江淮冷藏車改裝設(shè)計(jì)【總質(zhì)量4.5噸】【6張CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】

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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)的題目是江淮冷藏車改裝設(shè)計(jì)。冷藏汽車是采用隔熱車廂為保溫裝置，并利用不同的制冷裝置，從一定程度上實(shí)現(xiàn)各種易腐貨物的運(yùn)輸。 在查閱相關(guān)資料，分析對(duì)比了國(guó)內(nèi)外冷藏車發(fā)展現(xiàn)狀。從而提出了這個(gè)設(shè)計(jì)的目的和意義，同時(shí)開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 本次設(shè)計(jì)中主要針對(duì)冷藏車的特點(diǎn)進(jìn)行了整車總體布置的設(shè)計(jì)、二類底盤的選擇、隔熱車廂的設(shè)計(jì)、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、副車架設(shè)計(jì)以及整車性能進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算。在各部分設(shè)計(jì)計(jì)算中，首先介紹原理分析對(duì)比后進(jìn)行理論計(jì)算和校核，依照選用為先原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)最終選定隔熱車廂填充材料為硬質(zhì)聚氨酯、制冷方式為非獨(dú)立式冷板制冷、整車性能優(yōu)秀。 通過(guò)理論計(jì)算本設(shè)計(jì)中的冷藏車性能優(yōu)秀，各項(xiàng)性能都能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在理論上本設(shè)計(jì)是可行的. 關(guān)鍵詞：改裝設(shè)計(jì)；冷藏汽車；隔熱車廂；制冷系統(tǒng)；整車性能 ABSTRACT The topic of this design is the modification design of Jianghuai refrigerated automobiles. Refrigerated automobile is used heat insulation carriage as insulation device, makes use of different cooling device, therefore, implementes perishable goods on transportation from a certain degree . After consulting relevant information, analyzing the contrast of the development status of refrigerator automobiles at home and abroad, I put forward the purpose and significance of this design ,at the meanwhile,develop the content of this graduation design. This design conducts the design of the overall layout of vehicle the design of the choice of second type chassis and insulation carriage,the design of refrigerating system and subframe, carrys on the design and calculation of all the vehicle performance ,based on the features of refrigerated automobile.In various parts of the design calculations, firstly, I introduce the principle,after comparison,conduct theoretical anlysis calculations and check, in accordance with the principle of selection for the first design.The design of the final selection of cars fill with insulation material for rigid polyurethane,and non-stand-alone refrigeration as cold plate refrigeration, so that vehicle performances excellent. From the theoretical calculation of the design ,the refrigerated automobile is in the good performance,and it achieves to the national standard. In theory, the design is feasible. Keyn words: Design Modification; Refrigerating Automobile; Insulation Carriage; Refrigeration System; Vehicle Performance II 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 我國(guó)冷藏保溫汽車的現(xiàn)狀 1 1.1.1 我國(guó)冷藏保溫汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.2 我國(guó)冷藏保溫汽車的生產(chǎn)現(xiàn)狀 2 1.1.3 我國(guó)冷藏保溫汽車制冷裝置的技術(shù)現(xiàn)狀 3 1.1.4 我國(guó)冷藏保溫汽車隔熱廂體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.2 國(guó)外冷藏車發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 4 第2章 方案分析及總布置設(shè)計(jì) 6 2.1 各制冷方式的原理簡(jiǎn)介 6 2.2 各種制冷方式的優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比 7 2.3 制冷方式的綜合分析 8 2.4 總布置的設(shè)計(jì) 8 2.5 本章小結(jié) 9 第3章 二類底盤選擇 10 3.1 二類底盤選擇原則 10 3.