下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 摘 要 為了解決日益嚴重的環境污染和能源危機的問題，開發了一種以天然氣和柴油為燃料的電控雙燃料發動機。它是在電控柴油機的基礎上改裝而成的，采用柴油引燃天然氣的方式來工作。由于只需另外加裝一套天然氣供給系統，適當改變一下燃料供給策略，對原柴油機不必作什么改動，故改裝簡單、成本低。但改裝后天然氣替代率高，發動機排放性明顯改善。 本設計是在原 YC6108 電控柴油機的基礎上，設計安裝一套天然氣供給系統，并充分利用原柴油機上的電控系統，通過加裝相關傳感器，精確控制柴油引燃量和天然氣的供給量，來提高原發動機的經濟 性和排放性。具體來說，一方面分析了電控天然氣發動機燃料供給策略，對天然氣供給系統進行了整體設計；另一方面重點設計了天然氣供給系統的一些主要專用裝置，如：氣瓶、瓶口閥、手動關閉閥、充氣閥、燃氣壓力調節器、加溫器等，對其它所需部件按國家標準進行了選用；同時還根據公交車車架，對天然氣供給系統布置與安裝進行了分析與設計。 關鍵詞： 柴油機； 天然氣； 雙燃料發動機； 供氣系統 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 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 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 目 錄 1 前言 . 1 2 原始設計數據 . 2 2 1 柴油機數據 . 2 2 2 公交車數據 . 3 3 系統整體設計 . 4 3 1 控制原理設計 . 4 3 2 各部件功 用 . 4 3 2 1 氣瓶 . 4 3 2 2 壓力調節器 . 5 3 2 3 氣體流量閥 . 5 3 2 4 中央控制器 . 5 3 2 5 油門位置傳感器 . 5 3 2 6 柴油油量控制器 . 5 3 2 7 冷卻水溫度傳感器 . 6 3 2 8 控制面板 . 6 4 儲氣系統設計 . 7 4 1 氣瓶設計 . 7 4 1 1 材料選擇 . 7 4 1 2 儲氣壓力確定 . 7 4 1 3 結構設計 . 8 4 1 4 尺寸設計 . 8 4 2 手動關閉閥設計 . 9 4 2 1 結構設計 . 9 4 2 1 閥桿設計 . 10 4 3 瓶口閥設計 . 13 4 3 1 結構設計 . 13 4 3 2 泄放直徑校核 . 14 4 4 充氣閥設計 . 15 4 5 其它部件選用 . 16 5 供給系統設計 . 17 5 1 燃氣壓力調節器設計 . 17 5 1 1 結構設計 . 17 5 1 2 閥口設計 . 18 5 1 3 密封膜片設計 . 20 5 1 4 彈簧設計 . 21 5 3 加溫器設計 . 25 5 3 其它部件 選用 . 26 6 總體布置 . 27 6 1 氣瓶布置 . 27 6 2 氣瓶架設計校核 . 30 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 7 結束語 . 32 參考文獻 . 33 致 謝 .錯誤 !未定義書簽。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 1 前言 隨著社會發展，汽車保有量的不斷增多，由汽車導致的環境污染 和能源危機的問題日益嚴重。為汽車尋找清潔而且豐富的替代燃料，從而提高發動機的經濟性和排放性，已成為相關研究技術人員迫切需要解決的問題。天然氣繼煤碳、石油之后，作為三大能源之一。在煤碳、石油大量開采和耗盡下，天然氣的儲量顯得比較豐富。同時它具有使用、儲存方便，熱效率高，燃燒清潔等優點，對天然氣的開發和使用受到各國重視。 