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1臨床資料
1.1一般資料17例脫機(jī)困難的患者中,男10例,女7例,年齡28~78歲,平均年齡54.6歲,其中,慢性阻塞性肺部疾病、肺性腦病、Ⅱ型呼吸衰竭患者11例,重癥胰腺炎、藥物中毒各2例,腦血管意外、一側(cè)肺切除術(shù)后各1例。上機(jī)時(shí)間為48h~44天。
1.2方法(1)脫機(jī)指標(biāo)[1]:①引起上機(jī)的原因已去除,無酸堿失衡及電解質(zhì)紊亂;②感染基本控制,體溫低于37℃;③血Hb大于100g/L;④FiO2小于0.40,血PaO2大于9.3kPa,SpO2大于95%,自主呼吸頻率低于30次/min。(2)撤機(jī)成功標(biāo)準(zhǔn):在停機(jī)24~48h,患者主觀上無不適,無窘迫呼吸,循環(huán)穩(wěn)定,血?dú)夥治鰴z查無酸中毒加重和低氧血癥的發(fā)生。(3)撤離呼吸機(jī)方法選擇:①持續(xù)正壓通氣(CPAP);②同步間歇指令通氣(SIMV);③壓力支持通氣(PSV);④SIMV+PSV;⑤直接撤機(jī)(多用于麻醉恢復(fù)期)。
2結(jié)果
17例MV患者中,其中最后脫機(jī)成功15例,其中,合并呼吸機(jī)并發(fā)癥9例,上機(jī)時(shí)間較無明顯并發(fā)癥發(fā)生患者時(shí)間明顯延長;合并低蛋白血癥,營養(yǎng)狀態(tài)差3例,心理因素導(dǎo)致撤機(jī)困難2例;因醫(yī)源性撤機(jī)時(shí)機(jī)把握不佳導(dǎo)致上機(jī)時(shí)間延長1例。而17例患者中有2例因嚴(yán)重的并發(fā)癥死亡。
3討論
MV患者因疾病本身因素及長期的機(jī)械通氣治療,多有出現(xiàn)撤機(jī)困難的可能性。對(duì)于本組17例患者,雖多采用目前較為公認(rèn)的SIMV+PSV兩種撤機(jī)模式,但仍有大部分患者出現(xiàn)撤機(jī)困難,其中慢阻肺患者占大多數(shù)(本組占47.1%),因多合并呼吸道及肺部的感染,呼吸道相關(guān)性肺炎的產(chǎn)生使呼吸機(jī)上機(jī)時(shí)間延長,且該組患者初期多采用CV模式,患者的自主呼吸受到限制,呼吸肌廢用,同時(shí)患者內(nèi)環(huán)境的不穩(wěn)定,全身的營養(yǎng)狀態(tài)差;后期患者對(duì)撤機(jī)的恐懼心理等均為撤機(jī)的不利因素。
3.1原發(fā)病未完全控制,并發(fā)癥的多發(fā)導(dǎo)致撤機(jī)困難在患者原發(fā)疾病未得到完全控制,如肺部感染未完全控制,心功能未完全糾正,或中樞性神經(jīng)系統(tǒng)疾病、神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)疾病未完全治愈等情況下,患者撤機(jī)時(shí)均可發(fā)生撤機(jī)困難。而MV并發(fā)癥的產(chǎn)生,特別是呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎(VAP),作為MV最常見、且死亡率最高的并發(fā)癥[2],可造成發(fā)熱、氧耗增加及通氣負(fù)荷增加,尤其對(duì)于那些慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,感染的加重使病程進(jìn)一步延長,導(dǎo)致機(jī)械通氣時(shí)間的相對(duì)增加,通氣時(shí)間大于72h稱為呼吸機(jī)依賴,此后撤機(jī)失敗率很高[3]。且初期機(jī)械通氣次數(shù)較高,使呼吸肌長期處于靜止?fàn)顟B(tài),營養(yǎng)不良、用力呼吸、呼吸做功增加均易引起呼吸肌疲勞和衰弱,導(dǎo)致呼吸機(jī)撤離困難。可見原發(fā)疾病的治療,并發(fā)癥的控制,特別是避免VAP的發(fā)生,是避免撤機(jī)困難的首要前提。首先,醫(yī)務(wù)工作者需較好掌握撤離呼吸機(jī)的指征和標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)病人一般狀態(tài)較好、感染得到控制、循環(huán)血壓平穩(wěn)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、肌力良好、血?dú)夥治鲈谝欢螘r(shí)間內(nèi)穩(wěn)定,同時(shí)呼吸功能明顯改善,自主呼吸增強(qiáng),吸痰等暫時(shí)分開呼吸機(jī)時(shí)無呼吸困難時(shí)方可考慮撤機(jī)。其次,加強(qiáng)呼吸道的管理,保持呼吸道的通暢,做好呼吸道的霧化、濕化,護(hù)理工作強(qiáng)調(diào)無菌操作,減少VAP的發(fā)生幾率;控制感染,多結(jié)合痰培養(yǎng)結(jié)果合理選用有效抗生素治療,避免無病原學(xué)診斷的經(jīng)驗(yàn)性用藥,更忌濫用[4]。再次,對(duì)于那些長期MV患者,應(yīng)加強(qiáng)呼吸肌的鍛煉,可鼓勵(lì)患者行深呼吸,可在PSV進(jìn)行過渡時(shí)增加呼吸肌鍛煉的次數(shù),防止呼吸肌的廢用。對(duì)于醫(yī)務(wù)工作者,及時(shí)合理調(diào)整呼吸機(jī)模式及參數(shù)設(shè)定,在撤機(jī)階段,可每日逐步減少潮氣量、呼吸頻率、PSV等的設(shè)定值,待患者耐受后可進(jìn)一步調(diào)整,最終完全脫機(jī)。
