第一篇：制藥工業(yè)所用的凍干技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

制藥工業(yè)所用的凍干技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

目 錄

摘 要..............................................................................................................................1 1國內(nèi)凍干設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展可能性.........................................................................2 1.1國產(chǎn)凍干機(jī)的現(xiàn)狀及所存在的問題.....................................................................2 1.1.1擱板溫度不均勻問題.........................................................................................2 1.1.2水汽凝結(jié)器內(nèi)冷凝管組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的問題.....................................................3 1.1.3冷凝器的除霜方式.............................................................................................4 1.1.4凍干系統(tǒng)真空控制技術(shù)理念.............................................................................4 1.1.5制冷系統(tǒng)中制冷壓縮機(jī).....................................................................................5 1.1.6真空泵選擇.........................................................................................................6 1.1.7其它問題.............................................................................................................6 1.2制藥工業(yè)所用凍干機(jī)設(shè)備的發(fā)展可能性.............................................................6 1.2.1提高凍干設(shè)備的安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟(jì)性的綜合能力.................6 1.2.2設(shè)備所控制的工藝參數(shù).....................................................................................7 1.2.3小瓶自動(dòng)輸出輸入裝置.....................................................................................7 1.2.4開發(fā)全自動(dòng)無人操作、免維修型凍干機(jī).........................................................7 1.2.5大型原料藥用凍干機(jī)的開發(fā).............................................................................7 2.凍干工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢....................................................................................8 2.1凍干工藝的現(xiàn)狀.....................................................................................................8 2.1.1醫(yī)藥方面：.........................................................................................................8 2.1.2醫(yī)療衛(wèi)生方面.....................................................................................................8 2.1.3生物制品方面.....................................................................................................8 2.1.4食品工業(yè).............................................................................................................8 2.2凍干工藝的發(fā)展方向.............................................................................................9 3凍干基礎(chǔ)理論的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.....................................................................9 4結(jié)論...........................................................................................................................10 致 謝 信......................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)......................................................................................................................11

摘 要

近幾年來，真空冷凍干燥(簡稱凍干)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，國內(nèi)尤為突出?；厮莸?5年前，國內(nèi)制藥用凍干機(jī)主要以上海醫(yī)分、上海鴻寶醫(yī)械、浙江真空等廠家為主。經(jīng)過近10年的市場競爭和優(yōu)化組合已形成近12家制造商，如北京天利、北京中天速原、上海東富龍、上海華東泰事達(dá)、北京航天620所、上海浦東凍干、上海遠(yuǎn)東、上海醫(yī)分、上海玉成、中牧南京藥機(jī)和江陰凍干等廠家。凍干產(chǎn)品由最初的血制品、疫苗、生物制品到化學(xué)藥品，再發(fā)展到中草藥、保鍵品及納米金屬粉末的制備、文物保存等方面的應(yīng)用。而生產(chǎn)凍干制品的廠家由初期衛(wèi)生部直屬6大生物制品研究所、省市級(jí)或一些地區(qū)性生物制藥廠和獸藥用生物制品廠，發(fā)展到現(xiàn)在的近百家與凍干相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，甚至目前還在不斷地重組和發(fā)展。此外，凍干基礎(chǔ)理論研究也從80年初興旺起來，中國制冷學(xué)會(huì)的第6專業(yè)委員會(huì)每4年舉辦一次全國性的冷凍干燥學(xué)術(shù)交流會(huì)；國際干燥學(xué)會(huì)，每兩年召開一次學(xué)術(shù)交流會(huì)；中國真空、中國干燥、食品、醫(yī)藥生物等方面的有關(guān)會(huì)議，都有凍干方面的文章發(fā)表。還有多所高等院校和科研所（如上海理工、上海交大、華中科技、華南理工、東大、上海水產(chǎn)、合肥工大、青島海洋、川大等）在研究凍干過程的傳熱傳質(zhì)和制品凍干工藝，出版了5本專著，許多碩士和博士研究生，撰寫了不少有關(guān)凍干方面的論文?？梢钥隙ǖ恼f，凍干設(shè)備、工藝和理論研究已經(jīng)取得了可喜的成果，但也存在著不足之處。本文試通過分析制藥工業(yè)所用真空冷凍干燥設(shè)備、工藝和理論研究的現(xiàn)狀，找出其存在的問題，預(yù)測今后的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：制藥

凍干

現(xiàn)狀

發(fā)展

1國內(nèi)凍干設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展可能性

醫(yī)藥用凍干機(jī)其技術(shù)性能已經(jīng)基本成熟，國內(nèi)也制定了JB20032－2004行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不過該標(biāo)準(zhǔn)制定內(nèi)容與目前凍干機(jī)的技術(shù)水平相比差距太大，而且技術(shù)含量太低，其標(biāo)準(zhǔn)不能代表當(dāng)今中國藥用凍干機(jī)的先進(jìn)水平。北京天利、北京中天速原、上海東富龍、上海遠(yuǎn)東、上海玉成干燥、中牧南京藥機(jī)等廠家生產(chǎn)的醫(yī)藥用凍干機(jī)，在國內(nèi)應(yīng)用已能替代進(jìn)口的同類產(chǎn)品，其自動(dòng)凍干過程、自動(dòng)壓塞、自動(dòng)在位清洗和消毒滅菌等功能齊全，同時(shí)制造質(zhì)量、自動(dòng)化程度等方面較好，上述公司均通過ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證，其中北京天利已獲得歐洲產(chǎn)品CE認(rèn)證。國內(nèi)凍干機(jī)在制造上，只是殘余水分在線測量系統(tǒng)和個(gè)別電器元件、制冷壓縮機(jī)與配件、真空泵、壓力真空閥門等等尚需進(jìn)口，這不是冷凍干燥行業(yè)自己所能解決的問題[1]。

國內(nèi)醫(yī)藥用凍干機(jī)還存在著許多不足，個(gè)別廠家仍然處于僅僅仿制如英國BOC EDWARDS和美國STERAS Finn-Aqua等公司的結(jié)構(gòu)，有的根本沒有吃透國外同行設(shè)計(jì)與制造的原理、精華。除此之外，國產(chǎn)凍干機(jī)由于生產(chǎn)廠家不同，綜合技術(shù)素質(zhì)不同、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制造工藝也不同，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。1.1國產(chǎn)凍干機(jī)的現(xiàn)狀及所存在的問題 1.1.1擱板溫度不均勻問題

部分廠家產(chǎn)品的擱板溫度不均勻，造成凍干產(chǎn)品含水率不均勻，產(chǎn)品殘余含水量的合格率受影響。造成溫度不均勻的原因可能：

1.1.1.1擱板溫度的測定與控制以熱媒體進(jìn)（出）口處為主參數(shù)，而且實(shí)際擱板表面溫度均勻性、擱板與擱板之間的溫度差是否真正達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求仍是一個(gè)需探討的課題？溫度的均勻性需要進(jìn)行滿足相應(yīng)工藝要求的驗(yàn)證。所以，經(jīng)常有一些用戶反映的凍干小瓶內(nèi)殘余含水量不一致，有的相差很大，沒有達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)殘余含水量標(biāo)準(zhǔn)，這里當(dāng)然還有其它方面因素。

1.1.1.2擱板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合熱傳導(dǎo)特性？在制造上，擱板表面的平整度如從整體平板表面上進(jìn)行直尺測量似乎在設(shè)計(jì)要求內(nèi)，實(shí)際上在局部部位會(huì)存在著不理想之處，如擱板表面塞焊點(diǎn)位置打磨后有“凹痕”和另一面內(nèi)部折流條間斷焊所產(chǎn)生的熱脹冷縮后外平面形成“凹痕”，這種加工工藝直接影響擱板至制品/托盤的熱傳導(dǎo)性能?，F(xiàn)在國內(nèi)有些廠家的擱板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表面無塞焊點(diǎn)、且由新工

[2] 2

藝處理，表面經(jīng)特殊工藝處理后非常平整，無需進(jìn)行機(jī)械切削所帶來的熱應(yīng)力所致變形，這是值得國內(nèi)一些廠家借助與啟發(fā)[3]。

1.1.1.3加熱（冷）媒體傳熱特性、或者流程設(shè)計(jì)有些欠缺，熱媒體總管至每塊擱板的流量均勻性是否基本一致也是一門值得研究的課題。熱媒總管分配設(shè)計(jì)可以參照板式熱交換器流量分配方式，或把多根軟管較集中在一起。