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 11 3.3 底盤主要參數(shù) 11 3.4 功率平衡和比功率的計(jì)算 11 3.4.1 功率平衡計(jì)算 11 3.4.2 比功率計(jì)算 12 3.5 本章小結(jié) 13 第4章 隔熱車廂設(shè)計(jì) 14 4.1 隔熱貨廂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)比 14 4.1.1 隔熱貨廂的分類 14 4.1.2 隔熱貨箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的對(duì)比 14 4.2 隔熱貨廂的設(shè)計(jì)及選擇 15 4.3 隔熱車廂容積及尺寸設(shè)計(jì) 16 4.3.1 隔熱車廂外輪廓尺寸設(shè)計(jì) 16 4.3.2 隔熱車廂內(nèi)框尺寸 16 4.4 車門及附件的設(shè)計(jì) 17 4.4.1 車廂門形式的選擇 17 4.4.2 附件介紹 17 4.5 本章小結(jié) 18 第5章 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 5.1 制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 5.1.1 制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介 19 5.1.2 制冷裝置的選擇 20 5.2 隔熱車廂熱工計(jì)算 20 5.3 熱負(fù)荷計(jì)算 23 5.4 冷板設(shè)計(jì) 24 5.4.1蓄冷劑的選擇 24 5.4.2冷板保溫時(shí)間計(jì)算 25 5.4.3充冷時(shí)間計(jì)算 25 5.4.4冷板安裝強(qiáng)度校核 25 5.5 本章小結(jié) 25 第6章 副車架設(shè)計(jì) 27 6.1 主車架的改裝 27 6.2 副車架的截面形狀及尺寸 28 6.3 副車架前端形狀及安裝位置 28 6.4 副車架與主車架的連接 29 6.5 本章小結(jié) 29 第7章 整車性能計(jì)算 30 7.1 動(dòng)力性計(jì)算 30 7.2 經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 33 7.3 穩(wěn)定性計(jì)算 34 7.4 本章小結(jié) 37 結(jié)論 38 參考文獻(xiàn) 39 致謝 41 附錄A 42 附錄B 44 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第1章 緒 論 1.1 我國(guó)冷藏保溫汽車的現(xiàn)狀 1.1.1 我國(guó)冷藏保溫汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 冷藏車是用來(lái)運(yùn)輸冷凍或保鮮的貨物的封閉式廂式運(yùn)輸車，廣義上泛指運(yùn)輸易腐貨物的專用汽車，是公路冷藏運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ遊1]。 我國(guó)專用汽車相關(guān)的主管機(jī)構(gòu)對(duì)冷藏運(yùn)輸車進(jìn)行了多種分類，按專用設(shè)備功能將其細(xì)分為保溫汽車、冷藏汽車和保鮮汽車三類：只有隔熱車體而無(wú)制冷機(jī)組的稱為保溫汽車；有隔熱車體和制冷機(jī)組且?guī)麅?nèi)溫度可調(diào)范圍的下限低于-18℃，用來(lái)運(yùn)輸凍結(jié)貨物的稱冷藏汽車；有隔熱車體和制冷機(jī)組（兼有加熱功能），廂內(nèi)溫度可調(diào)范圍在0℃左右，用來(lái)運(yùn)輸新鮮貨物的稱保鮮汽車。保鮮車的隔熱廂體一般為一室（一個(gè)空間）也有二、三室的，以便于運(yùn)輸不同溫度要求的貨物。按制冷方式又可分為機(jī)械制冷、蓄冷板制冷、液化氣體制冷（常用的如液氮和液體二氧化碳）等，以前還用過(guò)冰制冷和干冰制冷制冷裝置則又有既可制冷又可加熱的和僅可制冷的兩種。還有就是如所有運(yùn)輸用專用車一樣按底盤噸位分類，主要分為重型、中型、輕型、微型四個(gè)種類不同型號(hào)底盤就構(gòu)成不同型號(hào)的冷藏汽車品種，通俗地稱為縱向分類，按專用設(shè)備功能分類則為橫向分類，?縱橫交錯(cuò)就構(gòu)成冷藏汽車的品種我國(guó)現(xiàn)在冷藏汽車（包括保溫車、保鮮車），品種已接近500種，而發(fā)達(dá)國(guó)家則有1000余種 　　我國(guó)目前冷藏車保有量約在30000臺(tái)左右。從九十年代初期開(kāi)始，我國(guó)冷藏車每年以50%左右的速度增長(zhǎng)。到了二十一世紀(jì)開(kāi)始，每年也約有20%左右的增長(zhǎng)速度。2008年我國(guó)冷藏車的市場(chǎng)年增量達(dá)到5000臺(tái)左右，2008年1-8月份達(dá)到3600臺(tái)。 我國(guó)冷藏保溫汽車的發(fā)展： 1．原來(lái)主要由食品進(jìn)出口、商業(yè)、水產(chǎn)等系統(tǒng)按主管部門分配計(jì)劃和調(diào)撥進(jìn)行運(yùn)輸，轉(zhuǎn)為自主經(jīng)營(yíng)的按市場(chǎng)需求進(jìn)行運(yùn)輸。隨著肉、魚、禽、蛋類食品供大于求，計(jì)劃供應(yīng)取消，中長(zhǎng)途調(diào)撥運(yùn)輸?shù)谋壤郎p少，短途分配性運(yùn)輸比例大增； 2．隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展，公路冷藏運(yùn)輸與鐵路、水路相比，其比例不斷提高，由90年代的20%發(fā)展到現(xiàn)在已近30%； 3．運(yùn)輸?shù)囊赘浳镆矎脑瓉?lái)較為單一的冷凍肉、禽、水產(chǎn)發(fā)展到新鮮的肉、禽、水產(chǎn)占相當(dāng)比例，同時(shí)水果、蔬菜、乳制品、冷飲、保健食品等保鮮食品也需用冷藏、保溫、保鮮汽車運(yùn)輸； 4．由于需求的改變，車輛噸位結(jié)構(gòu)比例也隨即發(fā)生變化，由原來(lái)的重、中、輕（微）分別占10%、70%、20%發(fā)展到現(xiàn)在的占10%、40%、50%； 5．隨著對(duì)冷藏運(yùn)輸質(zhì)量要求的提高，冷藏保鮮汽車的占有率從10%提高到40%。 與此同時(shí)，冷藏汽車的用戶也從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)的食品進(jìn)出口、商業(yè)、水產(chǎn)部門發(fā)展到大型食品商場(chǎng)和菜場(chǎng)，大型連鎖超市，食品、乳制品和冷飲生產(chǎn)企業(yè)等，還出現(xiàn)了專業(yè)從事公路冷藏運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代物流企業(yè)[2]。 1.1.2 我國(guó)冷藏保溫汽車的生產(chǎn)現(xiàn)狀 隨著需求的增長(zhǎng)，我國(guó)生產(chǎn)冷藏汽車（含保溫汽車）的生產(chǎn)廠家（包括專業(yè)的和兼業(yè)的）從80年代的10家經(jīng)歷了1990年的20多家、1995年的50多家發(fā)展到2000年的73家，并且遍布全國(guó)23個(gè)省市自治區(qū)（詳見(jiàn)表1.1）。 表1.1 2000年我國(guó)冷藏保溫汽車企業(yè)按地區(qū)分布 地名 北京 天津 河北 山西 遼寧 吉林 企業(yè)數(shù) 10 1 3 2 5 5 地名 黑龍江 上海 江蘇 浙江 安徽 福建 企業(yè)數(shù) 1 1 8 2 2 3 地名 江西 山東 河南 湖北 廣東 廣西 企業(yè)數(shù) 20 9 4 5 3 1 地名 四川 重慶 貴州 陜西 甘肅 — 企業(yè)數(shù) 2 1 1 1 1 — 隨著我國(guó)政府機(jī)構(gòu)改革的推進(jìn)，“十五”期間，汽車工業(yè)主管部門由機(jī)械工業(yè)部歸入國(guó)家經(jīng)貿(mào)委，后國(guó)家計(jì)委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委合并為國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)。而后，汽車安全、環(huán)保等強(qiáng)制性執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不斷推出，逐步與國(guó)際接軌，市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻迅速升高，導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本越來(lái)越高，這就促使一些小型、兼業(yè)的冷藏保溫汽車企業(yè)逐步的被淘汰；而一汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、江淮、江鈴、北京福田、上汽通用五菱、東風(fēng)柳汽的、河北長(zhǎng)城等汽車集團(tuán)和主機(jī)廠開(kāi)始將發(fā)展專用車作為拓展載貨汽車主產(chǎn)品市場(chǎng)的重要手段，中集（主營(yíng)集裝箱）、重慶力帆（主營(yíng)摩托車）、河南新飛（主營(yíng)冰箱空調(diào)）等其他行業(yè)的大型企業(yè)也開(kāi)始生產(chǎn)專用汽車，冷藏汽車作為廂式專用車的主要種類，也受到重視。