用天然氣替代常規的汽油或柴油作為汽車燃料具有很多優點。最大的好處在于環保方面，不但排放性能優，而且汽車噪音也低；同時把傳統汽車改裝成天然氣汽車只需要在原發動機上加裝一套天然氣供給系統，改裝方便 、成本低；此外，天然氣汽車安全性高。天然氣是一種高燃點的輕量氣體，在通常的溫度和壓力下比汽油更安全。天然氣本身無毒、無腐蝕性和非致癌的，即使泄漏也不會對土地或水形成威脅。 在我國天然氣儲量相當豐富。據統計我國 天然氣總資源量約為 萬 億 立方米 ， 天然氣可采資源總量為14 22 萬億立方米。天然氣資源總量列世界第五位、亞洲第一位。 所以在我國發展天然氣汽車，開發天然氣發動機前景廣闊。 天然氣發動機發展大致經歷了三個階段： 第一代產品是機械式，第二代屬于簡單閉環控制，第三代是采用電控噴射 CNG 技術。 具體來說，天然氣發動 機經歷了從最先汽油機改裝到柴油機改裝，最后到專門根據天然氣特性設計發動機階段。同時燃料也經歷了從雙用燃料、雙燃料到單用燃料過程。在這發展過程中，產生了許多技術，如： 增壓中冷技術 、 燃燒稀燃技術 、 天然氣缸內噴射技術、天然氣發動機閉環電控技術 、 天然氣零部件開發可靠性技術 、 天然氣催化器應用技術 等。 就目前我國天然氣發動機發展上看，大多是在原汽油發動機的基礎上加裝 一套天然氣供給系統，開發成汽油 -天然氣雙用發動機。控制形式多為機械式的，天然氣供給方式多為混合器預混合式。我們知道汽油 天然氣雙用發動機天然氣替代率低，同時 機械式控制不精確的自身缺陷，混合器預混合式天然氣 -空氣混合不均等原因，實際發動機排放性改善并不大。 鑒于以上情況和對城市環境造成很大污染的公交車大多很用柴油機，在柴油機的基礎上開發一款電控天然氣 /柴油雙燃料發動機。電控天然氣 /柴油雙燃料發動機是在原電控柴油機的基礎上，設計安裝一套天然氣供給系統，用少量柴油引燃天然氣來工作。充分利用柴油機上的電控系統，來精確控制柴油引燃量和天然氣的供給量。達到提高天然氣替代率，提高原發動機的經濟性和排放性的目的。 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯系 414951605 或 1304139763 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 2 原始設計數據 本設計在 YC6108 電控單體泵柴油機的基礎上開發一套天然氣供給系統，充分利用原有的電控系統，把原發動機改裝成電控天然氣發動機，并在使用這種發動機的公交車上對天然氣供給系統布置進行設計。 下面給出了設計時所用的柴油機和公交車的一些數據參數。 2 1 柴油機數據 圖 2.1 YC6108 發動機 缸徑 行程 mmmm 125108 額 定功率 /轉速 rpmkw 230/177 最大扭矩 /轉速 rpmmN 1 60 0/8 00 外形尺寸 mmmmmm 1 0 7 57 8 01 2 5 2 燃油消耗率 hkwgbe /250下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 2 2 公交車數據 圖 2.2 公交車底盤 外形尺寸 mmmmmm 3 1 0 02 4 0 08 5 0 0 百公里油耗 Q=27L 續駛里程 S=300km 整車質量 M = 9740kg 前軸軸載質量 M1 = 3270kg 后軸軸載質量 M2 = 6470kg 軸距 L = 4700mm 車架參數 縱梁 異形鋼管 mmmmmm 5.4651 8 0 通橫梁 槽形鋼 mmmmmm 5602 2 0 外伸橫梁 槽形鋼 mmmmmm 560180 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 3 系統整體設計 設計的電控柴油 /天然氣雙燃料發動機是在原 YC6108 柴油機的基礎上開發而成，主要開發 了雙燃料發動機的供氣系統。