1.1.1.4受干燥箱體壁面溫度或托盤壁面溫度的輻射熱和傳導(dǎo)熱影響，導(dǎo)致擱板上溫度場成上凹拋物線，即擱板周邊制品升華速率約是中間部分的2倍左右，這是國內(nèi)凍干機(jī)制造商所存在的缺陷。國外一家日本公司采用“壁面溫度控制技術(shù)”基本上解決這一問題，這一技術(shù)就是箱體與擱板組件之間加一可進(jìn)行制冷或加熱的換熱管，其溫度變化跟蹤于擱板溫度即兩者溫度保持一致，使制品凍干質(zhì)量再現(xiàn)性（即重復(fù)性）一致，避免箱體壁面溫度對(duì)擱板溫度輻射熱的影響，但設(shè)備成本大大增加[4]。

1.1.1.5有的用戶凍干小瓶沒有用可抽屜式托盤框、或散裝溶液時(shí)托盤。這種托盤是由不銹鋼材料制作的，在凍干時(shí)長時(shí)間地受熱脹冷縮而發(fā)生熱變形?，F(xiàn)在國外已開始應(yīng)用無菌薄膜成形的托盤例子。1.1.2水汽凝結(jié)器內(nèi)冷凝管組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的問題

一些廠家水汽凝結(jié)器內(nèi)冷凝管組件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（無論是立式多組同心盤管、還是臥式水平蛇管布置）均遲后于國際上一些公司的水平。主要體現(xiàn)在：在盤管表面冰霜不均勻、冷凝面積沒有100%利用，導(dǎo)致干燥箱內(nèi)真空度比冷凝管冰霜均勻性較好時(shí)差。這種冷凝器結(jié)構(gòu)對(duì)于水分含量較少的小瓶凍干影響不大[5]，對(duì)含水量較多的托盤散裝溶液凍干時(shí)由于冷凝器冰霜不均勻（即入口處明顯大于出口處的冰霜厚度），致使升華過程時(shí)間延長[6]。國內(nèi)有幾家公司仿美國STERAS Finn-Aqua公司（前德國LEYBOLD凍干部）的內(nèi)置隔離閥（也稱蘑菇閥/推進(jìn)閥）冷凝器結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)從外形看確實(shí)是對(duì)一些用戶具有很大的吸引力，由于沒有吃透國外公司設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，導(dǎo)致冷凝器結(jié)構(gòu)中看不中用，其原因：

（1）水蒸汽運(yùn)行時(shí)隔離閥具有阻擋作用，部分水蒸汽再次返彈至干燥箱內(nèi)；

（2）靠近隔離閥背面冰霜少（幾乎沒有），冷凝面積利用率大大降低，不如多增加一些冷凝面積來得可靠；

（3）這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致真空泵的抽氣口位置很難達(dá)到比較的合理性；

（4）內(nèi)置隔離閥閥座焊接沒有進(jìn)行加工和熱處理，設(shè)備新的時(shí)候真空密閉性可以，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后焊接熱應(yīng)力的釋放和系統(tǒng)材料承受熱脹冷縮因素導(dǎo)致密封性能越來越差[7]。

外置隔離閥（一般用蝶閥）有2種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為凍干機(jī)廠家推薦：（1）臥式冷凝器內(nèi)部有多組水平蛇形管結(jié)構(gòu)，氟利昂工質(zhì)由分液器均勻分配和上進(jìn)上出方式，蝶閥入口位置設(shè)置在臥式筒體中下部，抽氣口位于筒體最后適當(dāng)部位，使其符合水蒸汽運(yùn)行特點(diǎn)、且阻力為最??；（2）立式冷凝器內(nèi)部為多組同心盤管，同樣氟利昂工質(zhì)也是由分液器均勻分配和上進(jìn)下出方式，蝶閥入口位置設(shè)置在立式筒體中側(cè)部，抽氣口位于筒體底部，除霜水容易排盡[8]。1.1.3冷凝器的除霜方式

目前大多數(shù)廠家采用50℃～60℃注射用水或純水進(jìn)行熱水噴淋+淹沒，這種方法對(duì)于小型3m2以下凍干機(jī)問題并不突出。但對(duì)于工業(yè)型凍干機(jī)每批凍干后進(jìn)行熱水除霜其注射用水或純水耗量是非常大的，如對(duì)一臺(tái)5m2凍干機(jī)一年耗去WFI或PW約170t（300天計(jì)）[9]。

如果設(shè)備本身是壓力容器的話，那么采用100℃～105℃純蒸汽除霜是一個(gè)非常理想的辦法，對(duì)一臺(tái)5m2凍干機(jī)來說，其耗蒸汽量約30kg/h。如果設(shè)備不具備壓力容器資格，那么采用真空除霜方法也是一個(gè)不錯(cuò)的除霜方法，同樣對(duì)于一臺(tái)5m2凍干機(jī)利用PW或WFI約15kg/B。1.1.4凍干系統(tǒng)真空控制技術(shù)理念

國內(nèi)大多數(shù)凍干機(jī)廠家采用80年代初國外同行提出的通過有限空氣的泄漏來改善凍干系統(tǒng)凍結(jié)制品對(duì)流換熱所獲得的熱量，稱為有限空氣/N2泄漏法或稱校正漏孔法。這種方法在90年代初遭到歐美等國FDA的責(zé)疑，基于從無菌性、安全性角度出發(fā)是不恰當(dāng)?shù)?。這種方法不能用于一次干燥期間，只能用于二次干燥中后期。其原因：

1.1.4.1現(xiàn)在凍干機(jī)的真空測量系統(tǒng)多以皮啦尼規(guī)（或稱電阻真空規(guī)）為測量手段。這種真空規(guī)是一種相對(duì)真空計(jì)，出廠時(shí)校正以空氣為標(biāo)定，而實(shí)際上凍干機(jī)測量在前半小時(shí)內(nèi)以空氣為主，而在以后大多數(shù)時(shí)間內(nèi)測量的以飽和水蒸汽壓為主和極少量的空氣分壓的全壓過程。如果通過有限空氣的泄漏，雖然凍干系統(tǒng)凍結(jié)制品容易獲得熱量，但使真空計(jì)的測量帶來30-50%的誤差，所以不能確保同 4

樣產(chǎn)品批與批間的真空測量的再現(xiàn)性一致[10]。

1.1.4.2如果在二次干燥期間為了使凍結(jié)制品具有比較穩(wěn)定的升華速率，可以說是一種非常好的調(diào)節(jié)真空度的方法，但是不能應(yīng)用于一次干燥階段。由于空氣比重較水蒸汽大，空氣在真空中運(yùn)行速度明顯滯后于水蒸汽在真空中運(yùn)行速度，使得水蒸汽運(yùn)行過程中受到空氣阻礙，水汽凝結(jié)器入口處冰霜厚度明顯大于出口即形成倒錐形態(tài)，反而使系統(tǒng)真空變差，制品升華速率降下來，凍干時(shí)間延長。嚴(yán)重的話使水汽凝結(jié)器入口處冷凝管發(fā)生冰堵，導(dǎo)致凍干過程中斷和制品報(bào)廢，這種冰堵現(xiàn)象在散裝溶液凍干中是非常明顯的。

1.1.4.3無菌工作區(qū)域雖是100級(jí)，但它是相對(duì)無菌級(jí)別。無菌區(qū)域仍有可能低于0.2μ顆粒、灰塵等由有限泄漏閥進(jìn)入凍干系統(tǒng)內(nèi)，藥品被污染可能性仍存在。1.1.4.4空氣（或氮?dú)猓?dǎo)入時(shí)，發(fā)生了突發(fā)停電事故，立即造成真空惡化。1.1.5制冷系統(tǒng)中制冷壓縮機(jī)

制冷系統(tǒng)中制冷壓縮機(jī)是凍干機(jī)的心臟部件，由于種種因素導(dǎo)致壓縮機(jī)故障率仍然相當(dāng)多，其原因：

1.1.5.1多數(shù)公司采用以R22為制冷劑的一次節(jié)流中間不完全冷卻方式的制冷系統(tǒng)，R22熱力特性不如R502或R404A/R507（R502不符合《蒙特利爾議定書》規(guī)定的環(huán)保要求，已被陶汰）。而壓縮機(jī)供應(yīng)商樣本資料中均標(biāo)注蒸發(fā)溫度-50℃作為R22雙級(jí)壓縮機(jī)安全應(yīng)用范圍，但從目前的絕大多數(shù)凍干品凍結(jié)點(diǎn)或共晶點(diǎn)均為－30℃左右來講，使用R22雙級(jí)壓縮機(jī)已足夠。當(dāng)二次干燥過程中，冷凝器有一個(gè)輕負(fù)荷至零負(fù)荷的過程，冷凝器溫度繼續(xù)下降至-65℃以下，當(dāng)壓縮機(jī)長時(shí)間處于低于-65℃以下時(shí)（有的公司樣本標(biāo)注-80℃），會(huì)引起下列現(xiàn)象：（1）系統(tǒng)制冷機(jī)排溫高、油潤滑條件惡劣，甚至使?jié)櫥吞蓟l(fā)壓縮機(jī)故障；（2）壓縮機(jī)制冷效率大幅度下降，功耗大大增加，容易使電機(jī)發(fā)熱，導(dǎo)致燒損；（3）系統(tǒng)蒸發(fā)器冷凍油粘度增加，且回汽量也大大減少，使回油發(fā)生困難。1.1.5.2制冷系統(tǒng)清潔度、干燥度、真空度不符合制冷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工藝要求。1.1.5.3有的廠家水汽凝結(jié)器內(nèi)部冷凝管組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如管路太長、壓損增加、回油困難等。

