我国冷藏保温汽车的现状

PAGEIV摘要冷藏车在我国的公路运输中发挥着越发重要的作用。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，分析对比了国内外相关专用汽车的发展现状。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；食品冷藏车；隔热车厢；制冷系统；整车性能ABSTRACTThetopicofthisdesignisthemodificationdesignofJianghuairefrigeratedautomobiles.Refrigeratedautomobileisusedheatinsulationcarriageasinsulationdevice,makesuseofdifferentcoolingdevice,therefore,implementesperishablegoodsontransportationfromacertaindegree.Afterconsultingrelevantinformation,analyzingthecontrastofthedevelopmentstatusofrefrigeratorautomobilesathomeandabroad,Iputforwardthepurposeandsignificanceofthisdesign,atthemeanwhile,developthecontentofthisgraduationdesign.Thisdesignconductsthedesignoftheoveralllayoutofvehiclethedesignofthechoiceofsecondtypechassisandinsulationcarriage,thedesignofrefrigeratingsystemandsubframe,carrysonthedesignandcalculationofallthevehicleperformance,basedonthefeaturesofrefrigeratedautomobile.Invariouspartsofthedesigncalculations,firstly,Iintroducetheprinciple,aftercomparison,conducttheoreticalanlysiscalculationsandcheck,inaccordancewiththeprincipleofselectionforthefirstdesign.Thedesignofthefinalselectionofcarsfillwithinsulationmaterialforrigidpolyurethane,andnon-stand-alonerefrigerationascoldplaterefrigeration,sothatvehicleperformancesexcellent.Fromthetheoreticalcalculationofthedesign,therefrigeratedautomobileisinthegoodperformance,anditachievestothenationalstandard.Intheory,thedesignisfeasible.Keynwords:DesignModification;RefrigeratingAutomobile;InsulationCarriage;RefrigerationSystem;VehiclePerformance

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不同制冷方式之间的对比 72.3制冷方式的综合分析 82.4总布置的设计 8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 12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 17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 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 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 34结论 38致谢 39参考文献 41PAGEPAGE35第1章绪论1.1现阶段冷藏保温汽车的状况1.1.1现阶段冷藏保温汽车的发展状况冷藏车的隔热、制冷装置能够在运输过程中维持冷冻货物、保鲜货物所需的温度，是用于冷藏运输的厢式汽车，根据选用底盘、制冷装置的制冷方式、设备功能等方面有不同的分类。按照设备功能，冷藏运输车可以分为保温汽车、冷藏汽车以及保鲜汽车三大类。保温汽车是只有隔热机体而无制冷机组的汽车；冷藏汽车是温度可以低于零下十八摄氏度的有隔热车体和制冷机组的汽车；车内温度可调节在零摄氏度左右并且兼有加热功能的有隔热车体和制冷机组的保鲜汽车。然而保鲜车的隔热厢体形式也不是单一的，大多数为一室二室和三室，目的是用来运输对温度要求存在差异的货物。而它的制冷方式也是多种多样的，目前冷藏车常用的制冷方式有机械制冷、冷板制冷、液氮制冷、干冰制冷等，而随着市场的发展，加含盐水冰的制冷方式渐渐被淘汰。