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（图纸+论文）天然气汽车供气系统减压装置设计（全套完整）

压装置，会因温度降低太多而无法达到要求，因此只能采用三级减压，才可以将输入压力降低到规定的要求。由于在减压过程中要吸收大量的热量，减压器上般都设有将发动机循环水引人减压器的水套，利用发动机循环冷却水的热量加热减压器。.资料调研减压阀的定义国标关于减压阀的定义是通过启闭件的节流,将进口压力降至个需要的出口压力,并能在进口压力及流量变动时,利用本身介质能量保持出口压力基本不变的阀门。就是说这样的句话已经说明了减压阀的两个基本功能。是减压,即将进口压力降至个需要的出口压力二是稳压,即能在进口压力及流量变动时,利用本身介质能量保持出口压力基本不变。两个基本功能缺不可。而节流阀虽有减压功能,通过启闭件的节流来实现,但是它没有稳压功能。减压阀的工作原理减压阀的工作原理简而言之就是减压稳压。通过以上计算可知，弹簧在，时的受力范围为在，时的受力范围为。因此，要保证时，时，弹簧的受力范围必须在范围内。在弹簧的设计中，试取初始压缩量，所受压力，弹簧自由高度。则，当时，.又因为杠杆的长度，高度.，所以，时，弹簧在工作时的作用力变化值为.又因为阀芯的行程，膜片芯子的实际上移距离所以，弹簧在，最大时的受力为弹簧在，最小时的受力为根据对弹簧的设计，可算出在该弹簧的作用下，级减压阀阀室的气体在时的实际压力范围值。通过以上计算，级减压弹簧可设计如下自由高度，中径，总圈数为.圈，有效圈数为.圈，旋向右，热处理，弹簧表面不得有任何伤痕和毛刺，表面法兰处理。该弹簧的示意图如下图.所示图.级减压阀弹簧下面对该弹簧进行强度校核根据机械设计手册页，表.弹簧常用材料摘自.弹簧材料选择阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝牌号为，这类材料的性能是强度高，性能好，用于内燃机阀门弹簧或类似用途弹簧，直径，而本设计的弹簧丝直径.，满足要求推荐温度范围为，而本设计的减压阀要求在，符合推荐温度范围。根据表.弹簧钢丝的抗拉强度摘自.直径为.的由该材料制成的弹簧的，由页的计算公式可得旋绕比.，满足的要求曲度系数.由公式.式中，则,再由页表.弹簧的许用应力摘自.可知，由淬火回火钢丝制成的压缩弹Ⅰ类指受变载荷作用次数在以上的弹簧的许用切应力为，为了安全，取最小值.则,.因此，.，满足强度要求，此设计合理。.二级减压阀的设计二级减压阀的工作原理二级减压阀的工作原理与级减压阀的工作原理基本致，也属于常开式减压阀，利用缝隙进行减压，但也有定的不同的地方，二级减压阀的压力弹簧是钮簧，可调节，而杠杆是不可调节的，阀芯可实现微调。二级减压阀阀室及盖板杠杆上档板的设计二级阀室设计在壳体的背面，阀口内径，阀口外径。天然气缝隙减压的压降与流量的关系与其粘度有关，天然气粘度在不同压强状态下的值是不同的，下面对天然气在高压状况下的粘度进行计算因为天然气的主要成份是甲烷，甲烷的含量可高达，故在计算过程中，将天然气的物理性质以甲烷为准。根据烃类物理化学数据手册页，关于高压下气体粘度的计算，.再根据烃类物理化学数据手册页和页查得关于甲烷的参数如下绝对粘度.,临界压力临界温度.,临界体积.，分子量.则计算得.当天然气压强为时，.则，.当天然气压强为时，.则，.当天然气压强为.时，.则，.当天然气压强为.时，当天然气压强为.时，查液压与气动技术页得气体流经平行圆环平面缝隙的质量流量为式中，为圆环的大小半径，.，.气体常数当，.时，当，.时，气体从小孔流出流经两圆盘平面间的缝隙时，作用于圆盘的总压力公式为当时，高压天然气作用于阀芯的力为当时，高压天然气作用于阀芯的力为.当，.时，膜片芯子受膜片向上的推力为其中，为阀室内径，为上压板的直径，则，.当，.时，膜片芯子受膜片向上的推力为当，.时，膜片芯子受膜片向上的推力为.当，.时，膜片芯子受膜片向上的推力为.为保证顺利启动发动机，要求在启动时减压器供给较浓的混合气，完成这项任务的装置是起动电磁阀。发动机启动时，起动电磁阀接通，起动旁通气道打开，来自级减压室的气体经起动电磁阀的阀门和旁通气道直接进入三级减压室，通过燃料出口供给混合气，从而保证发动机的顺利着火运转。随着发动机转速的升高，混合器喉管中的真空度增加，三级减压室的阀门开度相应增大，从级减压室二级减压室送出的天然气增多，可保证发动机稳定运转，起动电磁阀关闭，截断旁通气道。.怠速工况发动机怠速运转时，由于节气门开度很小，转速又低，因此混合器喉管处的真空度很低，难以从减压器燃料出口吸出天然气，但怠速工况下节气门后面的真空度却很高，利用真空管将此真空度引入真空泵室，节气门后的真空度越大，真空膜片压缩真空弹簧并带动三级阀门开启得越大，进入三级减压室的便增多，这就满足了怠速工况对混合气的要求。.