求。对于节温器弹簧就不做共振验算，因为工作开启频率相对小，不会产生共振噪音或机械损坏问题。密封性的计算关于密封问题，前面我们设计中对密封比压问题进行过初步的讨论，对于详细的密封理论我们在这个小节进行分述。在计算介质作用力时，采用密封面的平均直径,如果这样，则认为有介质作用的密封面面积上没有比压作用。如果介质压力分布在直径范围内，那么力仍在半面积内传递，使半面直接接触上，密封面之间介质渗透面积的轮廓具有很复杂的形式，表面本事是不平的，吻合面上的实际比压比计算比压有很大的差别。介质作用面积随着推杆轴向力的增加而减小，而密封面的接触面积则增大。密封比压值是有定条件的，主要依赖于实验数据。若减少密封的接触面积，必然相应的增加比压。因此，在工程上，密封比压和实际比压作用在整个密封面上。为确定液体用常温闭路阀门密封面上的密封比压值,可应用般公式中与密封面材料有关的常数，中等硬度的橡胶取在给定密封面材料下，考虑介质压力对比压值的影响系数，铸铁，介质工作压力，通常取公称压力,本次设计给定密封面宽度注意适用于平面密封。密封面经过精磨表面粗糙度达到。密封面用不同材料制造时，值按软材料选取。公式适用于确定以下的比压值对于些较好刚性结构，并经过精研的密封面表面粗糙度约为，允许比陕西理工学院毕业设计论文第页共页压值降低。温度升高要求增大比压为保证所需密封性，密封面的表面粗糙度需保证级密封表面粗糙度不低于。用于腐蚀极大的介质中及其他极其重要介质的级密封阀中，上述比压值建议增大倍介质中其他杂质对于比压值的影响难以准确估计，因为这些影响难以准确估计，因为这些影响取决于物理特性，尺寸及介质污秽的程度在设计过程中必须使实际比压值值不会引起过大的塑性变形，并且不改变经过研磨的表面的几何形状。因此，必须保证式中保证密封所需的比压实际工作比压为密封面材料许用比压则，即成立。感温体部分的设计节温器的感温元件实质上是个热膨胀型微位移驱动器。原理是，是石蜡被密封在铜罩和橡胶套之间，内传热良好的导体铜罩感知循环冷却介质乙二醇的温度变化，铜罩发热后将热量传递给密封的石蜡，石蜡受热熔化体积增大挤压橡胶套从而推动推杆移动。这样就将石蜡熔化体积变化作为动力能量输出。感温体关键部分是石蜡材料和橡胶套，为了使石蜡在各点能最大限度地均匀膨胀，故在石蜡中掺有金属粉末。因此对橡胶套的形状塑性和刚性有特殊要求。在胶管受到力的作用挤压就会推动包在其中的推杆，由于阀座的上端固定，支架将产生反力作用到推杆，再由推杆传递给感温体部分。此时会克服部分弹簧力的作用使主阀门逐渐打开，主阀门开启从而打开通向散热器的循环通路。冷却液被输送到散热器内进行大循环冷却，将发动机的多余热量带走，保持发动机正常的工作温度范围。本次设计中选择热塑性聚氨酯弹性体简称。具有极好的耐磨性耐油性和耐寒性，对氧臭氧和辐射等都有足够的抵抗能力，同时作为弹性体具有很高的拉伸强度和断裂伸长率，还兼有压缩久变形小，承载能力大等优良性。自年由化学公司首先开发并于年投入市场后，引起人们极大的兴趣，发展应用十分迅速，现在已经渗透到各个工业领域。是种优良的工业胶管材料。陕西理工学院毕业设计论文第页共页当确定胶管材料后就要考虑感温体内部结构及其他部件的材料和具体物理量的计算温体。对于感温体材料，我们选择石蜡。般节温器的工作温度是，本次设计要求工作温度提高到。而且工作冷却循环介质为乙二醇。对于这种情况下继续选择石蜡有以下原因从物理学角度讲，石蜡是非晶体，其本身没有固定熔沸点。也就决定了要得到熔点在的石蜡是可以的。在工业中，有种蒙丹蜡，是提炼于煤泥矿矿石中，熔点比较高，颜色为褐色。松香也是非晶体，可以和石蜡进行比例混合，当加入的松香比例大时，可以提高整个的熔点，所以从这个角度讲可以找到合适的填充温敏材料。从化学角度看，石蜡是固态高级烷烃混合物的俗名。分子式是,其中,碳原子数约为的烃类混合物，主要的组分是直连烷烃，约为，还有少量的带个别支链的烷烃和带侧链的单环烷烃，这两个的含量在以下。有机物的熔沸点随其分子式的增大而增大，故得到熔点为的石蜡也是可以的。综上我们有理由选择石蜡材料。