3.2MV患者全身營養(yǎng)狀態(tài)差應(yīng)用呼吸機(jī)病人以老年人多見,營養(yǎng)情況均較差,多合并有低蛋白血癥、貧血等,機(jī)械通氣時(shí)機(jī)體又處于高代謝狀態(tài),當(dāng)營養(yǎng)不足時(shí),機(jī)體此時(shí)靠分解蛋白來提供能量,引起呼吸肌肌力和功能下降,呼吸做功的能力減退,導(dǎo)致呼吸肌無力,患者自主呼吸弱,增加了患者對(duì)呼吸機(jī)的依賴性,故臨床上有些患者雖呼吸功能已得到極大改善,但仍不能脫機(jī),或出現(xiàn)脫機(jī)后因患者呼吸肌無力需要反復(fù)重新上機(jī)的情況,延長了帶機(jī)時(shí)間。另一方面,患者的營養(yǎng)狀態(tài)差,機(jī)體抵抗力弱,易合并感染,加重病情。故此時(shí)治療重點(diǎn)應(yīng)積極采用合理的營養(yǎng)配給方案,對(duì)長期應(yīng)用呼吸機(jī)患者可采用腸內(nèi)或腸外營養(yǎng)支持,營養(yǎng)物質(zhì)的配比多推薦每日供給熱量50%~60%為碳水化合物,20%為蛋白質(zhì),30%為脂肪[5],但需盡量減少碳水化合物的攝入,因高碳水化合物攝入會(huì)增加二氧化碳的產(chǎn)生,加重呼吸負(fù)荷和氧耗。同時(shí)注意微量元素的補(bǔ)充及水、電解質(zhì)的入量與出量的平衡。并積極預(yù)防靜脈營養(yǎng)液、鼻胃管等管路的細(xì)菌污染,只有這樣才能改善呼吸肌的能量匱乏,減少并發(fā)癥的發(fā)生,使患者自主呼吸有力,脫機(jī)后能維持正常肺通氣。國外已開始應(yīng)用rhGH(重組人類生長激素)來治療此類患者,rhGH能維持和再補(bǔ)足機(jī)體肌肉群中的氮儲(chǔ)備,以改善呼吸肌功能,從而有利于縮短機(jī)械通氣時(shí)間并順利撤機(jī)[6]。3.3心理障礙對(duì)于意識(shí)清楚病人,心理因素是導(dǎo)致撤機(jī)困難的主要原因之一。部分患者,特別是那些長期上機(jī)、反復(fù)應(yīng)用呼吸機(jī)的病人,隨著療程延長,患者對(duì)自主呼吸的能力產(chǎn)生懷疑,對(duì)呼吸機(jī)依賴性較大,在已符合機(jī)械通氣的撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),撤機(jī)時(shí)出現(xiàn)撤機(jī)恐慌,撤機(jī)后自訴“不會(huì)呼吸”,“不能呼吸”,“憋悶”,呼吸窘迫,嚴(yán)重的可出現(xiàn)進(jìn)而血流動(dòng)力學(xué)變化。所以在撤機(jī)前,醫(yī)生應(yīng)向患者交待長期機(jī)械通氣的弊端,讓患者了解撤機(jī)計(jì)劃,鼓勵(lì)患者消除恐懼心理,爭取患者主動(dòng)配合,醫(yī)務(wù)工作者可在撤機(jī)時(shí)守護(hù)在患者病床前,減輕患者的緊張情緒,鼓勵(lì)患者平穩(wěn)的自主呼吸。本組患者中,有2例撤機(jī)時(shí)因心理障礙導(dǎo)致撤機(jī)困難,其中1例經(jīng)上述措施最后成功脫機(jī),有1例撤機(jī)時(shí)無明顯作用,故筆者采取在患者“不知情”情況下撤機(jī),同時(shí)密切觀察患者呼吸頻率及血氧指標(biāo)等生命體征的變化,最終該患者成功脫機(jī)(此時(shí)呼吸機(jī)參數(shù)已調(diào)整至低限值,呼吸機(jī)此時(shí)做功多用于克服呼吸機(jī)管路阻力)。
可見,因MV患者多存在多種因素的共同參與,如營養(yǎng)不良、全身衰弱、呼吸功能不全、通氣泵衰竭和心理因素等,增加了脫機(jī)的難度,進(jìn)而出現(xiàn)撤機(jī)困難,或長期撤機(jī)失敗加重患者的心理及經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān),故醫(yī)療工作者應(yīng)積極采取相應(yīng)措施,制定合理方案,做到MV患者能脫機(jī)、早脫機(jī)、易脫機(jī)。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:汽車;維修特征;進(jìn)展
引言
現(xiàn)代汽車工業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展而日新月異,新工藝、新材料、新技術(shù)廣泛運(yùn)用,特別是電子技術(shù)、液壓技術(shù)在汽車上應(yīng)用,使當(dāng)今的汽車是集各種先進(jìn)技術(shù)的大成,新穎別致的汽車時(shí)時(shí)翻新。而現(xiàn)代汽車的故障診斷不再是眼看、耳聽、手摸,汽車維修也不再是師傅帶徒弟的一門手藝,而是利用各種新技術(shù)的過程。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展,日益呈現(xiàn)出汽車維修的高科技特征,與其同時(shí)汽車維修理念也不斷更新[1]。
1現(xiàn)代汽車維修的特征
1.1故障診斷特征
現(xiàn)代汽車已不是簡單的機(jī)械產(chǎn)品,也不是最初的交通工具,而是由原始汽車進(jìn)化到一個(gè)高科技的結(jié)晶體。特別是電子技術(shù)、電腦技術(shù)的飛速發(fā)展,使汽車的科技化程度不斷得到提高。電子燃油噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)(EFIE)、ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、SRS安全氣囊系統(tǒng)、電子控制自動(dòng)變速箱系統(tǒng)(AT)、加速滑動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)(ASR)、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)(A/C)、電子懸掛系統(tǒng)(ECS)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、自動(dòng)巡航系統(tǒng)、中控門鎖及防盜系統(tǒng)、TCS動(dòng)力牽引系統(tǒng)及自我診斷系統(tǒng)等,這些總成均由電控單元件(ECU)全面控制,電控單元具有自診斷功能,能記錄出現(xiàn)的故障,并以代碼形式存儲(chǔ)在電控單元存儲(chǔ)器中。通過解碼器可從電控單元儲(chǔ)存器中讀出存儲(chǔ)的故障碼,從而確定故障的部位和提供排除故障的在線幫助[2,3]。
1.2檢修工具特征
