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客车冬季采暖装置设计【3张图/18933字】【优秀机械毕业设计论文】

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客车 冬季 冬天 冬日 采暖 装置 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,35页,18900字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
文献综述一份.
翻译一份.

图纸共3张:
A1-采暖装置安装图.dwg
A1-电路原理图.dwg
A1-整体布置示意图.dwg

目 录
摘要 ………………………………………………………………………………………I
Abstract …………………………………………………………………………………II
第1章 绪论 ……………………………………………………………………………1
1.1 引言 ………………………………………………………………………………1
1.2采暖现状 …………………………………………………………………………1
1.3 设计的具体工作…………………………………………………………………3
第2章 设计方案的确定 ……………………………………………………………4
2.1客车采暖装置的种类……………………………………………………………4
2.2设计方案…………………………………………………………………………5
2.2.1设计目的…………………………………………………………………5
2.2.2设计要求…………………………………………………………………5
2.2.3设计方案…………………………………………………………………6
2.2.4 设计内容…………………………………………………………………9
2.2.5功能要求…………………………………………………………………9
2.3 本章小结…………………………………………………………………………10
第3章 数据计算及验证 ……………………………………………………………11
3.1车内热量的组成和主要参数……………………………………………………11
3.1.1车内热量的组成 ………………………………………………………11
3.1.2 主要的技术参数 ………………………………………………………11
3.2整车采暖热负荷Q 的计算……………………………………………………12
3.2.1 Q 的计算 ………………………………………………………………13
3.2.2 Q 的计算 ………………………………………………………………13
3.2.3 Q 的计算…………………………………………………………………14
3.2.4 Q 的计算………………………………………………………………15
3.2.5 Q 的计算………………………………………………………………15
3.2.6 Q 的计算………………………………………………………………15
3.3预热发动机所需的热量QW的计算……………………………………………16
3.3.1 加热循环系统冷却液所需要的热量Q1…………………………………16
3.3.2预热发动机体所需热量Q2 ……………………………………………16
3.3本章小结 ………………………………………………………………………17
第4章 零部件选取与整体布置……………………………………………………18
4.1加热器、散热器、除霜器和温度控制器的选择………………………………18
4.1.1 加热器的选择……………………………………………………………18
4.1.2 除霜器和散热器的选择 ………………………………………………19
4.1.3 温度控制器的选择 ……………………………………………………19
4.2 整体的布置………………………………………………………………………20
4.2.1 供暖整体布置原则 ……………………………………………………20
4.2.2 管路的布置 ……………………………………………………………20
4.2.3 加热器的安装要求 ……………………………………………………21
4.2.4 除霜器出风口的选择……………………………………………………23
4.3 隔热材料的选择和布置…………………………………………………………24
4.3.1 隔热材料的选择原则……………………………………………………24
4.3.2 隔热材料的布置原则……………………………………………………25
4.4 本章小结…………………………………………………………………………25 
第5章 控制电路的设计………………………………………………………………26
5.1 加热器电路的设计………………………………………………………………26
5.2 散热器电路的设计………………………………………………………………27
5.3 温度调节控制电路………………………………………………………………28
5.4 本章小结…………………………………………………………………………30
第6章 供暖系统地维护 ……………………………………………………………31
6.1暖系统的使用……………………………………………………………………31
6.2供暖系统的维修…………………………………………………………………31
6.3 本章小结…………………………………………………………………………32
结论………………………………………………………………………………………33
参考文献 ………………………………………………………………………………34
致谢………………………………………………………………………………………35

摘 要

北方地区冬季十分寒冷,最低气温可达-40度,而我国客车行业发展并不完善,很多的小型客车和大中型客车并没有安装采暖设施或是很多客车装置能力达不到要求。本设计在绍了客车冬季采暖的各种方式的基础上,详细论述了客车独立采暖装置,同时论述了客车采暖的标准、发展现状及前景。所以,本设计针对东北气候特点和我国汽车发展现状,对哈市62路公交客车冬季采暖装置进行整体设计,采用一套合理的独立采暖装置以满足哈尔滨地区冬季驾驶员和乘员的采暖要求,依照国家标准,结合具体车型并按照其具体技术参数计算出需要的热负荷。从而选取符合供暖需求的加热器、散热器、除霜器等采暖零部件。依照国家制定的采暖标准和布置原则结合所选定的客车实际条件和哈市冬季气候条件来进行合理的布置。并且设计一套控制电路来控制整套系统的工作。从而解决了发动机低温启动和玻璃除霜等问题,并实现对车内空气温度的调节并使整个装置控制和维修更加容易。