接下来分析，石蜡的熔点变化曲线，这对于我们选择合理的工作熔点区域是有利的。石蜡体积和温度关系曲线整体上是呈非线性关系的。可以分为个区低温区，熔点在以下，石蜡全部为固态相变区，范围内，石蜡处于固液混合态高温区，以上，石蜡全部为液态。为使节温器有较好的工作性能，应使其工作在相变区，因为这个区的膨胀系数最大。不同石蜡的相变区温度不同，实际设计中根据要求选择不同熔点的石蜡作为节温器的热敏材料。设计时，我们使得，。相变曲线图见图。我们对于感温体金属感温材料选择铜合金。因为铜合金具有相对好的导热性能和较轻的质量，且其材料韧性好和良好的性价比。陕西理工学院毕业设计论文第页共页设计感温体具体的运动参数最高设定压力阀芯的开口量我们根据设计给定标准压力，设计标准流量，调压范围为,在实际的计算中我们考虑到工作的温度很低，就认为压力不变。根据通过阀芯阀口的流量公式式中阀口的流量系数其物理意义是实际流量与理想流量的比值在计算流量系数中，采用图表法。我们首先计算出雷诺数然后查对曲线ν式中,认为是微量的压力改变。乙二醇的密度ν流体力学中的运动动粘度，实际上应该是按照乙二醇的粘度来进行计算，没有查到具体数据。用到了丙三醇的运动粘度来代替。流体通过的直径。根据前面的设计为,即陕西理工学院毕业设计论文第页共页ν备注在计算中，换算成国际单位制进行运算根据雷诺数和流量系数之间的曲线图，查取开口量为时阀口的过流面积，且式中为阀口处的循环乙二醇流速，计算公式乙二醇的液流重度，设计给定压力重力加速度根据及相关子式变形，推出感温体最大位移量的计算对节温器的锥阀芯进行受力分析，在最高设定压力下，可得如下受力平衡关系式式簧设阀体运动的最大速度为,初始速度为。由ε弹簧,解总的运动时间综上节温器开启总时间在左右。感温体石蜡的压强估算根据膨胀功等于弹性势能式中解出设计整体评估节温器是目前汽车上循环冷却系统中应用比较成熟的产品。本次设计中应用阀门技术并结合实体节温器进行反求计算。设计中进行了大量的类比计算，对于实际的节温器有其自身的特殊性，我们目前学习和研究条件只能进行初步设计。对于之后的安装和定位问题我们并没有进行深入的探讨。冷却测试等实际问题也没有进行实验测量，之后的数据就不能得到，图线也不可绘出就不能进行理论分析和研究。对于如何优化之后设计内容也就无从做起。在设计方向上，市场中有种电子节温器。其基本工作原理是，该系统的传感器采集必要的信息，发动机控制单元对这些信息时刻进行计算，并根据计算结果进行相应控陕西理工学院毕业设计论文第页共页制分两种控制，激活加热电阻，打开大循环，调节冷却液温度激活冷却风扇，迅速降低冷却液温度。其中应用电子控制技术比较成熟。同时也符合汽车设计中电子与机械相结合的设计理念。不过这种节温器并不作为本次设计的方向。本次设计是比较综合的次对专业知识的迁移应用，很值得学习。设计中我们采用了有颈阀体设计。在有些情况下，会出现无颈阀体设计，这时就要应用到新的设计技术，有限元数值分析方法及应用。有限元是根据变分原理来求解数学问题的种数值计算法，由于计算机的发展，这种方法得到了广泛的应用。同时，应用这种技术可以分析复杂载荷下的阀体应力强度计算。对于恶劣工况和复杂液体环境下，通过对实际中各种温度，压强，和复杂应力的数值模拟，可以提前发现设计中的应力缺陷问题，及早的解决问题。这种方法有着实际的广阔应用。在以后的工作中再慢慢体会。设计分析软件技术应用使得设计周期加快，这也是科技发展带来的机械设计方面的次变革，正在快速影响着我国的机械设计及制造行业的格局。参考文献汽车构造第版吉林大学陈家瑞主编轿车用节温器的设计及故障分析吴丽丽，俞培泳通用机械年第期，第期新型记忆合金节温器的研究战延文，米桂云，战秀英中国分类号文献标识码文章编号节能冷却系统中温控阀的研制性能分析与测试吴怀超吴白羽上海大学机电工程与自动化学院，上海阀门设计入门与精通陆陪文主编机械工业出版社热工测量及仪表第二版东南大学吴永生方可人编实用阀门设计手册陆陪文主编机械创新设计主编丛晓霞副主编冯宪章逢明华北京大学出版社热力设备装