的冲击力在几十牛顿至几百牛顿之间变化，因此，阀室的内径不能取得太小，但是也没有必要取得太大，参考现有减压阀，初选。阀室的容积与阀室的高度有关，容积的大小，与气体变化快慢程度相关，因此，也要取得适当，再参照已有减压阀，初选。因为壳体及盖板的实验应力为，因此，对级阀室的强度进行如下校核式中，则所以，阀室的强度满足要求。级减压阀杠杆弹簧与阀口的设计在设计阀口时，阀口不能取得太大，但也不能太小。阀口太大，流量难以控制，阀口太小，气体压强受到影响，因此，在参考了现有减压阀的设计之后，级阀口的内径初选.，外径初选.，杠杆的长度初选，高度初选.。阀芯的最大行程初选，膜片到级阀盖下壁的距离初选，上压板直径初选，厚度初选，则弹簧初始压缩后的长度初选为。因为该阀的最大流量可达，当气体初始压强为时，阀口的实际开度并不等于，只有当气体压强小于时，阀口开度才能达到，此时，级阀室的压强不能保持在原定范围，但其流量可达。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.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。二级阀室除了与级阀室联通外，还与怠速阀阀室和三级阀阀室联通，二级阀室上面有阀盖，三级阀口设计在二级阀盖上。二级阀与级阀样，利用缝隙减压原理对其进行减压，二级阀膜片的实际受力并移动的面积与盖上的孔面积相等。二级阀膜片上挡板直径初选，杠杆在左端部分的转臂初选为.，右端部分的转臂长度初选为.，即.，.。二级减压阀弹簧的设计由已知条件得知，当二级阀口时，.，.，当二级阀口流量时，.，.。根据公式，可算出二级阀口在时的最大缝隙。式中.，.则则，膜片芯子的最大移动量为.膜片芯子受膜片向下的作用力其中，为膜片在流量最大时上下面之间的压力差，为与二级弹簧压力相等的作用力除以膜片上下面之间的压力差后的值。当.时，膜片芯子受膜片向下的作用力为当.时，膜片芯子受膜片向下的作用力为.在上述计算式中，为大气压的压力，三级阀室的压力约等于大气压。根据上述计算可得二级弹簧在的情况下的受力范围为，则其弹性系数为由以上计算可看得出来，值太大，根据经验，可选，这样，二级阀的气体变化量可控制在.左右，通过调节阀芯和膜片芯子上与弹簧相接触的螺母，使其满足这条件。现将二级减压阀弹簧的结构示意图如下图.所示图.二级减压阀弹簧.三级减压阀的设计三级减压阀的工作原理在本次设计中，三级减压阀是常闭式的阀，主要是利用阀室的真空度进行调压。当阀室内的真空度为或是不够大时，在压力弹簧的作用下，阀口处于关闭状态。当阀室处于负压或真空度大于定的值时，膜片两边的压力差使膜片向阀室里运动，带动杠杆克服弹簧压力，使阀口打开供气。三级压力弹簧的压力可以根据具体的情况进行调节。天然气的流量完全由发动机的真空度进行调节。三级减压阀盖板杠杆上挡板阀口的设计三级阀盖的底边外径与减压阀壳体底边的外径相同，初选，阀盖的底边宽度初选为，可安装的螺栓和螺母。盖板的个螺孔均布，在阀盖上还有个进气孔，从而使膜片与大气相通。杠杆的长度初选为，头部与三级调节弹簧相连，在安装阀芯的部位有块垫板，在垫板上绞螺纹孔使阀芯更加牢固。下面是三级减压杠杆剖面简图。图.三级减压阀杠杆三级阀口的内径初选为，外径初选为，三级阀的真空度般为.。三级阀的上挡板的直径初选，厚度初选.，中间开.的孔。三级减压阀调节弹簧的设计三级阀膜片芯子受膜片向上的作用力为.当流量为时，三级阀口的最大缝隙为膜片芯子的移动量为.三级压力弹簧在三级阀真空度为.时的最小压缩为现把三级压力调节旋钮刚旋入时的弹簧长度初选为，把三级压力调节旋钮旋紧后的弹簧长度初选为.，则三级压力调节弹簧可设计如下，弹簧丝直径.，弹簧中径为.，总圈数为，有效圈数为，弹簧需要热处理，回火，表面氧化，两端面并紧磨平。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.弹簧材料选择碳素弹簧钢丝级，这类材料的性能是强度高，性能好，级用于高应力弹簧，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，由碳素钢丝制成的压缩弹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。阀芯两面的压力差对阀芯的作用力为.通过调节三级压力调节旋钮可调节三级阀的初始开度。三级减压阀膜片的设计与校核三级减压阀减压的原理主要是根据真空度的原理进行减压，三级阀与大气相通，利用膜片内外的压差进行气体的控制。现对三级阀的膜片进行设计。三级阀的膜片直径与外壳的外径基本相同，初选，内径初选，周围开个螺纹孔，使连接三级阀盖与阀体的螺纹从中穿过。厚度初选。现将膜片示意图表示如图.图.三级减压阀膜片对三级阀膜片进行校核根据实用阀门设计手册页表橡胶膜片厚度计算公式式中，减压阀的出口压力.膜片的自由面积膜片的直径膜片的厚度则，.查页表橡胶的许用剪切应力.所以强度满足要求。.怠速阀的设计怠速阀的工作原理怠速阀是在发动