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,維修設(shè)備也隨之產(chǎn)生了質(zhì)的變化。汽車保修設(shè)備的生產(chǎn),也不再是多以機(jī)具類為主。20世紀(jì)90年代以來,一批批先進(jìn)的進(jìn)口汽車檢測設(shè)備和儀器涌入國門。四輪定位儀、解碼器、汽車專用示波器、汽車專用電表、發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀、尾氣測試儀及電腦動(dòng)平衡機(jī)等,這些昔日人們十分陌生的檢測設(shè)備,已經(jīng)成為現(xiàn)代維修企業(yè)的必備工具[4]。而這些檢測設(shè)備,本身就是高科技化的產(chǎn)品,是電子檢測技術(shù)、電腦技術(shù)的高級(jí)集成物。要熟練地操作使用這些檢測設(shè)備,技術(shù)人員需要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn),并
要掌握外語和電腦技術(shù),才能掌握正確的使用方法,充分發(fā)揮檢測設(shè)備的各項(xiàng)功能。這種高科技化的現(xiàn)代汽車檢測設(shè)備,使現(xiàn)代汽車維修的科技含量大為提高。
1.3維修資訊特征
隨著資訊、信息、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展,使各行各業(yè)都處于一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期。汽車從結(jié)構(gòu)到控制技術(shù)日趨高科技化,汽車新品牌、新裝備、新功能層出不窮。維修技術(shù)人員不可能將數(shù)千種車型的維修資料、數(shù)據(jù)、程序記憶在大腦中。汽車維修技術(shù)人員的知識(shí)、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)資訊的全面掌握,越來越顯示出自身的局限性。而解決這一不足的就是汽車維修專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),即INTERNET互聯(lián)網(wǎng)[5]。
INTER-NET互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),徹底打破了資訊傳遞在空間、時(shí)間上的局限,能在第一時(shí)間最全面、最快速地將資訊迅速地傳到地球上每一角落。而INTERNET互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在中國現(xiàn)代汽車維修行業(yè)中已嶄露頭角,從國際汽車維修行業(yè)看,維修行業(yè)技術(shù)資料查詢、故障檢測診斷、技術(shù)培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)化,已得到全面的普及。以美國汽車維修業(yè)為例,早在20世紀(jì)90年代初,在維修信息綜合管理、專家集體會(huì)診、網(wǎng)上查詢資料、網(wǎng)上解答疑難雜癥、網(wǎng)上開展技術(shù)培訓(xùn)以及網(wǎng)上購買汽車維修資料,已經(jīng)成為維修行業(yè)的基本特征。汽車維修專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),我國從20世紀(jì)90年代中期開始起步,以歐亞·笛威汽車維修專業(yè)網(wǎng)站為例,從1995年起,即建立了在會(huì)員單位內(nèi)部使用的遠(yuǎn)程通訊BBS。1996年,開始投入巨資,大規(guī)模建立汽車維修INTERNET互聯(lián)網(wǎng)站[6]。目前已發(fā)展成為專業(yè)性最強(qiáng)的網(wǎng)站,涵蓋歐美亞各車系發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、空調(diào)、懸掛、轉(zhuǎn)向、定速、安全氣囊及防盜等各系統(tǒng)的基本保養(yǎng)、檢修程序、各類數(shù)據(jù)、各類元件位置圖、機(jī)械拆裝圖以及電氣線路圖,并實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)上答題、網(wǎng)上咨詢、網(wǎng)上購物和網(wǎng)上培訓(xùn)等功能。
1.4維修人才培訓(xùn)的特征
在我國傳統(tǒng)的汽車維修企業(yè)中,維修人員的文化水平、理論基礎(chǔ)、外語水平都較低,傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式大都采用師傅帶徒弟的模式,很難達(dá)到機(jī)電一體化、懂電腦、會(huì)外語的現(xiàn)代維修技術(shù)人員的水平。隨著汽車高科技的發(fā)展,從事汽車維修服務(wù)的技術(shù)人員,必須具備高科技的素質(zhì),除了具有堅(jiān)實(shí)的汽車專業(yè)理論外,還需要熟練掌握各種汽車檢測設(shè)備與儀器,能掌握一門外語,能熟練使用電腦分析及汽車維修專業(yè)INTERNET互聯(lián)網(wǎng)查詢汽車維修資料,對(duì)出現(xiàn)的各種疑難雜癥進(jìn)行分析,達(dá)到準(zhǔn)確判斷、熟練排除,以最低的成本、最短的工時(shí)、最優(yōu)質(zhì)的服務(wù),排除各類汽車故障,使車主滿意。此,除了學(xué)校的專業(yè)教學(xué)外,汽車維修技術(shù)人員還要加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),還要借助于各類技術(shù)培訓(xùn),特別是電化教學(xué)和網(wǎng)上培訓(xùn),不斷更新維修觀念、知識(shí)、技能,提高自身素質(zhì),才能維修現(xiàn)代汽車[7]。
