【正文】 擋（ 1 9 2 1 2 2 ）4 = 223 . 1 4 3 . 1 4 4 5 4 5 3 . 1 4 4 54 1 9 2 1 2 2 4? ? ? ?? ? ???2（ 1 9 2 1 2 2 ）4 = ?（ ） + = 2mm 637 1 0 1 .4 1 0 0 .3 1 0F ?? ? ? ?三 芯 = 39?，F(xiàn)對(duì)三級(jí)閥的膜片進(jìn)行設(shè)計(jì)。 怠速閥閥室及閥體的設(shè)計(jì) 怠速閥閥室的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示： 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 怠速閥閥室 閥室的 ? 62 的內(nèi)腔可放置電磁鐵， M14 螺紋可與閥體旋合，氣體只貯存在M14 螺孔腔內(nèi)。把彈簧壓縮后的最大長(zhǎng)度設(shè)計(jì)初選為 18mm，彈簧的自由長(zhǎng)度初選為 24mm，則彈簧的1? =6mm， 1P =，中徑 2D =15mm， d=，右旋，總?cè)?shù)為 6，有效圈數(shù) 4。 進(jìn)氣接頭的設(shè)計(jì) 進(jìn)氣接頭采用 45 號(hào)鋼制作而成，進(jìn)氣接頭左端裝氣壓表，右端接天然氣管，天然氣進(jìn)氣管可用右邊的螺母旋合。下面在此基礎(chǔ)上對(duì)螺柱和螺栓進(jìn)行選擇和強(qiáng)度校核。 則 b? 222Pddn?? ?三 級(jí) 內(nèi) 徑 = 6 3 2320 .8 1 0 (1 7 0 1 0 )(5 .3 5 0 5 1 0 ) 8??? ? ??? =101MPa 三級(jí)螺栓為松螺栓連接。 天然氣汽車(chē)減壓裝置的拆裝、檢查與調(diào)整 拆卸 1. 卸下高壓電磁閥線圈固定螺母，取下線圈。 9. 卸下二級(jí)杠桿固定螺母，取下二級(jí)杠桿。 3. 檢查彈簧是否損壞或彈力下降，按要求更換損壞的彈簧。 （ 3）依次裝膜片芯子、膜片、壓板、中心螺母。 （ 5）裝薄板彈簧壓在膜片芯子的螺母上，并用螺釘固定在殼體上。 （ 3）檢測(cè)二級(jí)閥輸出壓力，應(yīng)在 － 范圍內(nèi)，如果過(guò)高或過(guò)低，應(yīng)調(diào)整或是更換彈簧。另外，機(jī)械式減壓閥難以精確控制各工況下的空燃比，開(kāi)發(fā)出能對(duì)各工況下的空燃比進(jìn)行優(yōu)化控制，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、排放要求及可靠性、維護(hù)性好的車(chē)用電子燃料供給系統(tǒng)將具 有重要的意義。做好自己的分內(nèi)工作。而且何老師知識(shí)的淵博，教學(xué)態(tài)度的認(rèn)真都對(duì)我是一種很好的教育。 （ 2）卸下壓力表，安裝一級(jí)安全閥和二級(jí)壓力檢測(cè)堵頭。將被測(cè)試的減壓裝置安裝在進(jìn)氣接頭上，接入不高于 20MPa 的高壓氣源，不得有漏氣現(xiàn)象。調(diào)整后再用上述方法檢查，直到密封線吃合良好為止。 （ 2） 調(diào)整杠桿機(jī)構(gòu)前端的調(diào)節(jié)螺栓，使其與閥芯的間隙為 177。 天然氣汽車(chē)供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計(jì) 31 清洗、檢查、更換 1. 將全部零件用汽油清洗干凈并晾干，清洗時(shí)間不得超過(guò) 10 分鐘，并不得使用溶劑性較強(qiáng)的清洗劑，以防橡膠 件變形，老化。 7. 卸下二級(jí)閥彈簧和二級(jí)閥蓋上緊固螺釘，取下二級(jí)閥蓋。如二、三級(jí)彈簧精度下降，可通過(guò)調(diào)整繼續(xù)使用，如一級(jí)彈簧精度下降，則需要拆換彈簧。 三級(jí)閥蓋連結(jié)螺栓與一級(jí)閥蓋連結(jié)螺栓一樣，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核。b PSS? ? = 62 7 . 5 1 0 4 ( 6 3 2 5 1 9 2 )(1 4 . 5 4 ) ( 6 3 2 5 1 9 2 )? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? = 10? = 查《簡(jiǎn)明材料力學(xué)》 [10]可知， 45 號(hào)鋼的許用應(yīng)力 []? =186MPa，由此可知： [ ] 186 MPa???? 所以，該進(jìn)氣接頭設(shè)計(jì)合理。它被組裝后安裝在一級(jí)減壓閥的側(cè)壓口，從而保證一級(jí)閥室的氣壓不超過(guò)額定壓力的 倍，即 。