如果按照盘底吨位分类的话，这些专用汽车还可以分为重、中、轻、微型，不同的型号也是冷藏汽车不同的原因。分类方式的多种多样也造就了冷藏汽车的多种多样，按照功能及型号的不同分类方式可以将冷藏汽车的品种分为500多种，这其中包括保温以及保鲜车，而且一些发达国家有1000多种。冷藏保温汽车在我国的发展：1．我国早期的冷藏运输业主要是靠一些管控商业、水产、食品进出口的主管部门的分配计划以及调拨指示进行。随着人民生活水平的不断上升，肉、鱼、蛋等易腐食品的需求越来越多，我国的冷藏车保有量增长迅猛，2013年至2018年，我国的冷藏车保有量增速都不低于20%。2．由于我国不同地区的经济发展情况存在着较大差异，全国范围内的冷藏车保有量分布并不均衡。由于经济因素、气候因素等方面的影响，华东地区的冷藏车保有量要高于其他地区。而华南、华北等地区的冷藏车保有量要低于华东地区，东北、西北、西南地区的冷藏车保有量相对较少。3．随着运输货物的改变，汽车的吨位比例也在发生着改变，重型没有太大变化，中、轻型汽车变化幅度较大，目前偏向于发展轻型运输汽车，原来的20％已经发展到现在的50％。4．目前冷藏汽车的用户也不仅局限于食品进出口、商业、水产部门，而是把目标放在了食品、乳制品等大型生产企业上，使冷藏保鲜汽车的使用率增长到40％，与此同时，一些专门服务于冷藏运输的企业也在发展之中。1.1.2我国冷藏保温汽车的生产现状根据官方统计，我国的冷藏车保有量接近19万台（统计截止时间为2018年年底），和2017年相比增加了大约4万台，连续5年，我国的冷藏车保有量增速都超过了20%，但是由于我国庞大的人口基数，人均冷藏车保有量要远远低于日本，货运比也要低于美国、德国等发达国家。我国东南地区沿海省、市得益于快速发展的经济，对冷藏车的需求量正在逐年递增，根据最近几年全国的冷藏车增量变化来看，山东、上海、江苏、广东等地区的冷藏车增量都在6000台以上，整个华东地区的冷藏车保有量占全国的38%，购买群体逐渐由个体向大物流群体变化。根据近年来冷藏运输趋势的变化来看，冷藏食品运输的订单越来越碎片化直接影响了冷藏车的车型变化，根据统计，由于食品冷链、药品冷链运输的蓬勃发展和市场需求变化，轻型冷藏车的增速最高。1.1.3我国冷藏保温汽车制冷装置的技术现状机械方式是我国目前冷藏车制造业的首选制冷方式，液氮、固体制冷成本过高，不易调节车内温度，而冷板制冷由于其特有的结构，过大的面积和重量给平时的检测和维修带来了许多问题，在国内的应用量尚不及机械制冷。目前我国还是难以达到对冷藏车的自主批量生产，因为专用车的数量少品种多，所以大多数产品均为进口产品。实际上，我国很早以前就曾尝试过制造制冷机组，例如襄樊汉水空调设备厂、岳阳制冷机厂等都曾在该方向投入了一定的人力物力，却都以失败告终。后来，上海冷气机厂与美国开利合资组建了上海开利运输冷冻设备机组制造厂，主要制造轻、中、重车用制冷机组，包括独立式（制冷机组有副发动机）和非独立式（汽车主发动机带动），随后上海其他的企业也纷纷开始与外资企业展开合作。一些体量相对较小的公司也开始尝试该方面的项目，但是由于这些企业的生产能力有限，规模也不是很大，其竞争力并不足以与外资企业抢夺市场。1.1.4我国冷藏保温汽车隔热厢体技术发展现状自80年代以后，我国在隔热箱体的技术上迈开了重要的一步，与外企多年的合作也让我国的企业学习、借鉴了许多先进技术。目前我国的车厢制造主要采取硬质聚氨酯作为生产材料，并且加进了一些其他的先进技术，例如注入发泡分片等，密封条采取多层密封截面形状以及橡塑材料，技术上的突破使车厢的隔热性能大大提高。不过，虽然在某些方面我们国家取得了很大的进步，但是由于起步较晚，整体上的制造、研发能力还是和发达国家存在着一定的差距。1.2国外冷藏车发展现状现在大多数发达国家的冷藏运输率都很高，有的已经达到了80％到90％。还有一些车辆可安装其他的装件。根据相关资料显示，冷藏保温汽车在整个运输业占有的比例当中，我国还不到1％，美国、英国、德国等发达国家均比中国所占有的比例高。但是，我国冷藏运输巨大的市场需求使我们拥有了非常可观的发展前景，相比于欧美国家已经趋于饱和的冷藏运输市场，我国有更大的发展空间。1.3设计主要内容这次研究的方面是5120XLC冷藏汽车的改装设计，此类型大多数用于中距离的不易保存的食品的运输，不适用于长距离的运输。具体的设计目标如下所示：(1)首先选取合适的汽车底盘。(2)开展隔热车厢的设计。(3)开展制冷机组的选择设计。(4)开展整车性能计算及校核。

第2章方案分析及总布置设计2.1各制冷方式的原理简介目前国内应用量最高的制冷方式有四种，分别为固体制冷、冷板制冷、液氮制冷和机械制冷，其原理如下。1.固体制冷这种制冷方式原理很简单，主要是靠固体在发生形态变化过程中发生的吸热反应达到制冷的效果，制冷材料多为水冰、盐冰和干冰。①水冰及盐冰制冷冰在零度的时候会融化，从而发生吸热反应。在其中添加一些盐类可以使熔点降低，在一定区间内，含盐量与熔点呈反比。在使用过程中，可以根据冷藏车的具体使用需求添加盐类，如果水冰的含盐量为29%的时候，它的熔点就会变成-21.20℃。可以根据不同货物的具体运输需求来选择不同的水冰。水冰的用量可以按照式（2-1）计算：(2-1)式中—冰的理论需要量；—车厢总传热系数；—车厢传热面积；—车厢内外温度差；—运输时间，包括装卸时间；—冰的融化潜热。