到2005年上半年，有產(chǎn)品投入市場(chǎng)的冷藏保溫汽車企業(yè)（包括專業(yè)的和兼業(yè)的）共45家，分布在十七個(gè)省、市區(qū)（見(jiàn)表1.2）。 據(jù)《中國(guó)汽車報(bào)工業(yè)年鑒》不完全統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)冷藏保溫汽車產(chǎn)量為2792輛，2004年冷藏、保溫、保鮮汽車產(chǎn)量為3915輛，其中保溫車占55.4%；冷藏車占40.3%，保鮮車占4.3%。從2003年起，冷藏汽車企業(yè)銷售收入和工業(yè)總產(chǎn)值均達(dá)到6億多元，工業(yè)增加值近1億元。2000~2004年，我國(guó)冷藏汽車的產(chǎn)量(見(jiàn)表1.3)。 表1.2 2004年我國(guó)冷藏保溫汽車企業(yè)按地區(qū)分布 地名 北京 河北 遼寧 吉林 黑龍江 上海 企業(yè)數(shù) 6 3 6 1 2 1 地名 江蘇 浙江 山東 安徽 江西 河南 企業(yè)數(shù) 3 1 5 1 2 3 地名 湖北 廣東 廣西 重慶 貴州 — 企業(yè)數(shù) 1 3 3 3 1 — 表1.3 2000～2004年我國(guó)冷藏汽車產(chǎn)量 年份 2000 2001 2002 2003 2004 保溫汽車 合計(jì) 2792 2050 1938 2430 2169 重型 170 143 261 105 86 中型 594 231 644 412 460 輕型 1699 838 652 1438 1148 微型 329 837 381 475 475 冷藏汽車 合計(jì) 1179 1087 1483 1736 1577 重型 198 163 196 85 97 中型 173 207 630 502 473 輕型 754 529 573 1110 801 微型 54 188 84 39 206 保鮮汽車 合計(jì) — 107 579 157 169 重型 — — 19 — — 中型 — — 184 — 30 輕型 — 80 336 12 — 微型 — 27 40 145 139 1.1.3 我國(guó)冷藏保溫汽車制冷裝置的技術(shù)現(xiàn)狀 我國(guó)現(xiàn)有的保溫汽車和冷藏汽車基本上均采用機(jī)械方式制冷，因CO2制冷、液氮充冷不如機(jī)械制冷機(jī)組加燃油一樣方便，蓄冷板制冷也因裝備質(zhì)量較大，占用較大的空間和裝載質(zhì)量，因此都難以取代機(jī)械制冷機(jī)組。由于至今我國(guó)冷藏車和保鮮車年產(chǎn)量?jī)H2000輛左右，而且品種較多，?因此難以達(dá)到批量的經(jīng)濟(jì)性。我國(guó)目前主要采用“熱王”（THERMO KING）、三菱機(jī)組和開(kāi)利，產(chǎn)品多為進(jìn)口。 事實(shí)上國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)80年代起就開(kāi)始試制、生產(chǎn)制冷機(jī)組，襄樊漢水空調(diào)設(shè)備廠、岳陽(yáng)制冷機(jī)廠（現(xiàn)岳陽(yáng)恒立冷氣設(shè)備公司）等率先開(kāi)始試制，但均未形成一定規(guī)模。后來(lái)，上海冷氣機(jī)廠與美國(guó)開(kāi)利合資組建上海開(kāi)利運(yùn)輸冷凍設(shè)備公司，生產(chǎn)輕型、中型、重型車用的獨(dú)立式（制冷機(jī)組有副發(fā)動(dòng)機(jī)）和非獨(dú)立式（汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)）制冷機(jī)組。上海新江機(jī)器廠與澳大利亞國(guó)際制冷空調(diào)公司合資的上海國(guó)際空調(diào)設(shè)備公司也生產(chǎn)過(guò)車用制冷機(jī)組；近幾年勁達(dá)公司采用韓國(guó)技術(shù)在廣東中山建廠生產(chǎn)客車空調(diào)機(jī)和車用制冷機(jī)組這些企業(yè)均以生產(chǎn)汽車空調(diào)機(jī)為主，兼生產(chǎn)冷藏車用制冷機(jī)組，產(chǎn)品技術(shù)基本上能滿足使用要求，但由于產(chǎn)量小，生產(chǎn)規(guī)模小，其技術(shù)性能特別是可靠性很難與美國(guó)“熱王”、開(kāi)利機(jī)組競(jìng)爭(zhēng)。 所以，我國(guó)冷藏車配套的制冷裝置技術(shù)較發(fā)達(dá)國(guó)家落后，是制約我國(guó)冷藏車發(fā)展的一個(gè)重要因素。 1.1.4 我國(guó)冷藏保溫汽車隔熱廂體技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 自上世紀(jì)八十年代以來(lái)，我國(guó)冷藏汽車生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)對(duì)外合資合作和引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，從而在隔熱廂體的生產(chǎn)技術(shù)水平上面有了很大的提高?，F(xiàn)在的車廂生產(chǎn)，隔熱材料一般采用硬質(zhì)聚氨脂作，?采取注入發(fā)泡分片拼裝工藝或三明治夾芯板，密封條則采用多層密封截面形狀和橡塑材料。車廂的隔熱性能一般均達(dá)到A級(jí)（K<0.4W·㎡/k）,較為先進(jìn)的可達(dá)到K=0.35 W·㎡/k左右。而國(guó)際的先進(jìn)水平K<0.3W·㎡/k，由于廂體制造工藝、門的密封性等方面不足，故在這方面仍有一定差距 [3]。 1.2國(guó)外冷藏車發(fā)展現(xiàn)狀 冷藏車由專用汽車底盤的行走部分，與隔熱保溫廂體，制冷機(jī)組，車廂內(nèi)溫度記錄儀等部件組成，對(duì)于特殊要求的車輛，如肉鉤車，可加裝肉鉤等選裝件。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家冷藏運(yùn)輸率達(dá)50%以上，美、日、西歐等國(guó)家高達(dá)80％～90％。 　　據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前，美國(guó)有冷藏保溫車約有3萬(wàn)輛20多萬(wàn)輛，日本有12萬(wàn)輛。德、法等國(guó)也在4萬(wàn)輛左右。冷藏保溫汽車占貨運(yùn)汽車的比例，我國(guó)僅為0.3％，美國(guó)為1％，英國(guó)為2.8％，德國(guó)為3％。 在冷藏車發(fā)展以及應(yīng)用方面相差更是巨大，所以我國(guó)在冷藏車領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊。 1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是4.5噸冷藏汽車改裝設(shè)計(jì)，產(chǎn)品主要用于中短距離的蔬菜水果的運(yùn)輸?shù)取? 主要設(shè)計(jì)步驟如下： (1) 根據(jù)所需求的噸位選用合適的二類底盤； (2) 進(jìn)行隔熱車廂的設(shè)計(jì)； (3) 進(jìn)行制冷機(jī)組的選擇設(shè)計(jì)； (4) 進(jìn)行整車性能計(jì)算及校核。 第2章 方案分析及總布置設(shè)計(jì) 2.1各制冷方式的原理簡(jiǎn)介 冷藏汽車上應(yīng)用的制冷方式主要有固體制冷、冷板制冷、液氮制冷和機(jī)械制冷。下面分別介紹一下他們的原理。 1.