车辆工程毕业设计（论文）-长安轻型冷藏汽车改装设计

1、目 录摘要Abstract 第1章 绪论1 1.1 概述1 1.2 冷藏车的开展概况2 我国冷藏汽车的开展2 我国冷藏车的生产和技术概况3 1.3 设计主要内容4第2章 冷藏保温车的分类及布置形式52.1 冷藏保温车的定义与用途52.2 冷藏保温车的分类5 2.3 冷藏汽车整体布置6 2.4 总体设计方案6 2.5 本章小结8第 3章 二类底盘与车架的选择设计9二类底盘的型号选择9主车架的改装11副车架的设计12 副车架的截面形状及尺寸12 3.3.2副车架的前端形状及安装位置13 副车架与主车架的连接设计13 副车架的强度校核14 3.4 本章小结15第 4 章冷藏保温汽车隔热车厢的结构设计

2、16 16 隔热车厢的结构组成17 4.3隔热车厢的结构形式17 整体结构隔热车厢17 分片拼装结构隔热车厢184.4 车厢的结构设计19 隔热层材料与厚度20 隔热材料的种类20 隔热层厚度21 45本章小结21第 5 章 制冷机组的选择225.1 蒸汽压缩式制冷装置介绍225.2 隔热车厢的热工计算23隔热车厢的热负荷计算265.4 制冷机组的选择29 5.5 制冷机组校核2931第6章 整车性能计算32 6.1 冷藏车性能参数32 6.2 整车动力性能计算32 6.3 燃油经济性的计算 3536结论37参考文献 38致谢39附录A40附录B42 全套图纸，加153893706第1章 绪

3、论 概述 冷藏车是一种将货物放在专用的车厢里，通过制冷使其保鲜，从一个地方运输到另一个地方的专用车辆。冷藏车目前广泛用于畜产品加工制造业、水产品加工制造业、果蔬加工业、速冻食品制造业、冷冻饮品生产制造业以及上述各类产品的流通领域。随着我国高速公路的迅猛开展、内陆运输的不断扩大，公路冷藏车运输越来越显示出其快速开展的趋势。因为运输的集装化及环境保护意识的提高，货物运输不仅要求其运输的快捷平安，而且要求被运输货物的质量能保鲜。冷藏车已进入了一个迅猛开展的年代。如何设计研究出经济实用、高性价比的冷藏车成为摆在我们面前的课题。目前生产运作的冷藏车外型如下图：图1.1 箱式冷藏车据联合国粮农组织估计，目

4、前世界各国农牧业每年生产的各种食品达30多亿吨，其中肉、鱼、蛋、奶、水果和蔬菜等易腐食品有10亿多吨。这些食品中约有20%因运输不当而腐烂变质。我国是农牧业生产大国，肉类、水产类和鸡蛋等产品的产销量均居世界首位，分别占世界总产量的25.13%、17.98%、和42.85%。 目前，我国肉类食品年产量约5600万吨，速冻食品850万吨、乳制品800万吨，还有每年约4000万吨的水产品以及大量的蔬菜都需要冷藏运输。在兴旺国家，上述产品的冷藏运输率都已超过50%，其中美国、日本、西欧等国家和地区超过80%，而我国只有15%。我国食品冷冻、冷藏行业主要分布在畜产品加工制造业、水产品加工制造业、果蔬加工

5、业，速冻食品制造业、冷冻饮品生产制造业以及上述各类产品的流通领域。据不完全统计，到2003年底我国食品冷冻、冷藏行业的冷库总容量将突破700万吨/次；在我国涉及到食品冷冻、冷藏的企业估计近 20000家；食品冷冻、冷藏业直接从业人员约有80万人；我国速冻食品的产量目前估计已接近450万吨/年；冷冻饮品的产量今年将突破150万吨。食品冷藏运输技术是将食品，特别是易腐食品从一个地方通过科学的手段和特殊的运输工具在特别的运输条件下迅速完好的把食品运送到另一个地方的专门技术科学的食品冷藏运输对食品资源的开发利用，提高食品产、运、销，增加食品产业的经效益，改善和提高人民健康、生活水平具有重要意义。 冷藏