关键词:客车;采暖;计算;设计;布置

ABSTRACT

In winter, the northern region is very cold, the lowest air temperature can reach-40℃, but our country’s bus development is not perfect, a lot of small scaled bus、big bus and medium-sized bus did not install the heating facilities ,or a lot of buses equipment can not reach the request. the bus independent heating device was discussed in detail, the standard of the bus heating device and present development condition and foreground were discussed at the same time, So, this design aims at the northeast weather characteristics and the our country automobile present development conditions, designs the heating device of the bus NO.62 in Harbin ,to use a reasonable independent heating request of driver and passenger in Harbin in winter according to the national standard concrete automobile pattern. concrete standard technical reference data the heating charge is calculated. then selects the heating machine, exhaling machine up frost machine and so on. which are fit to the heating request. according to the heating standard ,the layout principle . climate condition parts are arranged in this design. ,it resolved the machine low temperature start and glasses up frost etc. regulated the air temperature inside the car control and make the whole device to maintain more easily.
Key words: Bus; Heating device; Calculation; Design; Layout

任务书

题 目 客车冬季采暖装置设计
一、设 计(论文) 内 容

根据客车的具体参数计算整车所需要的热负荷。然后根据车辆的实际尺寸与热负荷来进行整体布置设计,同时选择加热器、散热器、除霜器及其它附件,设计控制电路,根据行驶环境的变化,可进行自由的温度调节。
一、具体设计过程
1、题目的意义、现状、存在的问题;2、设计目的;3、设计要求;4、设计原则及依据;5、设计思路;6、数据计算及验证;7、总体布置;8、具体设计;9、总结及探讨。
二、设计内容要求 
1、根据车辆的大小,乘员的人数和使用环境合理的选择供暖设备;
2、根据车辆的结构特点,采用不同的布置形式,力求布置合理,使用维修方便;
3、车厢内应有合理的气流分布,避免出现冷热不均;
4、送水管道尽可能的短,弯道尽可能少,减少水流的阻力和热损失。 
二、设 计 (论文)要 求
在设计中,要求:
1、车辆取暖和启动预热相结合;
2、结构布置合理,车内的温度达到国家标准;
3、根据外界及车内条件的变化,可进行温度调节和控制。

三、设计完成后应提交的文件和图表
(一)计算说明部分
设计说明书一篇(不少于1万5千字)
(二)图纸部分
总体设计图三张(0号):一张电路控制原理图;两张整体设计图。

四、设计进度分配及最后完成日期
第一周~第三周:在毕业设计任务书的要求下,充分理解题目,收集资料,阅读文献,完成开题报告和文献综述;
第四周~第五周:明确设计的方向及要求,进行调研,提出设计的整体思路,搞清设计的技术路线、难点、重点;
第六周~第七周:进行具体设计工作(计算,确定设计参数),同时绘制图纸草图;
第八周~第十二周:绘制图纸(整体设计图、零件图),撰写设计说明书;
第十三周~第十四周:图纸及设计说明书审核,完善设计,准备答辩。

五、主要参考资料
[1]吴际璋.汽车构造(上)(下):人民交通出版社,1996
[2]扬可桢,程光蕴.机械设计基础:高等教育出版社,1999
[3]黄天泽,孙婉娟,何友朗. 汽车空调系统设计与使用维修: 北京理工大学出版社,1997 
[4]陈孟湘.汽车空调(原理 结构 安装 维修):上海交通大学出版社.1998
[5]黄湘毫.汽车空调:吉林科学技术出版社.1995
[6]杨增鄂,祝奥达.城市客车空调系统的选择与布置:城市客车建设出版社.1987
[7]李恒.大型客车采暖系统:城市车辆,2004.2
[8]方志刚.我国客车采暖除霜浅述:客车技术与研究,1999
[9]刘杰,刘继兰.客车采暖与风前玻璃除霜系统的设计:客车技术与研究,2000.1
[10]毕向芬,李雪莉,赵志勇.客车采暖除霜装置浅述:黑龙江交通科技,2005.9