固體制冷 固體制冷的工作原理就是利用固體在液化或汽化（升華）時(shí)的吸熱作為制冷方式。常用的固體制冷有水冰、鹽冰和干冰。 ①水冰及鹽冰制冷 在大氣壓力下，冰的熔點(diǎn)為0℃。冰融化時(shí)的吸熱為334.8kJ/kg。在水冰中添加鹽類可降低其熔點(diǎn)，在一定范圍內(nèi)，水冰中鹽的成分越多，則熔點(diǎn)越低。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)假如食鹽的質(zhì)量為水冰質(zhì)量的29%時(shí)，其混合物的熔點(diǎn)可達(dá)到-21.20℃。若再增加鹽分，則熔點(diǎn)不在下降。通常是根據(jù)冷藏貨物的運(yùn)輸適合溫度來(lái)選擇不同成分的鹽冰。 水冰（包括鹽冰）的需要量可按式（2.1）計(jì)算： (2.1) 式中：—冰的理論需要量（kg）； —車廂總傳熱系數(shù)[W/（m2?K）]； —車廂傳熱面積（m2）； —車廂內(nèi)外溫度差（K）； —運(yùn)輸時(shí)間，包括裝卸時(shí)間（s）； —冰的融化潛熱（J/kg）。 ②干冰制冷 在一個(gè)大氣壓下，干冰（固態(tài)CO2）的升華溫度低（—78.9℃），升華吸熱量大（573.5kJ/kg），故將它作為車廂冷源，不僅可以獲得較低溫度（一般低于—20℃），而且可獲得較大制冷量。 2.冷板制冷 冷板制冷原理就是利用蓄冷劑冷凍后所蓄存的冷量進(jìn)行制冷。冷板見(jiàn)圖(2.1)所示。運(yùn)輸前先將廂內(nèi)冷板中的蓄冷劑進(jìn)行“充冷”，使其冷卻凍結(jié)，然后在運(yùn)輸途中利用冷板的蓄冷劑融化吸熱，使廂內(nèi)溫度保持在運(yùn)輸貨物的適宜溫度范圍內(nèi)。故將冷板又稱“蓄冷板”。 1.金屬容器；2.蓄冷劑；3.蒸發(fā)盤管；4.制冷劑 圖2.1 冷板的結(jié)構(gòu)示意圖 冷板制冷裝置的結(jié)構(gòu)型式分為整體式和分體式。整體式的動(dòng)力裝置、制冷機(jī)組和蓄冷板等，均置于車上；分體式在車上制冷機(jī)組和蓄冷板。停車時(shí)，利用地面動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組對(duì)蓄冷板“充冷”。實(shí)際應(yīng)用中多采用后者。 3.液氮制冷 液氮制冷就是利用液氮汽化吸熱進(jìn)行制冷。在大氣壓力下，液氮的沸點(diǎn)為-196℃，汽化潛熱為200kJ/kg。氮?dú)獾谋葻釣? .05 kJ/( kg·℃)，因此每干克液氮汽化并升溫至-20℃時(shí)，所吸收的熱量約為385kJ，液氮沸點(diǎn)低，且是制氧的副產(chǎn)品，因而得到了較廣泛的應(yīng)用。 4.機(jī)械制冷 機(jī)械制冷方式有：蒸氣壓縮式、吸收式、蒸氣噴射等。目前以蒸氣壓縮式應(yīng)用最為廣泛。 在一定的壓力下，液體達(dá)到某一溫度(沸點(diǎn))就會(huì)沸騰。液體沸騰時(shí)，吸收汽化潛熱而產(chǎn)生相變，轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼魵?。在同一壓力下，不同液體的沸點(diǎn)和汽化潛熱是不相同的，如在一個(gè)大氣壓力下，水的沸點(diǎn)為100℃，汽化潛熱為2256.7kJ/kg，而氟利昂12(R12)的沸點(diǎn)為-29.8℃，汽化潛熱為165 kJ/kg。凡用于沸騰制冷的液體稱為制冷劑或稱為制冷工質(zhì)。在制冷技術(shù)中，制冷劑的沸騰稱為“蒸發(fā)”，其沸點(diǎn)稱為“蒸發(fā)溫度”，沸騰制冷則稱之為“蒸發(fā)制冷”。 蒸氣壓縮式制冷屬于蒸發(fā)制冷。制冷裝置置于一個(gè)封閉系統(tǒng)中，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中汽化吸熱制冷，在冷凝器中放熱并從新冷凝成液態(tài)，在壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，制冷劑不斷的循環(huán)工作[1]。 2.2 各種制冷方式的優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)比 對(duì)比四種制冷方式： 固體制冷成本高，消耗量大，廂內(nèi)溫度難調(diào)（干冰），單位質(zhì)量的吸熱量較小，車廂內(nèi)降溫較小，而且鹽冰融化后會(huì)污染環(huán)境、食品、腐蝕車廂和使車廂受潮（水冰或鹽冰），故實(shí)際應(yīng)用較少。 液氮制冷也是成本很高，且需要經(jīng)常充注，實(shí)際用的也不是很多。 目前應(yīng)用最廣泛的是機(jī)械制冷，主要原因在于制冷機(jī)組既能制冷又能加熱，擴(kuò)大了使用范圍；廂內(nèi)溫度可實(shí)現(xiàn)自控調(diào)節(jié)，調(diào)溫精確、可靠，調(diào)溫范圍較寬，能適應(yīng)各種不同冷藏貨物的運(yùn)輸。盡管機(jī)械制冷裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、購(gòu)置及費(fèi)用較高，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲較大等問(wèn)題，但迄今為止，機(jī)械制冷仍為一種可靠、有效的制冷方式。 冷板裝置本身較重、體積較大，占據(jù)了車廂的一定體積，而且充冷一次僅可持續(xù)工作8~15h。因此冷板制冷適合于中、輕型冷藏的中短途運(yùn)輸，近幾年來(lái)，隨著能源的環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，冷板制冷的應(yīng)用發(fā)展較快，已成為僅次于機(jī)械制冷的制冷方式。 2.3 制冷方式的綜合分析 綜合來(lái)看，機(jī)械制冷和冷板制冷的應(yīng)用非常廣泛，大約75%~80%的冷藏保溫汽車采用這兩種制冷方式。盡管兩種方式都有所欠缺，但這兩種制冷方式還是被廣大用戶所認(rèn)可。究竟采取哪種制冷方式關(guān)鍵還是和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，綜合考慮。對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)個(gè)人認(rèn)為采用冷板制冷較好，主要是考慮以下幾個(gè)方面： （1）冷板制冷適合于中、短途運(yùn)輸，與本設(shè)計(jì)思路相符合。 （2）冷板制冷價(jià)格上相對(duì)便宜，維修上也會(huì)更方便。 （3）冷板制冷方便安裝，采用非獨(dú)立式制冷方案?？梢圆挥秒S車帶制冷機(jī)組，需要依賴地面的制冷機(jī)組對(duì)其進(jìn)行“充冷”。 因此，本次設(shè)計(jì)的冷藏保溫汽車采用非獨(dú)立式冷板制冷。 2.4 總布置的設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是對(duì)組成冷藏保溫汽車幾個(gè)主要部件，比如二類底盤、制冷機(jī)組、貨箱、副車架等方面的設(shè)計(jì)，這些部件的設(shè)計(jì)在以后的章節(jié)中將會(huì)做詳盡的介紹。這里主要說(shuō)一下總布置的幾條原則： （1）質(zhì)心高度應(yīng)滿足GB 7258—87的規(guī)定，車輛在靜態(tài)空載條件下，側(cè)傾穩(wěn)定角不小于35°。 （2）改裝后最大總質(zhì)量不應(yīng)超過(guò)原車型的允許最大總質(zhì)量，軸載質(zhì)量不應(yīng)超過(guò)原車型最大軸載質(zhì)量的3%。 （3）廂體應(yīng)有足夠的內(nèi)部高度和寬度，以便裝卸作業(yè)及集裝容器的運(yùn)輸。為了不改變?cè)妆P性能，廂體長(zhǎng)度應(yīng)以接近原車廂長(zhǎng)度為宜；決定廂體寬度的主要因素是底盤輪距、使用要求及法規(guī)限寬；在滿足裝載容積及裝卸方便的情況下，應(yīng)盡量減小廂體高度，以降低質(zhì)心，提高汽車行駛的穩(wěn)定性。還應(yīng)在盡可能的情況下，不斷降低車廂外廓的空氣阻力系數(shù)[1]。 