6、车的开展概况欧美国家较早采用冷藏法来保持易腐食品的鲜度,逐步建立食品冷藏链.20世纪初,就已产生了冷藏运输工具,第二次世界大战前铁路运输在易腐货物运输中占主导地位.50年代和60年代冷藏车和冷藏船舶开展较快。70年代以来,冷藏集装箱开展迅速。国际上通常把易腐货物运输中采用冷藏运输所占比例称为冷藏运输率,以次来作为衡量冷藏运输开展程度的标志.欧美日等兴旺国家冷藏运输率为80-90%；前苏联和东欧国家为50%；开展中国家一般只有10-20%。公路冷藏运输的运量占冷藏运输总量的比率：欧洲兴旺国家和日本为60-80%，美国近年是40-50%；而易腐货物冷藏运输的周转量中公路运输所占比率欧、美、日均占6

7、0%以上。可见，公路运输已取代铁路运输成为冷藏运输的主要方式。特别在中距离和短距离冷藏运输发挥主体作用，美国运距在500公里以下的冷藏货物运输根本都是采用公路运输，欧洲国家那么只有国际联运才采用铁路运输。冷藏汽车已经成为专用汽车的重要种类之一。冷藏汽车中叫多采用机械式制冷方式。用得最多的是箱内全自动控制的压缩式制冷机组，著名的生产厂商和商标有美国西屋公司的“热王牌，美国开利公司，的的超卓公司，意大利的佛罗格公司，日本的三菱公司。近几年液态氮和液态二氧化碳等液态气体制冷，畜冷板制冷等新能源在冷藏汽车中也日益得到广泛的应用，而以前曾用国的干冰固体二氧化碳、盐冰混有盐水冰点低与0摄氏度的冰等制冷方式

8、那么逐渐被淘汰。我国冷藏汽车的开展我国公路冷藏运输是从50年代后期开展起来的。当时，外贸部为运输出口的肉类食品采用苏联“吉尔载货汽车改装冷藏车。60年代后期外贸部门开始开始布点采用国产解放冷藏车。随后，商业部门也开始确定厂点改装BW12型车厢容积为12m3 解放冷藏车。60年代后期到70年代初，易腐货物的冷藏运输开展较快，为满足公路冷藏运输的需要，先后进口了罗马尼亚的“布切尔牌、匈牙利的“切贝尔牌中型冷藏车和意大利“菲亚特牌重型冷藏车。1973年，国务院领导指示，我国应自行布点生产冷藏车。80年代是我国冷藏车开展最快的时期。“六五期间，社会保有量草拟给500辆增至6000辆，年产量从500辆开

9、展到1100多辆；七五期间，社会保有量开展到11000多辆，年产量开展到2000辆左右。品种数已经从“六五2k，通过技术引进和采用新工艺，到“六五 W/m2k，到“七五 W/m2k，接近国际先进水平。车厢漏气倍数也大大降低，密封性能有很大提高。湖南岳阳制冷设备总厂，河北襄阳汉水车辆空调设备总厂，上海新江机器厂等先后引进技术研制生产关键配套件-制冷机组。在根底技术工作方面，制订了冷藏车技术条件，冷藏车性能试验方法，运输用制冷机组试验方法等专业标准和部标准。1988年镇江汽车厂建成具有国际水平的热工性能试验室，成为我国冷藏汽车热工性能的检测中心。至80年代末，我国冷藏汽车的社会保有量约11000辆