客车冬季采暖装置设计



内容简介:
调 研 报 告 题目名称 : 客车冬季采暖装置设 计 题目性质: 工程技术研究 专业班级 : 交通工程 学生姓名 : 袁双宏 指导教师 : 王瑛璞 职 称 : 实验师 汽 车 工 程 系 二六年 四 月 十五 日 客车冬季采暖装置设计 ( 调研人: 袁双宏 指导 教师:王瑛璞) 前言 随着客车工业的发展和人民生活水平的提高,乘客对客车的舒适性的要求也越来越高。它关系着驾驶员和乘客的健康,客车采暖装置在创造了一个良好的车内环境的同时,也提高了行车的安全性。特别对于我国东北地区客车,采暖就显得尤其重要,客车采暖的好坏直接影响着客车的品牌形象。近年来,我国客车工业发展迅猛,乘客对客车乘坐的舒适性的要求逐渐提高。 在 80 年代初,我国的燃油加热器是由国内几个厂家仿制德国产品投向市场后才开始在客车上使用的。随后,国内的一些汽车设备有限公司在消化国内外技术的基础上,推出了独 立燃烧空气式和独立燃烧液体式与综合预热式采暖装置,使用范围覆盖了所有汽车品种,基本满足了国产客车和其它车辆的采暖要求。因此,国产客车几乎全部采用了国产采暖设备,国产采暖设备已伴随国产客车的出口走向世界。 进入 90 年代后,随着环保法规的限制越来越严格,对加热器的排放和噪声提出了更高的要求,各国也在研究将新技术应用到加热器上。 司于 1996 年推出了 热器,该产品的恒温控制部分具有一个程序化的计时器,可在驾驶室 24 亥俄州的 造公 司的 热器可使用丙烷或天然气作为能量供给。而 司开发的 000/3000/5000 和 0/90 加热器,使用的点火塞和热交换器则采用特殊的耐腐蚀、耐热材料,能使燃烧残留物充分汽化,消除积炭,其点火电流仅 命则是普遍点火塞 10 倍。此外, 000 加热器安装在货车卧舱下部,采用了集中控制系统,无需额外的导线和插头,使安装和维修极为方便。在燃油加热器技术方面,比较领先的是德国 司,其产品己覆盖欧洲及北美大部分地区。 为提高国产燃油加热器的技术水平,缩小与世界先进水平的差距,近年来,国内的汽车设备有限公司加快了技术进步步伐,与西安公路交通大学等院校合作,开展了提高现有燃油加热器性能和新产品开发的试验研究,已取得喜人的成果,燃油加热器的性能在不断提高。 本次调研的目的是: 1、搞清解放 车的尺寸和技术参数,乘员的人数和使用条件,依此来合理的设计和选择供暖设备; 2、根据车型的结构特点,采用与其相匹配布置形式,力求布置合理,使用维修方便; 3、明确国家标准,满足车厢内乘员的要求; 5、搞清风挡玻璃的除霜面 积,以满足最低的视野要求; 结合毕业设计,我的调研主要要了解采暖装置的基本原理和组成,并结合设计要求,对具体车型进行实地调研,调研到的内容包括以下几个方面: 一、 采暖 研究现状 目前,国产客车上应用采暖技术的程度还不高,采暖装置的技术水平与世界先进水平相比还有一定差距。工业发达国家都有专门生产客车采暖装置的专业厂,其产品除本国使用外,还在世界范围内销售,并设有专门机构致力于新技术的开发和研究。归纳起来,客车采暖技术的发展趋势主要有以下方面。 1、燃料部分 选用低排放或无排放燃料,如天然气、液化气等。 2、电器 部分 采用计算机技术、电子技术、 远程控制 等实现自动控制: ( 1)自动速度控制器保证电机平稳启动,减轻部件上的负载; ( 2)采用无刷电机,便于维修且噪声很小; ( 3)整合式电器系统集成装置,便于成型设计,易于安置; ( 4)采用启动控制继电器监控外界与冷却水温度,当低于限值时自动启动; ( 5)用热敏电阻和氧传感器检测出口温度和排气浓度,当超过限值时,传给仪表板上的控制单元,以音响或灯光信号提醒操作者注意; ( 6)远程控制单元可使驾驶员实现遥控操作,距离可达 600 m; ( 7)计算机控制的程序化计时器最多可在 7 天 前设定启动时间和温度; ( 8)控制器可设定夏天模式,将风机作为通风扇使用; ( 9)无级热能控制可防止出口温度发生突变,保证热流均匀; ( 10)点火塞和火焰探测器结合在一起,封装在陶瓷外壳内,通过热敏电阻决定其动作; ( 11)去掉点火塞,采用电子点火; ( 12)采用电子泵使燃料雾化均匀,燃烧充分。 