2.5 本章小結(jié) 本章主要對(duì)主要介紹了方案的設(shè)計(jì)和總布置的設(shè)計(jì)。方案設(shè)計(jì)中，首先做制冷原理的介紹、然后進(jìn)行優(yōu)、缺點(diǎn)的對(duì)比，最后進(jìn)行綜合分析；總布置設(shè)計(jì)主要介紹了本設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)的布置原則。 第3章 二類底盤選擇 3.1二類底盤選擇原則 專用汽車底盤選型的好壞對(duì)專用汽車性能影響很大。汽車底盤的選擇或設(shè)計(jì)專用底盤主要根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動(dòng)力匹配等來(lái)決定。 目前我國(guó)對(duì)于常規(guī)廂式車、罐式車、自卸車通常采用二類底盤的改裝設(shè)計(jì)。而冷藏保溫汽車正是廂式車的一種。利用二類底盤設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)若嚴(yán)格控制了整車總質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配、質(zhì)心高度位置等，則基本上能保持原車型的主要性能。但是，無(wú)論采用何種二類底盤，都很難滿足某些專用汽車的性能要求。例如用普通汽車底盤改裝廂式貨車，存在質(zhì)心過(guò)高，軸荷分配不合理的問(wèn)題；改裝消防車，首先是底盤車速就達(dá)不到要求；改裝客廂式專用車，存在平順性差的問(wèn)題。因此，可以這樣說(shuō)，若要使我國(guó)的專用汽車上質(zhì)量、上檔次，一定要開(kāi)發(fā)出一些符合專用汽車的專用性能的底盤。 二類底盤的選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求： （1）適用性 對(duì)貨運(yùn)車用的總成應(yīng)適應(yīng)貨運(yùn)要求，保證貨運(yùn)安全無(wú)損；對(duì)乘用車用的總成應(yīng)適于乘客的需要。達(dá)到乘座安全舒適；對(duì)各種專用改裝車的總成應(yīng)適于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝選型設(shè)計(jì)，例如各種取力器的輸出接口等。 （2）可靠性 所選用的各總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的機(jī)率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于均衡。 （3）先進(jìn)性 所選用的底盤或總成應(yīng)使整車在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平。而且在專用性能上要滿足國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 （4）方便性 所選用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾[1]。 在選用專用汽車底盤時(shí)，除了上述因素外，還有以下兩個(gè)很重要的方面：一是汽車底盤價(jià)格，它是專用汽車購(gòu)置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快地占有市場(chǎng)、企業(yè)能否增加效益等間題。二是汽車底盤供貨要有來(lái)源，要同生產(chǎn)汽車底盤的主機(jī)廠有明確的協(xié)議或合同，無(wú)論汽車底盤滯銷或緊俏，一定要按時(shí)將底盤供貨。 3.2設(shè)計(jì)參數(shù) 1、總質(zhì)量 總質(zhì)量為4500kg。 2、裝載質(zhì)量 裝載質(zhì)量為2000kg。 3、用途 中短途易腐蔬菜、水果運(yùn)輸。 依據(jù)二類底盤選用原則和以上參數(shù)初步選定江淮牌HFC1041K輕型載貨汽車為基本型進(jìn)行改裝。 3.3底盤主要參數(shù) 底盤主要參數(shù)見(jiàn)表(3.1)。 表3.1 二類底盤主要參數(shù) 底盤型號(hào)：HFC1040K 質(zhì)量 參數(shù) (kg) 整車裝備質(zhì)量 2500 整車外型 尺寸 (mm) 總長(zhǎng) 6150 額定裝載質(zhì)量 2000 總寬 2096 最大總質(zhì)量 4500 總高 2130 發(fā)動(dòng) 機(jī)參 數(shù) 型號(hào) YZ4101Q1 輪距 (mm) 前橋 1582 功率 63 (kw) 后橋 1485 排量 3.432 (L) 懸長(zhǎng) (mm) 前懸 1175 最大扭距(Nm/r/min) 210 后懸 1667 基本 性能 參數(shù) 最高車速 85(km/h) 行駛角 (°) 接近角 23 最小離地間隙(mm) 185 離去角 14 軸距(mm) 1582/1485 輪胎規(guī)格 6.5R16 3.4功率平衡和比功率的計(jì)算 3.4.1功率平衡計(jì)算 專用汽車在行駛過(guò)程中所需要的驅(qū)動(dòng)功率即發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率Pt（kW），恒等于用于客服行駛主力與驅(qū)動(dòng)專用工作裝置運(yùn)轉(zhuǎn)消耗功率以及機(jī)械傳動(dòng)損失功率之和。按下式計(jì)算 Pt = 1η（mag?3600νmax+CDAD76140νmax3) + P0η0 (3.1) 式中：ma—整車總質(zhì)量（kg）； ?—滾動(dòng)主力系數(shù); η —汽車底盤傳動(dòng)系的機(jī)械效率； CD—空氣阻力系數(shù)； AD—整車迎風(fēng)面積（m2）； νmax—最高車速（km/h）； P0 —專用工作裝置在車輛行駛中從汽車底盤所取得功率（kW）； η0—專用工作裝置的機(jī)械效率[1]。 考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)功率有一定的儲(chǔ)備，則需要給發(fā)動(dòng)機(jī)確定一定的負(fù)荷率，其范圍一般在75%~90%。當(dāng)外載荷變化大，或車輛行駛所需要的功率估算不準(zhǔn)確時(shí)，應(yīng)取下限75%；當(dāng)外載荷變化小，或所需的功率估算較準(zhǔn)確時(shí)取上限值90%。一般負(fù)荷率不大于90%。 這樣可以計(jì)算出專用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的總功率P（kW）為 P = Pt(0.75~0.90) (3.2) η取80%；ma為4500kg；g取9.8；?取0.015；νmax =85；CD取0.7；AD為4.61；由于采用非獨(dú)立式制冷方式所以為P0kW。 Pt = 1η（mag?3600νmax+CDAD76140νmax3) + P0η0 = 52.06 kW P = Pt0.85 = 61.25 kW＜63 kW 可用 3.4.2比功率計(jì)算 汽車的比功率Pd（kW/kg）是指單位汽車總質(zhì)量的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，若不計(jì)風(fēng)阻，其計(jì)算式為： Pd = Pma (3.3) 專用汽車（含汽車列車）比功率大致范圍是： ma＜5×103 Pd = 0.015~0.021 kW/kg ma≥5×103 Pd = 0.0075~0.011 kW/kg ma＞19×103 Pd = 0.00478~0.007 kW/kg ma為4500kg；P為63kW。 Pd = Pma = 634500 = 0.014 kW/kg 3.5本章小結(jié) 本章的內(nèi)容首先介紹二類底盤的選擇原則，參照自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)比二類底盤的各個(gè)方面的優(yōu)、缺點(diǎn)，選取江淮汽車制造廠生產(chǎn)的HFC1041K輕型貨車為基本車型進(jìn)行改裝，介紹二類底盤的一些主要參數(shù)并進(jìn)行公路平衡以及比功率的計(jì)算。 