國外汽車維修教育界還推出了以多媒體電腦運(yùn)作的動(dòng)畫及實(shí)物教學(xué)光碟資料庫,可應(yīng)用在遠(yuǎn)距離教學(xué)和網(wǎng)上教學(xué),并可由教師依學(xué)生程度及教學(xué)課程,自動(dòng)編排教學(xué)影片播放內(nèi)容、播放順序、播放時(shí)間,隨時(shí)調(diào)整不同的考評(píng)內(nèi)容和考評(píng)標(biāo)準(zhǔn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿,建立起電腦教學(xué)化的啟發(fā)式和互動(dòng)式學(xué)習(xí)環(huán)境,提高學(xué)習(xí)成效。這種電腦教學(xué)的方式,構(gòu)成了現(xiàn)代汽車維修培訓(xùn)的新特征。
1.5維修管理的特征
隨著電腦及相關(guān)系統(tǒng)的發(fā)展,在許多國家,電腦管理已在汽車維修行業(yè)中廣泛應(yīng)用,而且這個(gè)趨勢將持續(xù)擴(kuò)展。在我國,采用電腦化管理還剛起步,對(duì)于大多數(shù)汽車維修企業(yè)而言,誰擁有最完善的管理制度、最現(xiàn)代化的管理方法、最精確的管理數(shù)據(jù)分析及最良好完備的服務(wù),誰就能爭取最多的客戶,在競爭中立于不敗之地。采用電腦化管理,可以對(duì)修理部門的業(yè)務(wù)部、零件部、車間、收銀、總經(jīng)理監(jiān)控諸方面進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)操作,綜合管理,使經(jīng)營活動(dòng)一目了然,克服了以往混亂的管理局面,將管理人員從日常瑣碎的事
務(wù)中解放出來,提高辦事效率,獲得客戶認(rèn)同。上層管理者也可以通過電腦管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及時(shí)了解汽車維修的動(dòng)態(tài)情況,便于統(tǒng)籌安排。可以使維修行業(yè)改變傳統(tǒng)手工作業(yè)的模式,實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。可以讓廠長從繁瑣的事務(wù)中解脫出來,爭取更多的效益。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電腦化管理,可自動(dòng)建立完整準(zhǔn)確的客戶及車輛檔案,為長期、靈活的客戶服務(wù)奠定基礎(chǔ),完善的維修跟蹤服務(wù)功能能增添客戶的滿意程度。可以消除工作方面的一些失誤,提高工作效率。車輛與客戶的動(dòng)態(tài)跟蹤可以使業(yè)務(wù)部具體掌握車輛及每一個(gè)客戶的細(xì)節(jié),隨時(shí)提醒客戶進(jìn)行維修、保養(yǎng)和零件的更換,體現(xiàn)服務(wù)的完整性、及時(shí)性、層次性。
2現(xiàn)代汽車維修與傳統(tǒng)方法比較
現(xiàn)代汽車維修無論從理念、維修制度,還是修理企業(yè)的管理及故障診斷的智能化方面,與傳統(tǒng)維修方法相比,均有較大的質(zhì)的飛躍[8]。
3現(xiàn)代汽車維修企業(yè)素質(zhì)
3.1企業(yè)素質(zhì)特點(diǎn)
現(xiàn)代汽車維修企業(yè)贏得生存和發(fā)展空間,必須重視企業(yè)自身素質(zhì)的提高,企業(yè)素質(zhì)要素主要包括:
①企業(yè)管理現(xiàn)代化。②企業(yè)技術(shù)管理隊(duì)伍的建設(shè)。③企業(yè)技術(shù)業(yè)務(wù)水平。④維修技術(shù)資料和技術(shù)信息的使用。⑤維修車輛的質(zhì)量水平。⑥經(jīng)營觀念和服務(wù)意識(shí)。⑦企業(yè)信譽(yù)及服務(wù)信譽(yù)。⑧企業(yè)的經(jīng)營效益、職工收益和參與市場競爭的價(jià)格優(yōu)勢。⑨維修市場的占有量。10企業(yè)的社會(huì)形象、知名度和社會(huì)認(rèn)同感。企業(yè)發(fā)展的要素所占的比重,是衡量企業(yè)綜合素質(zhì)的量化指標(biāo),其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
Q=[F1X1+F2X2+…+FnXn][F1Y1+F2Y2+…+FnYn]=∑FiXi/FiYi(1)
式中Q——企業(yè)綜合素質(zhì)指標(biāo)
Xi——企業(yè)已具備的各項(xiàng)素質(zhì)要素占社會(huì)平均統(tǒng)計(jì)量的百分比
Yi——企業(yè)應(yīng)當(dāng)具備的各素質(zhì)要素,即該要素的社會(huì)平均統(tǒng)計(jì)量
Fi——分析系數(shù),確定各因素的重要度,主導(dǎo)因素取1,其余取0~1
3.2WTO與汽車維修
加入WTO對(duì)中國汽車維修業(yè)的影響是巨大的。為了適應(yīng)售后服務(wù)的要求,國外汽車維修業(yè)將相繼進(jìn)入中國市場,國外汽車維修業(yè)的介入給中國汽車維修市場提供了一個(gè)較為先進(jìn)的高效的國際技術(shù)環(huán)境,對(duì)促進(jìn)國內(nèi)汽車維修業(yè)的更新改造、加速汽車維修業(yè)技術(shù)進(jìn)步的進(jìn)程,將起到良好的推動(dòng)作用[8,9]。目前國內(nèi)汽車維修技術(shù)水平、管理能力、經(jīng)營方式、生產(chǎn)規(guī)模、從業(yè)人員的綜合素質(zhì)和服務(wù)意識(shí),與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距,如在實(shí)現(xiàn)汽修業(yè)的配件送貨及全方位的零庫存等。我國汽車維修的經(jīng)營方式將逐步與國際接軌,多種經(jīng)營方式已全面展開,如特約維修、維修、現(xiàn)場維修、專項(xiàng)總成維修,也將實(shí)現(xiàn)連鎖經(jīng)營維修、定點(diǎn)維修、會(huì)員制方式維修及俱樂部方式的維修等。充分體現(xiàn)低成本,以專一保證質(zhì)量和服務(wù)的優(yōu)越性。
【摘要】本文闡述了驅(qū)動(dòng)橋齒輪機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái)對(duì)加載器功能的特殊要求,對(duì)現(xiàn)有加載器的諸多方案進(jìn)行了對(duì)比、選擇,最終研制出完全滿足美國、日本驅(qū)動(dòng)橋齒輪試驗(yàn)規(guī)范要求的新型加載器及其測控系統(tǒng)。