3、热交换器 用耐磨看高温材料制成热交换器,使燃料充分燃烧,减少燃烧残留物,消除积炭。 4、采暖系统 综合式采暖装置将成为客车采暖系统的主流。其中,废气式水暖系统利用高温废气加热流过带翅片热水器的发动机冷却水, 再将热水送到车内散热器加热空气,以调节车内温度。这种采暖系统产生的暖气柔和而不干燥,且节省能源,是一种在温带地区很有前途的取暖系统。此外,热管式采暖装置的使用效果也不错,它具有安全、换热迅速等优点,将得到大力发展。 间接式独立燃烧采暖装置 (液体加热器 )采用高压电弧点火器,并以水泵代替直燃式风机,热交换器一侧仍为空气,而另一侧为水。水温控制器和水温过热保护器使此装置更加可靠,是独立式采暖装置的发展方向。 5、温度控制 按人体生理要求,将车厢空间划分为若干调温区,如在驾驶区和乘客区设置独立的暖风口,并采 用模糊控制以调节冷、暖风的比例,从而得到“头凉脚暖”的环境效果。 6、可靠性和寿命 实现在一个采暖季节内无需修理,整机寿命 5 年以上。 7、一体化技术 90 年代以来,为了节省能源,确保车厢内舒适的气候条件,充分满足人体的舒适性要求,许多著名的客车空调器厂都致力于集制冷、采暖、通风、除霜、空气净化等多功能于一体的全自动空调系统的研究。这种全自动空调系统采用多台计算机控制各装置工作,计算机之间用光纤通信,能根据车内外温度、湿度、空气洁净度、太阳辐射强度、乘员要求、车辆工况等信号,自动调节车内气候,使之始终保持最佳 状态。其关键部件是微电脑、各种专用集成芯片、各种传感器、信号传输装置和各种执行器。 二、客车采暖装置的种类 由于我国采暖设备发展不够完善和各地区气候大不相同,所以没有系统化,标准化的生产。目前,汽车暖气装置的种类很多,根据热源的不同可以分为以余热式和独立加热式两种。 1、余热式 余热式式利用汽车发动机工作时的剩余热量。其中包括两种:利用发动机冷却水的热量,称为水暖式;利用发动机排气系统的热量,称为气暖式。 余热式暖气装置的特 点是:既不需在车上增加热源,又不增加发动机本身热量的消耗,成本较低,经济性好,使用方便。其缺点是:散热量的大小直接受汽车发动机工况的影响,例如:汽车下长坡,发动机处于怠速情况下,发热量很小,当发动机停止工作时,热源就没有了。 水暖式采用水冷却式发动机的冷却水的热量作为热源来加热车厢内的空气。特点是取暖方式简单、经济,所以各类汽车都广泛应用,尤其是轿车和货车驾驶室等容积比较小的车身,其效果较好,采取水箱余热的优点既经济又环保,尤其对前置发动机客车采暖系统比较实用。缺点是取暖效果直接受发动机的工作状态的影响 ,气温太低时,发动机怠速运行和车辆在市内低速行进的情况下,因发动机水温低而取暖效果差,同时也加大了发动机的磨损。此种采暖方式主要适合于黄河以南部分地区使用。 气暖式利用发动机工作时排出的高温废气,或用空气冷却发动机的热空气取暖的装置。采暖措施是把冷空气导入串联于排气管的热交换器里,使其接受发动机排气带出的热量,通过热交换器使其温度升高,然后导入车厢内。采取尾气余热的优点是采暖效果很好,缺点是存在毒气泄漏的隐患,车厢内散热管表而温度很高,容易烫伤人,且易发生火情。所以现在己经很少有客车制造厂利用尾气余热采暖了 。 2、独立加热式 独立加热式是利用燃料在燃烧器中燃烧所产生的热量。 加热器通过燃料燃烧柴油加热液体,由水泵带动液体在车内散热片内滚动和车内空气进行热交换,达到加热车内空气的目的。 优点是车内温度较稳定、波动小大,空气湿润,并且和发动机串联起来还可以预热发动机。但是,采用强制换热器时车内噪声较大。 