②干冰制冷固态的二氧化碳在温度很低的情况下就可以升华，并且升华过程中吸收的热量比较可观（573.5kJ/kg），可以达到我们所需要的制冷效果，所以我们可以依靠干冰升华的吸热反应作为制冷源，构建低温环境，满足冷藏运输的要求。2.冷板制冷这种制冷方式是以冷板的制冷剂为主，在运输之前先将制冷剂冻住，见图(2.1)所示。在运输的过程中，制冷剂开始融化，物质的形态变化会伴随着吸热反应，所以它可以吸收车厢内的热量，构成车厢内的低温环境。并且可以保持在一定的幅度之内，所以我们又将制冷板叫做蓄冷板。简单来说，冷板制冷的原理与固体制冷、液氮制冷类似，都是利用物质在形态变化中发生的吸热反应达到制冷的效果。不同的是，冷板制冷不是利用冷板本身，而是冷板中的制冷剂。而冷板的存在，使制冷剂的形态变化、吸热反应都变得比固体制冷、液氮制冷更加可控，同时也延长了制冷剂的使用寿命，降低了所需要的成本。1.金属容器；2.蓄冷剂；3.蒸发盘管；4.制冷剂图2-1冷板结构示意图按照不同的结构型式，冷板分为两种，一种为整体式，另一种为分体式。3.液氮制冷这种制冷方式也是利用物质在形态变化过程中所发生的吸热反应制冷，原材料为液氮，液氮的沸点远远低于我们周围的环境温度，而吸热量也比较可观，从而被当做制冷剂使用。4.机械制冷目前最使用率最高的机械制冷方式为蒸汽压缩式。液体达到沸点就会沸腾，同时吸收周围的热量，从而达到制冷的效果。吸热之后，液体的形态随之发生改变，变为气体。在相同的压力下，不同的液体，其物理性质均有差异。在机械制冷过程中，用来制冷的液体被称为制冷工质，制冷剂的沸腾称为“蒸发”，沸点为“蒸发温度”，我们将这种制冷称为“蒸发制冷”。2.2不同制冷方式之间的对比固体制冷方式性价比不高，在实际运输过程中驾驶员无法控制干冰的挥发的过程，不容易调节车内的温度。而且在固体的挥发过程中，被吸收的热量并不多，温度变化不大，还有一个严重的问题，干冰在使用过后会产生二氧化碳，对环境会造成污染，所以应用比较少。液氮制冷的性价比也不是很高，需要不断填充液氮，而且它存在与固体制冷类似的问题，难以控制车内温度，再加上液氮制冷过高的成本和相对繁琐的使用方式，在冷藏车上的应用也很少。机械制冷是目前最普遍的制冷方式，驾驶员可以根据运输过程中的具体需求降低或升高温度，可以用于多种不同货物的运输，但缺点是成本比较高，而且会产生噪音，影响周围居民或路况。冷板装置结构比较复杂，因为其重量和占地面积上的缺陷，给平时的维护、保养带来了一些问题。由于工作时间比较短，只能用于中短途的货物运输，不适用于长途运输。但是，在中短途的运输中，因为冷板制冷装置更容易被人接受的价格以及低故障率，其应用范围要广于固体制冷、液氮制冷。2.3制冷方式的综合分析在搜集资料的过程中可以看出，机械制冷和冷板制冷是目前使用率最高的两种制冷方式，我国多数冷藏专用汽车都是应用这两种方式，虽然在设计上仍然存在缺陷，但综合考虑成本、使用寿命等方面，已经是目前的最佳选择。考虑到本次设计的题目和具体需求，冷板制冷的方式更适合5120型号的冷藏汽车：（1）它的特性比机械制冷更适用于中、短途运输。（2）相比较机械制冷，冷板制冷的成本更低，性价比比较高。（3）安装方便，操作简单。所以，本次的题目选择冷板制冷。2.4总布置的设计冷藏保温汽车总体的设计我们会在以后的章节中做更加仔细的介绍，主要是对汽车重要的部件进行设计，如二类底盘、制冷机组、货箱、副车架等。这里主在这里主要说明大体设计的三条原则：（1）为了保证冷藏车在运输过程中的安全，冷藏车处在静态空载的条件下时，其侧倾稳定角最小不能低于35°。（2）冷藏车在改装后的最大总质量要小于或者等于原车型的总质量，而改装后的轴载质量和原车型相比，不能超过其3%。（3）厢体长度应尽量接近原来的厢体长度，从而不改变性能。为了提高汽车的稳定性，也要降低车厢的高度使重心降低，也要考虑到外部的阻力因素。本章小结第二章大体对方案的设计和总布置的原则进行了介绍，在设计中，我们要结合实际情况，综合考虑分析，进行必要的优缺点对比。第3章二类底盘选择3.1二类底盘选择原则影响汽车性能的因素有很多，而底盘选择是最重要的因素之一，在选择汽车底盘时我们要考虑到诸多因素的影响，比如，用途、使用条件、类型等，还有它们的外形标准，在什么条件下可以使用等等。现阶段厢式车、罐式车、自卸车等这些我国常用的冷藏保温汽车，大多数都采用二类底盘，这类底盘的设计主要是考虑到整体的要求和工作设置，使其能够保障原来车型的基本性能。但是，在实际操作中，部分特种车辆的性能或安全要求是难以满足的，例如，当普通的汽车改成专用货运汽车的时候，就会存在一系列的问题，如质心很高，汽车的质量分配不均衡。还有改装消防车、客箱式专用车均会出现类似的问题，所以，根据具体的需求，选择合适的二类底盘非常重要。在二类底盘的选型方面，大致应满足如下要求：（1）适用性首先，安全是最重要的。汽车使用的二类底盘必须满足货运的基本要求，所选择的二类底盘必须能承受在运输过程中可能遇到的突发情况。（2）可靠性使汽车的各个部件都能满足安全要求，要有一定长的寿命，使汽车的工作可靠，最大程度的降低故障发生率。（3）先进性汽车所使用的底盘性能应该达到同种车型的先进水平，如汽车的经济性行驶过程中的平顺性等，并且能够在基本性能上满足国家的安全要求。（4）方便性底盘必须方便检查和维修，即使在运输过程中发生了突发情况，驾驶人员也能在第一时间发现并解决问题。除了以上罗列的几种因素外，还有其他的两种特殊的因素：一是价格要控制在大众可以接受的范围内，这也是决定专用汽车市场地位的关键因素之一。