【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)對三級閥的膜片進行設(shè)計。 怠速閥閥室及閥體的設(shè)計 怠速閥閥室的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示： 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 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度設(shè)計初選為 18mm，彈簧的自由長度初選為 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。 進氣接頭的設(shè)計 進氣接頭采用 45 號鋼制作而成，進氣接頭左端裝氣壓表，右端接天然氣管，天然氣進氣管可用右邊的螺母旋合。下面在此基礎(chǔ)上對螺柱和螺栓進行選擇和強度校核。 則 b? 222Pddn?? ?三 級 內(nèi) 徑 = 6 3 2320 .8 1 0 (1 7 0 1 0 )(5 .3 5 0 5 1 0 ) 8??? ? ??? =101MPa 三級螺栓為松螺栓連接。 天然氣汽車減壓裝置的拆裝、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. 卸下二級杠桿固定螺母，取下二級杠桿。 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）檢測二級閥輸出壓力，應(yīng)在 － 范圍內(nèi)，如果過高或過低，應(yīng)調(diào)整或是更換彈簧。另外，機械式減壓閥難以精確控制各工況下的空燃比，開發(fā)出能對各工況下的空燃比進行優(yōu)化控制，滿足經(jīng)濟性、動力性、排放要求及可靠性、維護性好的車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。而且何老師知識的淵博，教學(xué)態(tài)度的認真都對我是一種很好的教育。 （ 2）卸下壓力表，安裝一級安全閥和二級壓力檢測堵頭。將被測試的減壓裝置安裝在進氣接頭上，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。 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計 31 清洗、檢查、更換 1. 將全部零件用汽油清洗干凈并晾干，清洗時間不得超過 10 分鐘，并不得使用溶劑性較強的清洗劑，以防橡膠 件變形，老化。 7. 卸下二級閥彈簧和二級閥蓋上緊固螺釘，取下二級閥蓋。如二、三級彈簧精度下降，可通過調(diào)整繼續(xù)使用，如一級彈簧精度下降，則需要拆換彈簧。 三級閥蓋連結(jié)螺栓與一級閥蓋連結(jié)螺栓一樣，應(yīng)對其強度進行校核。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《簡明材料力學(xué)》 [10]可知， 45 號鋼的許用應(yīng)力 []? =186MPa，由此可知： [ ] 186 MPa???? 所以，該進氣接頭設(shè)計合理。它被組裝后安裝在一級減壓閥的側(cè)壓口，從而保證一級閥室的氣壓不超過額定壓力的 倍，即 。下面對閥芯的重力進行粗略計算。在怠速閥中有一個與閥體旋緊且密封的室，它與二級閥室相連通。 閥芯兩面的壓力差對閥芯的作用力為： 2 68 104FP ? ??? ? ? ? ? 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 = 2563 .1 4 81 .0 1 0 1 04 ??? ? ? = 通過調(diào)節(jié)三級壓力調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)節(jié)三級閥的初始開度。 圖 三級減壓閥杠 桿 三級閥口的內(nèi)徑初選為 8mm，外徑初選為 11mm，三級閥的真空度一般為~1KPa。當閥室內(nèi)的真空度為 0 或是不夠大時，在壓力彈簧的作用下，閥口處于關(guān)閉狀態(tài)。 二級減壓閥彈簧的設(shè)計 由已知條件得知，當二級閥口 vq =0 時， 2P =， 1P =，當二級閥口流量 vq =40 3m /h時， 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狀態(tài)下的值是不同的，下面對天然氣在高壓狀況下的粘度進行計算（因為天然氣的主要成份是甲烷，甲烷的含量可高達 98％ ，故在計算過程中，將天然氣的物理性質(zhì)以甲烷為準）。 因為殼體及蓋板的實驗應(yīng)力為 +，因此，對一級閥室的強度進行如下校核： 5d 1 02hb h?? ?? ? ?? ??一 級 一 級 一 級一 級 一 級 （ 31） 式中， ?一 級 =5mm， d一 級 =64mm， h一 級 =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，閥室的強度滿足要求。 設(shè)計方案的選擇 經(jīng)過對方案一和方案二的研究，本設(shè)計選擇方案二， 因為采用方案二可使減壓閥操作簡單，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 根據(jù)以上分析，采用三級減壓，本方案擬采用三級減壓，中壓截止，負壓進氣，機械啟動式。為保證順利啟動發(fā)動機，要求在啟動時減壓器供給較濃的混合氣，完成這項任務(wù)的裝置是起動電磁閥。向下旋動（順時針）調(diào)節(jié)螺釘，則推動壓頭使三級杠桿動作，減小三級閥門的開度，從而減小天然氣的供給量；反之，向外旋動（逆時針）則使三 級閥門開度增大，增加天然氣的供給量。接近負壓的天然氣由 CNG燃料出口進入混合器。在一級減壓室中經(jīng)過初步減壓的 CNG氣體經(jīng)過二級閥門進入二級減壓室，由于二級閥門的節(jié)流作用，壓力得到更進一步的降低。因為彈簧、活門等有一定的質(zhì)量 ,在移動中與閥體等一些其他零件都有摩擦。就是說這樣的一句話已經(jīng)說明了減壓閥的兩個基本功能。 