般运转工况在发动机运转过程中，随着节气门开度的增大及转速的升高，混合器喉管处的真空度也在不断的增大，这真空度通过主通道传到三级减压室，使三级减压室的阀门开度增大，送出较多的天然气以满足发动机的需要。.瞬变工况汽车在运行过程中，由于路况的突变会引起发动机的转速和负荷的突然改变，从而导致喉管真空度发生变化，三级减压室的压力就会出现波动，此压力波动将会影响到三级阀门开度的大小，使三级减压室供给量发生相应的变化，以满足发动机的需要，为了保证减压阀在发动机瞬变工况下的工作稳定性，减压阀中各运动零件的质量应较小。.停机发动机停止工作后，混合器喉管处及节气门后的真空度均消失，三级膜片及真空膜片均在各弹簧预紧力的作用下处于平衡状态，三级阀门在三级杠杆弹簧的作用下关闭，停止向混合器供给天然气。设计方案的研究与选择.减压调节器的分类减压阀按其结构主要分为弹簧活塞式减压阀弹簧膜片式减压阀气腔控制活塞式减压阀和气腔控制膜片式减压阀按多级减压室的组装方式可分为正压进气减压阀和负压进气减压阀按减压方式可分为杠杆式减压阀和正负式弹簧减压阀按是否用电动控制可分为机电控制式减压阀和机械控制式减压阀。.方案选择方案及其优缺点根据以上分析，采用三级减压，本方案拟采用三级减压，中压截止，负压进气，机械启动式。级减压方式为杠杆减压，二级减压方式为正负弹簧减压。本方案的工作原理方框图如下本方案的优点是结构紧凑，简单，铸造容易，高度小，体积小，零部件少。其缺点是不太安全，如果级阀室损坏，高压天然气会从安全阀中排泄到大气中，污染环境，如果不关闭手动截止阀，.左右的天然气长期作用在二级阀室，使阀室的弹簧橡胶的使用寿命下降，而且正负压弹簧减压精度难以控制，需要较高的技术，因此可靠性较差。本方案还有个缺点就是起动不方便，起动时需要用人工调节怠速旋钮。方案二及其优缺点根据以上分析，采用三级减压，本方案拟采用三级减压，高压截止，负压进气，二三级减压方式都是采用杠杆减压天然气,汽车,供气,系统,减压,装置,设计,毕业设计,全套,图纸摘要天然气汽车减压装置是天然气的汽车的个重要部件，它的质量好坏车的性能有很大的关系，它在天然气汽车中主要起减压和稳压的作用。因此，通过利用减压装置，可以把的压缩天然气压力降到.进入混合器，以便与空气混合进入汽缸，由于高压气瓶中的气体压力随着燃料充装和使用不断变化，要保持较稳定的空燃比控制，还要求无论瓶内压力如何变化，减压调节器也应保证进入混合器的燃气压力基本恒定，以此实现比较稳定的燃气与空气混合比控制。从而实现减压和稳压的作用。本次毕业设计在原有减压产品的基础上，对其结构布局及形状进行了修改，并对输入发动机过程中的天然气压力的变化值进行了精确的设计，主要是对级减压阀的缝隙减压和二级减压阀的缝隙减压，以及三级减压阀利用真空度进行减压进行计算，使其能够满足减压至预期的要求。而且对各主要受载荷的零部件进行了强度校核，使选择的材料满足强度要求。预计本次设计出来的减压装置具有结构简单，外行美观，精度高的特点，可提高同类产品的质量，可以满足广大用户的需求。关键词天然气汽车减压装置减压阀柴油的热值相当，但价格仅为柴油的三分之二左右，而且天然气汽车对大气的污染小，可以大大改善环境污染和能源紧缺的问题，因此，天然气汽车以其排放清洁技术成熟资源丰富等特点在世界范围内已得到广泛应用。虽然天然气汽车在在近几年来，在我国发展的很快，但是那只是相对的。预计到年的时候，我国民用机动车保有量将增加到万辆，而天然气汽车却只达到万辆。如果以立方米天然气相对于吨石油来计算，世界上天然气的储量和石油的储量是在同数量级的。天然气汽车以其减轻环境污染缓解石油资源的优点得到了快速发展，但是我国的天然气汽车在年只能达到万辆，而与世界水平相比还有非常大的差别。这主要是由于天然气汽车在发展过程中会遇到很多困难。据统计，建设座天然气汽车加气站次性投资大约需要万元，保证座中等加气站有定的效益，至少需要有辆天然气汽车，而改装部汽车需要投资约万元。如此昂贵的投资，会让那些车主对汽车的改装望而却步。因此，我们必须对压缩天然气装置包括减压装置的制造和改装成本进行次大的调整，对其性能进行改进，另方面，在我国市场上销售的天然气减压装置半是国产的，半是进口的。国产减压调节器在国内的竞争力是有限的，在国际上更是有限。把国产产品打到国际市场上去就需要对现有产品的性能外观体积质量成本等关键问题进行改进和调整。天然气的减压装置是天然气发动机供气系统中的关键部件，它需要根据发动机的不同工况改变供给混合器的低压天然气量从而使混合器配制不同空燃比的混合气，以满足发动机的不同工况的要求。由于发动机所需要的天然气的压力很低通常控制在.，要将的天然气压力降到如此低的气压是很难的，同时需要将气压稳定在所要求的范围内，从而达到由减压器出口流出的低压气量，