二是要有稳定的生产厂家，使冷藏车的保有量满足市场需求。3.2设计参数1、总质量总质量为12000kg。2、装载质量装载质量为6400kg。3、用途中短途不容易保存的蔬菜、水果运输。根据底盘选用原则和参数的初步选JDF5120XLCDFL4轻型载货汽车为基本型。3.3底盘的主要参数详见表(3-1)。表3-1二类底盘主要参数底盘型号：DFL5120XXYB9质量参数(kg)整车装备质量5600整车外型尺寸(mm)总长9995额定装载质量6400总宽2500最大总质量12000总高3850发动机参数型号EQH180-40轮距(mm)前桥1880功率132(kw)后桥1800排量5.9(L)悬长(mm)前悬1430最大扭距(Nm/r/min)375后悬2965基本性能参数最高车速95(km/h)行驶角(°)接近角20最小离地间隙(mm)185离去角8轴距(mm)5600轮胎规格9.00R203.4功率平衡和比功率3.4.1功率平衡的计算设汽车在使用过程中的驱动功率为Pt（kW），它可以抵消在运输过程中的阻力及各项损失功率。按下式计算（3-1）式中—整车总质量（kg）；—滚动主力系数;—汽车底盘传动系的机械效率；QUOTE错误!未找到引用源。—空气阻力系数；—整车迎风面积（m2）；QUOTE错误!未找到引用源。—最高车速（km/h）；QUOTE错误!未找到引用源。—专用工作装置在车辆行驶中从汽车底盘所取得功率（kW）；—专用工作装置的机械效率[1]。发动机功率应该有一定的储备，考虑到这一点，我们需要给发动机一定范围内的负荷率，根据外载荷的变化情况和车辆行驶的功率估算，相应的选取负荷率的上限或者下限。算出专用汽车发动机所需要的总功率为(3-2)η取80%；ma为12000kg；QUOTE错误!未找到引用源。取9.8；ƒ取0.015；QUOTE错误!未找到引用源。max=95；CD取0.7；AD为7.46；由于采用非独立式制冷方式所以为P0=0kW=107.23kWQUOTE错误!未找到引用源。=126.15kW＜132kW可用3.4.2比功率计算汽车的比功率Pd（kW/kg）是指单位汽车总质量的发动机功率，若不计风阻，其计算式为：(3-3)专用汽车（含汽车列车）比功率大致范围是：ma＜5QUOTE错误!未找到引用源。103Pd=0.015QUOTE错误!未找到引用源。0.021kW/kgma≥5QUOTE错误!未找到引用源。103Pd=0.0075QUOTE错误!未找到引用源。0.011kW/kgma＞19QUOTE错误!未找到引用源。103Pd=0.00478QUOTE错误!未找到引用源。0.007kW/kgma为12000kg；P为132kW。=0.011kW/kg本章小结第三章主要介绍了二类底盘的选择，根据个人的设计理念，衡量各种二类底盘的优缺点，以及对选取的轻型货车的基本改装，进行相应的计算。

第4章隔热车厢设计4.1隔热货厢的结构特点对比4.1.1隔热货厢的分类货箱的分类也可以分为很多种，如果按照结构式分类的话可以分为整体式和分片式。整体式和分片式还可以继续划分不同的类型。如骨架式和隔热层式。4.1.2不同隔热货箱之间的对比1.整体式隔热货厢（1）整体骨架式货厢：①整体骨架填嵌式货厢：它的承重能力很强，因为它有很大的刚度和强度，虽然它的结构简单但是制造过程复杂，也不需要很多的材料，但是为了提高它的保温性能，增加了泡沫材料的厚度，所以导致车厢壁面增厚，车厢内空间变小。这种车厢适用于一些比较普通的保温汽车。②整体骨架硬聚氨脂喷涂式货厢：这种货箱和整体骨架填嵌式有很大的差异，它主要采用喷特殊材料的泡沫。所以它使用于整个车厢内，不留下任何漏洞，就导致了这种货箱的隔热效果非常的好，所以它适当的减少货箱壁面的厚度，但是对发泡的喷涂要求比较大，要求均匀并且平整。但是如果在使用的时候喷涂发泡，这也产生了污染环境的问题，所以它的技术也不是很成熟。（2）整体隔热层式货厢：这种车厢先是由两种不同的车厢形式制造，在最后保留了一些空间，往这些空间注入一些保温材料，由于它可以注入进整个车厢夹层，所以它的保温性能极好。2.分片结构的隔热货厢：（1）分片拼装硬聚氨酯注入发泡式：这种车厢重要采用的是几种不同的材料拼接的形式，要求材料制造工艺不繁琐。安装方面要简单，并且安全性高，对材料的均匀性也有很大的要求，在拼接方面比整体式有更大的可采取性。（2）“三明治”板预制粘接式：这种类型的货箱是最近这几年来开始出现的一种有和传统车厢有很大不同的货箱，所以它在使用上得到了很大的认可。它也不仅仅应用在汽车上，还有其他的冷藏装置中，例如冷藏集装箱。“三明治”板制造流程：(1)首先要清洗蒙皮，然后打磨它的一个表面目的是增大它的粗糙度，清理掉残渣，最后喷上底漆。(2)打磨的表面朝上放入和矩形相似的盒子内。(3)在打磨的那层喷上粘胶液。(4)放入其他的保温隔热材料。(5)在上面再喷置一层粘胶液。(6)最后放上蒙皮，使粘胶液和经过打磨的表面接触。(7)增大它的压力(8)解除压力对于这种装置的强度有很大的要求，因为它缺少骨架。所以它们具有很大的抗压能力和抗拉能力，其抗剪能力也很高。将他们制造成型以后，用粘胶剂组装成车厢，这个过程可以采用多种方法。例如焊接或者螺栓连接。实验证明了这种车厢结构有很多方面的数值均比发泡结构的车厢低，除此之外，它还有其他很多的优点：（1）车厢的表面不会凹凸不平，并且没有很大的重力。（2）这种车厢适用于大量的生产，因为制造过程不复杂，车厢的结构也简单。（3）在隔热方面也设置了断热桥。