1.1.5.4有的制冷系統(tǒng)為避免二次干燥期間長期零負(fù)荷運(yùn)行所引起的故障，加裝 5

了多重保護(hù)措施，除了壓縮機(jī)本身安全保護(hù)外如增加了壓縮機(jī)電機(jī)發(fā)熱保護(hù)、熱氣旁通等，這些均以犧牲壓縮機(jī)功耗為代價(jià)，并不是較好的方法。

1.1.5.5有的產(chǎn)品在工廠進(jìn)行無負(fù)荷試運(yùn)行未達(dá)到150h磨合期（包括磨合期后的冷凍油及時(shí)更換）或負(fù)荷試驗(yàn)未進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整，產(chǎn)品就倉促出廠，到了用戶地使用時(shí)故障率不斷。1.1.6真空泵選擇

1.1.6.1選擇雙級(jí)旋片真空泵作為系統(tǒng)空氣排除方式，雖然可以達(dá)到凍干系統(tǒng)的真空度要求，但二次干燥期間，系統(tǒng)真空度已處于13～1Pa范圍，此范圍氣體屬粘滯流和分子流過渡狀態(tài)，真空泵內(nèi)油蒸汽處于無規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，會(huì)發(fā)生油蒸汽的返流現(xiàn)象。如果選擇單一的旋片真空泵，并在泵口處安裝油蒸汽收集裝置也不能完全解決的。目前已有更好的方法如用螺桿式無油真空泵來替代，但必須與羅茨泵組合才能達(dá)到系統(tǒng)的真空度要求。

1.1.6.2選擇單級(jí)（或雙級(jí)真空泵）+羅茨泵組合是一個(gè)非常恰當(dāng)辦法，既可以大大減少低壓強(qiáng)下油蒸汽返流的現(xiàn)象，又可以使低壓強(qiáng)下氣體運(yùn)行具有直線性，有利于冷凝器冰霜均勻，冷凝面積充分利用。

1.1.6.3目前還未見到備份的真空泵+羅茨泵組合，只有2臺(tái)真空泵+1臺(tái)羅茨泵組合，如果羅茨泵出現(xiàn)故障則系統(tǒng)真空度難以保證。1.1.7其它問題

1.1.7.1凍結(jié)制品最佳凍結(jié)晶體結(jié)構(gòu)是藥物活性品質(zhì)的保證，多數(shù)設(shè)備制造廠家只表示可以達(dá)到凍結(jié)溫度，沒有可控的適合不同制品的凍結(jié)速度。

1.1.7.2多數(shù)廠家所標(biāo)注的擱板最低溫度是多臺(tái)壓縮機(jī)同時(shí)運(yùn)行所達(dá)到的最低溫度，但如其中出現(xiàn)1臺(tái)壓縮機(jī)故障的話，依靠其余壓縮機(jī)將擱板達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的最低溫度可能性很小，這個(gè)值得廠家研究與思考。1.2制藥工業(yè)所用凍干機(jī)設(shè)備的發(fā)展可能性

1.2.1提高凍干設(shè)備的安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟(jì)性的綜合能力

安全性是指設(shè)備在運(yùn)行過程中不會(huì)直接或間接造成藥品的污染和對(duì)人體的傷害；適用性是指能滿足絕大多數(shù)藥劑生產(chǎn)廠家對(duì)凍干的不同要求；可靠性是指凍干設(shè)備運(yùn)行的故障應(yīng)減少到最低程度，或在規(guī)定使用周期內(nèi)無故障現(xiàn)象；經(jīng)濟(jì)性是指從設(shè)備運(yùn)行開始到設(shè)備停止運(yùn)行所耗能是最低的或者運(yùn)行總費(fèi)用是最少 6 的

1.2.2設(shè)備所控制的工藝參數(shù)

適合制品的理化特性、細(xì)菌活性的凍結(jié)速率和升溫速率的控制，一次干燥期間基本恒定的升華速率（即具有一定精度范圍的真空度）和針對(duì)已干燥制品的殘余含水量的二次干燥期間的冷凝器溫度控制，及利用濕度傳感器測定內(nèi)部的水汽分壓（或者叫露點(diǎn)溫度）來直接確定干燥結(jié)束點(diǎn)[11]。1.2.3小瓶自動(dòng)輸出輸入裝置

1.2.3.1自動(dòng)批量輸出入裝置：該裝置由灌裝流水線上裝入與擱板數(shù)相同的小瓶框架，裝置由軌道運(yùn)載到已全開箱門處，并與擱板對(duì)接上，再由皮帶傳動(dòng)一次性置于擱板上。凍干完后，由裝置一次性拉出箱外的已與擱板對(duì)接上的自動(dòng)批量輸出裝置。

1.2.3.2定高輸出入裝置（自動(dòng)小車）：該裝置是一層一層地裝料，即小車在灌裝線上裝滿一層擱板上小瓶托架，然后小車由軌道自動(dòng)到達(dá)對(duì)應(yīng)的凍干箱（已打開）的小門前，對(duì)接上所需裝截的擱板，并一次性輸入一塊擱板上，凍干完后同樣一層一層地自動(dòng)出料。這是目前國際上較流行的方法。

1.2.3.3與灌裝線聯(lián)合輸入至凍干箱門口處對(duì)應(yīng)位置，計(jì)數(shù)小瓶數(shù)(與擱板等寬)，然后由推入裝置，再一排一排地推入擱板上，凍干完后由箱內(nèi)拉出裝置，一層一層地往外輸出至聯(lián)動(dòng)線。

1.2.4開發(fā)全自動(dòng)無人操作、免維修型凍干機(jī)

1.2.4.1凍干機(jī)上每一個(gè)執(zhí)行件或動(dòng)力件均可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、記錄、顯示及報(bào)警，從裝料開始、凍干、出料到CIP/SIP等工序均可通過設(shè)定時(shí)序與凍干工藝曲線，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無人操作型凍干設(shè)備，以滿足GMP對(duì)設(shè)備的過程管理要求。1.2.4.2凍干設(shè)備中的心臟部件目前多用活塞型制冷壓縮機(jī)，由于低溫型螺桿壓縮機(jī)所特有的優(yōu)良性能，如可靠性、低能耗、無級(jí)能量調(diào)節(jié)功能，將成為未來凍干機(jī)心臟部件的替代[12]。

1.2.5大型原料藥用凍干機(jī)的開發(fā)

為提高大型原料藥用凍干機(jī)（30-40m2以上）的效率，開發(fā)TWIN冷凝器、不停機(jī)交互除霜和螺桿壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)等技術(shù)，以使凍結(jié)制品升華速率始終保持最大恒定值，縮短凍干時(shí)間，大大降低能耗。

2.凍干工藝的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.1凍干工藝的現(xiàn)狀

目前，研究凍干工藝的人員比研究凍干設(shè)備的人員要多，研究凍干工藝的品種也越來越多，如下有： 2.1.1醫(yī)藥方面：

（1）西藥生產(chǎn)，培養(yǎng)劑、荷爾素、維生素、抗菌素等；（2）中草藥生產(chǎn)，人參、鹿茸、靈芝、冬蟲夏草、山藥、枸杞、蜂王漿等。2.1.2醫(yī)療衛(wèi)生方面

血漿、動(dòng)脈、皮膚、角膜、器官組織等。

2.1.3生物制品方面

活菌菌苗、活毒疫苗、其它生物制品如人白細(xì)胞干擾素、尿激素等。2.1.4食品工業(yè)

（1）水果類，桃、梨、蘋果、香蕉、草莓；（2）蔬菜類，蔥、菠菜、洋蔥、胡蘿卜；（3）肉類，牛肉、牛肝、雞肝；（4）水產(chǎn)類，蝦、海帶、海參、扇貝；（5）其它類，蜂蜜、幼竹鮮汁、紫草紅色素、鮮花等。

