天然气电控发动机设计【20张CAD图纸+毕业论文】

天然气电控发动机设计

38页 10000字数+论文说明书+开题报告+20张CAD图纸【详情如下】

CAXA图纸

减压阀.dwg

减压阀阀体.dwg

减压阀阀瓣.dwg

减压阀阀盖.dwg

加气口.dwg

加气口加口.dwg

加气口接头.dwg

加热器.dwg

加热器内筒.dwg

加热器外壳.dwg

加热器接头.dwg

天然气电控发动机装配图.dwg

天然气电控发动机设计开题报告.doc

天然气电控发动机设计说明书.doc

截止阀-阀体.dwg

截止阀.dwg

截止阀阀杆.dwg

截止阀阀芯.dwg

气瓶.dwg

气瓶架.dwg

气瓶阀-阀体.dwg

气瓶阀.dwg

摘  要

为了解决日益严重的环境污染和能源危机的问题，开发了一种以天然气和柴油为燃料的电控双燃料发动机。它是在电控柴油机的基础上改装而成的，采用柴油引燃天然气的方式来工作。由于只需另外加装一套天然气供给系统，适当改变一下燃料供给策略，对原柴油机不必作什么改动，故改装简单、成本低。但改装后天然气替代率高，发动机排放性明显改善。

本设计是在原YC6108电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，并充分利用原柴油机上的电控系统，通过加装相关传感器，精确控制柴油引燃量和天然气的供给量，来提高原发动机的经济性和排放性。具体来说，一方面分析了电控天然气发动机燃料供给策略，对天然气供给系统进行了整体设计；另一方面重点设计了天然气供给系统的一些主要专用装置，如：气瓶、瓶口阀、手动关闭阀、充气阀、燃气压力调节器、加温器等，对其它所需部件按国家标准进行了选用；同时还根据公交车车架，对天然气供给系统布置与安装进行了分析与设计。

关键词： 柴油机；  天然气；  双燃料发动机；  供气系统

 Abstract

In order to solve the increasingly serious energy crisis and environmental pollution problems, we develop a electronically controlled dual-fuel engine natural for natural gas and diesel fuel. It is Modified by a electronically controlled engine, and work by diesel igniting the natural gas. We only add a natural gas supply system on the diesel engine, and give some appropriate changes in the fuel supply strategy, but the diesel engines emissions significantly improved. 

We develop this electronically controlled dual-fuel engine on the basis of the YC6108 Diesel Engine. We make full use of the electronic control system on the diesel engine and precisely control the diesel and natural gas supply to improve the engine of the economy and emissions. On the one hand, we analyze fuel supply strategy, and design the gas supply system; On the other hand, we focused on the design of the gas supply system for some major installations, such as: the cylinder, the cylinder valve, filling gas Valves, gas pressure regulator, heating regulator, etc. We also design the gas supply system layout and installation under the bus frame. 

Key words：  Diesel engine;  Natural gas;  Dual-fuel diesel engine;  Gas supply system

目 录

1  前言 1

2  原始设计数据 2

2．1  柴油机数据 2

2．2  公交车数据 3

3  系统整体设计 4

3．1  控制原理设计 4

3．2  各部件功用 4

3．2．1  气瓶 4

3．2．2  压力调节器 5

3．2．3  气体流量阀 5

3．2．4  中央控制器 5

3．2．5  油门位置传感器 5

3．2．6  柴油油量控制器 5

3．2．7  冷却水温度传感器 6

3．2．8  控制面板 6

4  储气系统设计 7

4．1  气瓶设计 7

4．1．1  材料选择 7

4．1．2  储气压力确定 7

4．1．3  结构设计 8

4．1．4  尺寸设计 8

4．2  手动关闭阀设计 9

4．2．1  结构设计 9

4．2．1  阀杆设计 10

4．3  瓶口阀设计 13

4．3．1  结构设计 13

4．3．2  泄放直径校核 14

4．4  充气阀设计 15

4．5  其它部件选用 16

5  供给系统设计 17

5．1  燃气压力调节器设计 17

5．1．1  结构设计 17

5．1．2  阀口设计 18

5．1．3  密封膜片设计 20

5．1．4  弹簧设计 21

5．3  加温器设计 25

5．3  其它部件选用 26

6  总体布置 27

6．1  气瓶布置 27

6．2  气瓶架设计校核 30

7  结束语 32

参考文献 33

致　　谢 34

 前言

随着社会发展，汽车保有量的不断增多，由汽车导致的环境污染和能源危机的问题日益严重。为汽车寻找清洁而且丰富的替代燃料，从而提高发动机的经济性和排放性，已成为相关研究技术人员迫切需要解决的问题。天然气继煤碳、石油之后，作为三大能源之一。在煤碳、石油大量开采和耗尽下，天然气的储量显得比较丰富。同时它具有使用、储存方便，热效率高，燃烧清洁等优点，对天然气的开发和使用受到各国重视。