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計 3 1 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設(shè)計 題目說明 設(shè)計參數(shù)規(guī)范 減壓閥進口額定壓力為 20MPa，進氣接頭強度試驗壓力為 ，當進氣壓力為 220MPa 時，進行一級減壓后，壓力變化為 ，變化許可值為 ，進行二級減壓后，壓力變化為 ，其變化許可值為 ，之后進行三級減壓，而其閥口的開啟程度由發(fā)動機工作時的真空度的大小自動調(diào)節(jié)，但是可以調(diào)節(jié)初始開度。這主要是由于天然氣汽車在發(fā)展過程中會遇到很多困難。目前，國內(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)已形成國產(chǎn)上萬套的天然氣汽車減壓裝置的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，它們生產(chǎn)的產(chǎn)品成為國內(nèi)各大汽車廠燃氣汽車改裝車用減壓器的指定產(chǎn)品。因此在燃氣供給系統(tǒng)中必須要有減壓調(diào)節(jié)器。從而實現(xiàn)減壓和穩(wěn)壓的作用。預(yù)計本次設(shè)計出來的減壓裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，外行美觀，精度高的特點，可提高同類產(chǎn)品的質(zhì)量，可以滿足廣大用戶的需求。 早在 1958 年，四川就曾研制過天然氣汽車，但是由于當時科技的發(fā)展，有一些技術(shù)問題不能解決，以及當時油價較低，而未能得到發(fā)展。 在當今社會，天然氣與柴油的熱值相當，但價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 2 然氣汽車對大氣的污染小，可以大大改善環(huán)境污染和能源緊缺的問題，因此，天然氣汽車以其排放清潔、技術(shù)成熟、資源豐富等特點在世界范圍內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用 。因此，我們必須對壓縮天然氣裝置（包括減壓裝置）的制造和改裝成本進行一次大的調(diào)整，對其性能進行改進，另一方面，在我國市場上銷售的天然氣減壓裝置一半是國產(chǎn)的，一半是進口的。 設(shè)計思路 根據(jù)國內(nèi)外文獻資料，了解有關(guān)天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置的基本情況 。而節(jié)流閥雖有減壓功能 ,通過 啟閉件的節(jié)流來實現(xiàn) ,但是它沒有穩(wěn)壓功能。在一級減壓室內(nèi)壁上有許多擋片， CNG氣體在流過它們時壓力被進一步降低。二級閥 門的開啟與關(guān)閉由二級杠桿來控制，二級杠桿的動作由二級膜片位置決定，而二級膜片的位置由二級減壓室壓力、二級彈簧預(yù)緊力、三級減壓室壓力共同決定。真空泵室通過一個真空管引入發(fā)動機的進氣管真空度。 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斷由起動電磁閥控制。 怠速工況 發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，由于節(jié)氣門開度很小，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)氣門后的真空度越大，真空膜片壓縮真空彈簧并帶動三級閥門開啟得越大，進入三級減壓室的 CNG 便增多，這就滿足了怠速工況對混合氣的要求。其缺點是不太安全，如果一級閥室損壞，高壓天然氣會從安全閥中排泄到大氣中，污染環(huán)境，如果不關(guān)閉手動截止閥， 左右的天然氣長期作用在一、二級閥室，使閥室的彈簧、橡膠 的使用壽命下降，而且正負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，閥芯與閥口保持一定的間隙，通入高壓氣體時，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)生向上的動作，從而帶動杠桿轉(zhuǎn)動，使閥口關(guān)閉。閥芯的最大行程初選 177。 二級減壓閥的設(shè)計 二級減壓閥的工作原理 二級減壓閥的工作原理與一級減壓閥的工作原理基本一致，也屬于常開式減壓閥，利用縫隙進行減壓，但也有一定的不同的地方，二級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 2P = 時，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 16 =147N 當 2P = 時，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)動機的真空度進行調(diào)節(jié)。 6 371 01 .4 10 1 10F ?? ? ? ?三 芯 = 當流量為 40 3/mh時，三級閥口的最大縫隙 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 = 膜片芯子的移動量為： l?三 芯 = max 5711h ? = 11? = 三級壓力彈簧在三級閥真空度為 ~1KPa 時的最小壓縮為： 39。 三級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，周圍開 8 個 ? 6 螺紋孔，使連接三級閥蓋與閥體的螺紋從中穿過。 ? 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 24 其他重要零部件的設(shè)計 高壓電磁閥閥芯、先導(dǎo)閥、彈簧的設(shè)計 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。進氣接頭的強度試驗應(yīng)力為 。 由于之前在計算的過程中，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，下面對其進行強度校核?？蓮摹稒C械設(shè)計》 [7]的 84 頁表 510 查得松螺栓連接的安全系數(shù) S=－ ，為了安全起見，取 S=。 2. 卸下高壓電磁閥閥筒，取出閥芯，回位彈簧。 ，取下一級閥蓋及彈簧。 4. 檢查杠桿機構(gòu)有無變形，轉(zhuǎn)