并設置了多種傳感器，充分應用原發動機的電控系統，實現引燃柴油量和天然氣量的精確控制。 3 1 控制原理設計 設計的柴油 /天然氣雙燃料發動機采用電控單點噴氣控制方式，其供氣系統電子控制原理如下圖 3.1 所示。 圖 3.1 控制原理 設計的系統主要包括天然氣的儲氣系統、供給系統及控制系統。 由圖所示，天然氣由氣瓶通過高壓管流入壓力調節器。其間設置有充氣閥、手動關閉閥、壓力表等。然后，天然氣通過電磁閥進入氣體流量閥，由燃氣噴射 器噴入進氣道。在進氣道內天然氣與空氣混合后流入進氣歧管，最后到達各氣缸內。在汽車的一些部位安有傳感器，通過數據采集由中央控制器控制柴油和天然氣的供給量。 3 2 各部件功用 3 2 1 氣瓶 氣瓶儲存壓力為 20Mpa的壓縮天然氣，在其后先后接有氣瓶閥、充氣閥、手動關閉閥及壓力表等。氣瓶閥在必要時封住瓶內氣體及防止瓶內壓力過高損壞氣瓶；充氣閥是下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 在儲氣瓶內壓力不足時向儲氣瓶內充入天然氣；手動關閉閥是 當 CNG汽車因加氣、修理、入庫停車時，用來截止氣瓶到燃氣壓力調節器之間的氣路聯接。壓力表用于表針加氣時天然氣是 否加足。 3 2 2 壓力調節器 燃氣壓力調節器可以將天然氣的壓力從 20MPa降到 0.5 Mpa左右，而且在壓力調節器上裝有壓力傳感器且與駕駛室內控制面板相連，這樣在駕駛室內即可通過壓力值了解氣瓶內天然氣的儲量。在壓力調節器前分別安裝有加溫器和過濾器。其中加溫器是為了給天然氣加熱，以避免因天然氣壓力降低吸收熱量而使壓力調節器凍結。過濾器是為了濾除氣體中的雜質，以避免減壓器閥口被堵塞。燃氣壓力調節器后連接電磁閥，當發動機出現故障或發動機熄火時，電磁閥自動切斷天然氣的供給。 3 2 3 氣體流量閥 氣體流量 閥可精確控制雙燃料工作狀態下的燃氣流量。其內有一小容積室，與燃氣噴射器、天然氣壓力傳感器和溫度傳感器相連， 2個傳感器分別測出容積室中天然氣的壓力和溫度。中央控制器 (ECU)將實測天然氣壓力與存儲在 ECU內的目標壓力值相比較，根據二者的差值調整容積室的容積，保證確的天然氣噴射量。天然氣以 1O 80 Mpa的噴射壓力噴入時進氣道內，與空氣充分混合后進入氣缸。燃氣噴射器的噴孔與空氣的流向相反，使天然氣與空氣充分混合。 3 2 4 中央控制器 ECU是 YC6108雙燃料發動機的控制核心，它接受 8個傳感器的信息，通 過計算分析處理后，向柴油油量控制器及氣體流量閥等主要執行器發出指令，控制雙燃料狀態下的柴油量以及燃氣的流量，進而保證發動機的性能。 ECU具有故障自診斷功能。當控制系統出現問時， ECU 自動記錄錯誤信息，并將錯誤代碼在控制面板上顯示出來。它可自動記錄天然氣流量、柴油流量天然氣溫度和壓力、進氣溫度、進氣壓力等 3O余個參數隨時間變化的曲線，并進行分析。 3 2 5 油門位置傳感器 油門位置信號和轉速信號是決定燃料 MAP和節氣門開度 MAP的主要參數。油門位置傳感器固定在噴油泵的油門操縱桿上，并通過油門拉線與油門踏 板連接，由駕駛員直接控制。 ECU根據它的信號確定天然氣、空氣和柴油的供給量。 3 2 6 柴油油量控制器 柴油油量控制器安裝在噴油泵的后端。發動機在雙燃料工作狀態時， ECU 按照其內下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 設定的燃料 MAP，通過控制步進電機的行程從而控制噴油泵齒條的位移量來控制在雙燃料工作狀態的柴油油量。