下面對(duì)閥芯的重力進(jìn)行粗略計(jì)算。在怠速閥中有一個(gè)與閥體旋緊且密封的室，它與二級(jí)閥室相連通。 閥芯兩面的壓力差對(duì)閥芯的作用力為： 2 68 104FP ? ??? ? ? ? ? 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 = 2563 .1 4 81 .0 1 0 1 04 ??? ? ? = 通過(guò)調(diào)節(jié)三級(jí)壓力調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)節(jié)三級(jí)閥的初始開(kāi)度。 圖 三級(jí)減壓閥杠 桿 三級(jí)閥口的內(nèi)徑初選為 8mm，外徑初選為 11mm，三級(jí)閥的真空度一般為~1KPa。當(dāng)閥室內(nèi)的真空度為 0 或是不夠大時(shí)，在壓力彈簧的作用下，閥口處于關(guān)閉狀態(tài)。 二級(jí)減壓閥彈簧的設(shè)計(jì) 由已知條件得知，當(dāng)二級(jí)閥口 vq =0 時(shí)， 2P =， 1P =，當(dāng)二級(jí)閥口流量 vq =40 3m /h時(shí)， 2P =， 1P =。 天然氣縫隙減壓的壓降與流量 q 的關(guān)系與其粘度有關(guān)，天然氣粘度在不同壓強(qiáng)狀態(tài)下的值是不同的，下面對(duì)天然氣在高壓狀況下的粘度進(jìn)行計(jì)算（因?yàn)樘烊粴獾闹饕煞菔羌淄?，甲烷的含量可高達(dá) 98％ ，故在計(jì)算過(guò)程中，將天然氣的物理性質(zhì)以甲烷為準(zhǔn)）。 因?yàn)闅んw及蓋板的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力為 +，因此，對(duì)一級(jí)閥室的強(qiáng)度進(jìn)行如下校核： 5d 1 02hb h?? ?? ? ?? ??一 級(jí) 一 級(jí) 一 級(jí)一 級(jí) 一 級(jí) （ 31） 式中， ?一 級(jí) =5mm， d一 級(jí) =64mm， h一 級(jí) =27mm 則 5665 1 0 2 7 6 4 1 02 5 2 7 1 0b???? ? ? ?? ? ? ?=32? 510 N/m2= b? ? ??? = N/mm2 所以，閥室的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 設(shè)計(jì)方案的選擇 經(jīng)過(guò)對(duì)方案一和方案二的研究，本設(shè)計(jì)選擇方案二， 因?yàn)椴捎梅桨付墒箿p壓閥操作簡(jiǎn)單，方便，而且，這種方案更加安全。 方案選擇 方案一及其優(yōu)缺點(diǎn) 根據(jù)以上分析，采用三級(jí)減壓，本方案擬采用三級(jí)減壓，中壓截止，負(fù)壓進(jìn)氣，機(jī)械啟動(dòng)式。為保證順利啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，要求在啟動(dòng)時(shí)減壓器供給較濃的混合氣，完成這項(xiàng)任務(wù)的裝置是起動(dòng)電磁閥。向下旋動(dòng)（順時(shí)針）調(diào)節(jié)螺釘，則推動(dòng)壓頭使三級(jí)杠桿動(dòng)作，減小三級(jí)閥門(mén)的開(kāi)度，從而減小天然氣的供給量；反之，向外旋動(dòng)（逆時(shí)針）則使三 級(jí)閥門(mén)開(kāi)度增大，增加天然氣的供給量。接近負(fù)壓的天然氣由 CNG燃料出口進(jìn)入混合器。在一級(jí)減壓室中經(jīng)過(guò)初步減壓的 CNG氣體經(jīng)過(guò)二級(jí)閥門(mén)進(jìn)入二級(jí)減壓室，由于二級(jí)閥門(mén)的節(jié)流作用，壓力得到更進(jìn)一步的降低。因?yàn)閺椈?、活門(mén)等有一定的質(zhì)量 ,在移動(dòng)中與閥體等一些其他零件都有摩擦。就是說(shuō)這樣的一句話已經(jīng)說(shuō)明了減壓閥的兩個(gè)基本功能。 