用天然气替代常规的汽油或柴油作为汽车燃料具有很多优点。最大的好处在于环保方面，不但排放性能优，而且汽车噪音也低；同时把传统汽车改装成天然气汽车只需要在原发动机上加装一套天然气供给系统，改装方便、成本低；此外，天然气汽车安全性高。天然气是一种高燃点的轻量气体，在通常的温度和压力下比汽油更安全。天然气本身无毒、无腐蚀性和非致癌的，即使泄漏也不会对土地或水形成威胁。在我国天然气储量相当丰富。据统计我国天然气总资源量约为５４万亿立方米，天然气可采资源总量为14 ~ 22万亿立方米。天然气资源总量列世界第五位、亚洲第一位。所以在我国发展天然气汽车，开发天然气发动机前景广阔。

天然气发动机发展大致经历了三个阶段：第一代产品是机械式，第二代属于简单闭环控制，第三代是采用电控喷射CNG技术。具体来说，天然气发动机经历了从最先汽油机改装到柴油机改装，最后到专门根据天然气特性设计发动机阶段。同时燃料也经历了从双用燃料、双燃料到单用燃料过程。在这发展过程中，产生了许多技术，如：增压中冷技术、燃烧稀燃技术、天然气缸内喷射技术、天然气发动机闭环电控技术、天然气零部件开发可靠性技术、天然气催化器应用技术等。

就目前我国天然气发动机发展上看，大多是在原汽油发动机的基础上加装一套天然气供给系统，开发成汽油-天然气双用发动机。控制形式多为机械式的，天然气供给方式多为混合器预混合式。我们知道汽油—天然气双用发动机天然气替代率低，同时机械式控制不精确的自身缺陷，混合器预混合式天然气-空气混合不均等原因，实际发动机排放性改善并不大。

鉴于以上情况和对城市环境造成很大污染的公交车大多很用柴油机，在柴油机的基础上开发一款电控天然气/柴油双燃料发动机。电控天然气/柴油双燃料发动机是在原电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，用少量柴油引燃天然气来工作。充分利用柴油机上的电控系统，来精确控制柴油引燃量和天然气的供给量。达到提高天然气替代率，提高原发动机的经济性和排放性的目的。

7  结束语

本次设计是把电控柴油机改装成电控柴油／天然气双燃料发动机。主要分析了柴油和天然气控制策略，重点设计了天然气供给系统的一些关键部件，同时设计了天然气供给系统的布置情况。

由电控柴油机改装的电控双燃料发动机，天然气的替代率高，柴油、天然气量能按汽车行驶情况和发动机工况精确控制，故能很好的提高发动机的经济性和排放性。但同时也应看到，本设计没有对供给发动机的空气量进行精确控制，所以空气和天然气的空燃比并非是更优的。

参考文献

1  董敬等编 . 汽车拖拉机发动机 . 北京：机械工业出版社，2000

2  黄海波主编 . 燃气汽车结构原理与维修 . 北京：机械工业出版社，2002

3  孙济美主编 . 天然气和液化石油气汽车 . 北京：北京理工大学出版社，2001.12

4  高献坤，徐国强等 . CNG/柴油双燃料发动机供气技术发展与趋势 . 柴油机，2005.2

5  罗齐江，潘志翔 . 天然气/柴油双燃料公交车改装技术研究 . 小型内燃机与摩托车2001.1

6  张红光，盛宏至等 . 车用柴油/天然气双燃料发动机机的开发 . 农业机械学报 . 2003. 

7  Bruce Hodgins K,Philip G Hill . Patric Ouellette and Peter Hung . Directly Injected Natural Gas Fueling of Diesel Engines . SAE961671,1996

8  Beck NJ,George AF and van der lee B,Electronic Fuel Injection for Dual Fuel Diesel Methane . SAE891652,1989

9  Southwest Research Institute . Gas Engine Development . SRI information,1996

10 董大勤，袁凤隐编 . 压力容器设计手册 . 北京：机械工业出版社，2005.8

11 文斌主编 . 管接头和管件选用手册 . 北京：机械工业出版社，2001.12

12 杨源泉主编 . 阀门设计手册 . 北京：机械工业出版社，1992.12

13 徐灏主编 . 机械设计手册 . 北京：机械工业出版社，2000.6

致　　谢

在进行本设计的过程中，学校为我们安排和提供了良好的设计环境，并大力支持我们到各个汽车相关厂家完成了一系列见习实习，使我们积累和搜集了大量的设计资料，这为我们的设计奠定了一定了基础和思路；其次，学院对我们采取了一些积极督促的措施，同时为我们在打印设计说明书和绘制设计图纸方面提供了很大的方便，这都使我们设计的效率和质量得到了相当程度的提高；最后，本设计是在悉心指导下才得以顺利完成，尤其是在设计中出现问题和资料短缺等困难的时候，老师们及时的为我解疑排忧，并给予巨大的精神支持和鼓励。故本人在此对他们表示最衷心的感谢和最真诚的敬意。

同时，由于本人初次进行此类设计，理论和实践经验均十分有限，设计中难免存在着许多纰漏、错误之处，敬请各位指导老师和评阅老师批评指正，以更深刻的了解和掌握机械设计的要领，追求更大的进步。