子运动之间为非线性关系，使转子产生分数次谐波和高次谐波振动响应。频谱上除转子工频外，还存在非常丰富的高次谐波成分。3、转子的进动方向由正向进动变为反向进 动。4、较轻的局部碰摩，轴心轨迹出现小圆环内圈。随着碰摩程度的增加，内圈小圆环数增多，且形状变化不定。当发生整周摩擦时，轴心轨迹形状像花瓣形。在重摩擦转子中，往往出现0.5ω的频率成分，其轴心轨迹形状为“8”字形。 3.5旋转失速的故障特征有哪些？喘振与旋转失速的区别与联系有哪些？答：旋转失速基本特征如下：1、失速区内因为压力变化剧烈，会引起叶轮出口和管道内的压力脉动，发生机器和管道振动。2、旋转失速产生的振动基本频率，叶 轮失速在0.5～0.8 倍转速频率范围内，扩压器失速在0.1～0.25倍转速频率范围内。在振动频率上既不同于低频喘振，又不同于较高频率的不稳定进口涡流。3、压缩机进入旋转失速范围以后，虽然存在压力脉动，但是机器的流量基本上 是稳定的，不会发生较大幅度的变动。4、旋转失速引起的振动，在强度上比喘振要小，但比不稳定进口涡流要大得多。喘振和旋转失速主要区别如下：1、旋转失速的气体流动是非轴对称的，叶道中的一个或数个失速团沿叶栅圆周方向 传播，因此气流脉动是沿着压缩机叶轮圆周方向产生的。而喘振时的气流脉动是沿着机器的轴向方向形成，虽然脉动幅度很大，但是气流基本呈轴对称分布。2、旋转失速时，压缩机叶轮或扩压器周向各流道的气体流量随时间而脉动变化， 但是通过压缩机总的平均流量是不变的。而喘振时机器总的平均流量却是随时间而变化的。3、旋转失速的气流脉动频率、振幅主要与压缩机本身的叶栅几何参数及转速有关，而与压缩机管网容积的大小无关。但是喘振的频率、振幅却与 管网容积大小密切相关，管网容积越大，喘振频率越低，振幅越大，深度喘振会往往引起转子或叶片零部件的损坏。4、旋转失速频率比喘振频率高得多，但是机器内的压力脉动幅度则喘振远大于旋转失速。5、旋转失速是属于压缩机本 身工作不稳定的一种气动现象。而喘振不单独是机器本身问题，还与整个管网系统联系在一起，是整个系统的稳定性问题。6、从全息谱上看，旋转失速严重时，低频分量会不断加大，其幅值会远远超过转频分量，成为机组的主要振源。 这时，经常会伴随有喘振出现。因此，可以认为旋转失速是喘振的前兆。3.6旋转机械常见的故障有哪些？转子-轴承系统的稳定性是指什么？如何判断其稳定性？答：常见的故障有转子的不平衡、转子与联轴器的不对中、转轴弯曲、转 轴横向裂纹、连接松动、碰摩、喘振等。转子-轴承系统的稳定性是指转子在受到某种小干扰扰动后能否随时间的推移而恢复原来状态的能力，也就是说扰动响应能否随时间增加而消失。如果响应时间随时间增加而消失，则转子系统是稳 定的，反之则不稳定 4.1常见的齿轮失效形式有哪些？答：根据齿轮损伤的形貌和损伤过程或机理，故障的形式通常分为齿的断裂、齿面疲劳（点蚀、剥落、龟裂）、齿面磨损、齿面划痕等四类。4.2齿轮的特征频率计算公式是什么？ 答：齿轮的特征频率主要有两个，一是啮合频率及其谐波频率，二是边频带频率。1、当转轴中心固定的齿轮，其一阶啮合频率为：fm =f1 z1=f2 z2式中,f1 ,f2 ——主动轮和从动轮的转速频率; z1,z2 ——主动轮和从动轮的齿数。