天然气汽车供气系统减压装置设计
44页 16000字数+论文说明书+8张CAD图纸【详情如下】
一级减压阀弹簧(A4).dwg
一级减压阀杠杆(A3).dwg
一级减压阀膜片(A4).dwg
三级阀膜片(A3).dwg
二级减压阀弹簧(A3).dwg
二级减压阀膜片（A4）.dwg
壳体.dwg
天然气汽车供气系统减压装置CAD装配图.dwg
天然气汽车供气系统减压装置设计说明书.doc
摘 要
天然气汽车减压装置是天然气的汽车的一个重要部件，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2-20MPa的压缩天然气压力降到1-2.5kPa进入混合器，以便与空气混合进入汽缸，由于高压气瓶中的CNG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，主要是对一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
ABSTRACT
The natural gas automobile decompressor is a natural gas automobile important part, its quality quality vehicle performance has the very big relations, it is main the reduced pressure in the natural gas automobile and the constant voltage function. Therefore, through use decompressor, may 1-20MPa compression natural gas pressure drop to 1-2.5kPa enters the mixer, in order to enters the cylinder with the air mix, because in the high-pressure bottle CNG gas pressure changes, must maintain the stable air-fuel ratio control, also requests regardless of how the bottle internal pressure does change, the reduced pressure regulator also should guarantee enters the mixer basically the fuel gas pressure constant, by this realization quite stable fuel gas and air mixture ratio control. Thus realization reduced pressure and constant voltage function.
This graduation project in original reduced pressure product foundation, have carried on the revision to its structural configuration and the shape, and to input in the engine process the natural gas pressure change value to carry on the precise design, mainly is to the level pressure relief valve slit reduced pressure and two level of pressure relief valve slit reduced pressure, as well as three levels of pressure relief valves carry on the reduced pressure using the vacuum degree to carry on the computation, enables its to satisfy the reduced pressure to the anticipated request. Moreover to each mainly has been carried on the load spare part the intensity examination, causes the choice the material to satisfy the intensity request. Estimated this time designs the decompressor has the structure simply, the layman is artistic, precision high characteristic, may enhance the similar product the quality, May satisfy the user community the demand.
Key words: Natural gas automobile; decompressor; pressure relief valve
目 录
摘要 .................................................................
ABSTRACT..........................................................П