一.引言: 隨著國內(nèi)外汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,我廠齒輪研究所產(chǎn)品試驗(yàn)室現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)橋齒輪機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái),已經(jīng)不能滿足主機(jī)廠驅(qū)動(dòng)橋齒輪試驗(yàn)的規(guī)范要求。其別是北京吉普汽車有限公司生產(chǎn)引進(jìn)美國、日本技術(shù)的吉普轎車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的試驗(yàn)規(guī)范對(duì)轉(zhuǎn)速和扭矩的要求。為此我廠決定對(duì)現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)橋齒輪機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改造,改造后的試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行轉(zhuǎn)速要達(dá)到20__ r/min.;加載扭矩要達(dá)到20__ nm。試驗(yàn)臺(tái)為了達(dá)到這一技術(shù)指標(biāo),現(xiàn)有的液壓加載器已不能滿足試驗(yàn)規(guī)范的要求,于是研制一種新型加載器和測控系統(tǒng)便提到議事日程。二.加載器概述:在機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái)中,加載器是很重要的部件。這是因?yàn)榉忾]回路中的負(fù)荷要靠它造成,另外其性能還直接影響試驗(yàn)臺(tái)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此多年來,人們對(duì)它所下的功夫很多。甚至很大程度上可以認(rèn)為,數(shù)十年來機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展其實(shí)質(zhì)就是加載器的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)今國內(nèi)外經(jīng)使用證實(shí)行之有效的加載器多達(dá)數(shù)十種。適用的加載器種類雖然多,但是按動(dòng)力學(xué)原理可將加載器分為三大類:1.簡式加載器;2.支反力式加載器;3.力矩式加載器。在每一大類里又有諸多結(jié)構(gòu)形式的加載器,下面有代表性地列舉一些,詳見下表1:表1 加載器分類一覽表種類分 類型別結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)備 注簡式加載器非差動(dòng)簡式(聯(lián)軸節(jié)式)ⅰa普通剛性聯(lián)軸節(jié)見圖-1ⅰb蝸桿傳動(dòng)付,殼和輪封閉,蝸桿施載見圖-2ⅰc彈簧聯(lián)軸節(jié),螺釘施載ⅰd大導(dǎo)程方牙螺旋齒花鍵聯(lián)軸節(jié),液壓軸向施載ⅰe扇型齒花鍵(或稱葉片式擺動(dòng)油缸)液壓聯(lián)軸節(jié)見圖-3ⅰf帶偏心重塊的齒輪聯(lián)軸節(jié)ⅰg滑輪繞繩式聯(lián)軸節(jié),砝碼施載差動(dòng)簡式(離合器式)ⅱa普通盤狀摩擦離合器ⅱb液力偶合器支反力式加載器支反力式ⅲa斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)箱,一齒輪軸向施載ⅲb兩套螺旋相反參數(shù)相同斜齒齒輪傳動(dòng)箱ⅲc帶惰輪直齒圓柱齒輪箱,惰輪平移動(dòng)施載ⅲd為單級(jí)鏈傳動(dòng)ⅲe為兩套相同鏈傳動(dòng)ⅲf蝸輪傳動(dòng)箱,輪和桿封閉,蝸桿軸向施載ⅲg帶有懸掛重砣杠桿的平衡減速器,重砣加載見圖-4皮帶傳動(dòng)ⅳ平皮帶(三角皮帶)傳動(dòng)力矩式加載器非差動(dòng)ⅴa同軸式嚙合傳動(dòng)x[h],w[b] 為封閉端,y[a]施載見圖-13(a)ⅴb同軸式嚙合傳動(dòng) 為va方案封閉端對(duì)調(diào),y[a]施載見圖-13(a)ⅴc同軸式嚙合傳動(dòng) x[a],y[b]為封閉端,w[h]施載見圖-13(c)ⅴd同軸式嚙合傳動(dòng) x[a],y[b]為封閉端,w[h]施載見圖-13(e)差動(dòng)ⅵa同軸式嚙合傳動(dòng) y[a],x[h]為封閉端,w[b]施載見圖-13(a)同步傳動(dòng)ⅶa同軸式嚙合傳動(dòng)a[h1 a1 ],b[b2]為封閉端, c[a1]施載見圖-5ⅶb同軸式嚙合傳動(dòng)a[a1b2],b[v2]為封閉端, c[h1]施載 見圖-6ⅶc同軸式嚙合傳動(dòng) a[a2],b[b1b2]為封閉端,c[h1]施載見圖-7ⅶd同軸式嚙合傳動(dòng)a[b1b2],b[h2]為封閉端,c[a1]施載見圖-8衡量一種加載器的好壞,可按如下各項(xiàng)性能要求滿足情況來評(píng)定:1.結(jié)構(gòu)簡單;2.結(jié)構(gòu)緊湊;3.冷加工工藝性良好;4.裝配工藝性好;5.對(duì)零件材質(zhì)及熱處理無過高要求;6.維護(hù)保養(yǎng)簡便;7.能在試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)中改變封閉端力矩的大小;8.能在試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)中改變封閉端力矩的方向;9.改變封閉端力矩大小操作簡便;10.改變封閉端力矩方向操作簡便;11.在試驗(yàn)臺(tái)長期運(yùn)轉(zhuǎn)中封閉端力矩值能穩(wěn)定維持;12.