2、边频带 的频率为：fm f （n=1，2,3……）其中， fr 为齿轮轴的旋转频率。4.3描述调制现象和边 频带产生的原因。答：齿轮中各种故障在运行中具体反映为一个传动误差问题。传动误差大，则齿轮在传动中发生忽快忽慢的转动，并且加剧在进入 和脱离啮合时的碰撞，产生较高的振动峰值，形成短暂时间的幅值变化和相位变化。可把齿轮的啮合频率及其各次谐波看作一个高频振荡的载波信号，把那些周期性出现的故障信号看作调制信号。不同故障会产生不同的调制形式，那些 能引起幅值变化的产生幅值调制，能引起频率或相位变化的产生频率调制。幅值调制是由于传动系统转矩的周期性变化引起的，例如齿面上载荷波动、齿距的周期性变化、轮齿负载的灵敏度不同、齿轮基圆或节圆足以与旋转中心之间的 偏心等因素，均可产生扭矩的周期性变化，这些因素反映在轮齿上是周期性的啮合力变化，时而加载，时而卸载，形成幅值调制。此外，轮齿表面的局部性缺陷（如裂纹、断齿、剥落等）和均布性缺陷（如点蚀、划痕等）也会产生幅值 调制效应。经幅值调制后的信号中，除了原有的啮合频率fm 之外，还增加了一对啮合频率与旋转频率的和频（fm +fr ）与差频（fm –fr ）。在频率域上，它们是以fm 为中心，以fr 为间隔距离，以幅值为对称地分布于fm 的两侧，称为边频带， 简称边带。齿轮的转速波动、因加工中分度误差而导致齿距不均匀、轮齿产生周期性的周节误差、齿轮轴偏心引起啮合速率的变化、周期性转矩（负荷）变化引起的速度变化等因素均可引起频率调制现象。还有齿面压力波动，在产生调 幅现象的同时，也会造成扭矩波动，导致角速度变化而形成频率调制。在频谱图上以载波频率fm 为中心，以调制频率fr 为间隔，形成对称分布的无限多对调制边频带。边频带是齿轮振动的一种特征频率，啮合的异常状况反映到边频带，会 造成边频带的分布和形态都发生改变，边频带包含了齿轮故障的丰富信息。4.4 边频带分析一般从哪两个方面进行？答：边频带出现的机理是齿轮啮合频率m f 的振动受到了齿轮旋转频率r f 的调制而产生，边频带的形状和分布包含了 丰富的齿面状况信息。一般从两方面进行边频带分析：一是利用边频带的频率对称性，找出fm ±nfr(n ＝1,2,3…）的频率关系，确定是否为一组边频带。如果是边频带，则可知道啮合频率fm 频率 fr 。二是比较各次测量中边频带振幅的变化 趋势。当边频间隔为旋转频率fr 时，可能为齿轮偏心、齿距的缓慢的周期变化及载荷的周期波动等缺陷存在，齿轮每旋转一周，这些缺陷就重复作用一次，即这些缺陷的重复频率与该齿轮的旋转频率相一致。旋转频率fr 指示出问题齿轮所 在的轴。齿轮的点蚀等均布性故障会在频谱上形成边频带，但其边频阶数少而集中在啮合频率及其谐频的两侧。齿轮的剥落、齿根裂纹及部分断齿等局部性故障产生的边频带阶数多而谱线分散。5.1 滚动轴承最常见的失效形式有哪些？ 分别简要介绍失效原因。答：轴承转速小于 1r/min 时，轴承的损坏形式主要是塑性变形。转速大于 10r/min 时，轴承的损伤形式主要如下：1、疲劳剥落（点蚀）滚动体在滚道上由于反复承受载荷，工作到一定时间后，首先在接触表 面一定深度处形成裂纹（该处的切应力最大），然后逐渐发展到接触表面，使表面层金属呈片状剥落下来，形成剥落凹坑，这种现象称为疲劳剥落。