一些大學(xué)的低溫與生物研究所所開發(fā)的凍干工藝都沒有從理論上進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比處理，不能算是最佳工藝，從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)車間生產(chǎn)還應(yīng)該進(jìn)一步優(yōu)化，使其適合于產(chǎn)業(yè)化、快速、節(jié)能的要求。

西藥、血液制品和生物制品的凍干工藝比較難，工藝成熟與否關(guān)系重大，產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到人的生命。西藥凍干的問題是染菌，一但染菌就會(huì)造成重大事故。生物制品則要更加嚴(yán)格，除初染菌外，還要防止菌種變異，保持活菌活毒的活性。在凍干過程中要加入添加劑和保護(hù)劑，這是技術(shù)水平很高的工作，國內(nèi)外有不同的凍干保護(hù)劑，我國6大生物制品研究所之間也各有妙方。

生物體的凍干工藝研究已經(jīng)提到了日程上來，美國夏威夷大學(xué)把冷凍干燥過的老鼠精子放在密封的玻璃瓶里，在室溫保存三個(gè)月后恢復(fù)水分，用這些精子使老鼠卵子受精，結(jié)果培育出了新一代幼鼠。東北大學(xué)博士研究生將灰鼠皮膚去毛凍干后，在沈陽藥科大學(xué)作藥理實(shí)驗(yàn)證明了與新鮮皮膚的藥理作用相同，復(fù)水后在生物顯微鏡下作組織觀察，與鮮皮細(xì)胞組織基本相同。現(xiàn)正在國家自然科學(xué)基金的資助下，與中國醫(yī)科大學(xué)合作開展家兔角膜的凍干實(shí)驗(yàn)研究。

2.2凍干工藝的發(fā)展方向

從上述的凍干工藝現(xiàn)狀分析不難看出，今后凍干工藝的發(fā)展方向應(yīng)該是：

（一）應(yīng)用先進(jìn)的低溫生物顯微鏡、掃描電鏡等儀器，著重研究冰晶體的尺寸來優(yōu)化工藝系數(shù)，制定出最佳凍干工藝曲線，完善凍干產(chǎn)品質(zhì)量檢查的標(biāo)準(zhǔn)，降低凍干產(chǎn)品的價(jià)格。

（二）西藥和生物制品的凍干工藝應(yīng)該走向標(biāo)準(zhǔn)化，以提高凍干產(chǎn)品質(zhì)量為重點(diǎn)，使凍干過程中所有的保護(hù)劑或添加劑更簡單、更規(guī)范。加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)交流，走共同進(jìn)步之路。

（三）開展生物凍干工藝的研究，爭取快出成果，用于提高人類的健康水平。3凍干基礎(chǔ)理論的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

真空冷凍干燥技術(shù)的理論研究可概括為低壓空間、低溫傳熱傳質(zhì)的理論研究和熱物性參數(shù)與其測量方法研究三大部分。其中低壓低溫傳熱傳質(zhì)理論研究進(jìn)行得比較早，成果比較明顯，目前公認(rèn)的凍干模型可歸納成3種：（1）1967年Sanda11等提出的冰界面均勻后移的穩(wěn)態(tài)模型（URIF）；（2）1968年Dryer等提出的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型；（3）1979年Litchield 等提出的吸附－升華模型。這幾種模型都可以描述凍干過程，但又都存在著不足，描述傳熱過程比較準(zhǔn)確，描述傳質(zhì)過程誤差較大。主要問題在于傳質(zhì)過程中要發(fā)生固－汽相的相變，水蒸氣在多孔的通道中傳遞，通道長度要隨時(shí)間變化，是非穩(wěn)態(tài)過程。多孔通道的結(jié)構(gòu)尺寸還與預(yù)凍速度、被凍干制品的物質(zhì)結(jié)構(gòu)等有關(guān)。從近幾年的研究報(bào)導(dǎo)中還沒見到有新的突破。

凍干過程傳熱傳質(zhì)的理論重點(diǎn)是研究發(fā)生在被凍干物料內(nèi)部的過程。非穩(wěn)態(tài)流場的理論研究重點(diǎn)是研究物料之外，凍干機(jī)之內(nèi)的低壓低溫空間環(huán)境，描述該空間環(huán)境的參數(shù)有溫度、壓力、濕度等參數(shù)，這些非穩(wěn)態(tài)流場的模擬方法至今還是個(gè)難題。凍干機(jī)冷凝器中的非穩(wěn)態(tài)流場中又增加了一個(gè)汽－固相變的問題，使研究更加復(fù)雜化。因此，近幾年雖然有人研究，并發(fā)表了論文，但都沒有形成有效的理論，仍然是值得深入研究的課題之一[13]。凍干理論的研究人員主要集中在大專院校和科研院所，近幾年國外比較有名氣的研究人員應(yīng)該算是在IDS＇98會(huì)議上，因冷凍干燥的基礎(chǔ)研究而獲杰出冷凍干燥獎(jiǎng)的美國秘蘇里一羅拉大學(xué)A.Liapis教授。國內(nèi)華中科技、上海理工、東南大學(xué)和東北大學(xué)等十幾所學(xué)校 9

都有博士研究生和碩士研究生正在作凍干方面的理論研究，從不同角度取得了一些研究成果，但是研究條件的限制，還沒有突破性的轟動(dòng)全球的貢獻(xiàn)。4結(jié)論

從上述分析可見，藥用凍干技術(shù)確實(shí)發(fā)展很快，存在的問題也不少（特別是軟件研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)遲后于硬件）。邁向21世紀(jì)凍干技術(shù)，應(yīng)該注意以下幾方面的工作：（1）加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研工作。與大學(xué)或研究所、藥廠聯(lián)合組成凍干基礎(chǔ)理論、凍干工藝及最前沿的凍干技術(shù)研究，作為企業(yè)賴以生存發(fā)展的后盾力量。開發(fā)新一代的可在線監(jiān)控、節(jié)能型、高穩(wěn)定性、高可靠性及無人操作型的全自動(dòng)真空冷凍干燥機(jī)，以符合現(xiàn)行GMP標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）隨著WTO開放，國外凍干機(jī)制造商利用其特有歷史和專長進(jìn)入中國市場，使中國凍干機(jī)制造商面臨困境。中國凍干機(jī)制造商只有自身不斷技術(shù)改進(jìn)，提高公司人員和管理素質(zhì)，產(chǎn)品應(yīng)取得ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證和產(chǎn)品安全性CE認(rèn)證，并利用其性價(jià)比與國外凍干機(jī)廠家競爭，同時(shí)開拓東南亞等市場。（3）進(jìn)一步加強(qiáng)最新技術(shù)信息渠道，不斷地與國外同行進(jìn)行凍干技術(shù)交流來提高自身的技術(shù)水平，積極尋找國外著名凍干機(jī)廠商與其合作共同開發(fā)。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：淺析涂料工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

涂料工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

趙晨 學(xué)號(hào)：1201220301

摘要:隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，涂料的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。涂料的消費(fèi)水平已經(jīng)成為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之

一。向集團(tuán)化、規(guī)模化、專業(yè)化方向發(fā)展，發(fā)展綠色涂料已經(jīng)成為十分緊迫的任務(wù)。

關(guān)鍵詞：涂料現(xiàn)狀趨勢

隨著涂料產(chǎn)品品種越來越多，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，涂料工業(yè)已成為化學(xué)工業(yè)中一個(gè)重要的獨(dú)立工業(yè)生產(chǎn)部門。我國目前涂料產(chǎn)量約為200萬噸以上，其中工業(yè)涂料占60%，近年來需求量以3.4%的平均速度增長。

20世紀(jì)90年代，世界發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了“綠色革命”，促使涂料工業(yè)的發(fā)展向“綠色”涂料方向大步邁進(jìn)。以工業(yè)涂料為例，在北美，1992年常規(guī)溶劑型涂料占49%，到2002年降為26%；水性涂料、高固體份涂料、光固化涂料和粉末涂料由1992年的51%增加至2002年的74%。在歐洲，常規(guī)溶劑型涂料由1992年的49%將降到2002年27%；而水性涂料、高固體涂料光固化涂料和粉末涂料將由1992年的51%增加至2002年的73%。今后10年，水性涂料將是成熟的技術(shù)，而60%以下固體含量的溶劑型涂料則處于衰退中。

目前，涂料研究的方向一是涂料應(yīng)用的自動(dòng)化，所提供的產(chǎn)品施工簡便和安全，特別是產(chǎn)品涂裝的自動(dòng)化；二是向環(huán)保型涂料方向發(fā)展；三是增加新的組成成分，使涂料在涂后發(fā)生新的化學(xué)變化而構(gòu)成涂膜，以及將由一次施工只能得到薄涂層轉(zhuǎn)變?yōu)榈玫胶裢繉?，涂膜層?shù)也將由繁瑣的的多道配套簡化為簡單施工，涂膜的干燥過程也將利用各種物理、化學(xué)反應(yīng)而大大縮短。

