江淮冷藏车改装设计论文

摘 要本次设计的题目是江淮冷藏车改装设计。冷藏汽车是采用隔热车厢为保温装置，并利用不同的制冷装置，从一定程度上实现各种易腐货物的运输。在查阅相关资料，分析对比了国内外冷藏车发展现状。从而提出了这个设计的目的和意义，同时开展毕业设计的内容。本次设计中主要针对冷藏车的特点进行了整车总体布置的设计、二类底盘的选择、隔热车厢的设计、制冷系统设计、副车架设计以及整车性能进行了设计与计算。在各部分设计计算中，首先介绍原理分析对比后进行理论计算和校核，依照选用为先原则进行设计。本次设计最终选定隔热车厢填充材料为硬质聚氨酯、制冷方式为非独立式冷板制冷、整车性能优秀。通过理论计算本设计中的冷藏车性能优秀，各项性能都能达到国家标准。在理论上本设计是可行的.关键词：改装设计；冷藏汽车；隔热车厢；制冷系统；整车性能ABSTRACTThe 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目 录摘要 .IAbstract .II第 1 章 绪论 .11.1 我国冷藏保温汽车的现状 .11.1.1 我国冷藏保温汽车的发展现状 .11.1.2 我国冷藏保温汽车的生产现状 .21.1.3 我国冷藏保温汽车制冷装置的技术现状 .31.1.4 我国冷藏保温汽车隔热厢体技术发展现状 .41.2 国外冷藏车发展现状 .41.3 设计主要内容 .4第 2 章 方案分析及总布置设计 .62.1 各制冷方式的原理简介 .62.2 各种制冷方式的优、缺点对比 .72.3 制冷方式的综合分析 .82.4 总布置的设计 .82.5 本章小结 .9第 3 章 二类底盘选择 .103.1 二类底盘选择原则 .103.2 设计参数 .113.3 底盘主要参数 .113.4 功率平衡和比功率的计算 .113.4.1 功率平衡计算 .113.4.2 比功率计算 .123.5 本章小结 .13第 4 章 隔热车厢设计 .144.1 隔热货厢的结构特点对比 .144.1.1 隔热货厢的分类 .144.1.2 隔热货箱结构特点的对比 .144.2 隔热货厢的设计及选择 .154.3 隔热车厢容积及尺寸设计 .164.3.1 隔热车厢外轮廓尺寸设计 .164.3.2 隔热车厢内框尺寸 .164.4 车门及附件的设计 .174.4.1 车厢门形式的选择 .174.4.2 附件介绍 .174.5 本章小结 .18第 5 章 制冷系统设计 .195.1 制冷系统的设计 .195.1.1 制冷系统简介 .195.1.2 制冷装置的选择 .205.2 隔热车厢热工计算 .205.3 热负荷计算 .235.4 冷板设计 .245.4.1 蓄冷剂的选择 .245.4.2 冷板保温时间计算 .255.4.3 充冷时间计算 .255.4.4 冷板安装强度校核 .255.5 本章小结 .25第 6 章 副车架设计 .276.1 主车架的改装 .276.2 副车架的截面形状及尺寸 .286.3 副车架前端形状及安装位置 .286.4 副车架与主车架的连接 .296.5 本章小结 .29第 7 章 整车性能计算 .307.1 动力性计算 .307.2 经济性计算 .337.3 稳定性计算 .347.4 本章小结 .37结论 .38参考文献 .39致谢 .41附录 A.42附录 B.44第 1 章 绪 论1.1 我国冷藏保温汽车的现状1.1.1 我国冷藏保温汽车的发展现状冷藏车是用来运输冷冻或保鲜的货物的封闭式厢式运输车，广义上泛指运输易腐货物的专用汽车，是公路冷藏运输的主要工具 1。我国专用汽车相关的主管机构对冷藏运输车进行了多种分类，按专用设备功能将其细分为保温汽车、冷藏汽车和保鲜汽车三类：只有隔热车体而无制冷机组的称为保温汽车；有隔热车体和制冷机组且厢内温度可调范围的下限低于-18，用来运输冻结货物的称冷藏汽车；有隔热车体和制冷机组（兼有加热功能） ，厢内温度可调范围在 0左右，用来运输新鲜货物的称保鲜汽车。