第4章 隔熱車廂設(shè)計(jì) 4.1 隔熱貨廂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)比 4.1.1隔熱貨廂的分類 隔熱貨箱按照其結(jié)構(gòu)型式的不同可以分為兩大類，即整體式隔熱貨箱和分片式隔熱貨箱。整體式貨箱又有整體骨架式和整體隔熱層式兩種。分片式貨箱也有分片注入發(fā)泡式和“三明治”板粘接式兩種。 4.1.2隔熱貨箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的對(duì)比 1.整體結(jié)構(gòu)的隔熱貨廂 （1）整體骨架式貨廂： ① 整體骨架填嵌式貨廂：這種車廂的強(qiáng)度和剛度大；型式簡(jiǎn)單，不需要特殊的型材，但工藝繁瑣。由于硬聚苯乙烯泡沫材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，為了提高車廂隔熱性能，勢(shì)必加厚廂壁、增加車廂的整備質(zhì)量、減小了有效容積。因此該型式車廂多用于保溫性能要求較低的保溫汽車上。 ② 整體骨架硬聚氨脂噴涂式貨廂：它與上述的填嵌式結(jié)構(gòu)主要不同之處是隔熱層采用現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡硬聚氨酯泡沫成形工藝，該工藝易于使隔熱材料充滿整個(gè)車廂的隔熱空間，故隔熱性能較好；硬聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)比聚苯乙烯的要低，因此在保證車廂總傳熱系數(shù)K一定的前提下，可減小車廂壁厚。但噴涂發(fā)泡的隔熱層厚度不易控制均勻，因此安裝內(nèi)蒙皮之前，隔熱層內(nèi)表面須經(jīng)加工取平?，F(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡空氣污染比較嚴(yán)重，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡工藝不如后敘的現(xiàn)場(chǎng)注入發(fā)泡工藝先進(jìn)。 （2）整體隔熱層式貨廂： 這種結(jié)構(gòu)型式是先以整體骨架型式或以分片拼裝型式制成車廂，預(yù)留隔熱層空間，然后整體注入硬聚氨脂泡沫。這種車廂的最大特點(diǎn)是它具有完整的隔熱層。車廂的隔熱、密封性能好。 2.分片結(jié)構(gòu)的隔熱貨廂： （1）分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡式 ：在結(jié)構(gòu)上，該型式車廂的關(guān)鍵是處理好各片之間的拼接、拼縫的密封和“斷熱橋”的布置。要求拼接方式合理、連接可靠、裝配方便、嵌合型材的品種要少；在工藝上，則要首先保證硬質(zhì)聚氨酯與內(nèi)外蒙皮、骨架等粘接可靠；其次，要求聚氨酯密度均勻，其均勻性和拼接方式比整體式好，工藝也簡(jiǎn)單。 （2）“三明治”板預(yù)制粘接式：“三明治”板拼裝結(jié)構(gòu)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型隔熱車廂結(jié)構(gòu)。它不但在冷藏保溫汽車上得到迅速發(fā)展，而且在冷藏集裝箱上也被廣泛采用。 “三明治”板制造工藝流程大致如下： (1) 蒙皮下料、清洗，將蒙皮其中一個(gè)表面打磨粗糙，清除表面雜物，噴涂底漆。 (2) 將一塊已經(jīng)上述處理的蒙皮放入形狀類似無(wú)蓋矩形飯盒的模具內(nèi)，噴漆表面朝上。 (3) 蒙皮上表面滿噴粘膠液。 (4) 放置隔熱材料。 (5) 在隔熱材料的上表面滿噴粘膠液。 (6) 放置上蒙皮，注意將處理過(guò)的蒙皮表面朝向粘膠液。 (7) 真空加壓“三明治”。 (8) 消除壓力、固化[1]。 由于“三明治”板沒(méi)有骨架，因此要求隔熱材料具有一定的強(qiáng)度。通常要求隔熱材料的抗壓強(qiáng)度達(dá)400kPa，抗拉強(qiáng)度為600kPa，抗剪強(qiáng)度300600kPa。 各片“三明治”板預(yù)制成型后，先用粘膠劑將其拼裝成車廂，然后在車廂內(nèi)外拼縫出采用鋁型材料將其鉚接成整體。鉚接前應(yīng)將鋁型材和鉚接的廂壁接合面處涂刷丁基橡膠密封。后門框與后壁的連接除采用鉚接方法外，還可采用焊接、螺栓連接等方法。 試驗(yàn)證明：采用“三明治”板粘接拼裝的隔熱車廂總傳熱系數(shù)K值和縫氣倍數(shù)L值，均比采用分片提裝硬聚氨酯注人發(fā)泡結(jié)構(gòu)的車廂低。此外，它還具備以下優(yōu)點(diǎn)： （1）廂體外表平整、光滑，廂體質(zhì)量小； （2）廂體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工序簡(jiǎn)便，適合成批和多品種生產(chǎn)； （3）車廂斷熱橋設(shè)計(jì)更為合理； （4）車廂隔熱，密封性能好，熱工指標(biāo)可達(dá)國(guó)家專業(yè)指標(biāo)的A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[1]。 4.2 隔熱貨廂的設(shè)計(jì)及選擇 首先本次設(shè)計(jì)的隔熱貨箱應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮和選擇： （1）保溫和隔熱性能要好； （2）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，適合大批量生產(chǎn)； （3）維修和維護(hù)也應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)用； （4）材料品種多，選用方面； （5）最主要的是成本應(yīng)盡可能的降低成本。 對(duì)以上幾種貨箱進(jìn)行一下對(duì)比分析：整體骨架填嵌式貨廂保溫和隔熱性能較差，不適合采用。而整體骨架硬聚氨脂噴涂式車廂，噴涂發(fā)泡空氣污染比較嚴(yán)重，這根本不適合未來(lái)工業(yè)發(fā)展。個(gè)人認(rèn)為這種貨箱的結(jié)構(gòu)形式隨著發(fā)展將會(huì)被歷史所淘汰。整體隔熱層式貨箱隔熱、密封性能較好，生產(chǎn)工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單，比較符合本次的設(shè)計(jì)要求。 下面再分析一下分片式貨箱。 分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡式工藝較簡(jiǎn)單；隔熱和密封性也不錯(cuò)，其它性能也不錯(cuò)，但這種貨箱在結(jié)構(gòu)方面的要求過(guò)于煩瑣，對(duì)于成批量的生產(chǎn)可能會(huì)碰到一些困難。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，“三明治”板預(yù)制粘接式貨箱，這種貨箱是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型結(jié)構(gòu)，在冷藏保溫汽車上得到了迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)非常明顯，容易批量生產(chǎn)，各種性能和本次設(shè)計(jì)要求也非常吻合，所以此次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇這種貨箱形式。 4.3隔熱車廂容積及尺寸設(shè)計(jì) 4.3.1隔熱車廂外輪廓尺寸設(shè)計(jì) 外輪廓尺寸應(yīng)在廂式貨車總體設(shè)計(jì)階段予以確定。