水性涂料的發(fā)展

隨著各國對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物及有毒物質(zhì)的限制越來越嚴(yán)格，以及樹脂、配方的優(yōu)化和適用助劑的開發(fā)，預(yù)計(jì)水性涂料在金屬防銹涂料、裝飾涂料、建筑涂料等方面應(yīng)用替代溶劑型涂料將取得突破性進(jìn)展。

乳膠涂料在水性涂料中占絕對(duì)優(yōu)勢，如美國的乳膠涂料占建筑涂料的90%。乳膠涂料的研究成果約占全部涂料研究成果的20%，研究較多的方向有以下幾個(gè)方面：成膜機(jī)理的研究，這方面的研究主要是改善涂膜的性能；施工應(yīng)用的研究，美國、日本、德國等國家已生產(chǎn)出金屬防銹底、面漆，在市場上頗受歡迎。

熱塑性乳膠基料常用丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物或聚氨酯分散體，通過大分子量的顆粒聚結(jié)而固化成膜。乳膠顆粒的聚結(jié)性關(guān)系到乳膠成膜的性能。近幾年來，著重于強(qiáng)附著性基料和快干基料的研制，以及混合乳膠的開發(fā)。一般水性乳膠聚合物對(duì)疏水性底材，附著性差，為提高乳膠附著力，必須注意乳膠聚合物和配方的設(shè)計(jì)，使其盡量與底材的表面接近，并精心選擇合適的聚結(jié)劑，降低水的表面張力，以適應(yīng)底材。新開發(fā)的聚合物乳膠容易聚結(jié)，聚結(jié)劑用量少也能很好的成膜，現(xiàn)已在家具、機(jī)器等塑料制品上廣泛應(yīng)用。

新研制的乳膠混合物彌補(bǔ)了水稀釋醇酸剛性熱塑性乳膠各自的不足，通過配方設(shè)計(jì)，已解決了混溶性和穩(wěn)定性差的問題。水性聚氨酯涂料是近年來迅速發(fā)展的一類水性涂料，除具有一般聚氨酯涂料的高強(qiáng)度、耐磨等優(yōu)異性能外，并且對(duì)環(huán)境無污染，中毒和著火的危險(xiǎn)性小。由于水性聚氨酯樹脂分子內(nèi)存在氨酯鍵，所以水性聚氨酯涂料的柔韌性、機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐化學(xué)藥品及耐久性等都十分優(yōu)異，歐、美、日均視其為高性能現(xiàn)代涂料品種而大力研發(fā)。

粉末涂料發(fā)展迅速

在涂料工業(yè)中，粉末涂料屬于發(fā)展最快的一類。

由于世界上出現(xiàn)了嚴(yán)重的大氣污染，環(huán)保法規(guī)對(duì)污染控制日益嚴(yán)格，要求開發(fā)無公害、省資源的涂料品種。因此，無溶劑、具有保護(hù)和裝飾綜合性能的粉末涂料，便因其具有獨(dú)有的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益而獲得飛速發(fā)展。

粉末涂料的主要品種有環(huán)氧樹脂、聚酯、丙烯酸和聚氨酯粉末涂料。近年來，聚氨酯粉末以其優(yōu)異的性能令人注目。

高固體份涂料發(fā)展動(dòng)向

在環(huán)境保護(hù)措施日益強(qiáng)化的情況下，高固體份涂料有了迅速發(fā)展。其中以氨基、丙烯酸和氨基丙烯酸涂料的應(yīng)用較為普遍。近年來，美國Mobay公司開發(fā)了一種新型汽車流水線用面漆。這種固體份高、單組份聚氨酯改性聚合物體系，可用于剛性和柔性底材上，并且有優(yōu)異的耐酸性、硬度以及顏料的捏合性。

光固化涂料的進(jìn)展

光固化涂料也是一種不用溶劑，節(jié)省能源的涂料，主要用于木器家具等。在歐洲和發(fā)達(dá)國家的木器家具用漆的品種中，光固化型市場潛力大，很受大企業(yè)青睞。主要是木器家具流水作業(yè)的需要，美國現(xiàn)約有700多條大型光固化涂裝線，德國、日本等大約有40%的高級(jí)家具采用光固化涂料。

幾種特殊涂料的應(yīng)用

1.防污涂料

近年來，荷蘭Sigma公司研制成功一種新型不含錫防污涂料。它的自拋光性與現(xiàn)有含錫防污涂料相同。最近，日本的關(guān)西涂料公司新開發(fā)的一種對(duì)水中生物無毒性的不含有機(jī)錫和氧化亞銅的名為CaptainCrystal的船用防污涂料。作為改善地球環(huán)境的這種涂料，能有效防止生物附著在船底上，持續(xù)時(shí)間可達(dá)5年。

2.防腐涂料

國外十分重視長效防腐涂料的發(fā)展，主要品種有無機(jī)富鋅漆、環(huán)氧瀝青、乙烯基樹脂、厚漿型氯化橡膠、無溶劑環(huán)氧聚酰胺和無溶劑環(huán)氧砂漿涂料等。用20%～30%的片狀玻璃粉填入雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二甲酸不飽和聚酯、環(huán)氧丙烯酸樹脂等基料中組成的長效防腐涂料，用于海洋設(shè)施的涂裝，其防腐壽命超過10年。

3.陰極電泳涂料

這類涂料在國外發(fā)展很快，并取得了許多新的成就。其中最有代表的是開發(fā)了厚膜型陰極電泳涂料、低溫固化型和彩色陰極電泳涂料。厚膜陰極電泳涂料是美國PPG公司研制成功電泳涂料，一次成膜比較厚，外觀平整，各項(xiàng)性能均優(yōu)良；低溫固化型陰離子電泳涂料是20世紀(jì)80年代末，日本神東涂料公司和日本油脂公司共同開發(fā)的新品種。該涂料的標(biāo)準(zhǔn)固化條件為：130/20分鐘或160/5分鐘；彩色陰極電泳涂料是日本關(guān)西涂料公司開發(fā)的，以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)，采用特殊異氰酸酯交聯(lián)，并配以第三成份丙烯酸樹脂，可在電泳中均一沉積形成復(fù)合層涂膜。這種技術(shù)可使環(huán)氧樹脂系陰極電泳涂料彩色化，也提高了涂層的耐候性。邊棱防銹型陰極電泳涂料，要求減少涂膜溶融時(shí)的流動(dòng)性，提高涂膜的邊棱覆蓋率，以改善陰極電泳涂料邊棱的防腐蝕性。我國應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)膜厚30～40微米，耐鹽霧1000小時(shí)的厚膜型陰極電泳漆和耐鹽霧720小時(shí)以上的普通型陰極電泳漆。

其他有關(guān)方面的發(fā)展態(tài)勢

為了適應(yīng)涂料產(chǎn)品性能提高和品種增加的需要，要不斷提高所需顏料的性能，更廣泛地利用有機(jī)顏料，如偶氮系、酞菁系和具有優(yōu)良耐曬、耐溶劑性能的蒽醌系顏料。

在涂料中擴(kuò)大使用輔助材料對(duì)涂料的發(fā)展也越來越顯重要。如紫外線吸收劑應(yīng)用于涂料中，能提高耐光性；抗氧化劑能提高耐老化性；隨著水性涂料的發(fā)展，濕潤劑的品種將不斷擴(kuò)大；在利用紫外線干燥的涂料中，需要利用光固化劑。這些輔助材料在今后將被更廣泛地利用。

計(jì)算機(jī)在涂料工業(yè)中的應(yīng)用可使涂料配方改進(jìn)、大工業(yè)生產(chǎn)、生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)最佳化，且能迅速解決涂料的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用和銷售等方面所出現(xiàn)的技術(shù)和管理問題。

隨著涂料需求量和產(chǎn)品品種的增加，涂料生產(chǎn)工藝也需不斷改進(jìn)。改進(jìn)的總趨勢是進(jìn)一步簡化工藝過程，提高生產(chǎn)率。實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化。今后射流技術(shù)、可控硅技術(shù)、納米技術(shù)等將在涂料工業(yè)中廣泛應(yīng)用，從而使生產(chǎn)的自動(dòng)化程度達(dá)到新的水平。

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第三篇：淺談鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