（4）各项性能都可以达到国家的标准指标。4.2隔热货厢的设计及选择我们的隔热货箱还应该从其他的方面加以考虑：（1）要保证基本的保温和隔热性能；（2）在生产方面也要考虑高效的生产；（3）平时也方便车厢的检测，使用也要方便便捷。（4）在材料的选择上也要多种多样；（5）最后最重要的是制造成本不应过高；所以根据上述三种货箱的综合判断，我认为整体隔热层式货箱的优点更多，制造过程也不复杂，更加符合本次的设计理念。但是重量、体积等方面与其他两种方式相比并不占优势。按照现在的技术来看，发泡工艺不复杂，基本的性能相比较也很不错，“三明治”板预制粘接式货箱各方面都很符合设计的要求，优点很多，也可以大规模的制造生产，所以本次的毕业设计采取三明治板的这种类型。4.3隔热车厢容积及尺寸设计4.3.1隔热车厢外轮廓尺寸设计在大体的设计中我们应该首先确定货车的外部尺寸，主要有车厢的长度和宽度，分别由前后轴荷分配系数和底盘齿距决定，并且要求车厢尽可能的和原车箱长度相等。重心的高度决定了车厢的高度，但是要尽可能的降低重心的高度，目的是提高汽车的稳定性，此种情况在满足装载以及卸载的要求下改装。所以决定将车厢的尺寸定为：长×宽×高为7400×2300×2300（mm）。4.3.2隔热车厢内框尺寸车厢内货物的种类以及货物的质量决定了车厢的内部尺寸，下表是几种常见的货物和相应的体积关系(4-1)。表4-1货物种类与每吨所占体积货物种类每吨所占体积(m3/t)黄瓜1.31肉类2香菜3.2油菜3.5苦菊3.9如果每吨货物所占的体积为4m3/t。V1=6.4QUOTE错误!未找到引用源。4=25.6m3。所以车厢总容积不得小于V=25.6m3。综合分析以上的情况所以将车厢的内部尺寸决定为：长×宽×高为7235×2135×2135（mm）。4.4车门及附件的设计4.4.1车厢门形式的选择不仅仅是对车厢的整体设计，车厢门的设计要求也很高，因为门需要保证有良好的使用年限，开门和关门也要做到不繁琐省力省时间，具有高强度的封闭性，做到隔热保温的目的。本设计选择的货箱门基本符合了上述要求。所以结合各种问题的考虑，我们将门的设计形式定为铰链式的开门方式，开门的角度定为270度，并且为双开门的结构，方便装卸将它们设计为后开门的形式。4.4.2附件介绍1.厢内附件：附件是车厢必不可少的结构部分，在车厢内发挥着重要的作用，保持着车厢的基本运行。例如在车厢内安装导风条的目的是为了是车厢内各个位置的温度趋于平衡。它还可以保护货物在运输过程中不会因为颠簸而发生损坏。车厢内还设置了铝合金的地板，它的作用也有很多。当我们在清理货物或者是车厢内的霜的时候，经常会使车厢内产生积水，所以在解决这方面问题的时候，我们在车厢内设置了排水系统，能够及时的排除车厢内的积水。当然车厢内并不是一直都会产生积水，当不需要排水的时候，排水管应该做到及时密封，保证车厢内的封闭性做到保温隔热。其原理图如下所示（图4.1）。所以在设计时我们要考虑到这种情况，排水管的材料使用的是橡胶，因为它具有良好的可塑性，当车厢内的积水过多的时候排水管由于压力会打开，做到及时排水。除了橡胶管还有塑料材质的排水管，这种排水管在排水时需要将盖子打开。漏水管的布置方式和数量如图所示（门及附件的结构）。图4-1漏水管结构本章小结第四章主要解释了车厢的基本类型，在选择和设计车厢时注意到的问题，并且结合实际问题，对车厢的尺寸进行设计。最终确定车厢的外尺寸为7400×2300×2300（mm），内尺寸为7235×2135×2135（mm）。

第5章制冷系统设计5.1制冷系统的设计5.1.1制冷系统简介目前，机械制冷是应用量最多的制冷方式。它主要采用蒸汽压缩式制冷。其他的制冷方式有液氮，干冰制冷等。对于蒸汽压缩式制冷下面我们做出详细的介绍。蒸汽压缩机式制冷装置工作原理也并不复杂，冷凝器是其中一个装置，它的目的是冷却，降低温度，各个部件之间相互连接，使其成为一个封闭的空间。结构简图如(图5-1)所示。1-蒸发器；2-膨胀阀；3-压缩机；4-冷凝器图5-1压缩机结构简图图（5.1）在停止工作的状态下，蒸发器是不稳定的，当它开始工作的时候会由于汽化而吸收周围的热量，并且本身的温度也会降低。汽化有蒸发和沸腾两种形式，通常将他们统一称为蒸发，所以这种使液体发生汽化的部件叫做蒸发器。蒸汽经过压缩机改变其状态参数，变成压力高温度高的气体，最后将这些气体输送到冷凝器中。根据我们所学过的熵增原理，没有外力作用的话，热量不可能从低温物体传递到高温物体，如果想到达到此目的，那就需要对其做功进行热量的传递。因此，压缩机的工作原理就是使制冷剂发挥此作用，并且能够循环使用。为了能使热量的交换进行的彻底，提高压缩机的工作效率，所以我们加入了膨胀阀这个装置，它的目的是能够节流并且降低压强。它会随着压力的变化产生不同的作用，主要是起着调节的目的，是车厢内的温度能够位置在一定的范围之内。5.1.2制冷装置的选择（1）压缩机目前，我国使用率比较高的轴向活塞式压缩机有两种形式，一种为摇板式压缩机，另一种为斜盘式压缩机。摇板式压缩机这种压缩机通过主动改变其斜板的角度来控制活塞的有效行程，因此达到输出压力和流量的目的。当斜板在被驱动旋转时，斜板的旋转带动活塞做轴向移动，活塞前后两端与壳体组成两个空腔。活塞轴向移动时，一个空腔容积增大，可以吸入低压的制冷剂；相反，活塞另一头的空腔容积减小，制冷剂被高压排出。