疲劳剥落使轴承在工作时发生冲击性振动。在正常工作条件下，疲劳剥落是轴承失效的 主要原因。2、磨损或擦伤滚动体与滚道之间的相对运动，以及外界污物的侵入，是轴承工作面产生磨损的直接原因。润滑不良，装配不正确，均会加剧磨损或擦伤。3、锈蚀和电蚀锈蚀是由于空气中或外界的水分带入轴承中，或者机器 在腐蚀性介质中工作，轴承密封不严，从而引起化学腐蚀。锈蚀产生的锈斑使轴承工作表面产生早期剥落，而端面生锈则会引起保持架磨损。电蚀主要是转子带电，在一定条件下，电流击穿油膜产生电火花放电，使轴承工作表面形成密 集的电流凹坑。4、断裂轴承零件的裂纹和断裂是最危险的一种损坏形式，这主要是由于轴承超负荷运行、金属材料有缺陷和热处理不良所引起的。转速过高，润滑不良，轴承在轴上压配过盈量太大以及过大的热应力会引起裂纹和断裂。 除上述故障形式之外，还有装配不当、机械冲击和反复换向等原因会引起保持架的摩擦和断裂。保持架与内、外圈摩擦，发出噪声和振动，严重时卡死滚动体，滚动体在滚道上以滑动代替滚动，结果是摩擦发热，温度迅速升高，烧毁轴 承。此外，润滑剂不足，高速、高温、重载，将导致接触表面的胶合和回火变形。5.2滚动轴承运行时为什么会产生振动？答：引起滚动轴承振动和噪声的原因，除了外部激励因素（如转子的不平衡、不对中、流体激励、结构共振等传 动传递）之外，属于轴承本身内部原因产生的振动可分为如下三类：1、由于轴承结构本身引起的振动①滚动体通过载荷方向产生的振动；②套圈（内圈和外圈）的固有振动；③轴承弹性特性引起的振动。2、由于轴承形状和精度问题引 起的振动①套圈、滚道和滚动体波纹度引起的振动；②滚动体大小不均匀和内、外圈偏心引起的振动。3、由于轴承使用不当或装配不正确引起的振动①滚道接触表面局部性缺陷引起的振动②润滑不良，由摩擦引起的振动；③装配不正确， 轴颈偏斜产生的振动。5.3滚动轴承有哪些特征频率？其计算公式是什么？假设滚动轴承的外圈固定在轴承座上，只有内圈随轴一起以频率f 旋转，并作如下假设：①滚动体与滚道之间无滑动接触；②每个滚动体直径相同，且均匀分布 在内外滚道之间；③径向、轴向受载荷时各部分无变形。受轴向力时轴承的故障特征频率有下面的几种。各参数含义如下图所示，其中d 为滚动体的直径,Di 内环滚道的直径,Do 为外圈滚道的直径,Dm 轴承滚道直径。1、内圈旋转频率fn （轴 的转频）： 2、内圈有缺陷时的故障特征频率：3、外圈有缺陷时的故障特征频率：4、滚珠有缺陷时的故障特征频率（注意这是只碰外圈（或内圈）一次的频率，如果每转一圈分别碰外圈和内圈各一次的话，则频率应该加倍）：5、保持 架碰外圈时的故障特征频率： 6、保持架碰内圈时的故障特征频率： 式中，z 为滚动体的个数，β为压力角，n 为转轴的转速（r/min ）。5.4 简述共振解调技术的基本原理和作用。答：共振解调法也称包络检波频谱分析法，是目前滚 动轴承故障诊断中最常用的方法之一。原理：利用轴承故障所激发的轴承元件固有频率的振动信号，经加速度传感器的共振放大，带通滤波及包络检波等信号处理，保留检波后的波形，再用频谱分析法找出故障信号的特征频率，以确定 轴承的故障元件。