其中箱體長(zhǎng)度主要由前后軸荷分配系數(shù)決定，應(yīng)接近原車廂長(zhǎng)度，以便保持原底盤性能；箱體寬度主要由底盤輪距、使用要求及法規(guī)限寬等因素決定；廂體高度由改裝后的質(zhì)心高度（影響汽車的行駛穩(wěn)定性）決定，在滿足裝載容積及裝卸方便的情況下，應(yīng)盡量減小廂體高度，以降低質(zhì)心，提高汽車行駛穩(wěn)定性[1]。 綜合以上條件和原車型的尺寸隔熱車廂外輪廓尺寸設(shè)計(jì)為: 長(zhǎng)×寬×高為4300×1970×2100（mm）。 4.3.2隔熱車廂內(nèi)框尺寸 隔熱車廂的內(nèi)框尺寸由裝載質(zhì)量、貨物種類、車廂內(nèi)附件共同決定。貨物種類與每噸所占的體積見(jiàn)表(4.1)。 表4.1 蔬菜種類與每噸所占體積 蔬菜種類 包裝規(guī)格(cm) 包裝重量（kg） 包裝體積（m3） 每噸所占體積(m3/t) 黃瓜 50×34×30 39 0.051 1.31 青椒 50×34×28 15 0.0476 3.18 香菜 55×47×25 20 0.064625 3.23725 油菜 63×32×40 22.5 0.08064 3.583 苦菊 63×32×44 22.5 0.088704 3.9424 貨物每噸所占體積選取為4 m3/t。V1 = 2×4 = 8 m3?？紤]裝運(yùn)空隙、空氣流通空間和車廂內(nèi)附件占用空間，占貨物體積的25%。V2 = 25% × 8 = 2 m3。所以車廂總?cè)莘e不得小于V = V1+V2 = 8+2 = 10 m3。 結(jié)合計(jì)算結(jié)果和車廂外輪廓尺寸，車廂內(nèi)框尺寸定為： 長(zhǎng)×寬×高為4135×1805×1931（mm）。 4.4 車門及附件的設(shè)計(jì) 4.4.1車廂門形式的選擇 對(duì)貨箱門的要求是：開(kāi)啟自如、裝卸方便、關(guān)閉可靠、密封良好，具有適度的剛度和預(yù)期的使用壽命。 本設(shè)計(jì)選擇的貨箱門基本符合了上述要求。結(jié)構(gòu)形式為： 按車廂門的安裝位置選是后門；按車廂開(kāi)啟方式選鉸鏈?zhǔn)剑话窜噹T的開(kāi)啟角度分選270°中開(kāi)門；按開(kāi)啟車廂的門數(shù)分選雙開(kāi)門[21]。 4.4.2附件介紹 1.廂內(nèi)附件： 為了引導(dǎo)廂內(nèi)空氣沿正確方向流動(dòng)，使廂內(nèi)溫度趨于均勻。在廂內(nèi)前壁、側(cè)壁和后門內(nèi)板上裝上了導(dǎo)風(fēng)條。導(dǎo)風(fēng)條截面一般為矩形。四壁導(dǎo)風(fēng)條還起保護(hù)廂壁不被貨物撞傷的作用。車廂板上面還鋪裝異形鋁合金地板，它具有防滑、干燥、清潔、貯水和排水等作用。 當(dāng)清洗車廂地板、冷凍食品融解和制冷裝置除霜時(shí)，廂內(nèi)底板經(jīng)常積水。在結(jié)構(gòu)上設(shè)置了漏水管(排水管)以便將積水及時(shí)排除干凈。漏水管除具排水功能外，還應(yīng)具良好的密封功能，在不排水時(shí)，漏水管能自動(dòng)密封，以保證隔熱車廂的隔熱性能。下面介紹一下其結(jié)構(gòu)（圖4.1）和原理。這種漏水管在其出日處裝有一截橡膠管。平時(shí)橡膠管是收縮封閉的，當(dāng)積聚的積水多到一定程度時(shí)，依靠積水的重力將橡膠管脹開(kāi)排水。另一種漏水管為一截塑料管，上端與車廂底板齊平或略低，下端通到廂外，并用塞子將需放水時(shí)，將塞子打開(kāi)即可。漏水管的布置與數(shù)量見(jiàn)圖（門及附件的結(jié)構(gòu)）。 圖4.1 漏水管結(jié)構(gòu) 2.廂外附件： 車廂外的附件主要包括踏板和工作梯。為了便于人員上下和貨物的裝卸，踏板的離地高度在600~1000mm之間。因?yàn)椴捎玫氖抢浒逯评洌恍枰ぷ魈輰?duì)制冷機(jī)組進(jìn)行檢修，所以本設(shè)計(jì)沒(méi)有設(shè)計(jì)工作梯。踏板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。 4.5本章小結(jié) 本章首先介紹隔熱車廂的分類，進(jìn)而進(jìn)行對(duì)比選擇車廂類型，最終選定車廂類型為分片拼裝聚氨酯注入發(fā)泡式車廂。隨后結(jié)合冷藏車的功用和工作條件，進(jìn)行車廂外輪廓尺寸和內(nèi)框尺寸的計(jì)算設(shè)計(jì)，以及附件的設(shè)計(jì)。最終車廂外尺寸為4300×1970×2100（mm），內(nèi)尺寸為4135×1805×1931（mm）。 第5章 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1.1制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)介 制冷方式一般分為有：機(jī)械制冷、液氮制冷、蓄冷板制冷、干冰制冷和水(鹽)冰制冷等。機(jī)械制冷大都采用蒸汽壓縮式制冷。下面介紹本次采用的蒸汽壓縮式制冷裝置。 蒸汽壓縮機(jī)式制冷裝置主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥(毛細(xì)管)等四個(gè)最基本部件組成[18]。部件之間用管道連接成一密封系統(tǒng)(圖5.1)。工作時(shí)，制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)，從蒸發(fā)器中吸收熱量而沸騰汽化，在冷凝器中放出熱量而冷卻，從而產(chǎn)生冷量。 1-蒸發(fā)器； 2-膨脹閥； 3-壓縮機(jī)； 4-冷凝器 圖5.1 蒸汽式壓縮機(jī)原理圖 圖（5.1）蒸發(fā)器中的制冷劑在非工作狀態(tài)時(shí)，下部是液體，上部為飽和蒸汽，這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，也不與外界進(jìn)行熱交換。當(dāng)壓縮機(jī)抽吸蒸發(fā)器中的蒸氣時(shí)，蒸汽壓力下降，下部液體迅速沸騰汽化，通過(guò)管壁吸收周圍介質(zhì)(空氣)的熱量，風(fēng)扇將低溫介質(zhì)(空氣)吹向車廂內(nèi)，產(chǎn)生對(duì)流，達(dá)到制冷。制冷劑在汽化過(guò)程中也使本身的溫度和飽和蒸汽壓下降，故壓縮機(jī)抽走的是低壓的制冷劑蒸汽。 汽化有兩種形式：在液體表面進(jìn)行汽化，成為蒸發(fā)；在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行汽化，成為沸騰。蒸發(fā)器工作時(shí)液體呈沸騰狀態(tài)。通常將蒸發(fā)和沸騰合稱為蒸發(fā)，所以使制冷液體汽化的部件稱為蒸發(fā)器。 低溫低壓的蒸氣被壓縮機(jī)吸入后壓縮成高溫高壓的蒸氣，輸送給冷凝器。 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，低溫物質(zhì)(蒸發(fā)器出來(lái)的低溫低壓蒸氣)的熱量不能自動(dòng)地傳遞給高溫物體(周圍介質(zhì)，或空氣或水)，必須要消耗一定的機(jī)械功才能實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。所以，壓縮機(jī)就是用來(lái)對(duì)制冷劑作功，并使制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)。 進(jìn)入冷凝器的高壓高溫蒸氣經(jīng)管壁向周圍介質(zhì)(空氣或水)進(jìn)行熱交換，放出熱量，溫度下降，成為高溫(高于外界溫度的飽和溫度)和高壓(冷凝壓力)的液體。這樣狀態(tài)的液體還個(gè)能直接送入蒸發(fā)器．必須再進(jìn)一步使液體降溫降壓。為此，制冷劑要經(jīng)膨脹閥后才進(jìn)入蒸發(fā)器。 膨脹閥的作用是節(jié)流降壓。制冷劑液體經(jīng)過(guò)膨脹閥閥孔時(shí)受到阻力，流量減少；之后，空間又突然增大，壓力降低，少量液體吸熱汽化，溫度亦下降，成為低壓低溫的氣液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi)流動(dòng)、吸熱、汽化。