保鲜车的隔热厢体一般为一室（一个空间）也有二、三室的，以便于运输不同温度要求的货物。按制冷方式又可分为机械制冷、蓄冷板制冷、液化气体制冷（常用的如液氮和液体二氧化碳）等，以前还用过冰制冷和干冰制冷制冷装置则又有既可制冷又可加热的和仅可制冷的两种。还有就是如所有运输用专用车一样按底盘吨位分类，主要分为重型、中型、轻型、微型四个种类不同型号底盘就构成不同型号的冷藏汽车品种，通俗地称为纵向分类，按专用设备功能分类则为横向分类， 纵横交错就构成冷藏汽车的品种我国现在冷藏汽车（包括保温车、保鲜车） ，品种已接近 500 种，而发达国家则有 1000 余种我国目前冷藏车保有量约在 30000 台左右。从九十年代初期开始，我国冷藏车每年以 50%左右的速度增长。到了二十一世纪开始，每年也约有 20%左右的增长速度。2008 年我国冷藏车的市场年增量达到 5000 台左右，2008 年 1-8 月份达到 3600 台。我国冷藏保温汽车的发展：1原来主要由食品进出口、商业、水产等系统按主管部门分配计划和调拨进行运输，转为自主经营的按市场需求进行运输。随着肉、鱼、禽、蛋类食品供大于求，计划供应取消，中长途调拨运输的比例减少，短途分配性运输比例大增；2随着我国公路建设的飞速发展，公路冷藏运输与铁路、水路相比，其比例不断提高，由 90 年代的 20%发展到现在已近 30%；3运输的易腐货物也从原来较为单一的冷冻肉、禽、水产发展到新鲜的肉、禽、水产占相当比例，同时水果、蔬菜、乳制品、冷饮、保健食品等保鲜食品也需用冷藏、保温、保鲜汽车运输；4由于需求的改变，车辆吨位结构比例也随即发生变化，由原来的重、中、轻（微）分别占 10%、70%、20%发展到现在的占 10%、40%、50%；5随着对冷藏运输质量要求的提高，冷藏保鲜汽车的占有率从 10%提高到40%。 与此同时，冷藏汽车的用户也从计划经济时的食品进出口、商业、水产部门发展到大型食品商场和菜场，大型连锁超市，食品、乳制品和冷饮生产企业等，还出现了专业从事公路冷藏运输的现代物流企业 2。1.1.2 我国冷藏保温汽车的生产现状随着需求的增长，我国生产冷藏汽车（含保温汽车）的生产厂家（包括专业的和兼业的）从 80 年代的 10 家经历了 1990 年的 20 多家、1995 年的 50 多家发展到 2000年的 73 家，并且遍布全国 23 个省市自治区（详见表 1.1）。 表 1.1 2000 年我国冷藏保温汽车企业按地区分布地名 北京 天津 河北 山西 辽宁 吉林企业数 10 1 3 2 5 5地名 黑龙江 上海 江苏 浙江 安徽 福建企业数 1 1 8 2 2 3地名 江西 山东 河南 湖北 广东 广西企业数 20 9 4 5 3 1地名 四川 重庆 贵州 陕西 甘肃 企业数 2 1 1 1 1 随着我国政府机构改革的推进，“十五”期间，汽车工业主管部门由机械工业部归入国家经贸委，后国家计委和国家经贸委合并为国家发展与改革委员会。而后，汽车安全、环保等强制性执行标准不断推出，逐步与国际接轨，市场准入门槛迅速升高，导致产品开发成本越来越高，这就促使一些小型、兼业的冷藏保温汽车企业逐步的被淘汰；而一汽、东风、长安、江淮、江铃、北京福田、上汽通用五菱、东风柳汽的、河北长城等汽车集团和主机厂开始将发展专用车作为拓展载货汽车主产品市场的重要手段，中集（主营集装箱）、重庆力帆（主营摩托车）、河南新飞（主营冰箱空调）等其他行业的大型企业也开始生产专用汽车，冷藏汽车作为厢式专用车的主要种类，也受到重视。到 2005 年上半年，有产品投入市场的冷藏保温汽车企业（包括专业的和兼业的）共 45 家，分布在十七个省、市区（见表 1.2）。 据中国汽车报工业年鉴不完全统计，2000 年我国冷藏保温汽车产量为 2792辆，2004 年冷藏、保温、保鲜汽车产量为 3915 辆，其中保温车占 55.4%；冷藏车占40.3%，保鲜车占 4.3%。从 2003 年起，冷藏汽车企业销售收入和工业总产值均达到6 亿多元，工业增加值近 1 亿元。2000 2004 年，我国冷藏汽车的产量(见表 1.3)。表 1.2 2004 年我国冷藏保温汽车企业按地区分布地名 北京 河北 辽宁 吉林 黑龙江 上海企业数 6 3 6 1 2 1地名 江苏 浙江 山东 安徽 江西 河南企业数 3 1 5 1 2 3地名 湖北 广东 广西 重庆 贵州 企业数 1 3 3 3 1 表 1.3 20002004 年我国冷藏汽车产量年份 2000 2001 2002 2003 2004合计 2792 2050 1938 2430 2169重型 170 143 261 105 86中型 594 231 644 412 460轻型 1699 838 652 1438 1148保温汽车微型 329 837 381 475 475合计 1179 1087 1483 1736 1577重型 198 163 196 85 97中型 173 207 630 502 473轻型 754 529 573 1110 801冷藏汽车微型 54 188 84 39 206合计 107 579 157 169重型 19 中型 184 30轻型 80 336 12 保鲜汽车微型 27 40 145 1391.1.3 我国冷藏保温汽车制冷装置的技术现状我国现有的保温汽车和冷藏汽车基本上均采用机械方式制冷，因 CO2制冷、液氮充冷不如机械制冷机组加燃油一样方便，蓄冷板制冷也因装备质量较大，占用较大的空间和装载质量，因此都难以取代机械制冷机组。由于至今我国冷藏车和保鲜车年产量仅 2000 辆左右，而且品种较多， 因此难以达到批量的经济性。我国目前主要采用“热王”（THERMO KING）、三菱机组和开利，产品多为进口。事实上国内从上世纪 80 年代起就开始试制、生产制冷机组，襄樊汉水空调设备厂、岳阳制冷机厂（现岳阳恒立冷气设备公司）等率先开始试制，但均未形成一定规模。后来，上海冷气机厂与美国开利合资组建上海开利运输冷冻设备公司，生产轻型、中型、重型车用的独立式（制冷机组有副发动机）和非独立式（汽车主发动机带动）制冷机组。上海新江机器厂与澳大利亚国际制冷空调公司合资的上海国际空调设备公司也生产过车用制冷机组；近几年劲达公司采用韩国技术在广东中山建厂生产客车空调机和车用制冷机组这些企业均以生产汽车空调机为主，兼生产冷藏车用制冷机组，产品技术基本上能满足使用要求，但由于产量小，生产规模小，其技术性能特别是可靠性很难与美国“热王”、开利机组竞争。所以，我国冷藏车配套的制冷装置技术较发达国家落后，是制约我国冷藏车发展的一个重要因素。1.1.4 我国冷藏保温汽车隔热厢体技术发展现状自上世纪八十年代以来，我国冷藏汽车生产企业通过对外合资合作和引进先进技术，从而在隔热厢体的生产技术水平上面有了很大的提高。现在的车厢生产，隔热材料一般采用硬质聚氨脂作， 采取注入发泡分片拼装工艺或三明治夹芯板，密封条则采用多层密封截面形状和橡塑材料。车厢的隔热性能一般均达到 A 级（K 车厢内表面的放热系数。当车厢内空气为自然对流时 =7 9W/m2K；当 车厢内空气为强制循环时， =17 24W/m2K； 各层材料厚度， m；各层材料的导热率，W/m 2K。表 5.2 各类车厢漏气倍数漏气倍数/h -1内外压差 传热面积 A B C40 1.2 3.0 4.820 40 1.5 3.8 6.0100 1070 60 50B 50 40 30孔间距/mmC 50 40 30孔径/mm （7.19）（2）若 a b，则下坡时易于前翻，有a b，上坡时易于后翻= 0.74 可行 7.4 本章小结本章主要是对整车整体性能的计算和校核。主要从动力性、经济性和静态稳定性三个方面进行，通过计算结果可知：本次设计的冷藏保温汽车在性能上基本上是成功的，和原车的性能相差不多，基本符合总布置的设计原则。结 论本次冷藏汽车的改装设计是在已有的二类底盘的基础上添加隔热货箱和制冷装置，使汽车具有冷藏运输功能。本次设计是在选定总体设计方案的基础上，进行冷藏汽车的冷藏保温部分设计，即隔热货箱的结构设计、冷藏车整体制冷参数确定、校核制冷系统的设计。这些也是冷藏汽车设计的重要之处。在此过程中完成了以下工作。（1）了解汽车的概念、功用、结构。并在了解目前专用车改装用底盘类型及应用的基础上，确定选用二类底盘作为此次改装设计用底盘。然后，比较分析制冷方式、隔热车厢的形式等相关不同方案的优缺点，完成对其的方案选择和作出适当的改进。从而完成对整车总体设计方案的最终确定。（2）比较分析市面上的二类底盘，确定选用江淮汽车制造厂声场的 HFC1041K为基本型进行改装，计算出主要整车性能参数。完成对整车的制冷热负荷、制冷量的计算，确定制冷装置相关尺寸参数。（3）在冷藏汽车总体参数确定后，对改装后整车的主要性能，经济性、动力性进行了计算，结果显示，改装设计后整车的性能基本上达到国家对改装车的标准要求。至此，对冷板式冷藏汽车的改装设计基本完成。设计中因受到本身经验和考虑的欠缺，使得某些部分的结构工艺性可能稍差。而且因为只是理论上的设计，是否能真正符合性能要求还需要经过实际的应用检验。 最后，虽然设计完成，但仍希望能随着今后知识进一步的积累或者实际的应用中对其进行改进，使其更加完善。参考文献1卞学良.专业汽车结构与设计M.北京:机械工业出版社.2008.12徐达、丛锡堂.专用汽车构造与设计M.人民交通出版社.2008.53蒋崇贤.专用汽车设计M.武汉工业大学出版社.20054余志生.汽车理论M.北京:机械工业出版社.20065郑殿旺、华学超.专用汽车结构与维修M上海:上海科学技术出版社.20056王望予.汽车设计M.北京:机械工业出版社.20067明平顺.汽车运输专用车辆M.北京:人民交通出版社.20048刘哲义、何明辉.专用汽车构造M.武汉:武汉工业大学出版社.20049吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社.200310臧杰、阎岩.汽车构造M.北京:机械工业出版社.2005.811过学迅、邓亚东.汽车设计M.北京:人民交通出版社.200512崔增辉、王祖德.专用汽车发展趋势研究J.汽车工业研究.2006.13吉林工业大学汽车考古室.汽车设计M.北京:机械工业出版社.200514张洪欣.汽车设计M.北京: 机械工业出版社.200415陈家瑞.汽车构造M.北京: 机械工业出版社.200316郭竹亭.汽车车身设计M.长春:吉林科学技术出版社.200417刘惟信.汽车设计M.北京:清华大学出版社.200318李涵武、赵雨旸.汽车电器与电子技术M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.200619中国汽车工业总公司.中国汽车技术研究中心.中国汽车车型手册M.济南：山东科学技术出版社.199320郜友乐.冷板式冷藏汽车保温时间的计算J.专用汽车.1997.421邓楚南、刘木羊.厢式货车箱门开启角与铰链的设计要求J.专用汽车.1996.322焦儒振.厢式货车副车架设计J.专用汽车.1997.323朱先锋、陈焕新、刘国丰.影响冷板蓄冷量及充冷时间的因素J.专用汽车.2004.424Chan, D. and G. 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