施載運(yùn)動(dòng)行程角允許值無限;13.具有力素放大能力;14.運(yùn)轉(zhuǎn)中能耗極小;15.運(yùn)轉(zhuǎn)中震動(dòng)與噪音很小;16.通用性良好,可以方便地串入任何封閉回路中;17.施載裝置及其控制系統(tǒng)簡單。其中1~6為結(jié)構(gòu)性能,而7~16為使用性能。用這17項(xiàng)性能要求來衡量上表中所列26種加載器方案的優(yōu)缺點(diǎn),列表2如下:表2: 加載器方案性能對(duì)比一覽表型號(hào)1234567891011121314151617ⅰa√√√√√√×××××√×√√√√ⅰb√√√√√√×××××√√√√√√ⅰc√√√√√√×××/××√√√√√ⅰd√√√√√√√√√√√×√√√√√ⅰe×√×√×√√√√√√××0√√0ⅰf√√√√√√0/0/√×√√√√√ⅰg√×√√√√√/√/√0×√×√√ⅱa√√√√××√√√√×√××××√ⅱb×√×√×√√√√√√√××√×√ⅲa√×00×0√√√√√×√0××√ⅲb××00×0√√√√√×√0√√√ⅲc×××××0√√√√√××0××√ⅲd√×00×0√×√×√×××××√ⅲe√×00×0√×√×√×××√√√ⅲf×××0××√√√√√×××××√ⅲg√×00×0√×√×√×××××√ⅳ√×00√0√0√00√××√×√ⅴa×000×0√√√√√√√√××√ⅴb×000×0√√√√√√√√××√ⅴc0000×0√√√√√√×0××√ⅴd000××0√√√√√√√0××√ⅵa×000×0√√√√0√×0××0ⅶa×√××√√√√√√√√√√√√×ⅶb×√×0√√√√√√√√√√√√×ⅶc×√××√√√√√√√√√√√√×ⅶd×√×0√√√0√0√√√√√√0種類如此繁多的加載器之所以能夠共存,是由于它們各自有其特點(diǎn)與適用范圍。現(xiàn)重點(diǎn)介紹幾種常用的典型加載器,例如:1.扭桿式加載器是簡式加載器的一種,其結(jié)構(gòu)見圖-1。在突緣處是一對(duì)普通剛性聯(lián)軸節(jié),通過扭桿使兩個(gè)半聯(lián)軸節(jié)相對(duì)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度位移,然后將其鎖緊,這樣在系統(tǒng)內(nèi)就施加了載荷。它的缺點(diǎn)是不能在運(yùn)轉(zhuǎn)過程在加載。由于結(jié)構(gòu)簡單,50年代~60年代初期,國內(nèi)汽車變速器試驗(yàn)中應(yīng)用較多。在德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)尼曼教授所創(chuàng)建的齒輪試驗(yàn)室已把這種加載器所構(gòu)成的試驗(yàn)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化,并用這種試驗(yàn)手段進(jìn)行了30多年有價(jià)值的試驗(yàn)。 圖-1 圖-22.扭角調(diào)節(jié)器是也是簡式加載器的結(jié)構(gòu)之一,見圖-2所示,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一套蝸輪傳動(dòng)付,其扭轉(zhuǎn)角度不受限制,且可以自鎖。缺點(diǎn)是只能靠人力在靜止?fàn)顟B(tài)加載。
圖-33.液壓加載器是我廠研制,使用已有30多年的另一種簡式加載器。其結(jié)構(gòu)由液壓箱、擺動(dòng)油缸及控制器構(gòu)成。見圖-3所示,擺動(dòng)油缸的扭矩由液壓推動(dòng)葉片產(chǎn)生,葉片數(shù)一般為2~4片,當(dāng)葉片數(shù)為3時(shí),轉(zhuǎn)角為100°。扭矩范圍為500~6000nm,其扭矩隨液壓變化的規(guī)律比較穩(wěn)定,適用于程序控制,載荷可以精細(xì)調(diào)節(jié),也可以反向加載,缺點(diǎn)是扭轉(zhuǎn)角受限。它在簡式加載器中應(yīng)該是一種操作輕便、性能較好的加載裝置。4.搖擺箱式加載器是屬支反力式的一種加載器,在國內(nèi)早期應(yīng)用較廣。其結(jié)構(gòu)見圖-4,帶有懸掛重砣杠桿的平衡減速器,在重砣q作用下,驅(qū)使齒輪1和齒輪2按箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng),但是齒輪3、4阻止其轉(zhuǎn)動(dòng),遂使齒輪互相咬緊。這樣,封閉系統(tǒng)內(nèi)就被施加上了載荷。這種加載方式結(jié)構(gòu)簡單,可以在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中調(diào)整和測量施加的載荷。但是增大扭轉(zhuǎn)角度,改變載荷方向困難;且在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生明顯的抖動(dòng),影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
圖45.如圖-5所示是一種美國格里申公司在50年代研制的世界上最早出現(xiàn)的同軸力矩式加載器,它是由兩套同軸式嚙合傳動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)而成[見圖-13(d)、(f)]],施載裝置為雙向作用控制式微電機(jī),傳遞扭矩方向可以任意改變。6.如圖-6所示是前蘇聯(lián)60年代研制的另一種同軸力矩式加載器,它是由兩套相同的同軸式嚙合傳動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)而成[見圖-13 (g)],施載裝置為雙向作用控制式微電機(jī)。后由全蘇建筑與道路研究所對(duì) 這種加載器作了系列化設(shè)計(jì),極限封閉端力矩為250~10000nm;封閉端轉(zhuǎn)速達(dá)1400~2500r/min;施載電機(jī)功率為0.093~0.6kw;兩級(jí)傳動(dòng)比達(dá)13300:1。7.如圖-7所示是某大學(xué)研制的目前國內(nèi)通用性較好的一種同軸力矩式加載器。它也是由兩套同軸式嚙合傳動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)而成[見圖-13 (g)、(f)],施載裝置為雙向作用控制式微電機(jī),封閉端極限扭矩為±25000nm;封閉端極限轉(zhuǎn)速達(dá)6500r/min。8.如圖-8所示的同軸力矩式加載器是國內(nèi)為解決國產(chǎn)船用齒輪箱(內(nèi)有液壓式多盤摩擦離合器)的耐久試驗(yàn)而提出的,它也是由兩套相同的同軸式嚙合傳動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)而成[見圖-13 (a)]。所使用的施載裝置為小型(或微型)水力測功機(jī)。