天然氣汽車(chē)供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計(jì) 3 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目 天然氣汽車(chē)供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計(jì) 題目說(shuō)明 設(shè)計(jì)參數(shù)規(guī)范 減壓閥進(jìn)口額定壓力為 20MPa，進(jìn)氣接頭強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為 ，當(dāng)進(jìn)氣壓力為 220MPa 時(shí)，進(jìn)行一級(jí)減壓后，壓力變化為 ，變化許可值為 ，進(jìn)行二級(jí)減壓后，壓力變化為 ，其變化許可值為 ，之后進(jìn)行三級(jí)減壓，而其閥口的開(kāi)啟程度由發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的真空度的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是可以調(diào)節(jié)初始開(kāi)度。這主要是由于天然氣汽車(chē)在發(fā)展過(guò)程中會(huì)遇到很多困難。目前，國(guó)內(nèi)特別是四川、重慶等天然氣供氣減壓系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)已形成國(guó)產(chǎn)上萬(wàn)套的天然氣汽車(chē)減壓裝置的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，它們生產(chǎn)的產(chǎn)品成為國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)廠燃?xì)馄?chē)改裝車(chē)用減壓器的指定產(chǎn)品。因此在燃?xì)夤┙o系統(tǒng)中必須要有減壓調(diào)節(jié)器。從而實(shí)現(xiàn)減壓和穩(wěn)壓的作用。預(yù)計(jì)本次設(shè)計(jì)出來(lái)的減壓裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外行美觀，精度高的特點(diǎn)，可提高同類(lèi)產(chǎn)品的質(zhì)量，可以滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的需求。 早在 1958 年，四川就曾研制過(guò)天然氣汽車(chē)，但是由于當(dāng)時(shí)科技的發(fā)展，有一些技術(shù)問(wèn)題不能解決，以及當(dāng)時(shí)油價(jià)較低，而未能得到發(fā)展。 在當(dāng)今社會(huì)，天然氣與柴油的熱值相當(dāng)，但價(jià)格僅為柴油的三分之二左右，而且天西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 然氣汽車(chē)對(duì)大氣的污染小，可以大大改善環(huán)境污染和能源緊缺的問(wèn)題，因此，天然氣汽車(chē)以其排放清潔、技術(shù)成熟、資源豐富等特點(diǎn)在世界范圍內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用 。因此，我們必須對(duì)壓縮天然氣裝置（包括減壓裝置）的制造和改裝成本進(jìn)行一次大的調(diào)整，對(duì)其性能進(jìn)行改進(jìn)，另一方面，在我國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的天然氣減壓裝置一半是國(guó)產(chǎn)的，一半是進(jìn)口的。 設(shè)計(jì)思路 根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，了解有關(guān)天然氣汽車(chē)供氣系統(tǒng)減壓裝置的基本情況 。而節(jié)流閥雖有減壓功能 ,通過(guò) 啟閉件的節(jié)流來(lái)實(shí)現(xiàn) ,但是它沒(méi)有穩(wěn)壓功能。在一級(jí)減壓室內(nèi)壁上有許多擋片， CNG氣體在流過(guò)它們時(shí)壓力被進(jìn)一步降低。二級(jí)閥 門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉由二級(jí)杠桿來(lái)控制，二級(jí)杠桿的動(dòng)作由二級(jí)膜片位置決定，而二級(jí)膜片的位置由二級(jí)減壓室壓力、二級(jí)彈簧預(yù)緊力、三級(jí)減壓室壓力共同決定。真空泵室通過(guò)一個(gè)真空管引入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管真空度。 在減壓器主氣道之外設(shè)置一旁通氣道，旁通氣道的接通與截?cái)嘤善饎?dòng)電磁閥控制。 怠速工況 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度很小，轉(zhuǎn)速又低，因此混合器喉管處的真空度很低，難以從減壓器燃料出口吸出天然氣，但怠速工況下節(jié)氣門(mén)后面的真空度卻很高，利用一真空管將此真空度引入真空泵室，節(jié)氣門(mén)后的真空度越大，真空膜片壓縮真空彈簧并帶動(dòng)三級(jí)閥門(mén)開(kāi)啟得越大，進(jìn)入三級(jí)減壓室的 CNG 便增多，這就滿(mǎn)足了怠速工況對(duì)混合氣的要求。