10、。主要使用部门为商业部门的食品，水产等副产品的生产，供销公司企业，近年来随改革开放的不断深入，大，中城市的一些菜场也购置了冷藏运输车。我过冷藏车主要运输对象是各种肉类和水产，近年来随着时常价格的逐步开饭，蔬菜和水果的运量也在不断增长。由于我果肉类的产地主要在内地，而销地主要早沿海及大城市，牲畜的屠宰季节性又较强，因而我国冷藏运输的特点是季节性强和流向比拟集中。我国易腐货物运输主要靠铁路，公路的运量仅占20%左右。近年来公路冷藏运输率提高较快。我国公路冷藏运输可分为：产地或大城市或铁路水路集运点的长途运输以及省间调拔长途运输，运距500公里左右或者更长些；中转冷库到港口车站打击省内调拔等中距离运

11、输，运距300公里左右。城市冷库到市郊或市内码头的短途运输，运距约20-50公里；冷库到销售点的分配性运输，运距一般不到20公里。 我国冷藏车的生产和技术概况当前我国冷藏车的生产厂家连同以前生产过冷藏车的厂家共有20多家。80年代末，90年代初，我过冷藏出的年产量为1500-2000辆。在冷藏车生产企业中，属机械部门汽车行业的主要有镇江冷藏汽车厂、贵州专用汽车厂、济南汽车改装厂等；属商业部定点的企业主要有武汉商业冷藏汽车厂、马鞍山冷藏机械厂、长春第一钣金厂等。另外还有兰州在换用汽车厂、沈阳救护车厂、北京旅行车、保定地区汽车厂等等。其中镇江冷藏汽车厂是我国最大的冷藏汽车专业生产厂。目前我国冷藏车

12、按所选用的汽车底盘的吨位和按制冷方式等可分为30多个品种，假设按隔热车厢的结构特征，箱内温度控制范围等那么可进一布分为60多个品种。镇江冷藏汽车厂，济南汽车改装厂等通过引进国际先进技术，其新型“三明治“ W/m2 W/m2k，到达国际标准规定A级水平。这说明我国冷藏车隔热车厢的技术水平已到达和接近于国际先进水平。 本次设计的要求有货物装卸要方便可靠、制冷动力要与车动力一体化、制冷机要有独立的动力切断装置、制冷效能要尽可能好、能节省能源并且符合有关设计标准和环保要求。1.3 设计主要内容本次设计的主要内容是2吨冷藏汽车改装设计，产品主要用于短距离的易腐货物的运输等。主要设计步骤如下：(1) 根据

13、所需求的吨位选用适宜的二类底盘；(2) 进行隔热车厢的设计； (3) 进行制冷机组的选择设计。第2章 冷藏保温车的分类及布置形式 冷藏保温车的定义与用途冷藏保温汽车是指装有冷冻或保温设备的厢式货车，用来运输易腐或对温度有特定要求的货物。在运输过程中，使易腐货物或对温度有特定要求的货物始终处于保质所需要的较低的温度条件，即使之处于冷藏的温度环境中，这就是冷藏运输。冷藏运输是包括产地冷藏库、中转冷藏库、销售冷藏库柜以及冷藏运输设备等构成的“冷藏链中的重要环节，冷藏保温汽车对于保证货物质量有着重大的经济意义。 冷藏保温车的分类1、按有无制冷装置分类按是否装有制冷装置分为冷藏汽车和保温汽车。装有隔热车

14、厢且装有装有制冷装置的汽车成为冷藏汽车。装有隔热车厢而未装任何制冷或加热装置的汽车称为保温汽车。我国冷藏保温汽车的使用单位和车辆管理部门，习惯将冷藏汽车和保温汽车统称为冷藏车。日本等国那么分为保冷汽车、冷藏汽车和冷冻汽车。保冷汽车即保温汽车；冷藏汽车又称高温冷藏汽车，适用于运送冷藏温度为-15以下的冷冻食品。欧美各国习惯于将保温汽车、机械冷藏汽车和一般冷藏汽车并列为冷藏保温汽车的三大类，?新国际制冷辞典?就将冷藏保温汽车分为保温汽车、冷藏汽车和机械冷藏汽车。2、按制冷装置的制冷方式分类按冷藏保温汽车制冷装置的制冷方式可分为机械冷藏汽车、液氮冷藏汽车、冷板冷藏汽车、干冰冷藏汽车和水盐冰冷藏汽车，