在純柴油工作狀態時，柴油油量控制器不起作用，由噴油泵調速器直接控制發動機的柴油噴射量。 3 2 7 冷卻水溫度傳感器 冷卻水溫度傳感器安裝在發動機的出水管上，當發動機冷卻水溫度在 65 c以上和轉速超過 900 r min時，發動 機自動轉換到雙燃料的工作狀態。轉速傳感器轉速傳感器安裝在齒輪室罩蓋一飛輪殼上測量發動機的轉速，其信號是決定燃料 MAP和節氣門開度 MAP的主要參數。 3 2 8 控制面板 控制面板固定在駕駛室內的儀表板上。控制面板上有控制發動機工作狀態的轉換開關，還可以顯示雙燃料工作狀態下的天然氣替代率及氣瓶內的天然氣儲量。當雙燃料工作狀態下出現故障時，控制面上的故障顯示燈就會提醒駕駛員，同時可以通過外接設備端口把故障的原因打印出來。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 4 儲氣系統設計 天然氣儲氣系統包 括氣瓶、瓶口閥、充氣閥、手動關閉閥、高壓管線及高壓接頭、氣壓表等。這里主要設計了儲氣瓶、氣瓶閥、充氣閥、手動關閉閥，對于高壓管線、氣壓表、相關傳感器等直接按國家規定選用。 4 1 氣瓶設計 CNG 的儲氣瓶一直是天然氣汽車重要的專用裝置之一，它的成本約占 CNG 汽車改裝總成本的 30%70%。 圖 4.1 氣瓶 4 1 1 材料選擇 就目前使用的情況，氣瓶大體分二大類：第一類鋼或鋁合金金屬瓶；第二類復合材料儲氣瓶。合金金屬瓶，生產成本低，安全耐用，容積率高，但重容比大，重量大；復合材料瓶重容比小， 重量輕，但生產成本高，價格貴。 就本設計而言，由于是改裝公交車，它上面空間大，對重量不太敏感，同時鋼制氣瓶在我國應用廣泛，所以選擇鋼制氣瓶。依據國家標準 GB/17258-1998汽車用壓縮天然氣鋼瓶，按照標準中表 2 對瓶體材料的要求，綜合考慮選擇 35CrMn 的鋼合金。 4 1 2 儲氣壓力確定 根據國家標準 GB/17258-1998 的規定，天然氣儲氣瓶的設計壓力為 MPaP 20 。 它是綜合考慮到儲氣瓶的容重比以及 CNG 加氣站運行成本所確定的優化結果。過高的儲氣壓力反而會導 致氣瓶容積率比的下降及加氣站設備的成本和運行管理費用的升高。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 4 1 3 結構設計 目前儲氣瓶按生產工藝制造不同分三類：無縫鋼管兩端收口，尾部成凸狀；無縫鋼管兩端收口，兩端成管狀；由鋼坯直接沖壓而成。 由于公交車用儲氣瓶對其形狀沒有特別要求，考慮到工廠生產情況，形狀的復雜程度，以及生產工藝，選擇無縫鋼管兩端收口，尾部為凸狀的形狀。 圖 4.2 氣瓶結構 4 1 4 尺寸設計 結合目前市場用儲氣瓶情況，考慮到公交的續駛里程為 300km，以及國家標準GB17258-1998，查標準中表 1，確定所設 計氣瓶的公稱容積 LL 60 ，公稱外徑mmD 2670 。 1 氣瓶壁厚 氣瓶壁厚應滿足以下兩式 S=2oD（ 1 1 .31 .3 30 .41 .3 3ehehPP） （ 4.1） S 1250oD （ 4.2） 其中 S 氣瓶壁厚 (mm) 0D 公稱外徑 (mm) e 材料屈服應力 (MPa) hP 水壓試驗壓力 (MPa) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 由材料為 35CrMo 知 e= 440MPa 水壓試驗壓力 hP=53P=53 20 33MPa (p 為儲氣壓力 ) 所以 S= 2672（ 1440 1 .3 3 31 .3 3440 0 .4 3 31 .3 3） 9 mm S 2671250 2.068 mm 綜上 ,取壁厚 S 為 9mm。 