【正文】 、杠桿、上擋板、閥口的設計 三級閥蓋的底邊外徑與減壓閥殼體底邊的外徑相同，初選 192mm，閥蓋的底邊寬度初選為 11mm，可安裝 M6 的螺栓和螺母。三級壓力彈簧的壓力可以根據(jù)具體的情況進行調(diào)節(jié)。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)。2 ()FFK l?? ?二 芯 二 芯芯 子 (311) K2 = 147 ? =250N/mm 由以上計算可看得出來， 2K 值太大，根據(jù)經(jīng)驗，可選 2K =40N/mm，這樣，二級閥的氣體變化量可控制在 左右，通過調(diào)節(jié)閥芯和膜片芯子上與彈簧相接觸的螺母， 使其滿足 2P =~ 這一條件。 14 70 10F ?? ? ? ?6二 芯 （ ） 10 = ? 118N 在上述計算式中， ? Pa 為大氣壓的壓力，三級閥室的壓力約等于大氣壓。 maxh = 23 1221212 ln( )()mrq RTrPP?? ? 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設計 15 式中： mq = 40 3600?=， ? = 1 8 2 .9 1 1 0 .7 2 7102? ??= 710?? P R= /J Kg K? T=50+= 2r = 2D二 級 閥 口 =82 =4mm 1r = d 2二 級 閥 口 =52 = 1P = 2P = 則 maxh =7312 12 10 l n [ ] 10?? ? ? ? ? ?? ? ?22（ ） （ ） = 410?? m = 則，膜片芯子的最大移動量為： 2 6 .50 .0 7 2 2 1 6 .5l? ? ?芯 子 = 膜片芯子受膜片向下的作用力： F二 芯 = 2PA??二 芯 有 效 (310) 其中， P?二 芯 為膜片在流量最大時上下面之間的壓力差， 2A有 效 為與二級彈簧壓力相等的作用力除以膜片上下面之間的壓力差后的值。 二級減壓閥彈簧的設計 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 =。二級閥與一級閥一樣，利用縫隙減壓原理對其進行減壓，二級閥膜片的實際受力并移動的面積與蓋上 ? 49 的孔面積相等。 二級減壓閥閥室及蓋板 、杠桿、上檔板的設計 二級閥室設計在殼體的背面，閥口內(nèi)徑 d二 級 閥 口 =5mm，閥口外徑 D二 級 閥 口 =8mm。根據(jù)表 b? （摘自 GB/） 直徑為 的由該材料制成的彈簧的 b? =1422MPa，由 710 頁的計算公式可得： 旋繞比 C=dD = =，滿足 4C10 的要求； 曲度系數(shù) K= CCC 14 ??? (39) K= ??? ?? =+ = 由公式 pdKCFdKD F ???? ??? 23 88 式中， F= 12 PP? =454160=294N 則 , 西南石油大學本科畢業(yè)設計 14 M PadK C F)(8232??????????? 再由 78 頁表 彈簧的許用應力（摘自 GB/）可知，由淬火回火鋼絲制成的壓縮彈 Ⅰ 類（指受變載荷作用次數(shù)在 106 以上的彈簧）的許用切應力 p? 為（ — ） b? ，為了安全，取最小值 p? = b? 則 , p? = b? = 1422 = 因此， p? ?? =，滿足強度要求，此設計合理。 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）。 ，只有當氣體壓強小于 1MPa 時，閥口開度才能達到177。 ，膜片到一級閥蓋下壁的距離 初選25mm，上壓板直徑初選 40mm，厚度初選 3mm，則彈簧初始壓縮后的長度初選為 22mm。閥口太大，流量難以控制，閥口太小，氣體壓強受到影響，因此，在參考了現(xiàn)有減壓閥的設計之后，一西南石油大學本科畢業(yè)設計 12 級閥口的內(nèi)徑初選 ，外徑初選 ，杠桿的長度初選 36mm，高度初選。 因為殼體及蓋板的實驗應力為 +，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。 一級減壓閥閥室的設計 為了密封的嚴密性，閥室的壁厚初選 5mm，由于初始氣體壓強在 220MPa之間變化，氣體對閥芯的沖擊力在幾十牛頓至幾百牛頓之間變化，因此，閥室的內(nèi)徑不能取得太小，但是也沒有必要取得太大，參考現(xiàn)有減壓閥，初選 64mm。當減壓室的氣體向二 級減壓閥輸出后，壓力降低，膜片及其芯子下移，閥口打開，使高壓氣體再次進入一級閥室，如此反復，使減壓閥在保證流量的基礎(chǔ)上，出口壓力穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設計 11 3 總體方案設計 一級減壓閥的設計 一級減壓閥的工作原理 一級減壓閥為常開式減壓閥，主要由閥座、閥芯、杠桿、膜片、彈簧、減壓室等部分組成。 設計方案的選擇 經(jīng)過對方案一和方案二的研究，本設計選擇方案二， 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。 本方案的工作原理方框圖如下： 此方案的優(yōu)點是容易控制，精度高，起動容易，安全。本方案還有一個缺點就是起動不方便，起動時需要用人工調(diào)節(jié)怠速旋鈕。 本方案的工作原理方框圖如下： 本方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，鑄造容易，高度小，體積小，零部件少。 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。 停機 發(fā)動機停止工作后，混合器喉管處及節(jié)氣門后的真空度均消失，三級膜片及真空膜片均在各彈簧預緊力的作用下處于平衡狀態(tài)，三級閥門在三級杠桿彈簧的作用下關(guān)閉，停止向混合器供給天然氣。 