淺談鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

【摘要】隨著油田的深入開發(fā)，鉆井技術(shù)有了質(zhì)的發(fā)展，鉆井工藝技術(shù)研究、破巖機(jī)理研究、固控技術(shù)研究、鉆井儀表技術(shù)研究、保護(hù)油氣層鉆井完井液技術(shù)研究以及三次采油鉆井技術(shù)等都取得了科研成果，施工技術(shù)逐漸多樣化，目前已在水平井、徑向水平井、小井眼鉆井、套管開窗側(cè)鉆井、欠平衡壓力鉆井等方面獲得了突破。一些先進(jìn)的鉆井技術(shù)走出國門，走向世界，如：計(jì)算機(jī)控制下套管技術(shù)、套管試壓技術(shù)、隨鉆測斜技術(shù)、密閉取心技術(shù)、固控裝備、鉆井儀表、鉆井液監(jiān)測技術(shù)、MTC固井技術(shù)及化學(xué)堵漏技術(shù)等，本文就國內(nèi)鉆井技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】鉆井技術(shù)；發(fā)展趨勢；油田開發(fā)

引言

通過鉆井技術(shù)及管理人員的不懈努力，鉆井硬件設(shè)施已經(jīng)比較完善，很多鉆井公司配備了先進(jìn)的鉆井工藝實(shí)驗(yàn)室、固控設(shè)備實(shí)驗(yàn)室、鉆井儀表實(shí)驗(yàn)室、油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、高分子材料試驗(yàn)車間、全尺寸科學(xué)實(shí)驗(yàn)井等，這些硬件設(shè)施滿足了各種鉆井工程技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的需要。鉆井技術(shù)也有了長足發(fā)展，具備了世界先進(jìn)水平，鉆井技術(shù)的進(jìn)步為油田科技事業(yè)的發(fā)展做出了積極的貢獻(xiàn)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，如TZC系列鉆井參數(shù)儀作為技術(shù)產(chǎn)品曾多次參與國內(nèi)重點(diǎn)探井及涉外鉆井工程技術(shù)服務(wù)，并受到外方的認(rèn)可。多年來，由于不斷進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)研究與新技術(shù)的推廣應(yīng)用，水平井鉆井技術(shù)迅速提高。水平鉆進(jìn)技術(shù)是在定向井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)鉆進(jìn)新技術(shù)，其特點(diǎn)是能擴(kuò)大油氣層裸露面積、顯著提高油氣采收率及單井油氣產(chǎn)量。對(duì)于薄油層高壓低滲油藏以及井間剩余油等特殊油氣藏，水平井技術(shù)更具有明顯的優(yōu)勢。

1、鉆井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

從世界能源消耗趨勢看，還是以油氣為主，在未來能源消耗趨勢中，天然氣的消耗增加較快，但是在我國仍然以石油、煤炭作為主要能源。盡管如此，我國的油氣缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要進(jìn)口，從鉆井的歷史看，我國古代鉆井創(chuàng)造了輝煌歷史，近代鉆井由領(lǐng)先淪為落后，現(xiàn)代鉆井奮起直追，逐步縮小差距，21世紀(jì)鉆井技術(shù)有希望第二次走向輝煌。隨著鉆進(jìn)區(qū)域的不斷擴(kuò)大及鉆井難度的不斷增加，各種新的鉆井技術(shù)不斷出現(xiàn)，目前，水平井鉆井技術(shù)逐漸成為提高油氣勘探開發(fā)最有效的手段之一。各種先進(jìn)的鉆井技術(shù)在油田開發(fā)中顯示出了其優(yōu)越性，新技術(shù)、新工藝日益得到重視和推廣應(yīng)用。例如：旋轉(zhuǎn)鉆井技術(shù)，是目前世界上主要的鉆井技術(shù)，旋轉(zhuǎn)鉆井方式有以下幾種：轉(zhuǎn)盤（或頂驅(qū)）驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井方式、井下動(dòng)力與鉆柱復(fù)合驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井方式（雙驅(qū)）、井下動(dòng)力鉆具旋轉(zhuǎn)鉆井方式、特殊工藝旋轉(zhuǎn)鉆井方式：欠平衡鉆井、套管鉆井、連續(xù)管鉆井、膨脹管鉆井等、沖旋鉆井方式（空氣錘鉆井等）。其中，沖擊旋轉(zhuǎn)鉆井就是在普通旋轉(zhuǎn)鉆井鉆頭上部接一個(gè)沖擊器。沖擊器（有液動(dòng)沖擊器，氣動(dòng)錘等）是一種井底動(dòng)力機(jī)械，依靠高壓鉆井流體，推動(dòng)其活塞沖錘上下運(yùn)動(dòng)，撞擊鐵砧，并通過滑接套傳遞給鉆頭，鉆頭在沖擊動(dòng)載和靜壓回轉(zhuǎn)的聯(lián)合作用下破碎巖石。沖擊力不同于靜壓力，它是一種加載速度極大的動(dòng)載荷，作用時(shí)間極短，巖石中的接觸應(yīng)力瞬時(shí)可達(dá)最大值并引起應(yīng)力集中，巖石不易產(chǎn)生塑性變形，表現(xiàn)為脆性增加，巖石易形成大體積破碎，提高鉆井速度。從破巖機(jī)理來看，空氣錘鉆井主要依靠空氣錘活塞對(duì)鉆頭的高頻沖擊作用破巖，而不需要采用大鉆壓迫使鉆頭吃入地層破巖。因此，鉆井作業(yè)中，空氣錘鉆井技術(shù)是采用低轉(zhuǎn)速（20～30rpm）、小鉆壓（5～10kN）及高頻震擊破巖方式的鉆進(jìn)技術(shù)，既能有效滿足井斜控制要求，又能大幅度提高機(jī)械鉆速，是一種比較理想的防斜打快鉆井技術(shù)。

2、與鉆井技術(shù)相關(guān)難題分析

（1）針對(duì)我國復(fù)雜深井和超深井鉆井工程中面臨的嚴(yán)重井斜和低效率等技術(shù)難題，應(yīng)積極組織優(yōu)勢力量，從客觀（地層各向異性）和主觀（垂鉆系統(tǒng)）兩個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)研究，以期盡快獲得具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)控制工具、科學(xué)計(jì)算軟件及智能鉆井系統(tǒng)等。隨著材料、信息、測量與控制等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，鉆井與油氣井工程技術(shù)不斷朝著信息化、智能化及自動(dòng)化的方向發(fā)展，如旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)、智能完井等。應(yīng)積極發(fā)展膨脹管技術(shù)，以便徹底革新井身結(jié)構(gòu)，推動(dòng)油氣井工程的技術(shù)革命。這不僅能夠大幅度提高石油工程效率和效益，而且能夠?yàn)椴粩鄤?chuàng)造人類“入地、下?！钡男录o(jì)錄提供高技術(shù)支持。

（2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、深井超深井、高危氣井及特殊工藝鉆井等技術(shù)系列，在20世紀(jì)90年代已得到迅速發(fā)展與應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)后，這些技術(shù)系列仍是油氣資源勘探與開發(fā)所需要的關(guān)鍵技術(shù)系列，并將得到進(jìn)一步發(fā)展與提高。與國外先進(jìn)水平相比，我國在這些技術(shù)方面整體上仍存在較大的差距。國外先進(jìn)的自動(dòng)垂鉆系統(tǒng)，雖然可以在昂貴的復(fù)雜深井和超深井垂直鉆井工程中發(fā)揮有效作用，但目前的技術(shù)水平仍在使用條件上具有一定的局限性，在實(shí)際工作中應(yīng)注意對(duì)其進(jìn)行科學(xué)評(píng)估與合理選用。

（3）鉆井逐漸與錄井、測井及地震等信息技術(shù)融為一體，以有效地解決鉆井過程中的不確定性問題，從而可提高油氣鉆探與開發(fā)的效果和效益，如LWD和SWD等技術(shù)即為典型例證。

3、油氣鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢

油氣井包括普通結(jié)構(gòu)井和復(fù)雜結(jié)構(gòu)井。復(fù)雜結(jié)構(gòu)井包括多分支井、大位移井、水平井、復(fù)雜地條件下的深井超深井、高危氣井、高溫高壓氣井等。地下環(huán)境的復(fù)雜性及其不確定性（地應(yīng)力、地層壓力、各向異性、可鉆性、理化特性、不穩(wěn)定性等地層特性十分復(fù)雜和異常）給油氣鉆探造成極大困難：鉆井事故多、速度慢、質(zhì)量差、效益低（成本高），嚴(yán)重制約了油氣勘探開發(fā)的步伐。目前，鉆井復(fù)雜深井油氣鉆探難度很大，鉆井技術(shù)正在根據(jù)實(shí)際需求，不斷攻克難關(guān)，未來鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢：大位移井技術(shù)在我國逐步應(yīng)用，采用大位移井技術(shù)已經(jīng)開發(fā)了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡鉆井技術(shù)正在各大油田推廣應(yīng)用；國外已經(jīng)成熟的CTD（連續(xù)管鉆井）技術(shù)，我國也逐漸開始常識(shí)應(yīng)用；膨脹管鉆井技術(shù)和套管鉆井技術(shù)也有了實(shí)質(zhì)性發(fā)展；旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)正在研制中；鉆井向地球的更深處鉆探、井身結(jié)構(gòu)有重大革新、挑戰(zhàn)大位移井延伸極限、鉆井的信息化與智能化發(fā)展、井下測量與可視化計(jì)算。