2 瓶口螺紋 依據 GB8335-1998 氣瓶專用螺紋規定，查標準中表 1 選擇瓶口閥螺紋代號為PZ27.8 的圓錐螺紋。 4 2 手動關閉閥設計 氣瓶到燃氣壓力調節器之間應設置手動關閉閥。當 CNG 汽車因加氣、修理、入庫停車時，用來截止儲氣瓶到 減壓器之間的氣路聯接。 手動關閉閥是 CNG 系統安全可靠的關鍵部件，要求能夠做到快速“開”和“關”，啟閉范圍應為 0.251.5 圈，并清楚標明“開”和“關”的方向。手動關閉閥應安裝在易于操作的位置，閥體又不得直接安裝在駕駛室內。 圖 4.3 手動關閉閥 4 2 1 結構設計 設計的手動關閉閥的結構如圖 4.4 所示。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 1 閥體 2 閥芯 3 內螺帽 4 密封膜片 5 外螺帽 6 閥桿 7 手輪 圖 4.4 手動關閉閥結構 手動關閉閥實質是截止閥。由上圖天然氣從 A 端進入 B 端流 出。當旋傳手輪 7 時，可以截止或打開氣瓶與燃氣壓力調節器通路。用于截止天然氣的閥芯 2 端部設置有密封墊，使截止充分防止泄漏。在閥桿和內螺帽之間安有密封膜片，防止在手動關閉閥打開時天然氣泄漏。 4 2 1 閥桿設計 根據設計的手動充氣閥結構，初步設計閥桿的最小直徑為 12mm，取材料為 1Cr13。 1 閥桿軸向力計算 閥桿軸向力 MJFZFZ QQQ (4.3) 其中 FZQ 閥桿 軸向力 (N) FZQ 密封力 (N) MJQ 介質力 (N) 密封力 MFmmpMF qbDQ (4.4) 由設計結構初定 閥座密封面平均直徑 mmDmp 6下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 閥座密封面寬度 mmbm 2又密封必需比壓 pqMF 2 MPa40202 (p 為儲氣壓力 ) 所以 NQ MF 1507402614.3 介質力 pDQ mpMJ 24 (4.5) 即 MJQ 206414.3 2 N565所以閥桿的最大軸向力 MJFZFZ QQQ 5651507 N20722 閥桿力矩計算 閥桿力矩 FDFLF MMM (4.6) 其中 FM 閥桿力矩 ( mN ) FLM 關閉時閥桿螺紋摩擦力矩 ( mN ) FDM 關閉時閥桿頭部與閥瓣接觸面的摩擦力 矩 ( mN ) 關閉時閥桿螺紋摩擦力矩 FMFZFL RQM (4.7) 由結構初定關閉時閥桿螺紋的摩擦半徑 mmRFM 10 所以 mmNM FL 20720102072 關閉時閥桿頭部與閥瓣接觸面的摩擦力矩 3 2132.0 E RQQM OFZFZFD (4.8) 由結構知，閥桿頭部球 面半徑 mmRO 15下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 由閥桿材料知，閥桿材料彈性模數 M P aE 310210 所以 3 310210 152 0 7 222 0 7 2132.0 FDM mmN 182故截止閥力矩 FDFLF MMM mmN 2 0 9 0 21 8 22 0 7 2 03 閥桿強度校核 由閥桿材料為 1Cr13 查得 許用拉伸應力 MPa5.122 許用扭轉應力 MPa5.73 許用合成應力 MPa147閥桿所受拉伸應力 AQFZ(4.9) 即 22 dQAQ FZFZ M P a1821214.32 07 22閥桿所受扭轉應力 tFWM (4.10) 即 32.0 dMWM FtF M P a60122.0 20902 3 閥桿所受合力應力 22 4 (4.11) 即 22 4 M P a1216018 22 故滿足條件。