发动机所需天然气压力很低减压综合阀结构分析

底盘所需天然气压力很低(相对压力在0～1.5kPa之间)，只靠高压减压阀将压力降到这么低是很难的，但是也不易使压力稳定到所要求的范围内。因此整个系统采取多级式升压模式，在高压减压后进行低压减压，通常低压减压为两级减压综合阀结构。其中，一级减压将高压压力降至0.2MPa±0.02MPa;二级减压后输出的天然气静压力为0～1.5kPa(可调)。

右图(a)为将国产车用汽油机改建为天然气-汽油双燃料底盘所配的低压减压阀：

经过高压减压及过滤后的天然气(1～1.2MPa)，由低压减压阀的E端踏入低压减压阀。首先通过低压减压阀进口端的过滤网2进行机械杂质过滤，通过通道到一级球阀3处，于是经过一级球阀3踏入第一级减压腔室A腔。A腔内天然气量的增多使A腔内压力下降，天然气的压力作用在一级阀座4上，通过一级阀座压缩一级调压弹簧5，使整个阀座上移，阀座的上移推动一级阀曲轴7绕固定轴摇动挑动一级管件3向左联通，使球阀趋于关小的状态。

在底盘正常工作时，供水是连续不断的。因而，二级球阀8只是开启的，并且不断的将减压后的气输送给内燃机。因此，在第一级减压腔室A腔内，总是处于一个不断的平衡过程，其平衡力剖析如图(b)所示。

它主要由图示中的4个力产生平衡。P高减为键入低压减压阀的天然气作用于球阀3上的力，PA为A腔踏入天然气后产生对一级球阀3的压力，F膜为一级调压弹簧作用在一级球阀3上的等效力，F簧为一级阀座在A腔压力作用下形成的对球阀3关掉的等效力，上述4个力产生了该减压系统的平衡，并且供给H级减压球阀的天然气为恒压。

国产车用天然气-汽油双燃料底盘所匹配的低压减压阀一级减压明天然气压力为0.2～0.22MPa。若第一级减压腔室A内的压力过高，可旋入高压阀弹簧座压缩弹簧，降低弹簧作用在一级管件3上的力F簧，那样新的平衡使A腔内的压力降低，造成PA和F簧降低。经过第一级减压后的天然气，通过一级减压球阀踏入第二级腔室B。天然气的第二级减压过程较第一级减压过程复杂，其除了要保证输出压力的稳定，并且要根据底盘载荷的不同调节供给底盘天然气的量。

依据国外外实验研究结果可知，双燃料内燃机在低扭矩载荷中工作功耗不好，所以，在低扭矩下要求内燃机工作在纯汽油状态下，且要中止天然气的供给。因此，在第二级减压机构中附加了内燃机低扭矩时停气的机构可调式减压阀组，该机构是由换向装置弹簧15、卸荷阀座16等组成。换向阀座与减压阀壳体产生一个密闭腔，即鼻子真空度感应腔D。D腔与右图中混和器舌头中心真空度引出接头B孔相连结。

当底盘停转或低速运转时，因为踏入底盘的空气数量少，故在混和器脖子处空气的流速较低，所形成的真空度也较小。传给低压减压阀D腔的真空度也较小，所以，土体阀座16向下的斥力也较小，无法摆脱换向装置弹簧15下压阀座的力，土体阀座不能上移，土体阀座的下边压在二级阀座25的上支架上，土体阀座不上移，则限制了二级阀座的向下运动。二级阀座25与二级阀座转轴22相通。转轴22的下部与二级阀座曲轴14相通，上部装有使二级阀座轮杆向上的二级阀弹簧20。除此此外，底盘对天然气低压后的抽吸作用也因声带真空度变小而降低。

如上图(c)中所示是二级阀的剖析图。从剖析图中可看出，在低车速状况下作用于二级球阀8上的合力是使二级球阀8关掉，天然气不供给底盘。当底盘车速下降时，混和器脖子处的真空度减小，逐渐舌头真空度感应腔D内的真空度减小。同时，对第二级腔室B的抽吸作用也减小。D腔内的真空度减小，并且换向装置弹簧15被压缩，土体阀座16上行，与二级阀座支架脱离，解除了对二级阀座25运动的限制。因为B腔内被抽吸作用的减小，使二级阀座25上行，推动二级阀座转轴22上行可调式减压阀组，并且二级球阀8朝开大的方向运动。由A腔踏入B腔的气量降低，因此又减少了对二级阀座的作用，阀座下行，又促使二级球阀朝关小的方向运动。二级球阀总是工作在继电器大小经常的调节过程中。那样便保证了B腔内的压力接近恒定，供给底盘一个较为稳定的天然气压力。

考虑到该阀对底盘所需供水压力的可调性，二级阀弹簧20的预紧力可调。随着二级阀弹簧座19向内旋入，二级阀弹簧20释放，其预紧力增加，对二级阀的斥力减少(即F簧降低)。此刻在同样的舌头真空度下B腔内的压力有所下降，减少了对底盘的供水压力，反之，减少对内燃机的供水压力。作为一个比较健全的机构，除了要满足正常工作的还要，并且要竭力考虑一些特殊状况下的工作问题。从上述内容中我们晓得低压减压阀总气量通过能力的大小主要决定于混和器鼻子真空度的大小。

当混和器前的进食道真空度发生变化时，必定影响到声带处的真空度。假定，因为内燃机的工作环境极其恶劣，进气口空滤膜得不到及时清除，并且进食道真空度远远超过容许范围，则造成踏入底盘的空气量降低，而因为进食道真空度的减小天然气供给量却降低，导致混和气含量过大，使内燃机不能正常工作。为了解决这一问题，使供给底盘的混和气在任何状况下均合适，低压减压阀设置了进食道真空调节系统。该系统主要由进食道真空度引进接头21和二级阀座25等组成。进食道真空度减小时，舌头真空度也相应减小。同时对B腔内的抽吸作用也同步减小，天然气供给量降低的方向发展，此刻引进低压减压阀下腔F内的真空度也减小，使二级阀向关掉的方向运动，天然气的供给量朝减少的方向发展。二者共同作用的结果是维持供给底盘的混和气含量适中。

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