一般運轉(zhuǎn)工況 在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，隨著節(jié)氣門開度的增大及轉(zhuǎn)速的升高，混合器喉管處的真空度也在不斷的增大，這一真空度通過主通道傳到三級減壓室，使三級減壓室的閥門開度增大，送出較多的天然氣以滿足發(fā)動機的需要。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的 升高，混合器喉管中的真空度增加，三級減壓室的閥門開度相應增大，從一級減壓室、二級減壓室送西南石油大學本科畢業(yè)設計 8 出的天然氣增多，可保證發(fā)動機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，起動電磁閥關(guān)閉，截斷旁通氣道。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，完成這項任務的裝置是起動電磁閥。 減壓 閥的工作過程 啟動 發(fā)動機啟動時，轉(zhuǎn)速極低，混合器喉管處的氣流速度及真空度都很低，因此，三級閥門的開度很小，吸出的 CNG氣體數(shù)量也很少。啟動時，起動電磁閥使旁通氣道接通。原理如圖 所示。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。調(diào)節(jié)助射閥螺釘可調(diào)整助射閥通道的截面，改變進氣量。當進氣管真空度增大時，真空膜片向上壓縮真空彈簧，三級杠桿隨之作用，加大三級閥門的開度，增加三級減壓室中天然氣的供給量。 真空加濃部分 它是設置在二級減壓室上方的一個真空泵室，在一定的進氣管真空度范圍內(nèi)增加進入氣缸的天然氣量，達到加濃混合氣的目的。接近負壓的天然氣由 CNG燃料出口進入混合器。 經(jīng)過兩級減壓的天然氣通過三級閥門進入三級減壓室。 西南石油大學本科畢業(yè)設計 6 三級減壓部分 三級減壓是為了進一步降低天然氣的壓力，使其接近負壓。隨著二級減壓室中的 CNG氣體不斷進入三級減壓室，二級減壓室中的氣壓降低，當壓力小于二級彈簧預緊力時，在二級彈簧預緊力的作用下，二級膜片被壓下，通過二級圓柱又帶動二級杠桿動作，使二級閥門開度增大，進入二級減壓室的 CNG氣體量又開始增多。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。增加一級彈簧預緊力，降低一級減壓室壓力及提高二級減壓室壓力等都將使一級膜片下移，一級閥門開度加大；反之，一級膜片上移，則一級閥門開度減小。隨著一級減壓室中氣體數(shù)量不斷增多，室內(nèi)壓力不斷升高，天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設計 5 當壓力上升到一定值時，一級膜片向上凸起，壓迫一級彈簧，通過一級圓柱又帶動一級杠桿動作，使一級閥門開度減小，減少 CNG氣體的進入，隨著一級減壓室中的 CNG氣體不斷進入二級減壓閥室，一級減壓室中的氣壓降低，當壓力降 至某一值時，在一級彈簧預緊力的作用下，壓下一級膜片，通過一級圓柱又帶動一級杠桿動作，使一級閥門開度增大， CNG氣體又流入一級減壓室。從儲氣瓶流出的 CNG氣體依靠自身的壓力打開一級閥門，從一級閥門和閥座之間的縫隙流入一級減壓室，在此過程中 CNG氣體的壓力被大幅度降低。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。穩(wěn)壓的原理是力的平衡 ,因為彈簧的行程是設定的 ,要達到平衡 ,出口腔的壓力必須跟彈簧力平衡 ,當進口壓力及流量變動時 ,利用彈簧力與出口腔的壓力平衡保持出口壓力基本不變。 減壓閥的工作原理 減壓閥的工作原理簡而言之就是： A:減壓； B:穩(wěn)壓。兩個基本功能缺一不可。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。由于在減壓過程中要吸收大量的熱量，減壓器上一般都 設有將發(fā)動機循環(huán)水引人減壓器的水套，利用發(fā)動機循環(huán)冷卻水的熱量加熱減壓器。設計一種符合上述規(guī)范的減壓裝置，其中包括方案設計及工作原理的分析，總體結(jié)構(gòu)設計以及重要零件的強度校核。 符合標準 減壓調(diào)節(jié)器各部分應符合標準 QC/T2451998 的有關(guān)規(guī)定。 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設計 3 1 設計任務書 設計題目 天然氣汽車供氣系統(tǒng)減壓裝置設計 題目說明 設計參數(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。 天然氣的減壓裝置是天然氣發(fā)動機供氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，它需要根據(jù)發(fā)動機的不同工況改變供給混合器的低壓天然氣量從而使混合器配制不同空燃比的混合氣，以滿足發(fā)動機的 不同工況的要求。國產(chǎn)減壓調(diào)節(jié)器在國內(nèi)的競爭力是有限的，在國際上更是有限。如此昂貴的投資，會 讓那些車主對汽車的改裝望而卻步。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。如果以 1000 立方米天然氣相對于 1 噸石油來計算，世界上天然氣的儲量和石油的儲量是在同一數(shù)量級的。 雖然天然氣汽車在在近幾年來，在我國發(fā)展的很快，但是那只是相對的。 天然氣汽車減壓裝置設計的目的和意義 從 20 世紀 70 年代開始，國際上燃氣汽車技術(shù)逐漸進入較快的發(fā)展時期 。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。南充機械廠用進口配件改裝了全國首批50 輛壓縮天然氣汽車，并結(jié)合自己的經(jīng)驗，根據(jù)國情，借鑒國外的先進技術(shù)，實現(xiàn)了天然氣汽車減壓裝置及其他車用燃氣裝置的全部國產(chǎn)化。 1986 年