其缺點(diǎn)是不太安全，如果一級(jí)閥室損壞，高壓天然氣會(huì)從安全閥中排泄到大氣中，污染環(huán)境，如果不關(guān)閉手動(dòng)截止閥， 左右的天然氣長(zhǎng)期作用在一、二級(jí)閥室，使閥室的彈簧、橡膠 的使用壽命下降，而且正負(fù)壓彈簧減壓精度難以控制，需要較高的技術(shù)，因此可靠性較差。該減壓閥在未通入氣體時(shí)，閥芯與閥口保持一定的間隙，通入高壓氣體時(shí)，隨著閥室壓力的升高，氣體作用在膜片下方并克服膜片上方彈簧的壓力使膜片及其芯子產(chǎn)生向上的動(dòng)作，從而帶動(dòng)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使閥口關(guān)閉。閥芯的最大行程初選 177。 二級(jí)減壓閥的設(shè)計(jì) 二級(jí)減壓閥的工作原理 二級(jí)減壓閥的工作原理與一級(jí)減壓閥的工作原理基本一致，也屬于常開(kāi)式減壓閥，利用縫隙進(jìn)行減壓，但也有一定的不同的地方，二級(jí)減壓閥的壓力彈簧是鈕簧，可調(diào)節(jié)，而杠桿是不可調(diào)節(jié)的，閥芯可實(shí)現(xiàn)微調(diào)。 222 3 . 1 44 9 4 DA ???? ? ?22 2 上 擋 2 上 擋 下 擋有 效 3 . 1 4 D D3 . 1 4 4 9（ ）44 = 223 1 3 .1 4 3 14 9 4? ? ???23 . 1 4 4 9 3 . 1 4 3 1（ ）44 =（ ） ? ? =1470 2mm 當(dāng) 2P = 時(shí)，膜片芯子受膜片向下的作用力為： 614 70 10F ?? ? ? ?6二 芯 （ ） 10 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 =147N 當(dāng) 2P = 時(shí)，膜片芯子受膜片向下的作用力為： 639。天然氣的流量完全由發(fā)動(dòng)機(jī)的真空度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 6 371 01 .4 10 1 10F ?? ? ? ?三 芯 = 當(dāng)流量為 40 3/mh時(shí)，三級(jí)閥口的最大縫隙 maxh 為： 23 1m a x 22211 2 ln()mrq R TrhPP??? ? = 732 2 125. 512 0. 00 79 7 14 6. 81 10 51 8. 3 32 3. 15 l n43. 14 ( 0. 19 0. 11 ) 10?? ? ? ? ?? ? ? = 410?? m = 膜片芯子的移動(dòng)量為： l?三 芯 = max 5711h ? = 11? = 三級(jí)壓力彈簧在三級(jí)閥真空度為 ~1KPa 時(shí)的最小壓縮為： 39。 三級(jí)閥的膜片直徑與外殼的外徑基本相同，初選 196mm，內(nèi)徑初選 180mm，周?chē)_(kāi) 8 個(gè) ? 6 螺紋孔，使連接三級(jí)閥蓋與閥體的螺紋從中穿過(guò)。 ? 22 圓端面用密封墊圈密封。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 其他重要零部件的設(shè)計(jì) 高壓電磁閥閥芯、先導(dǎo)閥、彈簧的設(shè)計(jì) 高壓電磁閥先導(dǎo)閥是用 591 鉛黃銅制作而成的，它放置在 ? 8 的閥體內(nèi)腔里，其形狀如下圖 所示： 圖 高壓電磁閥先導(dǎo)閥 先導(dǎo)閥的重量輕，體積小，容易被磁鐵吸起，它的 ? 5 孔可裝入彈簧的一端，? 4 的柱體用于堵住閥芯的 ? 孔。進(jìn)氣接頭的強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)力為 。 由于之前在計(jì)算的過(guò)程中，閥蓋外徑初選 192mm 底邊寬度初選 11mm，根據(jù)該寬度，可安裝 M6 1 的螺栓和螺母，材料選擇 50 鋼，下面對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核?？蓮摹稒C(jī)械設(shè)計(jì)》 [7]的 84 頁(yè)表 510 查得松螺栓連接的安全系數(shù) S=－ ，為了安全起見(jiàn)，取 S=。 2. 卸下高壓電磁閥閥筒，取出閥芯，回位彈簧。 ，取下一級(jí)閥蓋及彈簧。 4. 檢查杠桿機(jī)構(gòu)有無(wú)變形，轉(zhuǎn)