其过程可概括为共振响应、包络解调、频谱分析3个步骤。作用：信号经过共振放大和包络检波处理后，与原始脉冲波比较，振幅得到放大，波形在时域上得到展宽，不再是一个包含频率无线多的尖脉冲。而且包络波的 低阶频率成分所具有的能量较原始脉冲波的低阶频率成分的能量有了极大增强，所以最终获得的故障信号信噪比，比原始信号提高了几个数量级。其作用主要是提高低频故障信号的信噪比，便于识别和判断轴承故障。6.1为什么通过油 样分析可以实现机械设备的故障诊断？答：液压油和润滑油是机械设备广泛应用的两类工作油，机器运行时，在油液中携带有大量设备运行状态的信息，特别是润滑油，各摩擦副的磨损碎屑都将落入其中，并随之一起流动。这样，通过 对润滑油的采样和分析处理，就能取得设备各摩擦副的磨损状况信息，从而对设备所处工作状态作出科学的判断。通过油样分析，能取得如下几方面的信息：1、磨屑的浓度和颗粒大小反映了机器磨损的严重程度。2、磨屑的大小和形貌 反映了磨屑产生的原因，即磨损发生的机理。3、磨屑的成分反映了磨屑产生的部位，亦即零件磨损的部位。将以上三方面的信息综合起来，即可对零件摩擦副的工作状态作出比较合乎实际的判断。6.2光谱分析和铁谱分析的原理分别是 什么？试讨论这两种分析技术的优缺点。答：油样的光谱分析又称SOA 法，就是利用油样中含有金属元素的原子在高压放电或高温火焰燃烧时，原子核外的电子吸收能量从低能级轨道跃迁到较高能级的轨道，但是这样的原子能量状态是不 稳定的，电子会自动地从高能级轨道跃迁回原来能级轨道，与此同时，以发射光子的形式把吸收的能量辐射出去。不同元素的原子放出光的波长不同，称为特征波长。经过棱镜或光栅分光系统，将辐射线按一定波长顺序排列，所得到的 谱图称为光谱。测量各特征波长的谱线和强度，就可检测到该种元素存在与否及其含量多少，推断出产生这些元素的磨损发生部位及其严重程度，并依此对相应的零部件工作状态作出判断。铁谱分析方法是利用经过稀释的油液通过一块 具有高磁场梯度的玻璃片或玻璃管，将润滑油中所含的磨粒或碎屑，按其粒度大小有序地分离开来，经过光学显微观察和光密度讲计数，可对磨屑的来源、产生的原因以及零部件磨损的程度进行定性和定量分析，并及时作出机器零部件 的故障预报。铁谱技术具有较高的检测效率和较宽的磨屑尺寸检测范围，可同时给出磨损机理、磨损部位以及磨损程度等方面的信息。光谱分析可以了解润滑油中金属含量，但不能分析金属颗粒的形状、磨损类型。铁谱分析可以了解磨 损颗粒形状和类型，但不能准确掌握磨损金属含量。光谱分析法对分析油液中有色金属磨损产物比较适用，而铁谱技术对非铁磁性磨损颗粒的检测效果欠佳，不能对有色合金摩擦副实施有效监测。因此，两者可互为补充，互为参考。两 者结合，既可定性又可定量地分析润滑油中的金属含量，而且有利于分析金属颗粒的来源。6.3声发射检测机械设备故障的原理是什么？通常可用声发射技术检测哪些故障？答：由于物体发射出来的每一个声音信号，都包含着反映物体 内部缺陷性质和状态变化的信息，因此，利用检测装置接收物体的发声信号，经过处理、分析和研究，可推断出材料内部的状态变化和物体的结构变化。声发射技术检测的故障可以归纳为如下几类：1、各种压力容器、压力管道等的泄漏 检测。2、楼房、桥梁、隧道、大坝等水泥结构的裂纹开裂和扩展的连续监视。3、各种材料和结构的裂纹探测、结构完整性检测. --in UESTC