三.新加載器方案的選定:我廠驅(qū)動(dòng)橋齒輪機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái)改造前的結(jié)構(gòu)原理,見圖-9所示,采用葉片式液壓加載器方案,其缺點(diǎn)是即使葉片數(shù)選最少為2時(shí),這時(shí)的扭轉(zhuǎn)角也只能增加到127°。由于系統(tǒng)內(nèi)有4根半軸,系統(tǒng)的剛性比較低,當(dāng)時(shí)的解決方案就是增加一個(gè)扭角調(diào)節(jié)器。在每次試驗(yàn)開始前,先將扭角調(diào)節(jié)器調(diào)整出一個(gè)初始角度,然后再用液壓加載器加載進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)臺(tái)使用的扭矩一般不大于1000nm,轉(zhuǎn)速一般不高于750r/min。但是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,主機(jī)廠試驗(yàn)規(guī)范要求的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速越來越高,加載扭矩也越來越大,于是我們將新加載器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速定為3500r/min;設(shè)計(jì)扭矩定為2500nm。由于扭角調(diào)節(jié)器不容易動(dòng)平衡,上高速時(shí)會(huì)抖 轉(zhuǎn)接箱 加載齒輪箱 扭角調(diào)節(jié)器 減速器 皮帶傳動(dòng) 試驗(yàn)樣品 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 液壓加載器 轉(zhuǎn)接箱 電機(jī) 圖-9動(dòng),我們首先想到的是取消扭角調(diào)節(jié)器,這樣要使液壓加載器增大扭角,就要將葉片式液壓加載器方案改變?yōu)槁菪揭簤杭虞d器的方案。其結(jié)構(gòu)見圖-10所示,由液壓推動(dòng)活塞往復(fù)移動(dòng),活塞不轉(zhuǎn)動(dòng),在活塞心部的大導(dǎo)程螺母就迫使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),活塞移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程,螺桿就轉(zhuǎn)動(dòng)360°,這樣在系統(tǒng)內(nèi)就施加了載荷。但是螺旋式液壓加載器設(shè)計(jì)、制做,不是我廠的技術(shù)優(yōu)勢。于是我們委托某大學(xué)液壓教研室設(shè)計(jì)、研制這種加載器。這種加載器的工藝難點(diǎn):一是配磨螺旋副;二是主軸心部的深孔加工(配壓閥對(duì)活塞a面供油時(shí),液壓油從主軸心部走,供油孔深度較大)。最終因此深孔無法加工,不得不改變配壓閥原設(shè)計(jì)方案:將原配壓閥僅在b方向供油,改為兩個(gè)配壓閥在a、b兩個(gè)方向供油,這樣在a方向的配壓閥密封圈內(nèi)徑就由原來φ60mm增大到φ170mm。由于液壓加載器供油用的配壓閥,不能隨主軸旋轉(zhuǎn),這樣配壓閥高壓密封圈由于工作線速度的限制,試驗(yàn)臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速要達(dá)到1500r/min以上就比較困難,于是試制工作中止。但是我們認(rèn)為如上圖所示的原設(shè)計(jì)方案仍然不失為一個(gè)好方案。在廣泛調(diào)研中,我們又發(fā)現(xiàn)某大學(xué)與某廠共同研制的滾珠螺旋加載器,其結(jié)構(gòu)原理見圖-11,實(shí)際上是表1中ⅰd型方案的改進(jìn)。圖中螺旋輪3、4旋向相反,外裝滾珠套筒5,當(dāng)電機(jī)經(jīng)蝸桿減速器驅(qū)動(dòng)加載螺旋8,由橫鍵7和拉桿6使套筒5產(chǎn)生軸向移動(dòng),驅(qū)使螺旋輪3、4向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),于是在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生載荷。這種加載器轉(zhuǎn)速能達(dá)到3000r/min,只要螺桿足夠長,就能使扭轉(zhuǎn)角滿足使用,能動(dòng)態(tài)加載,載荷精度高,但因價(jià)格高未談成。
圖-11最后,我們決定自己研制一種比其價(jià)位偏低,但是性能更好的加載器。通過多種方案對(duì)比選擇,我們將新加載器的設(shè)計(jì)方案鎖定在同軸力矩式加載器的方案上。為了通用性好,加載器方案的工作型式定為水平支架式,兩端由法蘭盤輸出扭矩,其結(jié)構(gòu)原理見圖-12所示,加載器本身實(shí)際上是一個(gè)能高速運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由三部分組成:電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器和減速器。這樣就要求電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器體積盡量小,其中電動(dòng)機(jī)要求三相交流380供電。
