汽车用大容积液化天然气气瓶研发

摘要

液化天然气汽车具有较高的环保性、安全性和性价比，随着近几年国内油价的不断攀升，油气差价逐渐拉大，特别在竞争激烈的运输业显得尤为突出。油气差价会产生较大的利润差，所以发展一种适合长途运输用液化天然气汽车来代替燃油车成为一种必然趋势。
　　随着液化天然气汽车市场普及率的不断加大，且液化天然气气瓶的设计与制造逐渐成熟，制造更大容积的液化天然气气瓶成为一种发展趋势，大容积液化天然气瓶具有成本低廉，维修和使用方便等诸多优点，已成为业内车主首选产品。
　　论文构建了大容积气瓶的结构设计与计算，提出防过量充装方案设计与改进、自增压系统方案设计与改进以及缠绕工艺改进等，通过方案改进可增加气瓶使用过程中的安全系数并且能够提高气瓶存储性能。最终的试验数据以及静态蒸发率测试进一步验证了大容积气瓶的真空度性能。
　　论文对大容积气瓶关键部位、承压元件进行了强度校核，通过有限元方法分析了设计壁厚在试验压力和工作压力下的关键部位受力情况，通过数据对比分析得到论证结果;并在产品试制环节中，进行了振动试验、跌落试验、火烧试验等，通过试验结果表明，产品所进行的结构设计、改进是有效的，产品性能符合相关标准要求。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要研究内容

第二章 大容积液化天然气气瓶结构设计

2．1 气瓶基本结构

2．2 设计参数表

2．3 常温下的内胆几何容积设计

2．4 夹层容积设计

2．4．1 外壳内容积计算

2．4．2 夹层容积

2．5 安全空间的设计

2．5．1 安全空间的计算

2．5．2 防过量充装容积的计算

2．5．3 充装量计算

2．6 壁厚设计计算

2．6．1 内胆壁厚设计

2．6．2 外壳壁厚设计

2．6．3 接管壁厚设计

2．7 支撑结构强度设计

2．7．1 内胆重量计算

2．7．2 强度校核

2．8 热传递参数设计

2．9 静态蒸发率设计

2．9．1 液氮NER计算

2．9．2 液化天然气NER计算

2．10 安全阀泄放量设计

2．11 本章小结

第三章 大容积液化天然气气瓶结构改进与开孔强度有限元分析

3．1 防过量充装装置设计与改进

3．1．1 防过量充装装置设计

3．1．2 防过量充装装置改进

3．2 自增压系统设计与改进

3．2．1 自增压系统设计

3．2．2 自增压系统改进

3．3 大容器液化天然气气瓶结构设计建模及有效元分析

3．3．1 大容器液化天然气瓶结构建模

3．3．2 大容器液化天然气气瓶开孔强度有限元分析

3．3 本章小结

第四章 大容积液化天然气气瓶绝热工艺改进

4．1 缠绕工艺改进

4．1．1 气瓶绝热的原理

4．1．2 目前工艺现状

4．1．3 缠绕工艺改进

4．1．4 自制高效缠绕装置介绍

4．2 抽空工艺改进

4．2．1 具体实施方案

4．2．2 方案实施结论

4．3 本章小结

第五章 大容积液化天然气气瓶试制及试验

5．1 气瓶样品试制

5．2 型式试验

5．2．1 振动试验

5．2．2 火烧试验

5．2．3 跌落试验

5．2．4 气瓶真空度测试分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．2 工作展望

参考文献

攻读工程硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