伏安法测电阻——欧姆定律(2009年中考试题分类汇编)

伏安法测电阻 （09·广东湛江）19．小明设计并连接了如图9所示测量电阻的电路， 所使用的电源为两节干电池．请指出他在电路设计或连接上存在的一． 个．问题：__________________________；经改正后，所测得的数据绘 出的图像如图10所示，该待测电阻的阻值为____________Ω． 答案：电流表正负接线柱接反了（或缺少滑动变阻器,若写电流表正 负极接反给1分） 5 （09烟台）25．在用“伏安法测导体电阻”的实验中． (1)小明连接的实物电路为图18．其中有几处是错误的，请在错误之处打“×”并改 正． (2)下表是小明同学拟出的实验报告．请将上述报告中的三处空白补充完整． (3)从“实验步骤”看，存在的主要缺陷是什么． 答案： (1)见图3．(电压表、电流表改接正确各得1分) (2)电路图见图4(2分)．B端或右端(1分) l0(1分) (3)没有多次测量．(2分) （09广州）23．用图20所示的仪器测电阻R的电阻值 （1）将图20的电路，连成正确的测量电路 （2）电路中的滑动变阻器对电路起保护作用．因此开关闭合前，其滑片应移到最_______端（填“左”或“右”）；实验过程中，滑动变阻器还有另一个作用是_______

（3）如果电路中电流表、电压表的读数如图21，电流表的读数为_______，电压表的读数为_______。 答案：（1） 如图 (2) 左 改变电阻两端的电压大小和通过电流的大小，从而多次测量取平均值减小误差 （3） 0.4 A 2.4 V （09威海）．某同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图22甲所示的电路图。小灯泡上标有“3.8V1.5W ”字样，请完成和解答下列问题。 （1）在图22甲中a ．b 分别是 ． 表。 （2）根据实验电路图，在图22乙中用笔画线代替导线，补充完成实物图连接。 （3）连接电路时，应将开关 ；闭合开关前，滑动变阻器的滑片P 应滑在 端。 （4）连接完电路后，闭合开关，无论怎样移动滑片P 灯泡都不发光，电流表示数为零，电压表的示数为电源电压，这可能是由于 造成的。 答案：（1）电流表；电压表 （2）右图 （3）断开；最右（或B ．D 端） （4）灯丝断路（或灯泡接线柱接触不良） （09南昌）.下面是小明同学完成实验后所写的一份实验报告,请你帮他补充完整. 【实验名称】伏安法测电阻 【实验原理】 R ＝U/I 【实验器材】请你在虚线框内用规定的电路器件符号 画出所需器材(温馨提示:不需画出电路图) 【实验步骤】(略) 【实验数据】请设计本实验的数据记录表格 【实验拓展】 本实验装置还可以用来测量小灯泡的功率.小明同学选取额定电压为2.5V 的小灯泡进行实验,右表为所测的部分实验数据,请将表中空白处补充填写完整,并说明填写的依据 . 答案： 【实验器材】 【实验数据】 【实验拓展】0 因小灯泡两端电压远大于它的额定电压,灯已烧坏,所以此时电流为零.