斜盘式压缩机这种压缩机的结构包括主轴还有斜板，它们之间用花键进行连接，它具有很大的排气量，活塞的运动最根本的动力来源主要是主轴，因为当主轴进行转动的时候会带动着斜盘的转动，进而带动活塞的来回运动。（2）冷凝器冷凝器的安装位置很有讲究，一般安置在温度发生改变的地方，这样有利于将热量散出去，所以应该安装在汽车的两侧或者是其他的位置。所以我们结合了多种压缩机的优缺点此次设计采用了斜盘式压缩机。5.2隔热车厢的热工计算1.总传热系数K查阅网络资料可得，总传热系数的计算公式为(5-1)式中—单位时间内通过车厢壁的热量；—车厢内外表面积的几何平均值；—车厢内外平均温度差；—车厢总传热系数此外，车厢的传热系数还与车厢的制作材料、壁面厚度以及结构形式等方面有关。按照传热系数可将车厢分为三类，传热系数过高的车厢不允许使用。在正常情况下，我们一般采用传热系数较低的车厢。如表（5-1）表5-1车厢按K值分类货箱类别ABC传热系数K/（W•m2•K-1）≤0.4〉0.4QUOTE错误!未找到引用源。0.6〉0.6QUOTE错误!未找到引用源。0.92.车厢漏气倍数L漏气倍数L是由下面这个公式进行确定的(5-2)式中VL—1h内车厢泄露的空气量（m3/h）；VX—车厢容积（m3）3.车厢厢壁的传热系数K（1）在正常情况下，不考虑车厢骨架影响的话，厢壁的传热系数按下式计算：(5-3)式中QUOTE错误!未找到引用源。—隔热厢壁不考虑骨架影响的传热系数，W/m2·K；—车厢外表面的放热系数。空气流速VQUOTE错误!未找到引用源。2.56m/s时，QUOTE错误!未找到引用源。=29W/m2·K；当VQUOTE错误!未找到引用源。2.56m/s时，QUOTE错误!未找到引用源。=5.67+17.5QUOTE错误!未找到引用源。，W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。—车厢内表面的放热系数。当车厢内空气为自然对流时QUOTE错误!未找到引用源。=7QUOTE错误!未找到引用源。9W/m2·K；当车厢内空气为强制循环时，QUOTE错误!未找到引用源。=17QUOTE错误!未找到引用源。24W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。—各层材料厚度，m；QUOTE错误!未找到引用源。—各层材料的导热率，W/m2·K。表5-2各类车厢漏气倍数内外压差传热面积漏气倍数/h-1ABC10010>401.23.04.820QUOTE错误!未找到引用源。401.53.86.0<202.15.38.4表5-3常用材料的导热系数值材料名称密度导热系数材料名称密度导热系数纯铝2710236纤维板2450.048铝合金2660162木屑板1790.083碳钢（c≈0.5%）784049.8松木（垂直木纹）4960.15碳钢（c≈1.0%）779043.2松木（平行木纹）5270.35碳钢（c≈1.5%）775036.7聚苯乙烯泡沫25QUOTE错误!未找到引用源。300.044不锈钢782015.2聚氨酯泡沫40QUOTE错误!未找到引用源。600.029软木板105QUOTE错误!未找到引用源。4370.044QUOTE错误!未找到引用源。0.079空气—0.0259设空气流速V=3m/s，QUOTE错误!未找到引用源。=5.67+17.5QUOTE错误!未找到引用源。=36W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。=20W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。=QUOTE错误!未找到引用源。=1.2mm；QUOTE错误!未找到引用源。=80mm；QUOTE错误!未找到引用源。=QUOTE错误!未找到引用源。=15.2；QUOTE错误!未找到引用源。=0.029。=0.308W/m2·K（2）修正计算：（5-4）式中QUOTE错误!未找到引用源。—修正后车壁传热系数，W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。—车厢传热结构系数，与车厢骨架结构和骨架密度有关。一般整体式骨架车厢QUOTE错误!未找到引用源。=1.3QUOTE错误!未找到引用源。1.5；分片组装和整体隔热层的车厢QUOTE错误!未找到引用源。=1.1QUOTE错误!未找到引用源。1.3。本设计采用分片组装式货厢，取QUOTE错误!未找到引用源。=1.2。(5-5)式中—隔热车厢平均传热系数，W/m2·K；—隔热车厢各壁的传热面积，m2；—隔热车厢的总传热面积，，m2。=37.87m2；QUOTE错误!未找到引用源。=0.369W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。==37.87m2；QUOTE错误!未找到引用源。=43.28m2；F==QUOTE错误!未找到引用源。=40.48m2。=0.345W/m2·KK=0.345QUOTE错误!未找到引用源。0.4属于A级。5.3热负荷计算（1）从外部环境通过隔热壁传入冷藏车车厢内的热量QUOTE错误!未找到引用源。（5-6）式中—外部环境的空气温度（K）；QUOTE错误!未找到引用源。—隔热车厢内的空气温度（K）。K=0.345W/m2·K；F=40.48；QUOTE错误!未找到引用源。=30°；QUOTE错误!未找到引用源。=0QUOTE错误!未找到引用源。