绪论 .................................................................1
0.1天然气汽车减压装置的用途和功能 1
0.2天然气汽车减压装置在我国的发展概况 1
0.3天然气汽车减压装置设计的目的和意义 1
1 设计任务书 .........................................................3
1.1设计题目 3
1.2题目说明 3
1.2.1设计参数规范 3
1.2.2符合标准 3
1.2.3设计思路 3
1.3设计方案 3
1.4资料调研 4
1.4.1减压阀的定义 4
1.4.2减压阀的工作原理 4
1.4.3减压阀的工作过程 7
2 设计方案的研究与选择............................................. 9
2.1减压调节器的分类 9
2.2方案选择 9
2.2.1方案一及其优缺点 9
2.2.2方案二及其优缺点 9
2.2.3 设计方案的选择 10
3 总体方案设计 ......................................................11
3.1一级减压阀的设计 11
3.1.1一级减压阀的工作原理 11
3.1.2一级减压阀阀室的设计 11
3.1.3一级减压阀杠杆、弹簧与阀口的设计 11
3.2二级减压阀的设计 19
3.2.1二级减压阀的工作原理 19
3.2.2二级减压阀阀室及盖板、杠杆、上档板的设计 19
3.2.3二级减压阀弹簧的设计 19
3.3三级减压阀的设计 22
3.3.1三级减压阀的工作原理 22
3.3.2三级减压阀盖板、杠杆、上挡板、阀口的设计 22
3.3.3三级减压阀调节弹簧的设计 22
3.3.4 三级减压阀膜片的设计与校核 25
3.4怠速阀的设计 26
3.4.1怠速阀的工作原理 26
3.4.2怠速阀阀室及阀体的设计 26
3.4.3怠速阀芯及怠速阀弹簧的设计 28
3.5其他重要零部件的设计 29
3.5.1高压电磁阀阀芯、先导阀、弹簧的设计 29
3.5.2安全阀及其弹簧的设计 30
3.5.3进气接头的设计 31
3.5.4一级阀盖连结螺柱和三级阀盖连结螺栓的选择 32
4 天然气汽车减压装置的使用说明 ......................................35
4.1天然气汽车减压装置的使用注意事项 35
4.2天然气汽车减压装置的拆装、检查与调整 35
4.2.1拆卸 35
4.2.2清洗、检查、更换 35
4.2.3组装、调整 36
5 总结 ..............................................................38
谢辞 39
参考文献............................................................40
绪 论
0.1 天然气汽车减压装置的用途和功能
以天然气作为燃料的汽车叫做天然气汽车。为了提高天然气汽车一次冲气行使的里程，车用天然气一般是压缩在20MPa存储在高压汽缸里，但发动机工作时，却要求燃气压力降到1-2.5kPa进入混合器，以便与空气混合进入汽缸，而且由于高压气瓶中的CNG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。因此在燃气供给系统中必须要有减压调节器。天然气汽车的核心和关键部件就是减压调节器，在CNG汽车上，减压调节器的作用主要是起减压和稳压的作用，它的性能好坏，将会直接影响到天然气汽车的性能。
0.2 天然气汽车减压装置在我国的发展概况
天然气汽车减压装置是随着天然气汽车的产生而产生的，同时，也随着天然气汽车的发展而发展。
早在1958年，四川就曾研制过天然气汽车，但是由于当时科技的发展，有一些技术问题不能解决，以及当时油价较低，而未能得到发展。1986年，四川石油管理局南充机械厂组织人员再次着手该技术的研究工作。1988年，中国石油天然气总公司从新西兰引进压缩天然气充气站装置（其中就包括了减压装置），在南充建立起了全国第一座压缩天然气充气站。南充机械厂用进口配件改装了全国首批50辆压缩天然气汽车，并结合自己的经验，根据国情，借鉴国外的先进技术，实现了天然气汽车减压装置及其他车用燃气装置的全部国产化。该装置在1991年通过技术鉴定，1993年通过部级验收，样车经测试，性能达到国外同类产品水平。目前，国内特别是四川、重庆等天然气供气减压系统生产企业已形成国产上万套的天然气汽车减压装置的产业规模，它们生产的产品成为国内各大汽车厂燃气汽车改装车用减压器的指定产品。近些年又有四川彭州兴威、重庆恩洁威、四川宜宾海家、成飞公司等CNG技术开发公司的减压调节器产品不断推出。
4.2.2 清洗、检查、更换
1. 将全部零件用汽油清洗干净并晾干，清洗时间不得超过10分钟，并不得使用溶剂性较强的清洗剂，以防橡胶件变形，老化。
2. 检查全部橡胶膜片，密封圈是否损坏，老化，更换不得使用的橡胶件。
3. 检查弹簧是否损坏或弹力下降，按要求更换损坏的弹簧。
4. 检查杠杆机构有无变形，转动是否灵活，修复、更换损坏的零件。
4.2.3 组装、调整
1. 装怠速电磁阀
（1）用软质油润滑针形阀和阀体。
（2）将阀体装到减压阀上，注意阀体与减压阀之间密封良好，不漏气。
（3）依次将针形阀弹簧、线圈、调节机构装到阀体上，然后将线圈固定螺母拧到阀体上，压住线圈，使线圈不能松动为止，不宜拧得过紧，否则容易损坏私扣。
2. 装一级减压阀
（1）装一级阀芯到阀体内，装一级杠杆并用螺钉压紧杠杆销。
（2）调整杠杆机构前端的调节螺栓，使其与阀芯的间隙为0.5±0.1mm。
（3）依次装膜片芯子、膜片、压板、中心螺母。
（4）装弹簧及盖板，拧紧紧固螺母，保证膜片处无天然气泄漏现象。