2009年江苏省镇江市中考数学试题及答案

江苏省2009年中考数学试卷 说明： 1． 本试卷共6页，包含选择题（第1题~第8题，共8题）、非选择题（第9题~第28题， 共20题）两部分．本卷满分150分，考试时间为120分钟．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回． 2． 答题前，考生务必将本人的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置上，同时务必在试 卷的装订线内将本人的姓名、准考证号、毕业学校填写好，在试卷第一面的右下角填写好座位号． 3． 所有的试题都必须在专用的“答题卡”上作答，选择题用2B 铅笔作答、非选择题在指 定位置用0.5毫米黑色水笔作答．在试卷或草稿纸上答题无效． 4． 作图必须用2B 铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚． 一、选择题（本大题共有8小题，每小题3分，共24分．在每小题所给出的四个选项中，恰有一项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母代号涂在答题卡相应位置．．．．．．．上） 1．2-的相反数是（ ） A ．2 B ．2- C ． 1 2 D ．12 - 2．计算23 ()a 的结果是（ ） A ．5 a B ．6 a C ．8 a D ．2 3a 3．如图，数轴上A B 、两点分别对应实数a b 、， 则下列结论正确的是（ ） A ．0a b +> B ．0ab > C ．0a b -> D ．||||0a b -> 4．下面四个几何体中，左视图是四边形的几何体共有（ ） A ．1个 B ．2个 C ．3个 D ．4个 5．如图，在55?方格纸中，将图①中的三角形甲平移到图② 中所示的位置，与三角形乙拼成一个矩形，那么，下面的平 移方法中，正确的是（ ） A ．先向下平移3格，再向右平移1格 B ．先向下平移2格，再向右平移1格 C ．先向下平移2格，再向右平移2格 D ．先向下平移3格，再向右平移2格 6．某商场试销一种新款衬衫，一周内销售情况如下表所示： B A 1- 1 0 a b （第3题） 圆柱 圆锥 球 正方体 （第5题） 图② 甲 乙 图① 甲 乙

汽车理论 一页开卷

汽车性能：动力性，燃油经济性，制动性，操纵稳定性，平顺性，通过性。 汽车动力性指汽车在 良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。汽车动力性指标： 最高车速 uamax ，加速时间 t ，最大爬坡度 imax 。Ps ：最高车速指在水平路面上。加速时间表示加 速能力，可以用原地起步加速时间与超车加速时间来表示，原地起步加速时间指汽车从Ⅰ档或Ⅱ档 起步，以最大加速强度换至最高档后达到某一车速或距离所需时间。超车加速时间是用最高档或次 高档全力加速至某一高速时间。最大爬坡度表示汽车满载时在良好路面上的上坡能力。驱动力与行 驶阻力：驱动力是由发动机的转矩经传动系传至驱动轮上得到的。 F = T *i g *i 0 *η / r 发动机的外特性曲线和部分特性曲线都是不带附件设备的。 t tq T 发动机的外特性曲线指在节气门全开的情况下，而部分特性曲线则是指节气门部分开启。 P = T * n / 9550 带上全部附件设备的是使用外特性曲线。传动系的功率损失包括机 e tq 械损失和液力损失。自由半径：车轮处于无载时的半径。静力半径：汽车静止时，车轮中心至轮胎 与 道路接触面间的距离。驱动力图：用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线。 u a = 0.377 * r * n /(i g *i ) 滚动阻力 Ff ：车轮滚动时，轮胎与路面接触区域产生法 向，切向的相互作用力以及相应的轮胎和支承路面的变形.产生原因：轮胎内部存在迟滞损失。 滚动阻力系数 f 是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比。若车速达到某一临界车速 左右时，轮胎会发生驻波现象，轮胎会大量发热，导致轮胎破损或爆裂。轮胎最重要的参数;极限 速度和承载量。在转弯时，轮胎发生侧偏，滚动阻力大幅度增加。空气阻力：空气作用力在行驶方 向上的分力。它分为压力阻力（0.91）和摩擦阻力（0.09）。压力阻力分为形状阻力（0.58），干 扰阻力（0.14），内循环阻力（0.12），诱导阻力（0.07）。其中形状阻力占大多数。 F w = C D * ρ *u a 2 /2。低 Cd 值的轿车车身应遵循的：车身前部：发动机盖应向前下倾。 整车:整个车身应向前倾斜 1 度-2 度。汽车后部：最好采用舱背式或直背式。车身底部：所有零部 件应在车身下平面且较平整，最好有光滑的盖板。发动机冷却系统：仔细选择进风口和出风口的位 置，应有高效率的冷却水箱。坡度阻力：汽车重力沿坡度的分力。 F = G *sin α 。道路阻 i 力包括坡度阻力和滚动阻力。道路阻力系数ψ：ψ = f + i 。 F = G ψ 。加速阻力：汽 ψ 车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力。 δ ：汽车旋转质量换算系数。 du 1 I 1 I *i 2 *i 2 *η F = δm 。 δ =1+ * ∑ w + * f g 0 T 。汽车行驶方程 j dt m r 2 m r 2 式： T *i g *i 0 *η T C D * A 2 du tq = Gfcos α + * u + Gsin α +δm 。 r 21.15 a dt 无级变速器传动比是随时间而变化的。汽车驱动力—行驶阻力平衡图：在驱动力图上把汽车行驶中 经常碰到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上。滚动阻力和空气阻力的曲线和 5 档曲线的交点即为 最高车速（因为此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于稳定的平衡状态）。若无交点，则最高转速 时的车速为最高车速。 关于换挡时间，若 1 档和 2 档加速度曲线有交点，则在交点对应车速换挡， 若无交点，则在行驶到最高转速时换挡。汽车的爬坡能力：在良好路面克服了 F + F 后的余 f w F - F t w 。动力特性图： 力全部用来（即等速）克服坡度阻力时所能爬上的坡度。动力因数 D ： G 汽车在各档时动力因数与车速的关系曲线图。 + f D - f 1- D 2 2 α = arcsin Im ax Im ax 。汽车动力性好坏主要是由驱动力装置决定 max 1+ f 2 的。汽车的动力性能不只受驱动力的制约，还受轮胎和地面附着条件的制约。附着力 F ：地面 ? 与轮胎切向反作用力的极限值，在硬路面上它与驱动轮法向反作用力 Fz 成正比： F = F = F *? 。 ? ：附着系数，由路面与轮胎决定。汽车行驶充分必要条件 Xmax ? Z 。后轮驱动： 。前轮驱动： F F 。汽车行驶的附着条件： X 2 ≤ ? 。 C = X 2 。 C 为 ? 2 F ? 2 F Z2 Z 2 后轮驱动汽车驱动轮的附着率。 附着率不得大于地面附着系数。驱动轮的附着率是表明汽车附着性能的一个重要指标，是汽车驱 动轮在不滑转工况下充分发挥驱动力作用所要求的最低地面附着系数。附着率越高，对地面最低 附着系数要求越高。汽车的附着力决定于附着系数以及地面作用于驱动轮的法向反作用力。法向反 作用力是由四部分组成：静态轴荷的法向反作用力；动态分量（忽略旋转质量的惯性阻力偶矩）； 空气 升力；滚动阻力偶矩产生的部分（一般忽略不计）。等效坡度 q ：在一定的附着系数 ? 的路 面上行 驶时，汽车所能通过的等效坡度（最大）： ，a 为质心到前轴的距离， h g 为质心高度，L 为汽车轴距。降低空气升 力系数：改善车身形状，增加一些辅助的空气动力装置。也可通过调整汽车的总体布置，变动前， 后轴的轴荷来减少驱动轮附着率。汽车的功率平衡： 1 Gfu a Giu a C D Au 3 δmu a du a 。发动机功率与滚动阻力和空气 P e = ηT （ 3600 + 3600 + 76140 + 3600 dt ） 阻力的功率的差值是后备功率（用于加速或爬坡）。汽车的后备功率越大，动力性越强。在任何功 率下都能发出最大功率，无级变速器的功率应随车速变化： i g = 0.377 r * n p ， n p i 0u a （r/min ）为发动机发出最大功率时的转速。液力变矩器优点：操作简便，起步换挡平顺，发动机不易 熄火。用无因次特性来表征液力变矩器的特性。无因次特性给出了变矩比 K 、效率η及泵轮转矩系数 λp 随速比 i 变化的规律。（由变矩器的台架实验测得）变矩比 K 为涡轮输出转矩 T T 与泵轮输入转 矩 T 之比。变矩器速比 i 为涡轮转速 ηT 与泵轮转速之比 ηP 。效率η为输出效率和输入效率之比 η=Ki 。 p 泵轮转矩系数 λ p 是泵轮转矩式 中的比例常数。非透过性变矩器：在任何速 比下， λ p 维持不变。透过性的变矩器， λ p 不是常数。变矩器最好是透过性的，换挡时刻是有节气 门开度与行驶车速两个参数决定的。透过度 。 和 为涡轮不转动时，泵 轮的转矩及系数 ，和为耦合器工况，K=1。P=1~1.2，非透过性；p>1.2 透过性。 