4°。=419W（2）车厢的漏热量QUOTE错误!未找到引用源。车厢的漏热量：（5-7）在正常情况下，车厢的漏热量取QUOTE错误!未找到引用源。=0.1QUOTE错误!未找到引用源。，特殊情况漏热量严重的车厢取QUOTE错误!未找到引用源。=0.2QUOTE错误!未找到引用源。。取QUOTE错误!未找到引用源。=0.1QUOTE错误!未找到引用源。=41.9W（3）阳光辐射的热流量QUOTE错误!未找到引用源。（5-8）式中QUOTE错误!未找到引用源。—冷藏车厢体被阳光辐射的面积，正常情况下取厢体传热面积的30QUOTE错误!未找到引用源。40%。QUOTE错误!未找到引用源。—冷藏车厢体被阳光辐射区域的平均温度（K），正常情况下取；—冷藏车车厢被阳光辐射的时间（每天），正常情况下取T=12QUOTE错误!未找到引用源。14h。=0.345W/m2·K；QUOTE错误!未找到引用源。=40%F=16.19m2；=50K；取12h。=55.9W（4）装卸货物时开门传入的热量(5-9)式中—开门频度系数。运输途中不开门，取f=0.2；途中开门1QUOTE错误!未找到引用源。5次，取f=0.5；途中开门6QUOTE错误!未找到引用源。10次，取f=0.75；若开门11QUOTE错误!未找到引用源。15次，取f=1。中途开门1QUOTE错误!未找到引用源。5次，取f=0.5。=237.45W（5）车厢内风机和照明灯的热流量QUOTE错误!未找到引用源。（5-10）式中QUOTE错误!未找到引用源。—照明灯的功率（W）；QUOTE错误!未找到引用源。—风机的功率（W）；QUOTE错误!未找到引用源。—平均每天照明的时间（h）；QUOTE错误!未找到引用源。—风机每天使用的时间（h）。QUOTE错误!未找到引用源。=100W（4个）；QUOTE错误!未找到引用源。=1h；QUOTE错误!未找到引用源。=500W；QUOTE错误!未找到引用源。=12h。=254.17W热负荷的计算公式：（5-11）=1008.42W这里还应考虑安全系数QUOTE错误!未找到引用源。，制冷量为nQUOTE错误!未找到引用源。Q，正常情况下，冷藏车取值范围为QUOTE错误!未找到引用源。=1.3QUOTE错误!未找到引用源。1.5。QUOTE错误!未找到引用源。n取1.3=1310.946W5.4冷板设计5.4.1蓄冷剂的选择（1）蓄冷剂的各种因素也会影响蓄冷量。（2）充冷时间的长短主要由蓄冷剂的潜热量决定。（3）为了抵消温度的影响，也应当减少传热系数。常用的蓄冷剂有三种，它们按照蓄冷量排序依次是氯化钾、氯化钠自己氯化钙。但是它们在过冷过程中蓄冷量是几乎没有变化的。结合多种因素最后选定氯化钾为蓄冷剂。5.4.2冷板保温时间计算据能量守恒方程可得：(5-12)式中QUOTE错误!未找到引用源。—冷板式冷藏汽车保温时间h。已知：氯化钾的比热容C=3.17kj/kgQUOTE错误!未找到引用源。C°；溶液浓度19.3%；溶液密度1240kg/m3；冷板规格（长QUOTE错误!未找到引用源。宽QUOTE错误!未找到引用源。厚）为3000QUOTE错误!未找到引用源。1500QUOTE错误!未找到引用源。50（mm）。QUOTE错误!未找到引用源。有=15h满足运输所用的时间要求。5.4.3充冷时间计算电动机功率为45kW；总蓄冷量为18.7kj。=0.42h=25min5.4.4冷板安装强度校核如果使蒙皮的工作应力小于许用应力，则(5-13)式中—材料的许用应力（MPa）；—接触面积（mm）；—最大工作压力（N）。冷板质量为150kg；[QUOTE错误!未找到引用源。]=215MPa；用M10螺钉连接；螺钉数量n=10。可行本章小结第五章的计算量较多，也进行了多个方面的选择，是设计中比较重要的部分。第6章副车架设计6.1主车架的改装主车架的改装是极其重要的，因为它承担着汽车的全部重量，所以这一部分的安装及其制造过程要求也是极高的，在主车架上贸然进行改装操作，尤其是打孔，焊接等行为很容易破坏原有的应力结构。当我们需要在这里安装其他的附件时，通常是不允许在上面打空或者焊接的，因为这样很容易破坏整车的平衡以及承载能力。如果必要时不得不需要打孔或者焊接，也应该避免在主车架的重要部位作业，尽量保持汽车原有的稳定性。打孔的时候应该考虑到下面几个问题：（1）孔洞直径的大小和它们之间的距离应该满足图（6.1）和表（6.1）的标准（2）为避免安全问题，不应该在应力较大的地方打孔或者焊接，例如前悬纵梁上翼面等位置；（3）在焊接时，除了焊接选择的位置，还要考虑焊接后的形状。（4）仔细翻阅汽车改装手册，避免产生严重的问题。表6-1主车架钻孔的尺寸要求尺寸车型重型车中型车轻型车孔间距/mmA>70>60>50B>50>40>30C>50>40>30孔径/mmΦ<15<13<11图6-1主车架钻孔的孔径和孔间距6.2副车架的截面形状及尺寸副车架的形式大体和主车架相似，一般选择图（6.1）的形式，但是它主要还是由汽车的类型决定。当它的抗压能力满足不了需求时，我们可以改变其结构形式，为副车架加装加强板，如图（6.3）所示。图6-2副车架的截面形状1.副车架；2.腹板图6-3加强后的副车架截面形状但在此设计中我们不实用加强板。副车架的截面尺寸AQUOTE错误!未找到引用源。BQUOTE错误!未找到引用源。C(mmQUOTE错误!未找到引用源。mmQUOTE错误!未找到引用源。mm)为140QUOTE错误!