3. 装二级减压阀
（1）装二级阀杠杆机构，用紧固螺母压紧杠杆销。
（2）在阀口上放一片复写纸，用于轻轻压下阀杠杆机构关闭阀口，取出复写纸，检查复写纸上阀口的压痕是否均匀。如果不均匀，说明阀口密封不好，应进行调整。
（3）用螺丝刀调整杠杆机构上阀芯的高低，可调整阀口的前后吃合线；调整杠杆销的高低，可调整阀口左右的吃合线。调整后再用上述方法检查，直到密封线吃合良好为止。
（4）装膜片，压板及阀盖，保证膜片处不漏气。
（5）装薄板弹簧压在膜片芯子的螺母上，并用螺钉固定在壳体上。
4. 装三级减压阀
（1）装三级减压阀杠杆机构，并用紧固螺钉压紧杠杆销。
（2）使用复写纸，按检查调整二级减压阀阀口密封吃合线的方法，检查调整三级阀芯，直到密封线吃合良好为止。
5. 装高压电磁阀和压力表
（1）装压力表及密封圈，确保20MPa的压力下不漏气。
（2）将电磁阀阀芯、先导阀及阀体、弹簧装在一起，并装在气压测试台上。
6. 检查一、二级减压阀压力，三级减压阀密封及怠速电磁阀的情况
（1）卸下一级安全阀及二级压力检测口堵头，分别装上1MPa和0.4MPa的测试压力表。将被测试的减压装置安装在进气接头上，接入不高于20MPa的高压气源，不得有漏气现象。
（2）开启气源截止阀和高压电磁阀，检测一级减压阀的输出压力应在0.32－0.45MPa范围内，并使其变动量低于0.03MPa，如果过高或过低，应更换弹簧或调整一级阀芯缝隙。
（3）检测二级阀输出压力，应在0.19－0.21MPa范围内，如果过高或过低，应调整或是更换弹簧。
（4）检测三级阀口是否密封严密。检测时，配合三级弹簧手动旋钮进行调整，如有漏气现象，应按复写纸压印的方法进行调整。
（5）将三级减压阀及气源截止阀关闭，观察一、二级减压阀压力是否稳定，如果在10分钟内有明显的压力下降，应找出原因，排除窜漏现象。
（6）开启怠速电磁阀，转动怠速调节旋钮，观察怠速输出气量的情况，如不正常，应找出原因，进行调整。
7. 装三级减压膜片及后盖
（1）按拆卸的相反顺序，安装三级膜片及后盖，装好后要求膜片处不漏气。
（2）卸下压力表，安装一级安全阀和二级压力检测堵头。
5 总结
减压阀作为CNG汽车燃料供给系统中最关键的部件，其特性直接影响到发动机的性能，减压阀最佳调整特性的研究成功，将大大改善CNG汽车的动力性和经济性。另外，机械式减压阀难以精确控制各工况下的空燃比，开发出能对各工况下的空燃比进行优化控制，满足经济性、动力性、排放要求及可靠性、维护性好的车用电子燃料供给系统将具有重要的意义。
本设计的减压装置，是在原有产品的基础上，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，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。
谢 辞
通过本次毕业设计，把大学期间学到知识运用到实践中，而且还复习和学习了很多知识，为以后的工作和学习打下基础。在此我非常感谢在我毕业设计过程中给与我帮助和鼓励的同学和老师，尤其是我的毕业设计指导教师何畏老师，他对于我不会和不懂的地方，非常仔细认真地给与解答。还拿实物过来，边拆卸边给我讲解，使我对于从来没有接触过的天然气汽车上的减压装置有了很好理解，从而为顺利完成毕业设计打下基础。而且还每天安排时间给我们答疑，只要我们有不懂得地方可以随时找到他，非常耐心认真的回答我们的问题，在此我表示再次的感谢。而且何老师知识的渊博，教学态度的认真都对我是一种很好的教育。我会在以后的工作和学习的过程，以何老师的这种敬业的态度为榜样，认真对待我该做的任何事情。做好自己的分内工作。在此，我还要感谢那些给我帮助的其他老师和同学，是他们在我遇到为问题时给了我关心和鼓励，在我有不懂的地方时热心的帮助我，使我能够克服困难，解决难题。
参考文献
[1] 周铭杰.浅谈减压阀的结构设计.宁波星箭航天机械厂，浙江省宁波207信箱， 315153
[2] 李国锋，冯金芝，马志义，刘生全.压缩天然气汽车（CNGV）供气系统.西安公路交通大学
[3] 钱灏.车用LPG减压阀的设计与实验.武汉理工大学汽车工程学院.武汉 430070
[4] 刘祖前.超高压气动减压阀的研究.广州市理工学校(510380)
[5] 黄海波.燃气汽车结构原理与维修.机械工业出版社，2002
[6] 邢邦圣．机械制图与计算机绘图．北京：化学工业出版社，2002
[7] 濮良贵，纪名刚．机械设计，第七版．北京：高等教育出版社，2001
[8] 汪文虎，秦延龙．烃类物理化学数据手册．北京：烃加工出版社，1990
[9] 陆一心，顾建，凌智勇．液压与气动技术．北京：化学工业出版社，2004
[10] 刘鸿文．简明材料力学．北京：高等教育出版社，2004
[11] 陆培文．实用阀门设计手册．北京：机械工业出版社，2004
[12] 叶伟昌．机械工程及自动化简明设计手册．北京：机械工业出版社，2005
[13] 机械设计手册编委会．机械设计手册，新版第二册．北京：机械工业出版社，2004
[14] 《机械设计手册》联合编写组．机械设计手册，修订版上册第二分册．北京：化学工业出版社，1987
[15]Terrence Fay. Jarema N. Kraus Mitchell J. Levy. Improving Vacuum System
[16] Don Lyle. Gas dominates demand curve Hart’s E&P -2001.74(12)-69
[17] Phillip W. Building bridges-fulfilling the potential for gas in the 21 century Petrole et techniques.2003,(445).-61~63
川公网安备: 51019002004831号