圖-12以便容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,按載荷譜加載;制動(dòng)器要求工作在失電制動(dòng)狀態(tài),以便能在不耗能狀態(tài)下保持載荷精度,于是我們選擇了yej系列帶盤式制動(dòng)器的微電機(jī)。不難看出減速器設(shè)計(jì)是加載器的核心技術(shù),在我們研究了諸多同軸力矩式加載器的方案后,認(rèn)為應(yīng)該吸取它們的優(yōu)點(diǎn),克服它們的缺點(diǎn)。其設(shè)計(jì)原則是:1.減速器結(jié)構(gòu)要緊湊,回轉(zhuǎn)半徑要小,軸向要短,重量要輕;2.結(jié)構(gòu)要盡量簡化、優(yōu)化,要軸對(duì)稱,以便容易動(dòng)平衡、上高速;3.力素放大能力要盡量大,以便實(shí)現(xiàn)使用微電機(jī)輸出大扭矩。根據(jù)設(shè)計(jì)原則,減速器經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算,減速比要大于10000才能滿足加載速度和扭矩放大的要求。這樣大的減速比,其內(nèi)部嚙合傳動(dòng)系統(tǒng)宜選為兩級(jí)串聯(lián)。據(jù)有關(guān)資料介紹,常用的同軸嚙合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)基本型式有如下十種,見圖-13所示,其中(a)~(f)及(i)、(j)為2k-h型行星和諧波傳動(dòng);(g)為k-h-v型行星或擺線傳動(dòng);(h)為3k型行星傳動(dòng)(注:k為齒輪,h為行星架,v為轉(zhuǎn)軸)。一般的同軸力矩式加載器采用的內(nèi)部嚙合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)無非是這些基本型式的一種或者兩種的串聯(lián)組合,或改進(jìn)而成。我廠新加載器方案的減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用的嚙合傳動(dòng)型式也不例外,只不過是進(jìn)行了精心的優(yōu)化設(shè)計(jì),滿足了設(shè)計(jì)原則的要求。
圖-13四.新加載器的測控系統(tǒng):在新加載器機(jī)械圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后,又進(jìn)行了測控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),其功能要求是:1.通過工控機(jī)按試驗(yàn)規(guī)程自動(dòng)控制過程,能實(shí)施自動(dòng)等幅加載,隨機(jī)加載或按載荷譜加載,使試驗(yàn)條件能逐步逼近和模擬產(chǎn)品使用的實(shí)際工況進(jìn)行試驗(yàn),提高試驗(yàn)水平。2.在試驗(yàn)調(diào)試和試驗(yàn)過程中能觀察到載荷曲線、峰值、加載時(shí)間和扭矩角度位移,便于監(jiān)控。 自動(dòng)測控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理為: (1)微電機(jī)―――控制卡等―――軟件(控制部分):通過工控軟件實(shí)施模擬或數(shù)字量控制,起動(dòng)加載器實(shí)現(xiàn)同步加載和自動(dòng)加載,自動(dòng)補(bǔ)償功能、等幅及載荷譜加載等。 (2)測速傳感器―――數(shù)據(jù)采集卡等―――軟件(測量部分):1.扭角顯示―測速傳感器測量出微電機(jī)轉(zhuǎn)速,軟件記錄加載時(shí)間,再根據(jù)減速器的減速比,轉(zhuǎn)換成扭角值。2.載荷顯示-轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器獲得信號(hào)由計(jì)算機(jī)顯示轉(zhuǎn)矩值。五.新加載器的研制實(shí)施:目前新加載器已經(jīng)研制成功,命名為bc*j-25/35型電動(dòng)式機(jī)械加載器。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證額定扭矩為±2500牛米,額定轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/每分鐘,在短時(shí)間內(nèi)扭矩、轉(zhuǎn)速允許超過額定值的一倍半;工作時(shí)正常耗電量不會(huì)超過一千瓦,達(dá)到了原設(shè)計(jì)要求。已經(jīng)安裝在驅(qū)動(dòng)橋齒輪機(jī)械閉式試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行使用。其與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比,技術(shù)更先進(jìn),結(jié)構(gòu)更合理,性能更優(yōu)良,運(yùn)行更可靠,具有更高的性能價(jià)格比。本研制成果屬一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新工程,其具有獨(dú)特的經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)部嚙合傳動(dòng)系統(tǒng)——比同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單而緊湊、軸對(duì)稱性好、體積小、質(zhì)量輕,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速更高。已經(jīng)申請獲取了一項(xiàng)“實(shí)用新型專利”。該加載器產(chǎn)品外觀,見圖片一所示;其測控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)界面,見圖片二所示: