冷板式冷藏车结构设计论文

优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 1章 绪 论1.1 我国冷藏车的生产发展现状目前中国的肉类食品厂有 2500 多家，年产量 1000 多万吨，年产肉类5600 万吨；速冻食品厂 2000 多家，年产量超过 850 万吨；冷饮企业 1000多家，年产量 1000 多万吨；乳品企业 1500 多家，年产量 800 万吨；此外还有每年 4120 万吨的水产品。上述易腐食品的消费逐年增长，乳品企业每年以 30%的速度增长，水果、蔬菜销量更大。这些总量超过亿万吨的食品都属于易腐食品，都需要冷藏运输中国高等级公路（含高速公路和一、二级公路）目前已达 20.73 万公里，等级公路（含三、四级公路）131.59万公里，等级外的还有 36.2 万公里，公路的密度为 17.5 公里/ 百平方公里，其中高速公路已达 1.95 万公里，列美国之后成为世界第二。到“十五”期末，高速公路的通车里程将达 2.2 万公里左右，全国南北、东西全部被三纵三横的高速公路贯通。中国政府有关部门提出的专用汽车五年和十年的发展纲要中要求：“冷藏保鲜货物逐步实现专业化、规范化、现代化，引导道路货运发展第三方服务。”据有关资料，到 2005 年中国专用汽车保有量将达到 275 万辆，每年需求量 34 万辆，原有专用车更新量 12 万辆，总的需求每年以10%的速度递增，高于普通货车的增长速度。随着中国加入 WTO、北京申奥、上海申博的成功，冷藏保温汽车面临历史上难得的发展机遇，政府为了促进冷藏运输的发展，成立了中国冷冻和冷藏食品专业学会，各地相应成立了“冷链办公室”，创办了“三绿工程”，规划了“绿色通道”，各大城市都有菜篮子工程办公室和食品快餐配运中心，有些城市对运输奶类制品、生熟制品的冷藏保温运输车发放了专用的通行证。这些都有利于冷藏保温汽车的发展，从而带动这个行业迅速达到发达国家的水平。80 年代我国生产冷藏汽车（含保温汽车）的生产厂家（包括专业的和兼业的）约十来家，1990 年达 20 多家，1995 年增至 50 多家，2000 年达到 73 家，遍布全国 23 个省市自治区。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，为我国冷藏车配套的仍居少数。制冷装置是制约我国冷藏车发展的重要因素。国外冷藏保温汽车发展的现状欧美国家冷藏保温汽车发展较早，目前已成为专用汽车的主要种类之一。美国近期保温车约占全国载货汽车保有量的 0.8%，还有冷藏保温挂车和半挂车，占其总数的 9.7%。法国现有冷藏保温汽车挂车和半挂车占全国运输汽车总数的 1%。德国冷藏保温汽车、半挂车占全国运输汽车总数的 2%。英国冷藏保温汽车占全国货运汽车总数的 2.8%。目前日本年产冷藏保温汽车二至三万辆，保有量近九万辆。俄罗斯冷藏保温汽车约占货运汽车的 2.3%。欧美日本冷藏保温汽车结构工艺先进，并十分重视性能试验。欧洲很早便已建立了冷藏运输工具优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！的试验基地和试验中央，比较闻名的有奥地利维也纳亚森纳尔试验站、意大利的帕多瓦和罗马试验站、德国的慕尼黑试验站和法国的安东尼试验冷藏保温汽车由于适用范围广、机动性强、中转环节和装卸次数少、可实行门对门运输等优越性而在冷藏运输中占有极为重要的地位，成为食品冷藏链中不可缺少的运输环节。与其它冷藏运输方式比较，公路冷藏运输的经济效益主要有“运距效益” 、 “时间效益”和“运输质量效益 ”。 “运距效益”是指汽车运输其运距往往小于铁路运输或水路运输的运距；汽车运输速度比水路快，又不像铁路运输需要多次装卸转运、编组待运，其送达时间一般都比水路、铁路短，即具有较高的“时间效益” ；汽车冷藏运输装卸次数和中转环节少，就减少了易腐货物因装卸和中转贮藏时碰伤及货温升高造成的损耗，具有十分明显的“运输质量效益” 。 、1.2冷藏车在社会经济中显著的作用。改革开放以后，我国公路冷藏运输的结构也从计划模式向市场模式过渡。原来主要由商业、食品进出口、水产等系统的冷库车队按主管部门调拨和分配计划进行运输，转为自主经营的冷库车队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；随着我国公路建设的快速发展，公路冷藏运输与铁路、水路相比，其比例不断提高，90 年代已占 20%，现在已近 30%；运输的易腐货物也从原来的冷冻肉、禽、水产占绝大多数，发展到新鲜的肉、禽、水产占相当比例，还有水果、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；车辆吨位结构发生变化，原来重、中、轻（微）分别占 10%、70%、20%，现在则分别占10%、40%、50%；随着对冷藏运输质量要求的提高，冷藏汽车和保鲜汽车的占有率从 10%提高到 40%。冷藏汽车的用户也从计划经济时的商业、食品进出口、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。随着市场领域的拓展，我国冷藏汽车的保有量也较快增长：1980 年约 3500 辆，1985 年约 6000 辆，1990 年约 10000 辆，1995 年约 15000 辆，至今约 25000 辆。每年的销售量达 4000 多辆1.3 冷藏车设计的特点冷藏车设计常选用定型的基本型汽车底盘进行设计。设计中要首先了解商用车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格及相关资料等。然后根据所设计的专用车的特殊功能和性能指标要求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、成本等方面进行分析比较，优选出一种基本型汽车底盘作为专用车设计时使用的底盘。冷藏车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置的匹配。既要保证专用功能满足其性能要求，又要尽量不影响汽车底盘的基本性能。在必要时，可适当降低汽车底盘的某些性能指标，以满足实现某些专用车工作装置性能的要求，但是必须保证安全。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！冷藏车的制冷方式有固体制冷、液化气体制冷、冷板制冷和机械制冷。在给定的底盘上，通过比较各种制冷方式的优缺点，选择合适的制冷方式。根据制冷在选定制冷方式后，通过比较冷藏车的布置型式，在给定底盘上选择最优的布置型式，最大的发挥汽车的专用功能。同时，还要选择将车厢和底盘进行固定连接，对底盘做适当的改动，以和整车协调。在冷藏车的设计过程中，各个细节的设计要多参考同类车型的设计型式，对各设计型式进行具体的了解，比较分析他们的优缺点，以选择最合适的方案或参照他们的结构型式重新设计合理的结构。比较分析他们的优缺点，以选择最合适的方案或参照他们的结构型式重新设对整车进行动力性、通过性等计算和校核，以确定汽车达到设计要求。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 2章 冷板式冷藏车结构简介随着城市的发展，人们对保鲜保质的食物的要求越来越高，从而对冷藏车的性能要求也越来越高。冷板式冷藏车应运而生，它满足在城市之中或城乡之间的小批量、快速、保鲜保质的运输同时成本也比较低。冷板式冷藏车是利用冷板蓄冷在运输前将冷板中的蓄冷剂冻结蓄冷，在运输过程中，冷板红的蓄冷剂融化而不断吸收热量制冷，是车厢内的温度保持在适温范围内。冷板式冷藏车的特点结构简单、使用方便、易于操作维修，投资和运营费用低，运输时没有噪音和污染，适用于中短途运输。2.1 总体布置的原则（1）质心高应满足 GB725887 的规定，车厢在静态空载条件下，侧倾稳定角不能小于 35。（2）改装后最大总质量不应超过原车型的允许最大总质量，轴载质量不应超过原车型最大轴载质量的 3%。（3）厢体应有足够的内部高度和宽度，以便装卸作业及集装容器的运输。在原二类底盘的基础上，决定厢体长度的主要因素是前后轴荷分配，为了不改变原底盘性能，厢体长度应以接近原车厢长度为宜；决定厢体宽度的主要因素是底盘轮距、使用要求及法规限宽；决定厢体高度的主要因素是改装后的质心高度（该高度直接影响汽车的翻倾稳定性）和法规限高。在满足装载容积及装卸方便的情况下，应尽量减小厢体高度，以降低质心，提高汽车行驶的稳定性。目前，国内冷板式冷藏车车厢外形基本上仍是直角长方形。这种外形的优点是工艺简单，生产方便等，但是随着汽车平均车速的不断提高，这种外形已愈来愈不适应现代高速运输的要求。因此，车厢造型除了满足工艺要求，美观大方等以外，还应在不断降低车厢外轮廓的空气阻力系数方面给予重视。2.2 车厢与底盘的连接方式车厢与底盘的连接实际上就是将车厢底架纵梁紧固在副车架的纵梁上。一般同时采用角铁连接与传统的 U 型螺栓连接，以提高连接的可靠性。角铁连接如图 2.1 所示。为避免出现装配后连接而产生间隙（图 2-1（c） ） ，紧固前，上下角铁之间应有合适的间隙（图 2-1（a） ） ；紧固后保证连接面紧密贴合（图 2-1（b） ） 。如果不加注意，将会导致应力集中，影响车厢的使用寿命。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！（a）紧固前 （b）紧固后 （c）没有留间隙时的情况图 2-1 车厢底架与汽车纵梁连接角铁及装配通常，连接用 U 型螺栓的直径 D16mm，螺栓安装间距以1000 1500mm 为宜，U 型螺栓的长度应在设计时根据底盘纵梁、车厢纵梁和中间缓冲垫三者高度之和确定。为了，连接牢固与改善受力情况，一般应在连接部位的底盘纵梁和车厢纵梁槽钢开口内加撑衬木，在靠近消声器处因温度较高，为安全起见，应该撑钢板，如图 2-2 所示。（a ）内加撑衬木 （b）内加撑钢板图 2-2 连接用衬板形式与安装2.3 制冷装置形式的选择根据冷板制冷装置可分为独立式和非独立式两种。(1) 独立式冷板制冷装置独立式冷板制冷冷藏车，在车厢内除装有冷板外，还装有对冷板充冷的制冷机。制冷机的外接电源接线箱布置在底盘车架纵梁上方。独立式冷板制冷装置不需要外界的制冷设备，仅需使用地面上的电源就可以将冷板内的蓄冷剂冻结充冷。(2) 非独立式冷板制冷装置非独立式冷板制冷冷藏车，冷板在车厢内一般竖直放置，车内没有制冷机组，它需要依赖地面上的制冷设备向冷板充冷。而冷板在车厢内的布置形式与所需的冷板的数量有关，如需要一块冷板，则采用前置式；如需二块或四块，则采用侧置式；如需三块或五块，则采用前、侧置，但顶置式冷板会提高整车的质心高度，故很少采用。冷板式冷藏车是厢式货车的一种，厢式货车一般是在二类货车底盘的优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！基础上，安装一个独立封闭的车厢而成。2.4 隔热车厢分类冷板式冷藏车的隔热车厢的结构形式分为整体结构和分片拼装结构。(1) 整体结构隔热车厢该车厢是在一般车厢基础发展而成的传统结构，在骨架交汇处，一般焊接加强板，以增加整体强度和刚度。这种结构形式先以整体骨架形式制成车厢，预留隔热层空间，然后整体注入硬聚氨酯泡沫材料。其最大优点是具有完整的隔热层，车厢的隔热，密封性能好，缺点是硬聚氨酯泡沫材料注入不均匀，导致隔热性不均。(2) 分片拼装结构分片拼装隔热车厢的结构特点是：将六大组成部分（顶板、底板、左右侧壁、前壁、后壁）和门分别采用聚氨酯或聚乙烯泡沫材料制成各自独立的厢壁隔热层，然后利用合适的连接方式（如铆接、粘接、螺纹连接或嵌合连接加铆接） ，将各片拼装完整的车厢。2.5 断热桥结构形式的选择由低热阻材料相连的车厢内外壁所构成的热流区称为“热桥” 。尽管热桥面积只占车厢面积的 2%5%，但对车厢总传热系数的影响却很大。设计断然桥的目的就是阻断热桥，排除出现内外蒙皮直接与金属零件相连。为此，将骨架分为两类，即以承载为目的的主骨架和以断热为目的的辅助骨架。断热桥结构分为（1）分片拼装活隔热车型断热桥，采用金属骨架与蒙皮连接， 而在两边的金属骨架之间用辅助骨架相连。 （2）整体骨架式的隔热车厢断热桥，采用主骨架与外蒙皮相连，辅助骨架与内蒙皮相连接，为了提高车厢隔热壁的强度，防止货物撞坏内蒙皮，通常在内表面上固接一层厚 515mm 的胶合板。 （3）复合板隔热车厢断热桥，其主、辅骨架分别于内、外蒙皮相连接，连接的方式是采用低泡聚氨酯胶粘。2.6 车厢门形式的选择隔热车厢门在装卸作业时，是冷藏货物的进出通道，而在运输途中它又是厢壁的一部分。因此，车厢门应满足以下要求：开启自如、装卸方便、关闭可靠、密封良好，具有适度的强度、刚度和预期的使用寿命，此外，车厢门开启度还应符合交通法规。车厢门结构形式很多，可以从不同角度进行分类。按其安装位置分为后门、侧门或顶门；按厢门开启角度分为 90小开门、180中开门、270打开门；按开启的车厢门数分为单门式、双门式；按厢门开启方式分为铰链式、折叠式、卷帘式、拉移式和反冲式。还有由几种不同形式的车门组合而成的复合式车厢门。2.7 本章小结本章从总体上，介绍了冷板式冷藏车的车厢与副车架的连接方式、制优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！冷分类、隔热车厢的分类和结构特点、断热桥的基本结构类型和车厢门的形式。还有冷板式冷藏车的功能和性能，还有相关的设计时应注意的事项。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 3章 二类底盘的选用与副车架设计专用汽车是在基本车型上装置专用设备，使其具有专用功能，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车。因此汽车底盘的性能就决定了专用汽车的基本性能，对专用功能的发挥有较的大影响。根据任务书的设计要求，我粗选凯马货车底盘作为我设计的二类底盘。表 3-1 二类底盘主要参数 车型 KMC1041D3底盘型号及类别ID KMC1041D3,二类, 1240265车型主要特征 平头单排驾驶室、动力转向器空载整备质量(kg) 2085驾驶室准乘人数 3整 车 外 形 尺 寸 (mm) 5860*1880*2300轴 距 (mm) 3100 前悬/后悬(mm) 1140/1640轮胎规格 7.00-16,7.50-16额定载质量(kg) 1230轮距（前/后） （mm） 1385/1380钢板弹簧刚度前 1972143.5N/mm钢板弹簧刚度后 4856392N/mm总质量(轴荷)（kg） 4495(1660/2835)载质量利用系数 0.87接近角/离去角 19/23最高车速(km/h) 92后轮胎最外尺寸（mm） 1880车架外宽（mm） 861车架可用长度（mm） 4402质心位置（距前轴中心）（mm） 1880重心高度（mm） 880优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！3.1 主车架的设计主车架是汽车底盘上各总成及专用工作装置安装的基础，改造时受到的影响最大，因此，要特别引起注意。主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆行驶时的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，原则上不允许在主车架纵梁上钻孔和焊接，应尽量使用车架上原有的孔。如果安装专用设计或其它附件，不得不在车架上钻孔或焊接时，应避免在高应力区钻孔或焊接。主车架纵梁的高应力区在轴距之间纵梁的下翼面和后悬的上翼面处。因此这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中对于主车架纵梁高应力区以外的其余地方需要钻孔或焊接时，应注意以下事项：(1)尽量减少孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和孔径规范，应满足孔间距50mm，孔直径0.40.6 0.60.9因为我选用的隔热层的填充物为聚苯乙烯材料，根据图 4-1 所示：取K=0.3 W/（m 2）所以隔热材料的厚度为 80mm。厢内调温范围 传热系数（W/（m 2） ）冷藏汽车种类等级 内温 t0(0C) 外温 t0(0C) 强化隔热型 普通隔热型A 7 0.4 0.40.7B 10 0.4 非机械冷藏汽车C 20+300.4 A 1012 +3010 0.4 0.40.7有加热装置的冷藏汽车B 2012 +3020 0.4 优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！图 4-1 不同材料厚度与传热系数的关系4.2 车厢漏气倍数漏气倍数 L 是用来衡量车厢的气密性能的指标，漏气是反映单位时间车厢内外空气对流的程度。漏气倍数反映车厢达到的气密性，不同的运输要求对应不同的漏气倍数 10。它由下式确定：（4-2） XLV式中：V L单位小时内车厢泄漏的空气量，m 3/h；Vx车厢容积，m 3。按漏气倍数的不同，车厢也可分为 A、B、C 三类，并规定冷藏车不得采用 C 类车厢。不同种类车厢的漏气倍数见表 4-3。根据任务书上面的要求我所设计的隔热车厢应为冷藏车厢，结合上面所述，所以我所选用的隔热车厢为 A 类。表 4-3 漏气倍数漏气倍数（h -1）内外压差（Pa）传热面积（m 2） A B C40 1.2 3.0 4.82040 1.5 3.8 6.01001020 2.1 5.3 8.4车厢的传热面积为 F 公式：（4-nwF3）式中：F w车厢外表面积；优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！Fn车厢内表面积。根据设计可知 Fw=25.3m2；F n=21.5m2所以 F=23.3m 2 根据表 4-3 所示，取 L=1.5。4.3 车厢隔热壁传热系数的计算(1) 车厢隔热壁的传热过程隔热车厢各壁板（顶板、底板、左右侧壁、前壁、后门等）均视为隔热壁，可以看作是材质均匀的多层壁，作为只有一个热量方向的单元热流体计算其传热系数。由于车厢隔热壁内外存在一定的温差，故热量从隔热壁一侧的热流体中传至另一侧的冷流体中有三个过程：高温一侧空气中的热量传至高温一侧隔热壁表面；隔热壁内的导热，即热量从隔热壁的高温一侧表面传至低温一侧表面；热量从隔热壁低温一侧表面传至低温一侧的空气中 11。上述传热过程包含了以导热为主要形式的隔热平壁内部的传热和以对流换热，热辐射为主要形式的隔热平壁边界的传热。对于均匀平壁，单位时间内通过隔热壁的热量为：（W） （4-TKFQ4） 式中：K隔热壁的传热系数 ，W/（m 2） ，R 表示为隔1R热壁的传热热阻，m 2K/W；F隔热壁的传热面积，m 2；隔热壁两侧温差，K。TK 值反映车厢隔热壁传热的强烈程度，K 值越大，传热过程越强烈，在同样的传热面积和车厢内外温差的情况下，传过的热量就越多，隔热性能就越差。反之，K 值越小，隔热性能就越好。(2) 车厢隔热壁内部传热车厢隔热壁内部的传热形式主要是热传导，若把单位时间和单位面积所通过的热量称为热流密度，用符号 q 表示，则傅立叶定律可表述为：（W/m 2） （4-dXTq5）式中： 温度梯度，K/m；dTX材料的导热系数，W/(mK)。式中负号表示热量传递的方向同温度梯度的方向相反，即指向温度降低的方向。导热系数 的定义为热流量密度除以温度梯度，及表示物体导热能力的大小，其值与材料的种类有关，金属材料的导热系数最高，液体优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！次之，气体最小。非金属固体的导热系数变化范围较大，数值高的同液体接近，数值低的（如隔热材料）与空气的导热系数具有同一数量级。隔热车厢结构中常用的一些材料在常温压下的导热系数值见表 4-412常用材料的导热系数值。表 4-4 常用材料的导热系数值材料名称密度（ Kg/m3）导热系数 (W/（mK） ）1 密度（ Kg/m3）导热系数(W/（mK） ）纯铝 2710 236 纤维板 245 0.048铝合金 2600 162 木屑板 179 0.083碳钢（C 0.5%）7840 49.8 松木（垂直木纹）496 0.15碳钢（C 1.0%）7790 43.2 松木（平行木纹）527 0.35碳钢（C 1.5%）7750 36.7 聚苯乙烯泡沫2530 0.044不锈钢 7820 15.2 聚氨酯泡沫 4060 0.029软木板 1054370.040.079空气 0.02594.4 均匀平壁导热的计算车厢内外表面的温度分别保持 T1和 T4，且 T1T 4。多层平壁各层之间接触良好，没有接触热阻，则分界面接触处不会发生温度骤降，在稳定导热的情况下，平壁释放出的热量和吸收的热量相等，因此，通过各层的热量也必然向等，根据式（4-6） 。（4-6）Rq21优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！式中：R隔热壁的热阻，每一层的热量密度为：（4-7） 4321Tqq将上述各层温差叠加并简化得：（4-8）314i根据设计的数据可得知：（W/m 2） （4-9） （4-1.8029.16.05q9）根据公式（4-9）所计算的结果，得知单位时间和单位面积所通过的热量及热流密度 q 为 18.12(W/m2)。4.5 隔热车厢热负荷计算冷藏车车隔热车厢热负荷的计算是设计、选用制冷装置和加温设备的依据，对于冷藏车而言，隔热车型各种情况下的热负荷计算分述如下。(1) 通过隔热车厢壁传人车厢的热量 Q1。(4-10)nwTKFQ1式中： 车厢外界温度，按使用环境最高温度计算，；wT车厢内空气温度，按设计的车内可达最低温度计算，。n取 =30； =-20。twtn5.3490.273TKFQ优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！(2) 车厢各处缝隙泄漏传入车厢的热量 。2Q(4-11)nwnwXLTCVQ36012式中： 车厢的漏气倍数，h -1 ； 车厢内空气密度，kg/m 3；V车厢内空气容积，m 3；C空气的定压比热容，J/kgK；L水蒸汽的气化凝固热，J/kg；车厢外空气的相对湿度，%；w车厢内空气的相对湿度，%；n车厢外饱和空气的含湿量，kg/kg(干空气)；Xw车厢内饱和空气的含湿量， kg/kg(干空气)。n实际计算时，常用如下经验公式计算 2Q12.0一般隔热车厢 ，泄漏严重的车厢取 。12.0Q12.0取 =0.1 349.5=34.95 12.(3) 太阳辐射进入车厢的热量 。 3(4-12)24/3fwfTKFQ式中： 车厢外表面受辐射的面积，通常取车厢传热面积的f30%40%，m 2；车厢外表面受辐射的平均温度，常取 = ；fT tf20w每昼夜日照小时数，常取 1216，h。w实际计算时，根据日照情况采用如下公式：=25.74 W241309.73Q优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！(4) 开门时传入的热量 。4Q(4-13)31f式中： 开门频度系数。运输途中不开门， =0.25；每天开门f f6 次以下， =0 .5；712 次， =0.75；12 次以上，f=1.0。f每天开门次数 56 次， =0.75f=0.25（349.5+25.74）=93.81W413Qf(5) 车厢内照明灯、风机等产生的热量 。5Q(4-14)jdtP245式中： 照明灯的功率（W） ；Pd风机的功率（W） ；j平均每天照明时间（h） ；td风机每天使用时间（h） 。j取 =100W（1 个）Pd=8ht没有风机， =0j=1/24 (100 8+0)=33.33WjdtPQ2415 冷藏汽车在运输中的制冷热负荷 Q 应是上述各项热量之和，即 54321w54.154.2w9.38.7wQ3.5=349.5+34.95+25.74+93.81+33.33=537.33W32Q优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！4.6 制冷机组的选择4.6.1 制冷机所需制冷量 的计算Q0制冷机的制冷量必须大于制冷热负荷 Q，考虑到制冷机的使用寿命和隔热车厢的老化等因素，制冷机的制冷量 为；0=0n式中：n安全系数，一般取 n=1.31.5。取 n=1.4, = =1.4 537.33=752.26WQ0n4.6.2 机组选择本设计采用的是非独立式的冷板制冷方式。这种制冷方式本身不带制冷机组，只需要依赖制冷机组进行“充冷” ，用以满足一次运输的制冷需要。根据以上计算所得的结果，利用类比的方法，选取冷板的结构尺寸和与其相配的制冷机组。根据计算的制冷量选取 1 块冷板，每块冷板可以蓄存的冷量为 800W。冷板的尺寸为：长 宽 厚（mm mm mm）2000 1600 70,其结构和安装位置见总装配图 01 所示。制冷机组选用北京冠海丰汽车空调工贸有限公司生产的型号为 DT400型制冷机组。此制冷机组适用于 4 米车厢的冷藏车，能使冷藏车内厢体内的温度达到-20。表 4-5 制冷机组的主要参数机组型号 DT400使用温度 -20使用厢体长度或容积 3.72 米车厢环境温度 38压缩机 7L15D制冷剂 R404A除霜方式 热气容霜安全方式 压力控制备电系统 无机组结构 分体机组电源 12V/24V优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！4.7 本章小结本章主要是围绕着对隔热车厢的参数计算，如传热系数的计算、漏气倍数的选择等等，这些计算主要是为了计算出冷板式冷藏车所需要的制冷量。然后根据制冷量选择适合这个冷板式冷藏车的制冷机组为冷板冲冷。第 5章隔热车厢结构设计冷藏车的隔热车厢采用隔热壁板制成，主要由顶板、底板、前壁、后壁、左右侧壁、车门、底架及各种车厢附件组成。装有 270大开门铰链式后门的车厢，后壁仅为后门。冷藏车隔热车厢是具有一定隔热作用和成长能力的密闭型厢体。以承载为目的的骨架为主骨架，多采用强度和刚度较高的钢、铝型材或用其板材冲压件等，以断热为目的的骨架，称为辅助骨架，即所谓的“断热桥” ，常用木材、胶合板、工程塑料、玻璃钢等非金属材料。主骨架多与外蒙皮连接，辅助骨架则与内蒙皮连接。它们之间形成填充隔热材料的空间。主骨架与辅助骨架固连，共同完成骨架的全部功能。在结构设计时应考虑以下要求：具有足够的强度和刚度；自身质量小；制造工艺简单；具有良好的隔热性能和便于维修等。5.1 隔热车厢的结构形式隔热车厢的结构形式分为整体式结构和分片拼装结构。而我设计的隔热车厢的结构形式为分片拼装结构，所以在这里只详细介绍分片拼装结构。分片拼装隔热车厢的结构特点是：将六大组成部分（顶板、底板、左右侧壁、前壁、后壁）和门分别采用聚氨酯或聚乙烯泡沫材料制成各自独立的厢壁隔热层，然后利用合适的连接方式（如铆接、粘接、螺纹连接或嵌合连接加铆接等） ，将各片拼装完整的车厢。这种隔热车厢具有隔热性能好、质量轻、强度高、耐腐蚀、使用寿命长、便于修补等优点，是当前比较理想的一种隔热车厢。分片拼装隔热车厢根据加工工艺不同，可分为分片拼装硬聚氨酯注入发泡式和“三明治”板预制粘接式两种。（1）分片拼装硬聚氨酯注入发泡式装配式，车厢底板装在副车架上，前壁、左右侧壁立在底板上并用铝型材与车厢底架横梁螺栓固连，底板后端与后门框采用嵌合紧固。顶板搁在前壁和左右侧壁上并采用铆接紧固，顶板后端也采用嵌合方式与后门框优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！紧固。车厢内各车厢壁之间连接处均采用角形铝材铆接，并涂以密封胶带等密封材料。车厢内装有“T”字形铝型地板或花纹铝材地板，以及挂钩、挂轨、导风条、排水管、照明和报警装置等。车厢装配后，还需在其拼缝处注入聚氨酯泡沫材料，以增强密封性，减少热传导。（2） “三明治”板预制粘接式“三明治”板又称复合板或夹层板。它是由上、下蒙皮和夹在中间的隔热材料板组成。蒙皮材料多为铝板、不锈钢板等金属板以及玻璃纤维类的工程塑料板。隔热材料一般选用性能优良的硬聚氨酯泡沫，也可选用硬聚苯乙烯泡沫，还可选用硬聚苯乙烯泡沫与硬聚氨酯泡沫组合而成的隔热层。由于“三明治”板中没有骨架，因此要求隔热材料具有一定的强度。通常要求隔热材料的抗压强度达 400kPa，抗拉强度为 600kPa，抗剪强度为 300kPa。各片“三明治”板预制成形后，先用粘胶剂将其拼装成车厢，然后再车厢内外拼缝处采用铝型材料将其铆接成整体。铆接前应将铝型材和铆接的厢壁接合面处涂刷丁基橡胶密封。后面框与后壁的连接除采用铆接方法外，还可采用焊接、螺栓连接等方法连接。试验证明：采用“三明治”板粘接拼装的隔热车厢总传热系数 K 值和漏气倍数 L 值，均比采用分片拼装硬聚氨酯注入发泡结构的车厢底，此外，它还具备以下优点：（1）厢体外表平整、光滑，厢体质量小；（2）厢体结构简单，工序简便，适合成批和多品种生产；（3）车厢断热桥设计更为合理；（4）车厢隔热，密封性能好，热工指标可达国家专业指标的 A 级标准。但是它也存在粘接强度及车厢强度较差的问题。所以根据上述的特点，我设计的隔热车厢所采用的结构为分片拼装聚苯乙烯注入发泡式结构。5.2 断热桥结构设计设计断然桥的目的就是阻断热桥，排除出现内外蒙皮直接与金属零件相连。为此，将骨架分为两类，即以承载为目的的主骨架和以断热为目的的辅助骨架。在第二章中介绍了断热桥结构的三种形式，根据上述所示，我设计的断热桥结构采用图 5-1（a）所示的结构优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！1内蒙皮 2主、副骨架 3外蒙皮 4隔热材料 5胶合板6压条 7抽芯铆钉图 5-1 断热桥结构5.3 车厢门及附件设计隔热车厢门在装卸作业时，是冷藏货物的进出通道，而在运输途中它又是厢壁的一部分。因此，车厢门应满足以下要求：开启自如、装卸方便、关闭可靠、密封良好，具有适度的强度、刚度和预期的使用寿命，此外，车厢门开启度还应符合交通法规。厢门的宽度和高度尺寸取决于门框的结构尺寸、门与门框的配合间隙、门的数量和门的机构型式等。门的厚度应与厢壁厚度一致。门与门框配合间隙应根据门的结构和密封条的断面形状进行选择。对于铰链式结构厢门，其配合间隙为 1020mm。根据上述可知，我设计的车门为铰链式双门式后门开度为 270。厢门附件主要有门铰链和门锁机械，具体布置型式如图 5-2 所示。1后门框 2后门蒙皮 3门锁杆支座 4门锁杆优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！5门密封条 6门铰链板 7缓冲块 8门锁9门把手 10门锁凸轮 11锁杆凸轮座12门链链座图 5-2 车厢门及其附件门铰链型式较多，铰链座和铰链板常用 35mm 厚钢板冲压成形。也有采用锻（铸）钢件、铝合金铸件或压铸件等。设计时可根据车厢门质量、密封锁紧力、供应材料及工厂的工装设备等情况选取。门锁机构型式较多，常用的两种门锁机构如图 5-3 所示。门锁杆一般采用直径为 2030mm 的镀锌钢管或不锈钢管，两端焊接锁扣。锁扣一般为凸轮形、偏心圆柱形或小块平板形。锁扣座固定在上下门框上，其形状、大小要根据所选用的锁扣确定。门把手一般采用金属压型件，长度多为300500mm，厚为 812mm。（a）锁扣为平板形 （b）锁扣为凸轮形1门锁杆 2锁杆支座 3锁扣 4锁扣座 5门把手6把手锁紧上板 7把手锁紧下板图 5-3 常用的两种门锁机构车厢外附件主要包括：门梯（或称脚踏板）和工作梯。由于车厢地板距离地面高度为 1000mm 左右，因此，在厢门下面设置门梯可以方便人员上下和货物装卸。门梯和工作梯分为固定式和活动式两种。活动式冷汗方便，但结构比较复杂；固定式简单、可靠，但它占据的门梯与工作梯结构型式如图 5-4。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！图 5-4 门梯与工作梯结构型式 图 5-5 几种挂钩和挂轨型式车厢内附件主要有挂钩和挂轨等。装运肉类酮体是，为保证运输食品部变质，需使厢内空气保持良好的流通，将酮体挂置在厢内。为此，在厢内顶板上装置了挂轨，挂轨上安装了挂钩。挂钩可在挂轨上面沿挂轨移动。图 5-5 为挂钩和挂轨的几种型式。为防止酮体因其惯性力作用而发生摆动和滑动，一般在厢内两侧壁之间连有栏索，将酮体沿车厢纵向栏成几个区域。当清洗车厢地板、冷冻食品融解和制冷装置除霜时，厢内地板经常积水。除了异形地板可起临时贮水功能外，还必须设置漏水管以便将积水及时排除干净。漏水管除具有排水功能外，还应具良好的密封功能，在不排水时，漏水管能自动密封，以保证隔热车厢的隔热性能。图 5-6 为常见的一种漏水管结构。这种漏水管在其出口处装有一截橡胶管。平时橡胶管是收紧密闭的，当积聚的积水到一定程度时，依靠积水的重力将橡胶管胀开排水。另一种漏水管为一截塑料管，上端与车厢底板齐平或略低，下端通到厢外，并用塞子将其出口封死，需放水时，将塞子打开即可，漏水管的布置与数量应根据车厢总布置确定。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！图 5-6 漏水管结构而在我的设计中所采用的漏水结构就是如图 5-6 所示的结构。5.4 本章小结本章主要是对隔热车厢进行重点的设计，从隔热车厢的类型、断热桥的形式和连接方式、车门及其附件到排水管的结构进行选用和设计，确定隔热车厢的结构和与各个部件的连接。第 6章 整车性能计算综合评价一下改装后的整车性能，看是否符合改装设计的原则。如果某些参数改变太大，必须对相应的部分进行从新设计，然后进行计算，直到和原车的整车性能参数相差不多，这样的设计才算成功。在整车性能计算方面，这章主要对动力性和燃油经济性的计算，由于冷藏出发生纵翻和侧翻的可能性非常小，本章就不对稳定性进行计算了。对于动力性的计算主要是最高车速和最大爬坡度的计算，然后和原车动力性对比一下，看动力性是否发生大的改变。对于经济性的计算就是等速百公里油耗的计算，然后和原车的经济性作下对比，看经济性是否发生较大的改变。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！6.1 动力性计算冷藏车整车的有关参数见表 6-1，变速器参数见表 6-2。 表 6-1 冷藏汽车的有关参数名 称 符 号 数 值 与 单 位发动机最大功率 Pem 45KW发动机最大功率时的转速np 3200r/min发动机最大转距 Tem 150Nm发动机最大转距时的转速nT 2000 r/min车轮动力半径 rd 0.520m车轮滚动半径 r 0.536m主减速比 i0 5.33冷藏汽车迎风面积 AD 2.8912m2冷藏汽车的总质量（满载）ma 4165kg表 6-2 变速器传动比档 位 1 2 3 4 5 6ig 3.38 2.47 1.81 1.35 1 0.789整车动力性计算步骤如下：1.确定动力性计算时所需的有关系数专用车辆的空气阻力系数 CD =（0.50.9）之间，取 CD =0.7568按 GB 标准试验（中） =0.850.91，取 =0.89。部分轮胎和 k 的试验结果见表 6-3。表 6-3 部分轮胎和 k的试验结果轮胎尺寸 载荷/kN f0 k7.0016 22.5 0.0086 0.000148260508p 22.5 0.007 0.000166300508p 25.0 0.013 0.00026320508p 25.0 0.011 0.00022320508p 25.8 0.0128 0.00023取 f0=0.011， k=0.00022系数 、 、 f0、 k、 CD 的确定结果见表 6-4。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！表 6-4 动力性计算有关参数名 称 符 号 数 值发动机外特性修正系数 0.87直接档时传动系效率 0.89其它档时传动系效率 0.85空气阻力系数 CD 0.7568f0 0.011 滚动阻力系数k 0.00022回转质量系数 可以按下述经验公式估算：=1+ +1ig2式中： =0.030.05，低档时取上限，高档时取下限。当档位12在 2-5 档时取 =0.04计算结果见表 6-5。表 6-5 回转质量换算系数 的计算结果档位 1 2 3 4 5 6 1.1314 1.1041 1.0843 1.0705 1.06 1.04872.确定发动机外特性曲线的数学方程因为我仅仅知道发动机的最大输出功率、最大输出转矩及其相应的转速，常用下列经验公式描述发动机的外特性：(6-1)22empe TeTPn式中： 发动机最大输出转矩，Nm；emT发动机最大输出转矩时的曲轴转速，r/min；n发动机最大输出功率时的曲轴转速，r/min；P发动机最大输出功率时的输出转矩，r/min。pT优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！， 为发动机最大输出功率，KW。954tqmpPTnt（6-2）222epTPempepTeTPanbnc将表 6-1 中的相关参数代入（6-2）中：324510930.194a2250.437603b231945.19020c即得发动机外特性的数学方程式如下： cbanTee2=-0.010914 10-3 +0.04376 0.1937 103e3.计算各档位时的系数 A、 B、 C1、 C2和 D 值计算公式如下：（6-ridga23014.3）（6-4）ridgbB37.02优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！（6-5）riCdgc01（6-ma26）（6-7）)(42012)(CfkBAD依据公式（6-3）（6-7） ，将上面确定的有关参数和系数分别计算，计算结果见表 6-6 所列。表 6-6各档的 A、 B、 C1、 C2和 D的计算结果档位A B C1 C2 D1 -0.40561020.23111040.4654105-0.41161060.7863 1042 -0.3183100.15211030.8315105-0.41161060.1656 1043 -0.1323100.81121030.6266105-0.41161060.8504 1034 -0.5432100.44121030.4579105-0.41161060.4423 1035 -0.2490100.24761020.3407104-0.41161060.2146 1036 -0.1859100.47761020.6548104-0.41161060.2114 103优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！6.1.1 计算最高车速 Vmax将直接档（5 档）的 A、 B、 C1、 C2和 D 值代入式（6-8） ，即可算出该车的最高车速 Vmax，即：(6-8)k)(max0.2476102+0.00022(-0.4116106)-0.2146103/max)10249.(= 91.81km/h 6.1.2 计算最大爬坡度 imax将最低档（1 档）的 A、 B、 C1、 C2和 D 值代入式（6-9）和式（6-10） ，即可算出该车的最大爬坡度 imax，即：（6-E249）=(-0.2311 104)2-4(-04056 102) 105/4（-0.405610 2）(-6.00.4116106)=0.2883将 E 值代入公式（6-8） ，有：（6-10）)1arcsin(20mxEf)2ax 83.01.83.ri(=16.13所以得到该车的最大爬坡度 imax为：= =tg16.13 =0.2892=28.92 100%imaxaxtg对比一下改装后的汽车动力性指标最高车速 91.81 与原车（Vmax92）基本一致； =28.92 也与原车（ =29）的基本一致。基Vmaxiaxi本符合设计要求。6.2 燃油经济性的计算汽车的等速百公里燃料消耗量可以根据发动机的负荷特性或万有特性优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！来计算。首先根据专用车辆的经济车速 ，计算出相应的发动机转速va ne(6-11)ringe37.0然后由专用车辆在该车速的行驶阻力计算发动机的转距 Te(平坦路面上匀速行驶时， =0, =0)Fij(6-12)200 aDagdwfgde VAcfmirirT根据 和 的计算值，在外特性图上查出有效燃油消耗率 ge(g/kwh)，en再利用公式（6-13）计算百公里燃油消耗量 (L/100km)：Qs(6-13)rgTiQes37.0式中： 燃油的重度，N/L汽油可取 =6.96 N/L7.15 N/L；柴油可取 =7.94 N/L8.13 N/L。取经济车速 =60km/h，由公式（6.11）计算相应的发动机转速va ne= =1582.6r/minrinage37.0536.0.1由公式（6-12）该车速下的行驶阻力计算发动机的转距 Te：取滚动阻力系数 f=0.022200 aDagdwfgde VAcfmirFirT=602(-.346)782.89128.713.59.0=502N.m根据 Te和 的数值，在发动机外特性曲线上查处 =233g/kwh，nge然后由公式（6-13）计算百公里燃油消耗量 ：Qs优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！= =25.2L/100kmrgTiQes37.0536.07.21原车的百公里油消耗 =21.5 L/100km，可见改装后的 与原车的s Qs基本相差不多，基本符合设计要求。s6.3 本章小结本章是对冷板式冷藏车的整体计算和校核，通过对设计之后的冷藏车进行最高车速、最大爬坡角度、燃油经济性的计算，然后和原车的参数进行比较，发现参数相差不大，所以本次设计还是比较合理的。结 论冷板式冷藏汽车的改装设计，主要体现在：（1）二类底盘的选用与副车架的设计优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！副车架与主车架的连接要注意避免应力集中，故采用止推连接和连接支架，止推连接可以承受较大的水平应力，而连接支架则可以承受较大垂直应力。主副车架之间用缓冲垫过度，从而达到应力分布均匀，而且可以避免主车架上的突起物对副车架的影响。因此，二类底盘