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 4 3 瓶口閥設計 瓶口閥是連接儲氣瓶和高壓管的部件，它由進氣口、出氣口、手輪、安全裝置組成。 瓶口閥的作用是在必要時關閉儲氣 瓶與高壓管間的通道。安全裝置為爆破片易熔塞組合式。當遇到意外時，高溫將易熔合金熔化，高壓將爆破片爆破，使氣瓶內的高壓天然氣泄放，以保護氣瓶。由 GB8337-1996氣瓶用易熔合金塞知，易熔合金熔化溫度為 Co5100 ，爆破片公稱爆破壓力為水壓試驗壓力hP，允差為 %5 。天然氣為可燃氣體，按國家標準螺紋為左旋。 圖 4.5 氣瓶閥 4 3 1 結構設計 設計的氣瓶閥結構如圖 4.6 所示。 1 閥體 2 安全閥 3 閥芯 4 內閥帽 5 密封膜片 6 外閥帽 7 閥桿 8 手輪 圖 4.6 氣瓶閥結構 A 端與氣瓶相連接， B 端連接高壓管。安全裝置 2 為爆破片易熔塞組合式，當達到下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 規定條件，爆破片爆破和易熔合金熔化，泄放天然氣來達到保護儲氣瓶的信作用。在必要時也可以扭轉手輪 8 截斷氣瓶與高壓管的通路。閥芯上設置有密封墊，使其通路充分截止。同時在閥桿頭部安在密封膜片，防止天然氣泄漏。 氣瓶閥與手動關閉閥一樣都是截止閥，不同之處是氣瓶閥設計有安全裝置用來保護氣瓶。閥體在 結構有也些不同，氣瓶閥閥體進口與氣瓶相接。所以閥桿設計與手動關閉閥一樣。這里主要設計了安全裝置。 4 3 2 泄放直徑校核 初步設計泄放直徑為 mmd 4 。 達到安全泄放滿足條件 sWW(4.12) 其中 W 設計泄放量 ( hkg/ ) sW 安全泄放量 ( hkg/ ) 安全泄放量 udW s 231083.2 (4.13) 式中 壓力源進口管內徑 mmd 20 介質密度 3/78.0 mkg 介質流速 smu /13 所以 1378.0201083.2 23 sW hkg /5.11 設計泄放量 ZTMCAPW 8.55 (4.14) 式中 額定泄放系數 62.0 氣體特性系數 5.0C 設計爆破面積 22 dA 22 56.122414.3 mm 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 氣體摩爾質量 kmolkgM /16 氣體壓縮系數 5.1Z 進氣口溫度 kT 300 爆破壓力 MPaP 33 所以 3005.1163356.125.062.08.55W sWhkg /1352滿足條件。 4 4 充氣閥設計 充氣閥是安裝在汽車上，與加氣站售氣機的加氣槍連接后給車用氣瓶充裝 CNG 裝置的總稱。它由進氣接口、單向閥、防塵塞、輸氣接頭組成。它的作用是在加氣站儲存的高壓天然氣充裝到儲氣瓶組時，可靠的接通高壓充氣氣路；在充氣結束后，能可靠的封閉充氣口，防止天然氣從充氣口泄漏。 圖 4.7 加氣裝置 充氣閥結構如圖 4.8 所示。 1 防塵蓋 2 加氣口 3 單向閥 4 接頭 5 密封圈 6 泄放塞 圖 4.8 加氣口結構 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 當儲氣瓶需要加氣時，首先拔出泄放塞放出泄漏的天然氣，再打開防塵蓋，把加氣站里的加氣槍接到加氣口上充氣。在充氣閥旁連接儲氣瓶的端安有壓力表，用于查看氣瓶天然氣是否不足或是否充氣好。 為了保證不同加氣站之間加氣插頭的通用性，對加氣口的接口形狀和尺寸國家作了統一規定。根據 QC/T245-1998 壓縮天然氣汽車專用裝置和安裝要求的規定，天然氣裝置就設置單向閥或截止閥，加氣接頭采用直徑為 12mm的插銷式結構，并設置能密封系統壓力的防塵塞，防止氣體泄漏，在取出防塵塞前，就能泄壓。 