結(jié)束語

經(jīng)過歷代鉆井人員的努力，國內(nèi)各油田鉆井隊(duì)伍不斷壯大，鉆井裝備水平逐漸提高，生產(chǎn)管理水平實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，眾多先進(jìn)鉆井技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。但是，隨著油田開發(fā)的不斷深入，油田開采難度逐漸加大，勘探開發(fā)有了更高的要求，這給鉆井技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)，鉆井難度不斷加大。相信在鉆井人員在苦難面前一定能夠正確面對(duì)，一定能夠不斷的進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，一定能夠不斷解決世界性難題，為油田勘探開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]沈忠厚，黃洪春，高德利.世界鉆井技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展趨勢分析[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009年04期

[2]李東方.我國石油鉆井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢初探[J].化工管理，2014年08期

第四篇：淺談國內(nèi)外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

淺談國內(nèi)外模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

日前，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布了《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。其中，涉及橡膠行業(yè)的有特種橡膠、有機(jī)硅材料、高性能氟材料、高性能纖維及復(fù)合材料等。

2012-2016年中國氯丁橡膠產(chǎn)業(yè)調(diào)研與投資潛力研究報(bào)告

重點(diǎn)產(chǎn)品包括丁基橡膠、溴化丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、溶聚丁苯橡膠、丙烯酸酯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、稀土異戊橡膠、稀土順丁橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯熱塑性彈性體、聚脲彈性體、苯乙烯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體、液體硅橡膠、空間級(jí)硅橡膠、氟橡膠、間位芳綸、對(duì)位芳綸、對(duì)位芳綸復(fù)合基材等。

您還可以到中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)（chyxx-com）上找，有相當(dāng)權(quán)威的行業(yè)資訊和調(diào)研報(bào)告。希望可以幫到您。發(fā)展策略是自主研發(fā)和技術(shù)引進(jìn)并舉，走精細(xì)化、系列化路線，大力開發(fā)新產(chǎn)品、新牌號(hào)，改善產(chǎn)品質(zhì)量，努力擴(kuò)大規(guī)模，力爭到2015年國內(nèi)市場滿足率超過70％。擴(kuò)大丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠及相關(guān)彈性體等生產(chǎn)規(guī)模，加快開發(fā)丙烯酸酯橡膠及彈性體、鹵化丁基橡膠、氫化丁腈橡膠、耐寒氯丁橡膠和高端苯乙烯系彈性體、耐高低溫硅橡膠、耐低溫氟橡膠等品種，積極發(fā)展專用助劑，強(qiáng)化為汽車、高速鐵路和高端裝備制造配套的高性能密封、阻尼等專用材料開發(fā)。

第五篇：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

汽油機(jī)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，帶動(dòng)了汽車的發(fā)展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。近年來隨著電子技術(shù)的發(fā)展，又使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)如虎添翼，成為高新技術(shù)的集成。

一、世界汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

為了適應(yīng)汽車對(duì)節(jié)油、環(huán)保、安全的需要，車用汽油機(jī)主要朝著更節(jié)油、更環(huán)保的方向發(fā)展，因此歐洲己執(zhí)行歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。以下為國外在汽油機(jī)方面主要先進(jìn)技術(shù)。

1．多氣門技術(shù)：每缸3-5個(gè)氣門（大多為4氣門），可提高功率，改善燃燒質(zhì)量，如捷達(dá)王5氣門、豐田8A4氣門等。

2．雙頂置凸輪軸（D.HC）可提高轉(zhuǎn)速、提升可靠性。

3．可變氣門正時(shí)（VVT）：根據(jù)不同轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)氣門時(shí)，可節(jié)省燃油，改善排放，如本田VTEC、豐田VVT-i等。

4．汽油機(jī)增壓：可提高升功率，在排量不變的情況下，可提高功率，如帕薩特1.8T轎車。

5．可變進(jìn)氣道長度（VIM）：在不同轉(zhuǎn)速下使用不同進(jìn)氣道長度，保證在任何工況下都有較好的充氣效率，如奧迪A6。

6．停缸技術(shù)：在輸出功率減小時(shí)，使一部分氣缸停止工作，可節(jié)省燃油，如通用開拓者EXT 2005款有8個(gè)氣缸，需要時(shí)可使4個(gè)氣缸一停止工作。

7．全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)：使用鋁缸體、缸蓋、活塞等，可減小質(zhì)量，節(jié)省燃油，如日本鈴木1.3L、1.4L汽油機(jī)。

8．智能驅(qū)動(dòng)氣門（SVA）：取代傳統(tǒng)凸輪軸，每一個(gè)氣門挺桿上有一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器，可以減少20%油耗及污染物，如：法國法雷奧公司已設(shè)計(jì)出樣機(jī)，2009年可大批量投產(chǎn)。9．可變壓縮比汽油機(jī)：將傳輸功率與壓縮比控制功能進(jìn)行整合，壓縮比可變。2005年法國MCE-5公司己開發(fā)出樣機(jī)。

10．汽油機(jī)直噴（GDI）和稀薄燃燒技術(shù)：將高壓汽油直接噴射到氣缸內(nèi)，周圍為稀薄混合氣，實(shí)現(xiàn)分層燃燒，可提高燃料經(jīng)濟(jì)性，節(jié)油約20%，如豐田皇．冠3.0L V6汽油機(jī)（國產(chǎn)皇冠無GDI技術(shù)）。

11．可控燃燒速率系統(tǒng)（CBR）：兩個(gè)進(jìn)氣道，有一個(gè)是切向進(jìn)氣的，另一個(gè)是中性的。噴油器向兩個(gè)進(jìn)氣道噴入等量的燃油。改變進(jìn)氣口封閉控制閥的位置，可調(diào)節(jié)氣缸內(nèi)空氣渦流強(qiáng)度和混合氣濃度，實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒；

12．發(fā)動(dòng)機(jī)控制用ECU已達(dá)32位，匹配參數(shù)超過6000個(gè)。

二、國內(nèi)汽油機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展水平

我國早期汽油機(jī)大多是引進(jìn)和測繪仿制產(chǎn)品，如：一汽解放載貨車用CA6102、BJ2020車用BN492Q、南汽輕型貨車用6427等。之后隨著中外合資企業(yè)的建立及技術(shù)引進(jìn)，我國汽車行業(yè)已生產(chǎn)多種機(jī)型，例如：切諾基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔納AEE（1.8L）；帕薩特AWL（1.8L）；北京現(xiàn)代伊蘭特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；長安奧拓JL368Q（0.8L）；廣州豐田凱美瑞（豐田2.4L）；廣州本田雅閣（2.0L、2AL、3.0L）；廣州本田飛度（1.3L、1.5L）；東風(fēng)日產(chǎn)（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轎車引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的克萊斯勒CA488（2.2L）；沈陽航天三菱引進(jìn)的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油機(jī)；東安動(dòng)力引進(jìn)的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;東風(fēng)悅達(dá)起亞千里馬（1.6L）,以及國內(nèi)沈陽新光、保定長城等企業(yè)生產(chǎn)的491Q（豐田4Y），吉利生產(chǎn)的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油機(jī)等。

在技術(shù)應(yīng)用方面，大多數(shù)引進(jìn)機(jī)型和合資企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)型都采用一些國外先進(jìn)技術(shù)。1．天津豐田8A、5A,東風(fēng)本田，北京現(xiàn)代，奇瑞SQR372（0.8L）、SQR481Q（1.6L），神龍公司愛麗舍（1.6L）等都使用多氣門和DOHC技術(shù)。

2．東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)，天津豐田發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的花冠、皇冠汽油機(jī)，東風(fēng)日產(chǎn)，北京現(xiàn)代等生產(chǎn)的汽油機(jī)型都引進(jìn)可變氣門技術(shù)（VTEC、VVT-i、CVVT等）。特別是奇瑞公司，在AVL公司幫助下開發(fā)的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油機(jī)使用了VVT可變氣門技術(shù)，吉利也開發(fā)出了帶可變技術(shù)的自主品牌汽油機(jī)。