管路布置。 三、具体车型调研 本次设计的目的是,根据客车及环境的具体参数计算整车所需要的热负荷。选择加热器、散热器、除霜器及其他附件,设计控制电路,根据行驶环境的变化,可进行自由的温度调节。然后根据国家 标准和布置原则对整个采暖装置的各个部件进行合理搭配和布置。 我本次设计选取哈市联运 62 路(解放 客车作为设计车辆,该车辆发动机前置,车长度为 ,宽为 ,高为 ,车辆额定乘员为 70 人。调研的具体参数见表 1。 表 1 公交车 62 路整车主要技术参数 车型 解放 长( 10320 总宽( 2480 总高( 3090 轴距( 5000 前轮距( 1900 后轮距( 1836 前悬( 2225 后悬( 3075 前门宽( 1160 后门宽( 770 座椅宽( 40 最大载客容量(人) 70/26 最高车速( Km/h) 85 三、 管路的连接 调研 1、连接方式 管路通常有串联方式和并连方式之分。串联方式。即将主机、发动机、散热器、除霜器依次串联起来 所示。此种连接方式省事省力,易于调试和管路布置。唯一不足是温度场分布。需对散热器数量和位置进行调整。达到温度均衡的要求。 并联方式的液体加热系统各散热器相对独立工作,互不影响,散热温度分布均匀,两路主管道布置在车架两纵梁侧 ,固定较方便。不利之处是调节较困难,因各散热器相互独立,都有并联的管路连接,如果遇到车辆前部的散热器和除霜器管路内有气阻时,加热器会通过附近的散热器形成循环,使整个加热系统不能发挥作用。并联方式如图 示。 图 2 管路的串联方式图 液体加热器发动机膨胀水箱散热器散热器除霜器散热器散热器散热器散热器图 3 管路的并联方式图 2、管路的布置原则 布置管道时,为了减少局部阻力,通常采取如下技术措施: ( 1) 避免风道断面突变 管道断面突然扩大,气流流速发生变化,部分水流回脱离扩管的断面,在扩大的 截面处产生水流涡流,形成局部阻力,造成能量损失。因此,在管道布置长度允许的情况下,应采用渐扩或渐缩管道,使局部压力损失和噪声减小。 ( 2) 管道应尽量减少转弯 于水流过弯管时,水流流向必然发生改变,由于 水流主流脱离管壁表面,使局部区域出现真空,水流会在局部区域出现回旋,造成能量损失,而且产生噪声。为了减少转弯处的局部阻力系数,可以减小转弯处的曲率半径和减少弯管过度的节数。矩形管道的弯头除了减少曲率半径之外,还可以在弯头内部设置导流板来减少局部阻力系数。 在处理竖向管与车内纵向管的接头时,二者截面应尽量接近。 90的弯头应尽量加大圆角半径。 ( 3) 局部管件不仅涉及局部阻力而且关系到噪声,必须充分注意大到局部管件的形成和连接的合理性,尽量减少涡流。处理不当,不仅大大增加局部阻力,而且局部管件会成为噪声源。 ( 4)管道出风口 以暖风机安装在前后轴之间为例,常见的暖气出风口有三种: 1) 暖风管道紧靠在客车左右侧围; 2)暖风管道布置在车厢里的过道上,沿着地板左右布置; 3)暖风管道布置在车厢过道的一边,出风口设在座椅下,分别左右侧围送风。 3、 管路连接注意事项 ( 1)管路连接时应注意: 1)弯曲金属管时不能加热 ,以免产生氧化皮,管子的弯曲半径应尽可能大些。 2)连接金属管和软管之前,应在接头上滴几滴冷冻油润滑。 3)拧紧或拧松螺纹接头时,必须同时使用两把扳手。 4)管子通过车身管壁时,要加橡胶圈保护软管。 5)当管线在车地板下方布置时,要采取绝热措施,如在金属铜管外包上隔热棉。 ( 2)电线布置时应注意: 1)为防止电路短路,应拆下与蓄电池负极相连的电线(或接地线)。 2)电线的连接必须可靠,固定要牢靠。 3)若电线要穿过车身金属板时,应加设橡胶护圈。 4)电线必须用塑料胶带或用原 来的紧固件固定在汽车原有的电线束中。 5)电线不能靠近活动
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