膨脹閥還能控制液體進(jìn)入蒸發(fā)器的流量，使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)壓力控制在一定的范圍，從而使車廂內(nèi)維持需要的溫度。所以，膨脹閥又叫調(diào)節(jié)閥或節(jié)流閥。 5.1.2制冷裝置的選擇 （1）壓縮機(jī) 常用的軸向活塞式壓縮機(jī)分為搖板式壓縮機(jī)和斜盤式壓縮機(jī)。 ① 搖板式壓縮機(jī) 壓縮機(jī)工作時(shí)，主軸帶動(dòng)傳動(dòng)板一起旋轉(zhuǎn)。由于傳動(dòng)板式楔形的，楔形傳動(dòng)板得傳動(dòng)，迫使搖板作以鋼球?yàn)橹行牡淖笥覔u擺動(dòng)作。搖板和傳動(dòng)板之間的摩擦力，使搖板具有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，但被固定的一對(duì)圓錐直齒輪限制，所以搖板只能來(lái)回左右移動(dòng)，帶動(dòng)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成吸氣排氣過(guò)程。如果一個(gè)搖板上有五個(gè)活塞，那么主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周就有五次吸、排氣過(guò)程。 ② 斜盤式壓縮機(jī) 斜盤式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，排氣量大，斜盤壓縮機(jī)主要零件是一根主軸，還有用花鍵和主軸固定在一起的斜盤。主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，斜盤也轉(zhuǎn)動(dòng)，斜盤轉(zhuǎn)動(dòng)可驅(qū)動(dòng)活塞作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 （2）冷凝器 冷凝器的作用是將制冷劑的熱量排放出去，使之轉(zhuǎn)化為液體。冷凝器布置在散熱條件好的地方，一般安裝在車頭或汽車的側(cè)面、車底[18]。 結(jié)合各種壓縮機(jī)的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)選擇斜盤式壓縮機(jī)。 5.2隔熱車廂熱工計(jì)算 冷藏保溫車的熱工參數(shù)主要是指車廂的總傳熱系數(shù)K、漏氣倍數(shù)L、制冷（加熱）裝置的制冷（加熱）量以及車廂內(nèi)調(diào)溫范圍。 1.車廂總傳熱系數(shù)K 系數(shù)K是冷藏保溫汽車最重要的熱工參數(shù)，用來(lái)評(píng)價(jià)車廂隔熱性能的綜合性指標(biāo)。計(jì)算公式為 K = QF?T (5.1) 式中 Q—單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)車廂壁的熱量（W）； F—車廂內(nèi)外表面積的幾何平均值（m2）； ?T—車廂內(nèi)外平均溫度差（K）； K—車廂總傳熱系數(shù)[W/(m2?K)] 影響系數(shù)K的主要因素有： 1） 車廂壁的隔熱性能。主要與廂壁結(jié)構(gòu)、隔熱材料及隔熱層厚度等因素有關(guān)。 2）車廂密封性能。主要與車廂構(gòu)造、車門密封形式、密封材料等有關(guān)。密封性能越好，K值越小。 根據(jù)總傳熱系數(shù)K的大小，車廂可分為A、B、C三類（表5.1），規(guī)定冷藏汽車不許采用C類車廂。為了滿足一定的運(yùn)距要 求，應(yīng)盡可能提高車廂的隔熱性能，故一般冷藏車廂的總傳熱系數(shù)K值應(yīng)按表（5.1）中的A類選取。 表5.1 車廂按K值分類 貨箱類別 A B C 傳熱系數(shù)K/（W?m2?K-1） ≤0.4 〉0.4~0.6 〉0.6~0.9 2.車廂漏氣倍數(shù)L 漏氣倍數(shù)L是用來(lái)評(píng)價(jià)車廂氣密性能的指示，它由下式確定 L = VL/VX (5.2) 式中 VL—1h內(nèi)車廂泄露的空氣量（m3/h）； VX—車廂容積（m3）。 按漏氣倍數(shù)（表5.2）的不同，車廂也可分為A、B、C三類，規(guī)定冷藏車不得采用C類車廂[1]。 3.廂壁傳熱系數(shù)K計(jì)算 （1）隔熱廂壁傳熱系數(shù)（不考慮骨架的影響）按下式計(jì)算： Ki = 11αw+i=1nδiλi+1αn (5.3) 式中 Ki—隔熱廂壁不考慮骨架影響的傳熱系數(shù)，W/m2·K； αw—車廂外表面的放熱系數(shù)。空氣流速V≤2.56m/s時(shí)，αw=29W/m2·K；當(dāng)V>2.56m/s時(shí)，αw=5.67+17.5V，W/m2·K； αn—車廂內(nèi)表面的放熱系數(shù)。當(dāng)車廂內(nèi)空氣為自然對(duì)流時(shí)αn=7~9W/m2·K；當(dāng)車廂內(nèi)空氣為強(qiáng)制循環(huán)時(shí)，αn=17~24W/m2·K； δi—各層材料厚度，m； λi—各層材料的導(dǎo)熱率，W/m2·K。 表5.2 各類車廂漏氣倍數(shù) 內(nèi)外壓差 傳熱面積 漏氣倍數(shù)/h-1 A B C 10010 >40 1.2 3.0 4.8 20~40 1.5 3.8 6.0 <20 2.1 5.3 8.4 表5.3 常用材料的導(dǎo)熱系數(shù)值 材料名稱 密度 導(dǎo)熱系數(shù) 材料名稱 密度 導(dǎo)熱系數(shù) 純鋁 2710 236 纖維板 245 0.048 鋁合金 2660 162 木屑板 179 0.083 碳鋼（c≈0.5%） 7840 49.8 松木（垂直木紋） 496 0.15 碳鋼（c≈1.0%） 7790 43.2 松木（平行木紋） 527 0.35 碳鋼（c≈1.5%） 7750 36.7 聚苯乙烯泡沫 25~30 0.044 不銹鋼 7820 15.2 聚氨酯泡沫 40~60 0.029 軟木板 105~437 0.044~0.079 空氣 — 0.0259 設(shè)空氣流速V=3m/s，αw=5.67+17.5V=36 W/m2·K；αn=20 W/m2·K；δ1= δ3=1.2mm；δ2=80mm；λ1=λ3=15.2；λ2=0.029。 Ki = 11αw+i=1nδiλi+1αn = 0.308W/m2·K （2）修正計(jì)算： Ka = ?Ki （5.4） 式中 Ka—修正后車壁傳熱系數(shù)，W/m2·K； ? —車廂傳熱結(jié)構(gòu)系數(shù)，與車廂骨架結(jié)構(gòu)和骨架密度有關(guān)。一般整體式骨架車廂?=1.3~1.5；分片組裝和整體隔熱層的車廂?=1.1~1.3。 本設(shè)計(jì)采用分片組裝式貨廂，取?=1.2。 Ka = ?Ki=1.2×0.308=0.369W/m2·K （3）車廂平均傳熱系數(shù)計(jì)算： 隔熱車廂平均傳熱系數(shù)為各隔熱廂壁傳熱系數(shù)的平均值，即 K = KaFaF (5.5) 式中 K—隔熱車廂平均傳熱系數(shù)，W/m2·K； Fa—隔熱車廂各壁的傳熱面積，m2； F —隔熱車廂的總傳熱面積，F(xiàn)=FwFn，m2。 ΣFa = 37.87m2；Ka=0.369 W/m2·K；Fn= ΣFa=37.87 m2；Fw=43.28 m2； F=FwFn=37.87×43.28=40.48 m2。 K = KaFaF = 0.345 W/m2·K K=0.345<0.4 屬于A級(jí)。 5.3熱負(fù)荷計(jì)算 冷藏保溫汽車隔熱車廂熱負(fù)荷的計(jì)算是設(shè)計(jì)、選用制冷裝置和加溫設(shè)備的依據(jù)。隔熱車廂熱負(fù)荷計(jì)算分別如下： （1）從車廂外經(jīng)隔熱壁傳入車廂內(nèi)的熱量Q1 Q1 = KΣF（Tw-Tn） （5.6） 式中 Tw—隔熱車廂外的空氣溫度（K）； Tn—隔熱車廂內(nèi)的空氣溫度（K）。 K=0.345 W/m2·K；F=40.48；Tw=30°；Tn=0~4°。 Q1 = KΣF（Tw-Tn）= 419W （2）車廂的漏熱量Q2 車廂的漏熱量可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：