未找到引用源。100QUOTE错误!未找到引用源。8。6.3副车架前端形状及安装位置我们可以采用图（6.4）所示的三种过渡方式来消除应力变化的情况。(a)U形；(b)角形；(c)L形图6-4副车架的三种前端形状图6-5钢质副车架的前端形状如图（6.4（b））所示的角形前端：h0=1mm；L0=15-20mm。但是在现实生活中这几种加工都是比较复杂的，如果采用钢制副架的前端形状，它的基本参数为：=5QUOTE错误!未找到引用源。7mm；=200QUOTE错误!未找到引用源。300mm在本设计中取=6mm；=250mm。所以我们需要使用手弧焊的焊接方式。6.4副车架与主车架的连接（1）止推连接板它的连接方式在一定的范围之内是可变化的，它最大的好处是可以能忍受住较大的重力，避免主车架和副车架之间发生位移。它的变化范围是在500-1000mm之间。（2）连接支架上、下托架的组合构成了连接支架，但是它的承载能力相比较来说不是很大，所以需要搭配其他的结构来配合使用。（3）U型夹紧螺栓这种类型的连接由于使用限制较多，是最后考虑的一种类型。当我们没有其他选择的时候可以考虑U型夹紧螺栓。但是在载荷范围较大的情况下不建议使用这种螺栓，在使用它时需要内衬来防止主车架在运输或使用过程中发生变形。结合上述几种情况，我们的设计应该采取止推连接板与U型螺栓配合连接。本章小结第六章主要介绍了主副车架之间的连接方式，以及这几种连接方式需要注意的情况应用场合等，还有主副车架外形要求，怎么样才能保证它们之间的稳定性。第7章整车性能计算这部分计算也是整体设计中重要的部分，它主要是用来确定各个性能参数是否符合要求，设计是否符合理念，这其中包括稳定性等重要性能参数。7.1动力性计算发动机的动力是汽车动力计算的重要数据，它主要有汽车的外特性来决定，主要是发动机的速度性质，它是发动机能否发出最大动力性的主要依据。有三种获得的方法，本次使用第三种方法获得发动机外特性。图7-1某车外特性曲线从图(7-1)我们可以查出，输出转矩和输出功率随发动机转速变化的曲线并非是线性关系。所以由此我们可以列出如下方程：式中QUOTE错误!未找到引用源。—发动机输出转矩（NQUOTE错误!未找到引用源。m）；QUOTE错误!未找到引用源。—发动机输出转速（r/min）；a、b、c—待定系数，由计算中具体的外特性曲线决定。我们可以从发动机的名牌上看出的最大输出功率Pem及相应的数据时，就可以列出下列方程来描述外特性（7-2）式中QUOTE错误!未找到引用源。—发动机最大输出转矩（NQUOTE错误!未找到引用源。m）；—发动机最大输出转矩时的转速（r/min）；—发动机最大输出功率时的转速（r/min）；—发动机最大输出功率时的转矩（NQUOTE错误!未找到引用源。m），=9549QUOTE错误!未找到引用源。。由式(7-1)、(7-2)，可得（7-3）冷藏车整车的有关参数见表(7.1)，变速器参数见表(7.2)。表7-1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Pem132KW发动机最大功率时的转速np3300r/min发动机最大转距Tem375N•m发动机最大转距时的转速nT2200r/min车轮动力半径rd0.468m车轮滚动半径r0.464m主减速比QUOTE错误!未找到引用源。06.987冷藏汽车迎风面积AD7.46m2冷藏汽车的总质量（满载）ma12000kg表7-2变速器传动比档位1234QUOTE错误!未找到引用源。g6.7332.9031.8761QUOTE错误!未找到引用源。QUOTE错误!未找到引用源。QUOTE错误!未找到引用源。外特性的方程如下所示1、根据公式，计算在不同档位时系数A、B、C1、C2和D值计算公式如下：(7-4)（7-5）（7-6）（7-7）(7-8)由公式（7.4）QUOTE错误!未找到引用源。（7.8）将有关参数带入式中求出各档位A、B、C1、C2、D值见表（7.3）所示。表7-3各档的A、B、C1、C2和D的计算结果档位ABC1C2D1-187.342563.877089.45-563002645.92-19.693674.453695.28-56300732.533-5.332209.992234.76-56300345.644-0.97886..671465.27-5630088.792、最高车速(7-9)=88km/h3、最大爬坡度QUOTE错误!未找到引用源。(7-10)=0.3352=18.73°=34.6%4、最大加速度QUOTE错误!未找到引用源。（7-11）=0.812m/s27.2经济性计算我们可以用多种情况来表示专用汽车的等速百公里油耗Q（L/100km），基本公式：（7-12）式中—发动机的有效输出功率（kW）；—发动机的有效燃油消耗量（g/kWQUOTE错误!未找到引用源。h）；QUOTE错误!未找到引用源。—燃油的重度，汽油可取QUOTE错误!未找到引用源。=6.96QUOTE错误!未找到引用源。7.15N/L；柴油可取QUOTE错误!未找到引用源。=7.94QUOTE错误!未找到引用源。8.13N/L。在速度不同的情况下，专用汽车的耗油情况不同。所以我们应先确定下面几个参数的数值，即QUOTE错误!未找到引用源。、QUOTE错误!未找到引用源。、QUOTE错误!未找到引用源。、QUOTE错误!未找到引用源。、QUOTE错误!未找到引用源。、QUOTE错误!未