4 5 其它部件選用 高壓管線采用不銹鋼無縫鋼管或其它車用高壓天然氣專用管線。根據目前國內使用的情況選用 8 的 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼無縫鋼管。 高壓管接頭根據國家規定要用選用符合 GB3765-1993卡套式管接頭技術條件的卡套式管接頭，它由接頭體、卡套和壓緊螺母組成。 選用的壓力表量程應儲氣系統公稱工作壓力的 1.52 倍，其性能應符合 ZBN11001和 QC/T8 的 有關規定。 各種傳感器等按國家相關規定外購選用。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 5 供給系統設計 供給系統包括：加溫器、過濾器、燃氣壓力調節器、流量控制器、噴射器等。本設計主要設計了加溫器和燃氣壓力調節器，對過濾器、流量控制器、噴射器及相關傳感器直接選用。 5 1 燃氣壓力調節器設計 由天然氣的物化特性知，在氣態下天然氣的體積能量密度很低。為了提高天然氣汽車的一次充氣的行駛里程，車用天然氣壓縮到 20MPa 儲存到高壓氣瓶中。而發動機在工作時，卻要求天然氣壓力降到 1Mpa 左右進入噴射 器中。因此天然氣供給系統中必須要有燃氣壓力調節器。 圖 5.1 燃氣壓力調節器 燃氣壓力調節器實質是一種減壓器，它的作用是減壓和穩壓。既要把高壓降到一定數值，又要使輸出壓力穩定到一定范圍。 5 1 1 結構設計 設計的燃氣壓力調節器結構如圖 5.2 所示。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 1 閥體 2 閥帽 3 密封膜片 4 調節彈簧 5 閥蓋 6 調節螺桿 7 閥瓣 8 閥座 9 閥座彈簧 10 安全閥 圖 5.2 燃氣壓力調節器結構 20MPa 的壓縮天然氣從 A 進入減壓閥，從 B 流出就降 到 0.5MPa。通過調節彈簧和閥座彈簧的平衡作用，保證輸入壓力始終在 0.5MPa。在出口處設置有安全閥，防止減壓閥壓力過大，保護減壓器。在調節彈簧和閥瓣之間安有密封膜片，防止天然氣泄漏。 5 1 2 閥口設計 天然氣質量流計算 已知 燃油消耗率 hkwgbe /250最大功率 kwP 200 天然氣密度 3/78.0 mkg 故燃油消耗量 1000PbB e(5.1) 即 1000PbB e hkg /501 0 0 02 0 02 5 0 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 又柴油的熱值 kgJH /425 00 天然氣的熱值 kgJH /380001 所以若燃燒天然氣時，天然氣的消耗量 11 HBHB (5.2) 即 11 HBHB hkg /60380004250050 所以天然氣的流量 36001BQ (5.3) 即 36001BQ sm /02 2.078.036 0060 3 天然氣的質量流 QW 即 QW skg /01716.078.0022.0 (5.4) 取 skgW /02.0 2 閥口參數設計 因為臨界壓力比 1*12 kkk 5 2 8.014.12 14.1 4.1 減壓比 11 pp *02 5.0205.0 所以流通面積 ZTMkkpWAkkjZ11122.91(5.5) 式中 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學習好資料，畢設專用，答辯優秀 進口壓力 MPapj 20介質系數 6.0 摩爾質量 kmolkgM /16 絕對溫度 kT 300 壓縮比 5.1Z 所以 3005.11614.124.1206.002.02.9114.114.1ZA 207.4 mm 取 mmAZ 4