3．汽油機(jī)直噴（GDI）發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)尚未批量生產(chǎn)，但奇瑞公司在AVL公司幫助下開發(fā)的自主品牌2.0L SQR484J汽油機(jī)使用了GDI技術(shù)。

4．全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)產(chǎn)品較多，如長安鈴木雨燕1.3L汽油機(jī)、東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品、上海大眾POLO發(fā)動(dòng)機(jī)等，奇瑞動(dòng)力1.6L SQR481F（已投產(chǎn)）和SQR481 H及未投產(chǎn)的SQR484J、SQR681 V（2.4L）、SQR684V（3.0L）都是全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)。

5．國內(nèi)奇瑞公司已投產(chǎn)的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系統(tǒng)，奇瑞公司其他樣機(jī)中不少機(jī)型也裝有CBR系統(tǒng)。

6．國內(nèi)引進(jìn)的已投產(chǎn)機(jī)型中已有不少機(jī)型采用渦輪增壓技術(shù)：如PASSAT 1.8T、寶來1.8T等；華晨金杯在德國FEV公司幫助下開發(fā)的1.8T汽油機(jī)，也是增壓機(jī)型（配裝中華轎車）。

7．停缸技術(shù)、智能氣門、可變壓縮比等技術(shù)尚未在國內(nèi)生產(chǎn)的汽油機(jī)中采用。

8．發(fā)動(dòng)機(jī)電噴管理系統(tǒng)（EMS）國內(nèi)主要有聯(lián)合電子有限公司、北京萬源德爾福發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)公司，分別是中方與德國BOSCH公司和中方與美國德爾福公司的合資企業(yè)。同時(shí)，還有馬瑞利、電裝和摩托羅拉等企業(yè)生產(chǎn)。

9．汽油機(jī)電噴系統(tǒng)中傳感器、電控噴油泵等國內(nèi)己批量生產(chǎn)；汽油機(jī)排氣系統(tǒng)中三效催化轉(zhuǎn)化器及陶瓷芯等，國內(nèi)己批量生產(chǎn)，如：大連華克吉來特、天津卡達(dá)克高新技術(shù)公司等生產(chǎn)三效催化轉(zhuǎn)化器；在蘇州的日本獨(dú)資企業(yè)NGK（蘇州）環(huán)保陶瓷有限公司生產(chǎn)國Ⅲ、國Ⅳ汽油機(jī)用三效催化轉(zhuǎn)化器陶瓷芯等。

三、汽車產(chǎn)量持續(xù)增加引發(fā)系列問題

全球汽車總保有量將從目前的約8億輛增加到2020年的12億輛，21世紀(jì)中葉，將達(dá)38億輛，其中，發(fā)展中國家汽車保有量將增長15倍以上。目前全球每年新生產(chǎn)的各種汽車約6400萬輛，按平均每輛車年消耗10到15桶石油及石油制品計(jì)算，汽車的石油消耗量每年達(dá)85至127億桶，約占世界石油產(chǎn)量的一半。石油資源的開采每年達(dá)幾十億噸，經(jīng)過長期的現(xiàn)代化大規(guī)模開采，石油資源日漸枯竭，按科學(xué)家預(yù)測，地球上的石油資源如果按目前的開采水平，僅僅可以維持60到100年左右。2007年我國進(jìn)口石油1.9億噸，預(yù)計(jì)到2020年前后我國的石油進(jìn)口量有可能超過日本，成為亞太地區(qū)第一大石油進(jìn)口國。國務(wù)院發(fā)展研究中心預(yù)測，預(yù)計(jì)到2010年和2020年，我國汽車消耗石油為1.38億噸和2.56億噸，約占全國石油總消耗量的43%和67％。因此能源危機(jī)是我們必需面對(duì)的重要問題。

汽車擁有量的增長帶來了許多問題，如健康威脅、環(huán)境污染、氣候變化、能源短缺和交通擁擠等。目前空氣污染在城區(qū)已經(jīng)成為非常嚴(yán)重的問題，汽車的有害物排放對(duì)人類的生存環(huán)境形成了一種公害性的破壞，據(jù)資料顯示，市區(qū)的大氣污染物60%來自于汽車尾氣。全球變暖、氣候變化正在吸引人們更大的注意力，與之相對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。2010年左右，發(fā)展中國家能源的供需平衡問題將會(huì)導(dǎo)致世界石油價(jià)格的波動(dòng)，在保證環(huán)保的同時(shí)，使用替代能源的汽車將成為汽車制造商開發(fā)的重點(diǎn)。2008年，歐盟要求轎車CO2排放達(dá)到140克/公里，對(duì)于汽油車，對(duì)應(yīng)油耗將達(dá)到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求達(dá)到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放將是汽車行業(yè)目前急需解決的問題。

四、汽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢

由于汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性比柴油機(jī)差，所以降低汽油機(jī)的能耗已經(jīng)成為汽車界當(dāng)前必須要解決的一個(gè)問題。具有理論空燃比的均質(zhì)混合氣的燃燒理論在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛使用，它的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)用三效催化器來降低CO、HC和NOx等廢氣的排放。不足之處是不能獲得較高的燃油經(jīng)濟(jì)性，為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和降低廢氣排放，燃燒技術(shù)在不斷地發(fā)展。汽油機(jī)經(jīng)歷了由完全機(jī)械控制的化油器供油為主到采用電控噴射、缸內(nèi)直噴、電輔助增壓和電動(dòng)氣門、可變壓縮比、停缸等技術(shù)的變化，汽油機(jī)發(fā)展的最終方案將采用綜合汽油機(jī)和柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)的燃燒控制技術(shù)。

目前最有代表性的三大汽油機(jī)技術(shù)是：

a.汽油直噴技術(shù)。開發(fā)車用具有汽油機(jī)優(yōu)點(diǎn)同時(shí)具有柴油機(jī)部分負(fù)荷高燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的研究目標(biāo)。汽油缸內(nèi)直噴是提高汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要手段，近些年來，以缸內(nèi)直噴汽油機(jī)(Gasoliine Direct Injection, GDI)為代表的新型混合氣形成模式的研究和應(yīng)用，極大地提高了汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。以日本為代表的非均質(zhì)直噴技術(shù)面臨燃燒穩(wěn)定性和后處理等問題，同時(shí)以歐洲為代表的均質(zhì)直噴技術(shù)正在興起。

b.電動(dòng)氣門與無凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)(Variable Valve Timing, VVT)是針對(duì)在常規(guī)車用發(fā)動(dòng)機(jī)中,因氣門定時(shí)固定不變而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)某些重要性能在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)不能很好的滿足需要而提出的。VVT技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況范圍內(nèi)提供最佳的配氣正時(shí)，較好地解決了高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速，大負(fù)荷與小負(fù)荷下動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，同時(shí)在一定程度在一定程度上改善了排放性能。隨著環(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展目標(biāo)。VVT技術(shù)由于自身的優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們重視，尤其是當(dāng)今電子技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了VVT技術(shù)從研究階段向?qū)嵱秒A段發(fā)展。電動(dòng)氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)控制和循環(huán)過程管理帶來一系列技術(shù)變革，如取消節(jié)氣門、可變壓縮比、部分停缸等。

c.燃燒方式的混合。傳統(tǒng)的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程在火焰?zhèn)鞑ブ?，火焰前鋒的溫度比未燃混合氣高很多。所以這種燃燒過程雖然混合氣時(shí)均勻的，但是溫度分布仍是不均勻，局部的高溫會(huì)導(dǎo)致在火焰經(jīng)過的區(qū)域形成NOx。柴油機(jī)的燃燒過程是擴(kuò)散型的，燃燒過程中燃燒速率由混合速率決定，點(diǎn)火在許多點(diǎn)發(fā)生，這種類型的燃燒過程混合和燃燒都是不均勻的，NOx在燃燒較稀的高溫區(qū)產(chǎn)生，固體微粒在燃料較濃的高溫區(qū)產(chǎn)生。在均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)過程中，理論上是均勻的混合氣和殘余氣體，在整個(gè)混合氣體中由壓縮點(diǎn)燃，燃燒是自發(fā)的、均勻的并且沒有火焰?zhèn)鞑?，這樣可以阻止NOx和微粒的形成。這種汽油機(jī)均質(zhì)與柴油機(jī)壓燃混合的燃燒方式，以燃料技術(shù)和控制技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種燃燒方式優(yōu)點(diǎn)的均質(zhì)壓燃HCCI內(nèi)燃機(jī)技術(shù)正在興起。

汽車產(chǎn)量持續(xù)的發(fā)展面臨著許多問題，降低燃油消耗量和二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。隨著汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)性能的提高，相信在不久我們將使用上更節(jié)能、更高性能的汽車。