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CAR原理1

CAR原理1
CAR原理1

CAR is the underlying software base for both packet classification and access rate limiting functionality. CAR provides several fundamental capabilities, which are depicted and further detailed below:

?Traffic matching - identification of traffic of interest for rate limiting or precedence setting (or both)

Matching Criteria

Rate policies can be associated with one of the following:

o All IP traffic

o IP precedence (defined by a rate-limit access list)

o QoS group

o MAC address (defined by a rate-limit access list)

o IP access list (standard and extended)

?Measurement- CAR utilizes a token bucket measurement mechanism as depicted below.

Tokens are inserted into the bucket at the committed rate. The depth of the bucket is the burst size. When traffic arrives at the bucket, if sufficient tokens are available then the traffic is said to conform and the corresponding number of tokens are removed from the bucket. If sufficient tokens are not available then the traffic is said to exceed. Note that unlike leaky bucket implementations the token bucket does not shape or buffer (i.e. delay) the traffic.

?Configurable action policies - the network operator may specify policies to be executed for traffic, which either conforms to or exceeds a specified rate limit.

The following actions may be executed in either case:

?Transmit (switch the packet)

?Set precedence and transmit(set the precedence bits in the type of service field in the IP packet header to a specified value and transmit. This

action can be utilized to either color (set precedence) or re-color

(modify existing packet precedence) the packet)

?Drop (discard the packet)

?Continue (evaluate the next rate limit in a chain of rate limits)

?Set precedence and continue (set the precedence bits to a specified value and then evaluate the next rate limit in the chain)

In case of VIP based platforms two more policies are possible

?Set QoS group and transmit-The packet is assigned to a QoS group and transmitted.

?Set QoS group and continue-The packet is assigned to a QoS group. The packet is evaluated using the next rate policy. If there is not another rate

policy, the packet is transmitted.

?cascading - allows a series of rate limits to be applied to packets to specify more granular policies (e.g. rate limit total traffic on an access

link to a specified subrate bandwidth and rate limit web traffic on the

same link to a given proportion of the subrate limit) or to match packets

against an ordered sequence of policies until an applicable rate limit

is encountered (e.g. rate limiting several MAC addresses with different

bandwidth allocations at an exchange point). You can configure up to 100

rate policies on a subinterface.

Packet Classification

The packet classification features provide the capability to partition network traffic into multiple priority levels or Classes of Service (CoS). The network operator may define up to 8 classes of service (using the three precedence bits in the Type of Service field in the IP header) and then utilize the other QoS features to assign appropriate traffic handling policies including congestion management, bandwidth allocation and delay bounds for each traffic class.

Packets are classified based on policies specified by the network operator including by physical port, source or destination IP or MAC address, application port, IP protocol type or other criteria specifiable by access lists or extended access lists. Packets may also be classified by external sources (e.g. by a customer or by a downstream network provider) and either has the classification accepted by the network or over-ridden and re-classified according to a specified policy. The CAR commands set precedence and transmit and set precedence and continue are used for packet coloring and re-coloring.

Example packet classification policies include the following:

?all packets received on a particular T1 are classified as high priority (port based classification)

?all HTTP traffic is classified as medium priority (application classification) ?video traffic from a specified IP address is classified as medium priority ?packets bound for particular destinations are classified as high priority traffic (e.g. international traffic or traffic bound for a premium customer)

Rate Limiting

The rate limiting functionality of (CAR) provides the network operator with the means to define layer 3aggregate (matching all of the packets on an interface or subinterface) or granular (matching a particular type of traffic based on precedence, MAC address or other parameter(s)) access or egress bandwidth rate limits and to specify traffic handling policies when the traffic either conforms to or exceeds the specified rate limits. CAR rate limiting policies may be specified based on criteria including physical port, packet classification, IP address, MAC address, application flow or other criteria specifiable by access lists or extended access lists. CAR rate limits may be implemented either on input or output interfaces or subinterfaces including frame relay and ATM subinterfaces.

Layer 3 bandwidth utilization is measured via token bucket filters. Token buckets parameters include the committed rate (in increments of 8kb), the normal burst size(to handle temporary bursts over the rate limit without penalty) and the excess burst size. Tokens are added to the bucket at the committed rate and the number of tokens in the bucket is limited by the normal burst size.

Arriving packets, which find sufficient tokens available are said to conform. The appropriate number of tokens are removed from the bucket and the specified conform action

is executed. Traffic exceeding the normal burst limit but falling within the extended burst limit is handled via a RED-like managed discard policy designed to provide a gradual effect for the rate limit and to allow the traffic source to slow down before suffering repeated packet discards.

Arriving packets which fail to conform to the token bucket specification (either because they exceed the excess burst limit or because they fell between the normal burst limit and the excess burst limit and were probabilistically discarded) are handled via the specified exceed action.

Thus, the token bucket can accommodate the bursty nature of IP traffic while still enforcing a specified rate limit. CAR also provides the network operator with the ability to cascade or chain together a series of rate limits for specifying granular traffic control policies - the sequence of rate limits is evaluated and conform or exceed actions are executed until a packet is either transmitted or discarded (packets falling through to the bottom of a list of rate limits are transmitted).

CAR utilizes a token bucket - thus CAR can pass temporary bursts which exceed the rate limit as long as tokens are available; CAR does not smooth or shape the traffic and thus does no buffering (and adds no delay), CAR provides managed discard between the excess burst and extended excess burst parameters and CAR is highly optimized to run on high speed links (DS3 today, OC3 soon) in distributed mode on VIPs on the 7500.

CAR also includes a new set of algorithms that provide highly efficient execution of aggregate rate limits (matching all traffic on an interface or subinterface) as well as rate limits matching specific IP precedence values and MAC addresses.

Rate limiting application examples include the following:

1.Application based rate limits- limit HTTP (web) traffic to 50% of link bandwidth

(thus ensuring capacity for non-web traffic including mission critical

applications)

1.Subrate IP services - the network operator delivers a physical T1/E1 or T3/E3

to the customer but offers a less expensive subrate service (e.g. 1Mb on an E1 or 10Mb on a T3). The customer only pays for the subrate bandwidth and may be upgraded to additional access bandwidth over time based on demand. CAR limits the traffic rate available to the customer and delivered to the network to the agreed upon rate limit (plus the ability to temporarily burst over the limit).

The network operator may upgrade the service without any physical network

rearrangement

2.Exchange point traffic control - an ISP offers transit services to downstream

ISPs via exchange point connectivity provided by a layer 2 switch. The upstream provider utilizes MAC-address rate limits provided by CAR to enforce bandwidth usage limitations on the downstream ISPs.

3.Web hosting service - a service provider hosts a web server farm providing

outsourced services for multiple customers. Customers payment levels are set based both on bandwidth capacity as well as traffic prioritization (e.g. a

customer may sign up for maximum delivered bandwidth of 2mb and medium traffic prioritization). The service providers uses CAR functionality to limit the

customers bandwidth usage to 2mb (rate limit based on IP address) and classifies packets from the customer抯 web server as medium for appropriate traffic

handling under congestion

4.Cascaded rate limits chains- specify complex rate limiting policies to perform

highly granular bandwidth control - examples include concurrently rate limit both aggregate traffic on a link to subrate bandwidth and ensuring that no more than 50% of the subrate bandwidth is utilized for web traffic, or, exchange point rate limiting with 10 different MAC address peers with specified bandwidth limits for each MAC

CAR MIB

The CAR MIBs provide visibility for the token bucket parameters, associated access lists and configurable action policies for each rate limit:

汽车发动机原理课后答案

第一章 1简述发动机的实际工作循环过程。 答: 2画出四冲程发动机实际循环的示功图,它与理论示功图有什么不同?说明指示功的概念和意义。 理论循环中假设工质比热容是定值,而实际气体随温度等因素影响会变大,而且实际循环中还存在泄露损失.换气损失燃烧损失等,这些损失的存在,会导致实际循环放热率低于理论循环。指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi,指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。 4什么是发动机的指示指标?主要有哪些? 答:以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有:指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5什么是发动机的有效指标?主要有哪些? 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有:1)发动机动力性指标,包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度;2)发动机经济性指标,包括有效热效率.有效燃油消耗率;3)发动机强化指标,包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 第二章

1为什么发动机进气门迟后关闭.排气门提前开启?提前与迟后的角度与哪些因素有关/ 答:进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能,从而实现在下止点后继续充气,增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制,若在活塞到下止点时才打开排气门,则在排气门开启的初期,开度极小,废弃不能通畅流出,缸内压力来不及下降,在活塞向上回行时形成较大的反压力,增加排气行程所消耗的功。在发动机高速运转时,同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大,为使气缸内废气及时排出,应加大排气提前角。 2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段,这几个阶段时如何界定的? 答:1)自由排气阶段:从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。 强制排气阶段:废气是由活塞上行强制推出的这个时期。 进气过程:进气门开启到关闭这段时期。 气门重叠和燃烧室扫气:由于排气门迟后关闭和进气门提前开启,所以进.排气门同时

《汽车发动机原理》课程考核大纲

《汽车发动机原理》课程考核大纲 《汽车发动机原理》课程组 2010年10月

《汽车发动机原理》课程考核大纲 一、课程的性质与任务 《汽车发动机原理》是本专业的一门专业课。它的任务是使学生掌握发动机工作过程的基本理论和提高性能指标的主要途径,并获得应用理论知识解决实际问题的初步能力;掌握车用发动机的特性和试验方法,为学习后续专业课和今后工作中合理运用发动机打下基础。 二、课程教学内容和考核目标 教学大纲已明确规定了本课程的教学内容、基本要求与考核方法。根据教学大纲规定,按照考核的特点对教学内容和基本要求加以细化,按章节详述如下: 第1章发动机的性能 (一)课程教学内容 1.1 发动机基本理论循环 发动机基本理论循环的建立目的、方法、基本假定、类型和特点;发动机基本理论循环的分析方法与评价指标;基本理论循环的平均压力和循环热效率;循环平均压力和循环热效率的影响因素。1.2 发动机实际循环 发动机的工作过程与实际循环;实际循环的表示方法;进气、压缩、燃烧、膨胀和排气等5个过程;实际循环各过程的起始与终了参数。 实际循环的评价指标——指示指标:动力性指标——指示功、指示功率和平均指示压力等;经济性指标——指示热效率和指示燃油消耗率。 1.3 发动机整机性能 发动机的性能试验的方法、设备与试验过程;发动机的性能的评价指标——有效指标:动力性指标——有效功率、有效扭矩和平均有效压力等;经济性指标——有效热效率和有效燃油消耗率;发动机排放指标与噪声指标;其它性能指标。 1.4 发动机机械损失 发动机机械损失的定义与评价指标,主要是机械损失功率和平均机械损失压力;机械损失的构成及影响因素;发动机机械损失的测量方法与原理:示功图法、倒拖法、灭缸法和油耗线法等;发动机机械损失的测量设备与试验过程。

汽车发动机原理课后习题答案

第二章发动机的性能指标 1.研究理论循环的目的是什么?理论循环与实际循环相比,主要作了哪些简化? 答:目的:1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系,明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限,以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力 3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性 简化:1.以空气为工质,并视为理想气体,在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数,均不随压力、温度等状态参数而变化 2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程,将排气过程即工质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程,忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关,无节流损失,缸内压力不变的流入流出过程。 2.简述发动机的实际工作循环过程。 四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么? 有流动阻力,排气压力>大气压力,克服阻力做功,阻力增大排气压力增大,废气温度升高。负荷增大Tr增大;n升高Tr增大,∈+,膨胀比增大,Tr减小。 4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失?试述各种损失

形成的原因。 答:1.传热损失,实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换 2.换气损失,实际循环中,排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失 3.燃烧损失,实际循环中着火燃烧总要持续一段时间,不存在理想等容燃烧,造成时间损失,同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失 4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。分隔式燃烧室,工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失 5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免 5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么?可采取哪些措施? 答:减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施:提高压缩比、稀释混合气等 6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 柴油机拥有更高的压缩比, 7.什么是发动机的指示指标?主要有哪些? 以工质在气缸内对活塞做功为基础,评定发动机实际工作循环质量的

《汽车发动机原理》课程教学大纲

汽车发动机理论》课程教学大纲 课程名称:发动机原理 适用专业:交通运输专业 总学时(学分):48 理论学时:48 实践学时:0 适用对象:交通工程专业 一、说明 (一)课程的性质、任务 《汽车发动机理论》是交通工程专业的专业基础课程,主要内容为汽车发动机性能评价指标、提高性能指标的途径、发动机的基本工作过程(换气过程及混合气形成和燃烧过程)发动机特性等,并介绍排气污染和噪声振动等知识。通过本课程的学习,使学生掌握内燃机理论的基本知识,为提高汽车的应用效率奠定基础,为学生从事相关专业工作打下理论基础。 (二)课程的教学要求 1、掌握内燃机的能量转换以及循环充量的原理和规律,即动力机械的动力输出与能量利用问 题; 2、掌握内燃机的燃烧与排放问题,包括内燃机的燃烧过程、规律与有害排放物及噪声 控制。 3、掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行特性与性能调控问题。 (三)课程考核办法 课程的考核方式是将理论考试的70%成绩和实验考试的30%成绩记为总成绩。

、讲授内容 第一篇热力工程基础(6) 第二篇动力输出与能量利用 第五章发动机实际循环与评价指标( 6 学时)第一节四冲程发动机的实际循环 一、发动机的实际循环 二、发动机实际循环与理论循环的比较 第二节发动机的指示指标 一、发动机的示功图 二、发动机的指示性能指标 第三节发动机的有效指标 一、动力性指标 二、经济性指标 三、强化指标 第四节机械损失与机械效率 一、机械效率 二、机械损失的测定 三、影响机械效率的主要因素 四、发动机的热平衡 第六章换气过程与循环充量(6 学时) 第一节四冲程发动机的换气过程 一、换气过程 二、换气损失 第二节四冲程发动机的充量系数 一、充量系数

汽车发动机原理课本总结

汽车发动机原理 一、发动机实际循环与理论循环的比较 1.实际工质的影响 理论循环中假设工质比热容是定值,而实际气体比热是随温度上升而增大的,且燃烧后生成CO2、H2O等气体,这些多原子气体的比热又大于空气,这些原因导致循环的最高温度降低。加之循环还存在泄漏,使工质数量减少。实际工质影响引起的损失如图中Wk所示。这些影响使得发动机实际循环效率比理论循环低。 2.换气损失 为了使循环重复进行,必须更换工质,由此而消耗的功率为换气损失。如图中Wr所示。其中,因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功,成为泵气损失,如图中曲线rab’r 包围的面积所示。因排气门在下止点提前开启而产生的损失,如图中面积W所示。 3.燃烧损失 (1)非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中燃料燃烧需要一定的时间,所以喷油或点火在上止点前,并且燃烧还会延续到膨胀行程,由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失. (2)不完全燃烧损失。实际循环中会有部分燃料、空气混合不良,部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。 (3)在高温下,如不考虑化学不平衡过程,燃料与氧的燃烧化学反应在每一瞬间都处在化学动平衡状态,如2H2O=2H2+O2等,由左向右反应为高温热分解,吸收热量。但在膨胀后期及排气温度较低时,以上各反应向左反应,同时放出热量。上述过程使燃烧放热的总时间拉长,实质上是降低了循环等容度而降低了热效率。 (4)传热损失。实际循环中,汽缸壁和工质之间始终存在着热交换,使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线而造成的损失。 (5)缸内流动损失。指压缩及燃烧膨胀过程中,由于缸内气流所形成的损失。体现为,在压缩过程中,多消耗压缩功;燃烧膨胀过程中,一部分能量用于克服气流阻力,使作用于活塞上做功的压力减小。 二、充量系数 衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标;定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下计算充满气缸工作容积的空气质量的比值。 影响因素: 1.进气门关闭时缸内压力Pa 2.进气门关闭时缸内气体温度Ta 3.残余废气系数 4.进排气相位角 5.压缩比 6.进气状状态 提高发动机充量系数的措施 1.降低进气系统阻力 发动机的进气系统是由空气滤清器、进气管、进气道和进气门所组成。减少各段通路对气流的阻力可有效提高充量系数。(1)减少进气门处的流动损失1)进气马赫数M 不超过0.5受气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响2)减少气门处的流动损失增大气门相对通过面积,提高气门处流量系数以及合理的配气相位是限制M值、提高充量系数的主要方法。增大进气门直径可以扩大气流通路面积;增加气门数目;改进配气凸轮型线,适当增加气门升程,在惯性力容许条件下,使气门开闭尽可能快;改善气门处流体动力性能。(2)减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力

汽车发动机原理课后习题答案..

第一章发动机的性能 1.简述发动机的实际工作循环过程。 1)进气过程:为了使发动机连续运转,必须不断吸入新鲜工质,即是进气过程。此时进气门开启,排气门关闭,活塞由上止点向下止点移动。2)压缩过程:此时进排气门关闭,活塞由下止点向上止点移动,缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升,工质受压缩的程度用压缩比表示。3)燃烧过程:期间进排气门关闭,活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能,使工质的压力和温度升高,燃烧放热多,靠近上止点,热效率越高。4)膨胀过程:此时,进排气门均关闭,高温高压的工质推动活塞,由上止点向下至点移动而膨胀做功,气体的压力、温度也随之迅速下降。(5)排气过程:当膨胀过程接近终了时,排气门打开,废气开始靠自身压力自由排气,膨胀过程结束时,活塞由下止点返回上止点,将气缸内废气移除。 3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么?可采取哪些基本措施? 提高实际循环热效率的基本途径是:减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ。可采取的基本措施是:⑴减小燃烧室面积,缩短后燃期能减小传热损失。⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。⑷加强燃烧室气流运动,改善混合气均匀性,优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。⑸优化燃烧室

结构减少缸内流动损失。⑹采用合理的配缸间隙,提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。 4.什么是发动机的指示指标?主要有哪些? 答:以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有:指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5.什么是发动机的有效指标?主要有哪些? 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有:1)发动机动力性指标,包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度;2)发动机经济性指标,包括有效热效率.有效燃油消耗率;3)发动机强化指标,包括升功率PL.比质量me。强化系数P meCm. 6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。 ①增大气缸直径,增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。 7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率?各有什么意义? 平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率,是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量,通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比

汽车发动机原理试题库

一、发动机的性能 二、选择题 1、通常认为,汽油机的理论循环为( A ) A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中,工质( B ) A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示,因为有效指标以( D ) A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 5、通常认为,高速柴油机的理论循环为( C ) A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中,工质( B ) A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示,因为指示指标以( C ) A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有( C )。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中,假设燃烧是( B )。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 4、实际发动机的压缩过程是一个( D )。 A、绝热过程 B、吸热过程

C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为,高速柴油机的理论循环为( C )加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个( D )。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为,低速柴油机的理论循环为( B )加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 8、汽油机实际循环与下列(B )理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 9、汽油机常用的压缩比在( B )范围内。 A、4 ~7 B、7 ~11 C、11 ~15 D、15 ~22 10、车用柴油机实际循环与下列( A )理论循环相似。 A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 11、非增压发动机在一个工作循环中,缸内压力最低出现在(D )。 A、膨胀结束 B、排气终了 C、压缩初期 D、进气中期 12、自然吸气柴油机的压缩比范围为(D )。 A、8 ~16 B、10 ~18 C、12 ~20 D、14 ~22 3、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程,其原因是( B )。 A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 6、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程,原因是在膨胀过程中,工质( C )。 A、不吸热不放热 B、先吸热后放热

汽车发动机原理名词解释

123发动机理论循环:将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化,忽略次要因素后建立的循环模式。 循环热效率:工质所做循环功与循环加热量之比,用以评定循环经济性。 指示热效率:发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 有效热效率:实际循环的有效功与所消耗的热量的比值。 指示性能指标:以工质对活塞所作功为计算基准的指标。 有效性能指标:以曲轴对外输出功为计算基准的指标。 指示功率:发动机单位时间内所做的指示功。 有效功率:发动机单位时间内所做的有效功。 机械效率:有效功率与指示功率的比值。 平均指示压力:单位气缸工作容积,在一个循环中输出的指示功。 平均有效压力 me p :单位气缸工作容积,在一个循环中输出的有效功。 有效转矩:由功率输出轴输出的转矩。 指示燃油消耗率:每小时单位指示功所消耗的燃料。 有效燃油消耗率:每小时单位有效功率所消耗的燃料。 指示功:气缸内每循环活塞得到的有用功。 有效功:每循环曲轴输出的单缸功量。 示功图:表示气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系的图像。p V -图即 为通常所说示功图, p ?-图又称为展开示功图。 换气过程:包括排气过程(排除缸内残余废气)和进气过程(冲入所需新鲜工质,空气或者可燃混合气)。 配气相位:进、排气门相对于上、下止点早开、晚关的曲轴转角,又称进排气相位。 排气早开角:排气门打开到下止点所对应的曲轴转角。 排气晚关角:上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角。 进气早开角:进气门打开到上止点所对应的曲轴转角。 进气晚关角:下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。 气门重叠:上止点附近,进、排气门同时开启着地现象。 扫气作用:新鲜工质进入气缸后与缸内残余废气混合后直接排入排气管中。 排气损失:从排气门提前打开,直到进气行程开始,缸内压力到达大气压力前循环功的损失。 自由排气损失:因排气门提前打开,排气压力线偏离理想循环膨胀线,引起膨胀功的减少。 强制排气损失:活塞将废气推出所消耗的功。 进气损失:由于进气系统的阻力,进气过程的气缸压力低于进气管压力(非增压发动 机中一般设为大气压力),损失的功成为进气损失。 换气损失:进气损失与排气损失之和。 泵气损失:内燃机换气过程中克服进气道阻力所消耗的功和克服排气道阻力所消耗的功的代数和。不包括气流对换气产生的阻力所消耗的功。 充量系数:实际进入气缸内的新鲜空气质量与进气状态下理论充满气缸工作容积的空气质量之比。 进气马赫数M :进气门处气流平均速度与该处声速之比,它是决定气流性质的重要参数。M 反映气体流动对充量系数的影响,是分析充量系数的一个特征数。当M 超过一定数值时,大约在0.5左右,急剧下降。应使M 在最高转速时不超过一定数值,M 受气门大小、形状、生成规律、进气相位等因素影响。 增压比:增压后气体压力与增压前气体压力之比。 增压:利用增压器提高空气或可燃混合气的压力。 增压度:发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 4抗爆性:汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力,用辛烷值表示。 干点:汽油蒸发量为100%时的温度。 自然点:柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的最低温度。 凝点:柴油失去流动性而开始凝固的温度。 热值:单位量(固体和液体燃料用1kg ,气体燃料用1)的燃料完全燃烧时所发出的热量。当生成的水为液态时,成为高热值,气态时为低热值。无论是汽油机还是柴油机,燃料在气缸中生成的水均为气态,所用热值均为低热值。 理论空气量:1kg 燃料完全燃烧时所需的最少空气量。 过量空气系数:燃油燃烧实际供给的空气量(L )与完全燃烧所需理论空气量()的比值。 空燃比:燃油燃烧时空气流量与燃料流量的比。 5喷油器的流通特性:喷孔流通截面积与针阀升程的关系。 喷射过程:从喷油泵开始供油直到喷油器停止喷油的过程。 供油规律:供油速率随凸轮轴转角(或时间)的变化关系。 喷油规律:喷油速率随凸轮轴转角(或时间)的变化关系。 喷油提前角:燃油喷入气缸的时刻到活塞上止点所经历的曲轴转角。 燃油的雾化:燃油喷入燃烧室内后备粉碎分散为细小液滴的过程。 燃烧放热规律:瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。 瞬时放热速率:在燃烧过程中的某一时刻,单位时间内(或曲轴转角内)燃烧的燃油所放出的热量。 累积放热百分比:从燃烧开始到某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。

读书报告:平衡车的原理及功能实现方法

读书报告:平衡车的原理及功能实现方法 载人平衡车是一种靠电能提供能源,能够载人直立平衡行走的交通工具。随着社会的发展,公共交通的拥堵也成为普片现象,越来越受到人们的关注。载人平衡车由于其体积小巧轻便,适用能力强,能够有效缓解交通压力。 两轮自平衡车是当今机器人研究领域的一个重要分支,它涵盖了电子、机械、自动控制与信号处理等多个学科。其结构类似于倒立摆,具有非线性、强耦合的特性。由电源、电动机构成其原动机模块;由机构件轮、轴构成其机械传动机模块;由控制芯片、陀螺仪构成其信息机模块。 平衡车模块简图 一.原动机模块 2个直流电动机安装在车体平台下面,驱动电机的H桥由4个N沟道功率MOS管AUIRFB4410组成[5j。采用IR公司的IR2184作为MOS的栅极驱动器,IR2184是一种双通道、高速高压型功率开关器件,具有自举浮动电源。在自举上作模式下,对自举电容和自举_极管的要求都较高。自举电容的耐压值仅为VCC的电压,但其容量由下列因素决定:驱动器电路的静态电流、电平转换器电流、MOSFET的栅源正向漏电流、MOSFET的栅极电容的大小、自举电容的漏电流的大小、以及上作的频率。 为了减少自举电容的漏电流,应尽量采用非电解电容,本系统中采用陶瓷电容。自举_极管必须能够承受干线上电压的反压,当开关频率较低时,要求电容保持电荷较民时间,一极管的高温反向漏电流尽量小。同样为了减少自举电容反馈进电源的电荷数量,_极管应选用超快恢复_极管。在本系统中自举_极管采用了快恢复一极管FR307,自举电容采用1 uF的陶瓷电容,完全满足本系统的需要。驱动电路中在栅极也串联了一个10 S2的小电阻,虽然这个电阻会影响一定的MOS开启速度,但可以减少栅极出现的振铃现象,减少EMI;为了加快MOS 管的关断速度,在设计电机驱动电路时在栅极电阻上反向并联了一个_极管;另外在栅极对地接了一个lOK的下拉电阻,这个电阻可以防比MOSFET被击穿;最后在电机的输出端对电源和地接了4个TVS管,一方而可以续流,另外还可以

最新《汽车发动机原理》教案

课程简介 课程说明: 发动机原理是车辆工程、交通运输工程等专业学生必修的重要专业基础课,它以发动机的性能指标作为主要研究对象,把合理组织工作过程,提高整机性能作为中心内容,系统阐明发动机工作过程的基本理论、基本概念和基本试验方法,并深入到工作过程的各个阶段, 分析影响性能指标的各种因素,从中找出提高发动机性能指标的一般方法和具体措施;也为更合理有效地选择和使用发动机提供必要的基 本知识和实验技能。本课程系统地讲授汽车拖拉机发动机工作过程的基本理论,内容包括工程热力学基础、发动机的性能指标、发动机 的换气过程、发动机的燃料与燃烧、汽油机混合气的形成与燃烧、柴 油机混合气的形成与燃烧、发动机的排放控制、发动机特性、发动机 的排气涡轮增压等。 先修课程: 发动机构造、机械原理等。 参考教材: 《内燃机原理》华中理工大学出版社 1992 刘永长 《内燃机原理》机械工业出版社 1988 蒋德明 《汽车发动机原理》人民交通出版社 2005 陈培陵 《汽车拖拉机发动机》机械工业出版社 1999 董敬 《汽车发动机原理教程》清华大学出版社 2001年刘峥、王建《火花点火发动机的燃烧》西安交通大学出版社 1992年蒋德明《汽车新能源技术》人民交通出版社 2003年边耀璋

授课章节:第1章发动机的性能 一、教学目的和要求 知识目的: 1.掌握发动机的3种基本理论循环及热效率的计算方法、影响因素及比较; 2.掌握发动机的指示性能指标和有效性能指标; 3.了解发动机的其它性能;掌握机械效率的概念、机械损失的4种测定方法、影响机械效率的因素,了解提高发动机动力性和经济性能的途径,了解发动机热平衡的分析内容和意义。 能力目的: 1.能结合四冲程发动机的示功图分析理论循环与实际循环的差异。 二、教学重点和难点 教学重点: 对发动机理论循环与实际循环的分析,发动机指示性能指标和有效性能指 标,汽车发动机机械效率的测定方法与影响因素。 教学难点: 指示性能指标和有效性能指标的分析与提高发动机动力性和经济性的技术 措施,汽车发动机机械效率的测定方法,影响汽车发动机机械效率的因素。 三、授课学时4课时 四、授课方式讲授 五、教学内容与教学组织设计 (一)导入新课 我们经常听说某某车发动机动力强劲,马力大,加速性能好,是如何评价出来的呢及如何界定的呢,这就是我们本章需要学习的内容。 (二)新课教学 1.发动机理论循环 (1)三种循环 发动机有三种基本空气标准循环,即定容加热循环、定压加热循环和混合加

双轮自平衡车设计报告

双轮自平衡车设计报告 学院………….......... 班级…………………… 姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..

目录 一、双轮自平衡车原理 二、总体方案 三、电路和程序设计 四、算法分析及参数确定过程

一.双轮自平衡车原理 1.控制小车平衡的直观经验来自于人们日常生活经验。一般的人通过简单练习就可以让一个直木棒在手 指尖上保持直立。这需要两个条件:一个是托着木棒的手掌可以移动;另一个是眼睛可以观察到木棒的倾斜角度和倾斜趋势(角速度)。通过手掌移动抵消木棒的倾斜角度和趋势,从而保持木棒的直立。这两个条 件缺一不可,让木棒保持平衡的过程实际上就是控制中的负反馈控制。 图1 木棒控制原理图 2.小车的平衡和上面保持木棒平衡相比,要简单一些。因为小车是在一维上面保持平衡的,理想状态下,小车只需沿着轮胎方向前后移动保持平衡即可。 图2 平衡小车的三种状态 3.根据图2所示的平衡小车的三种状态,我们把小车偏离平衡位置的角度作为偏差;我们的目标是通过 负反馈控制,让这个偏差接近于零。用比较通俗的话描述就是:小车往前倾时车轮要往前运动,小车往后倾时车轮要往后运动,让小车保持平衡。 4.下面我们分析一下单摆模型,如图4所示。在重力作用下,单摆受到和角度成正比,运动方向相反的回复力。而且在空气中运动的单摆,由于受到空气的阻尼力,单摆最终会停止在垂直平衡位置。空气的阻尼力与单摆运动速度成正比,方向相反。 图4 单摆及其运动曲线

类比到我们的平衡小车,为了让小车能静止在平衡位置附近,我们不仅需要在电机上施加和倾角成正比的回复力,还需要增加和角速度成正比的阻尼力,阻尼力与运动方向相反。 5 平衡小车直立控制原理图 5.根据上面的分析,我们还可以总结得到一些调试的技巧:比例控制是引入了回复力;微分控制是引入了阻尼力,微分系数与转动惯量有关。 在小车质量一定的情况下,重心位置增高,因为需要的回复力减小,所以比例控制系数下降;转动惯量变大,所以微分控制系数增大。在小车重心位置一定的情况下,质量增大,因为需要的回复力增大,比例控制系数增大;转动惯量变大,所以微分控制系数增大。 二.总体方案 ■小车总框图

汽车发动机原理习题

汽车发动机原理习题 1.简述本课程的研究对象和任务。 2.发动机的冲程和热力过程各是什么 3.发动机性能指标分为哪几类各包括哪些参数 4.发动机按用途分为哪些种类 5.发动机的代用燃料有哪些 6.简述发动机的优缺点。 7.试述发动机的现代发展趋势。 第一章发动机的工作循环和性能指标 1.为何要分析发动机的理想循环 2.简述发动机实际循环向理想循环的简化条件。 3.在初态相同、最高压力和温度相同、放热量相同的前提下,在发动机理想循环p-V图上比较混合、定容和定压加热循环的热效率。 4.说明提高压缩比可以提高发动机热效率和功率的原因。 5.为什么汽油机的压缩比不宜过高 6.做出四冲程非增压柴油机理想循环和实际循环p-V图,并标明各项损失。 7.试分析工质改变对发动机实际循环的影响。 8.何为指示指标何为有效指标 9.在发动机性能指标分析中,为什么将泵气损失功归到机械损失中考虑 10.写出机械效率的定义式,并分析影响机械效率的因素。 11.试述机械损失的测定方法。 12.试述过量空气系数、空燃比和分子变更系数的定义。 13.试述燃料低热值和混合气热值的定义。柴油和汽油的低热值各为多少

14.简述汽油机和柴油机的着火和燃烧方式。 15.已知:某汽油机的气缸数目i = 6,冲程数t = 4,气缸直径D = 100 [mm],冲程S = 115 [mm],转速n = 3000 [r/min],有效功率Ne = 100 [kW],每小时耗油量Gt = 37 [kg/h],燃料低热值hu = 44100 [kJ/kg],机械效率hm = 。求:平均有效压力,有效扭矩,有效燃料消耗率,有效热效率,升功率,机械损失功率,平均机械损失压力,指示功率,平均指示压力,指示燃料消耗率,指示热效率。 第二章发动机的换气过程 1.画出发动机的配气相位图,并标明各部分名称。 2.简述排气过程的各种划分方法。 3.非增压发动机和增压发动机的气阀叠开角有何不同为什么 4.简述燃烧室的扫气作用。 5.什么是充气效率怎样确定一台发动机的充气效率 6.试根据充气效率的分析式,说明提高充气效率的措施。 7.试述转速和负荷是如何影响充气效率的,汽油机与柴油机有什么不同 8.如何选择柴油机和汽油机进气管的截面形状 9.柴油机和汽油机的进气管应如何布置 10.怎样综合评定发动机配气定时的合理与否 11.做出进气迟闭角分别为40度和60度时的充气效率曲线和有效功率曲线,标明和解释各参数,并分析转速变化对进气迟闭角的影响。 12.如何选择高速发动机和低速发动机的进气管长度 13.如何选择进气压力波固有频率与发动机吸气频率之比,以利用进气动态效应提高发动机的充气效率 14.进气惯性效应和波动效应有何不同 15.单位时间充气量和单位时间供油量与循环充气量和循环供油量对发动机性能的影响有何不同

两轮自平衡车

两轮自平衡车 算法:和大家的一样,一个倾角环,一个车速环。取得角度、角速度、车速、车位移四个量后经过运算送给PWM驱动电机。 硬件: 主控:atmega16; 角度传感器:角速度传感器(陀螺仪)ENC-03MB(直接接AD输入,未加硬件滤波)、加速度传感器MMA7260,二者kalman融合取得角度、角速度。PS:抄zlstone的,呵呵。 电机速度传感器:每个电机两个霍尔传感器(AB相)。 电机:型号不清楚,很常见的减速电机。额定电压6V,功率3W。 电机驱动:L298N 电源:变压器整流桥那种普通电源,几块钱一个。两个,电机、MCU分开供电。电机电源电压打到最高不接电机时15V多,接了电机5V多,汗。。 显示器:LCD1602B 遥控:电视红外遥控器

引用图片 (原文件名:20110110_0104.jpg) 引用图片 源代码WINAVR20100110+AVRStudio4.18ourdev_610434C8FD1C.rar(文件大小:104K)(原文件名:Balance.rar)原理图: atmega16最小系统版ourdev_610214M89OEI.pdf(文件大小:30K)(原文件名:M16迷你板电路图.pdf)

上位机,带波形、数据显示ourdev_610318TY8G24.rar(文件大小:48K)(原文件名:串口调试.rar) 车速未滤波之前波形(原文件名:车速未滤波之前波形.JPG)

车速10Hz低通滤波后波形(原文件名:车速10Hz低通滤波后波形.JPG) 视频在这里https://www.sodocs.net/doc/1014167503.html,/v_show/id_XMjM1OTQ3NzU2.html 现在还不是很稳,我想有两个原因,一个是参数没调到最佳,调了好久,先这样吧。再有就是电源太烂了,电机是额定6V的可实际电压空载的时候才打到5伏多一点,在平衡的时候没测,肯定更低了。 陀螺仪ENC-03是直接接AD输入端的,因为按照datasheet上边的参考电路有过冲问题,这个问题有个帖子已经讨论过,很多人都是 围绕怎么补救这个问题,我来算一下为什么这样子,呵呵~如下: 高通滤波脉冲响应(原文件名:QQ截图未命名.jpg) 因为有这个问题,会给倾角数据造成影响,所以我就去掉了滤波,直接接到AD。这样1deg/s有0.67mv,10位AD参考电压是3.36V,最小才能测到3.28mv,小于4.8deg时就测不到了。本来担心这个问题,但试了下KALMAN滤波,真是强啊!角度很精确,就这么用了。 车体研究了好久,没有用钢化玻璃的设备,就一直没动工。有天去打水突然看到旁边有个大的三合板,呵呵,于是乎。。

《汽车发动机原理》课程习题集DOC

《汽车发动机原理》 习题集 第1章发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率 2、压缩比 3、燃油消耗率 4、平均有效压力 5、有效燃料消耗率 6、升功率 7、有效扭矩 8、平均指示压力 9、示功图 二、选择题 1、通常认为,汽油机的理论循环为() A、定容加热循环 B、等压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 2、实际发动机的膨胀过程是一个多变过程。在膨胀过程中,工质() A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 3、发动机的整机性能用有效指标表示,因为有效指标以() A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 4、通常认为,高速柴油机的理论循环为() A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 5、实际发动机的压缩过程是一个多变过程。在压缩过程中,工质() A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 6、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示,因为指示指标以() A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 7、表示循环热效率的参数有()。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率

8、发动机理论循环的假定中,假设燃烧是() A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程 9、实际发动机的压缩过程是一个() A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 10、实际发动机的膨胀过程是一个() A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 11、通常认为,低速柴油机的理论循环为() A、定容加热循环 B、定压加热循环 C、混合加热循环 D、多变加热循环 12、汽油机实际循环近似于下列理论循环的() A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 13、汽油机常用的压缩比范围为() A、4 ~7 B、7 ~11 C、11 ~15 D、15 ~22 14、车用柴油机实际循环近似于下列理论循环的() A、混合加热循环 B、定容加热循环 C、定压加热循环 D、卡诺循环 15、非增压发动机在一个工作循环中,缸内压力最低出现在() A、做功行程结束 B、排气行程终了 C、压缩行程初期 D、进气行程中期 16、自然吸气柴油机的压缩比范围为() A、8 ~16 B、10 ~18 C、12 ~20 D、14 ~22 17、发动机理论循环的假设燃烧是加热过程,其假设前提是() A、温度不变 B、工质不变 C、压力不变 D、容积不变 三、填空题 1、P-V图上曲线所包围的面积表示工质完成一个循环所做的有用功,该图称为____________。 2、实际发动机的压缩过程是一个复杂的_______________过程。 3、四冲程发动机的四个冲程为:进气冲程、_________________、做功冲程、排气冲程。四冲 程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、_____________、和排气五个过程组成。 4、一个实际循环中,工质对活塞所做的有用功称为_________________。 5、升功率用来衡量发动机________________利用的有效程度。

汽车发动机原理考试复习

第二章 三种循环: 发动机有三种基本理论循环,即定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环。发动机的循环常用示功图来说明 理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。 循环热效率是工质所做循环功W(J)与循环加热量Q1(J)之比,用以评定循环的经济性。循环平均压力pt(kPa)是单位气缸工作容积所做的循环功,用以评定发动机的循环做功能力。四冲程发动机的实际循环是由进气压缩做功排气四个行程所组成. 理论循环与实际循环比较: 1实际工质的影响 (实际工质影响引起的损失:理论循环中假设工质比热容是定值,而实际比热容是随温度的升高而上升,且燃烧后生成CO2,和H2O等多原子气体,这些气体的比热容又大于空气,使循环的最高温度降低.由于实际循环还存在泄漏,合工质数量减少,这意味着同样的加热量,在实际循环中所引起的起压力和温度的升高要比理论循环要低得多,其结果是循环热效率底,循环所做的功减少.) 2换气损失 (换气损失:燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重复进行所必不可少的,由此而消耗的功为换气损失。) 3燃烧损失 (非瞬时燃烧损失和补燃损失:实际循环中燃烧非瞬时完成,所以喷油或点火在上止点之前,并且燃烧还会延续到膨胀行程,由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。 提前排气损失,实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失,在高温度下部分燃烧产物分解而吸热,使循环的最高温度下降,由此产生燃烧损失。) 4传热损失 (传热、流动损失:实际循环中,气缸壁和工质间自始至终存在热交换。 综上,实际循环热效率低于理论循环。) 发动机的指示指标评定,概念: 发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标,简称指示指标。 表示循环动力性、经济性。 发动机的有效指标 以曲轴输出功为计算基础的性能指标,称有效指标。 有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。 代表发动机的整机性能。 第三章 换气过程阶段、特点、特征 四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期。约占410o~ 480o曲轴转角。 换气过程可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。 (1自由排气阶段,从排气门开启到气缸压力接近于排气管内压力的时期 超临界状态流动:从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为,一般为30o~80o曲轴转角。此时气缸内废气压力较高,约为0.2-0.5MPa,气缸压力p与排气管压力pr之比大于临界值1.9。排气流动处于超临界状态,流速为当地声速c(m/s)。此阶段,废气流量

科技活动 重力平衡车 教案

第三课重力平衡车 一、学习目标 1.了解重力平衡车的原理。 2.自己动手制作平衡车。 3.知道平衡车的原理。 4.体会到动手的快乐,让学生喜欢上科技。 二、教学的重点和难点 1.了解重力平衡车的原理。 2.制作重力平衡车模型,安装测试。 三、教具准备 重力平衡车实验包、两节电池、电池盒、螺丝刀。 四、时间安排: 2课时 五、教学过程 《一》、同学们我们在生活中看到过各种各样的小汽车,不同的的汽车有着不同的原理,它们是怎样运动的呢?今天老师和你们一起来制作一个重力平衡车。 《二》、准备材料学生以小组为单位,准备做重力平衡车需要的材料。 《三》、老师讲解电重力平衡车的原理和作用。 《四》、老师演示小电扇的制作过程,学生认真观察。 1.使用自攻丝和电机夹将电机固定在窗板图示位置。 2.在电池盒放入两节5号新电池,在带有开关的一面

粘贴双面胶,将电池盒粘贴在图示位置。 3.用自攻丝在图示位置固定角铁。 4.将车轴按照图示穿过角铁顶端的孔,在电机皮带轮 和车轴皮带轮之间套上皮带。 5.将车轴按照图示穿过角铁顶端的孔,在电机皮带轮 和车轴皮带轮之间套上皮带。 6.将车轴两端分别敲入平衡轮轴孔中,平衡轮旋转时 不能碰到窗板和电池盒。 7.使用接线插针将电机线和电池盒线连接,红线与红 线连接。连接后的导线不能碰到平衡轮或者地面。 8.将毛根穿过图示位置,在毛根端部缠绕皮带轮。 9.将眼睛贴粘在皮带轮上。 10.重力平衡车组装成功了,赶快向你的小伙伴们分享 成功的喜悦吧! 同学们制作完科技作品时,老师进行指导。 同学们展示自己的科技作品。 我组织学生在操场上比赛,看谁的制作的重力平衡车走的最远。 六、重力平衡车的原理 我们为什么能够站在地面上,而不是飘在空中?苹果从树上掉下来为什么会落在地面上?为什么我们向上抛一个东西,最终还是落在地面上? 因为在地面上的行人、汽车、房子、植物等都会受到地球的吸引力,这个吸引力就是受到的重力;物体受到的重力都是

独轮平衡车原理

独轮平衡车原理 独轮电动车是从独轮机器人演变而来其平衡问题的理论基础是移动的倒立摆,为高阶次、不稳定、非线性系统。该系统的动力学模型复杂,属于欠驱动系统。在静止状态下,车体受重力作用在车轮转动方向上不能维持平衡,必须通过运动调节才能实现平衡。因此,它是一个动态平衡系统,具有较强的理论研究价值。 控制平衡:自平衡独轮电动车系统其实就是单级倒立摆和旋转式倒立摆的结合体,它由车身和一个由电机驱动的车轮组成,其实物图和简化的模型示意图如图1(a)和图1(b)所示,是一个典型的不稳定系统。独轮车前进的方向是x轴正方向,车体纵垂线为y轴,正方向向上。当人和车体重心靠前,车身会向前倾斜,产生一个平衡角θ,为了保证人不摔倒,电机将驱动车轮向前运动,同理当人和车体重心靠后,电机将驱动车轮向后运动以保持平衡。

利用电机来加强改进平衡:在此基础上,自平衡电动独轮车加以改进,靠电机驱动的,采用陀螺仪与驱动电路控制保持不倒。把身体向前倾斜就可以启动。速度则是由身体的倾斜程度来控制的,想要加速则向前倾,减速则向后倾。 抛开人的主动操控,独轮平衡车保证正常工作一定离不开加速度传感器和角速度传感器(陀螺仪)。 加速度传感器:加速度传感器可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度。只需要测量其中一个方向上的加速度值,就可以计算出车倾角。比如使用X轴向上的加速度信号,车直立时,固定加速度器在X轴水平方向,此时输出信号为零偏电压信号。当车发生倾斜时,重力加速度g便会在X轴方向形成加速度分量,从而引起该轴输出信号的变化。 但在实际车运行过程中,由于平衡车本身的运动所产生的加速度会产生很大的干扰信号叠加在上述测量信号上,使得输出信号无法准确反映真正的倾角。因此对于直立控制所需要的姿态信息不能完全由加速度传感器来获得 角速度传感器:陀螺仪可以用来测量物体的旋转角速度。平衡车上安装陀螺仪,可以测量车倾斜的角速度,将角速度信号进行积分处理便可以得到车的倾角。 平衡车的核心部件:谈到平衡我们就不得不说到陀螺仪,陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向,

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