第二章、汽车燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力。燃 油经济性指标的单位：L/100km （百公里燃油消耗量），其数值越大，汽车燃油经济性越差，美国为 MPG 或 mile/USgal （每加仑燃油能行驶的英里数）,这个数值越大，汽车燃油经济性越好。我国控制乘 用车燃料消耗量的第一个强制国家标准《乘用车燃料消耗量限值》。碳平衡法依据的基本原理是质量 守恒定律——汽（柴）油经过发动机燃烧后，排气中碳质量的总和与燃烧前的燃油中碳质量总和应该 相等。在万有特性图上有等燃油消耗率曲线。根据这些曲线。可以确定发动机在一定转速 n,发出一定 功率 P 时的燃油消耗率 b 。等速百公里燃油消耗量（L/100KM ）为 Qs=Pe*b/1.02Ua ρg 其中 pe （KW ） 的等式是在 50 页。或 Qs=CFb/ηt,式中，C 为常数；F 为行驶阻力，F=Ft+Fw 。 由上式可知，等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。 发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的种类，设计制造水平：另一方面又与汽车行驶时发动机 的负荷率有关。从万有特性图上可知，发动机负荷率低时，b 值显著增大。 从汽车的使用方面来提高燃油经济性 1）选择合理的行驶车速。汽车在接近低速的中等车速行驶时百公里燃油消耗量较低，高速行驶时百公 里燃油消耗量增大。因为在高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力增加很多。2） 正确选用挡位。在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越大， 发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量越大，而使用高挡时的情况则相反。3）应 用挂车。汽车带挂车后省油，一个原因是拖带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，燃油消耗率下 降；另一个原因是提高了汽车列车的质量利用系数（汽车装载质量与整车整备质量之比）。4）正确地 保养与调整。汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车的行驶阻力，所以对百公里燃油消耗量 有影响。 从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性 1）缩减轿车总尺寸和减轻质量 大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度 阻力和加速阻力。为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷率低也是原因之一。2）汽车 外形与轮胎降低 C D 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。3）发动机方面提高现有汽油机发 动机的热效率与机械效率。4）传动系档位数多，也增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降 低了油耗，燃油经济性也较好。采用档位无限的无极变速器 用无级变速后，使发动机在最经济工况 机会增多，提高了燃油经济性。 第三章、总：汽车动力装置参数指发动机功率和传动系传动比。它们对动力性和燃油经济性有很大影 响一、发动机功率：1.设计中以保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机的功率 P = 1 * ( Gf *u + C D A u 3 ) 2.最高车速也反应汽车的加速和爬 a max a max e η 3600 76140 T 坡能力 3.比功率 kW/t ：单位汽车总质量具有的发动机功率， 1000P fg C D A u 3 比功率= e = u + 各车 f,ηt,Cd 和 a max 3.6ηT a max m 76.14m ηT Uamax 都差不多，但质量变化范围大。不同货车比功率随质量增加而减少 4.一些国家规定了最小比功 率，保证汽车动力性，防止性能差的车阻碍车流 5.可根据同质量且同类型车的比功率统计数据来初步 选择发动机功率 6.比功率上升，Umax 上升 最小传动比 1.汽车以最高档行驶即以最小传动比挡位行驶 it=igi0ic ig 变速器传动比，i0 主减速器 传 动比，ic 分动器传动比 2.图形分析 i01