15、而保温汽车又可视为无制冷装置的冷藏汽车。3、按专用设备的功能分类按冷藏保温汽车隔热车厢的总传热系数分为强化隔热型和普通隔热性。机械冷藏汽车制冷装置在环境温度为30时，厢内温度可以调控范围分为6级(表)。表 箱内温度可控范围级别级 别ABCDEF调控范围()12012-1012-20 2 -10-20非机械制冷装置的冷藏车在环境温度为30时，可以保持的车厢温度分为3级(表)。表2.2 按制冷温度级别级 别ABC保持温度() 7-10-20装有加热装置的冷藏汽车，按加热装置可使车厢内温度升至12以上，且至少保持12时的前提下，所允许的环境温度分为2级(表)。表 加热环境温度级 别AB环境温度()-

16、10-20冷藏汽车整体布置冷藏汽车是由汽车二类底盘、隔热货厢和制冷加热装置组成。汽车底盘的吨级一般根据装载货物的质量以及隔热车厢的容积确定。机械制冷冷藏汽车的整车布置主要取决于选用的制冷机组结构型式及制冷机组主要部件(动力装置、压缩机、冷凝器和蒸发器等)的安装位置。按是否自带动力装置，制冷机组可分为独立式(自带动力装置)和非独立式(不带动力装置)两种。独立式制冷机组的动力装置多采用内燃机或电动机。其中，有的独立式制冷机组仅有一种动力装置；有的那么既装有内燃机又装有电动机，以其中的一种为主，另一种作为备用，以提高制冷机组的工作可靠性。非独立式制冷机组本身虽无动力装置，但是可以方便地利用汽车发动机

17、作为动力装置。取出动力方式一般有两种途径：一种是利用皮带传动，直接从发动机前端取出；另一种是利用变速器的取力窗口，从中间轴或倒挡轴上通过齿轮传动取出。按动力装置、压缩机、冷凝器和蒸发器四大部件安装位置不同，制冷机组又可分为整体式和分体式两种。四大部件组装成一体，那么称整体式；四大部件按其需要分别安装在冷藏汽车的不同部位，彼此用管道相连，那么称分体式。无论是整体式还是分体式，动力装置总是与压缩机安装在一起，并用皮带传动机构驱动压缩机工作。本设计采用非独立式制冷装置，压缩机采用发动机前端皮带直接驱动，这样只要发动机工作，制冷机组就可以工作，能更好地实现制冷动力与车动力一体化。总体设计方案1、尺寸参

18、数参数确实定尺寸参数主要是指汽车的车辆长、车辆宽、车厢尺寸、前悬和后悬。(1) 车辆长、宽、高外廓尺寸直接影响汽车的总体布置和结构尺寸、质量分配和各种使用性能。一般情况下，在保证根本性能和结构布置允许时，应该尽可能地减小轴距。汽车轴距减小，将可以减轻汽车的自身质量，提高质量利用率，充分发挥汽车的动力性和通过能力。但过小的轴距将会影响运动中的质量分配，使汽车的制动性和操纵稳定性变坏。轴距的选定有一个认识的过程，一般是通过类比的方法，考虑到专用设备的安装和使用，初选一个数值，再对汽车的各种使用性能进行计算以及其他相关尺寸确实定后，在综合选定一个满意的数值。对于专用汽车特殊性，选取汽车轴距时，也一定

19、考虑所设计汽车的使用性。一般说来，在标准的规定极限尺寸下，降低汽车的的高度，将降低汽车的质心，对汽车的各种使用性能都有好处。本设计中车辆的长、宽、高的尺寸是：4140mm1530mm2290mm。(2) 车厢尺寸 汽车的车厢尺寸主要指的是车厢的内部尺寸，即车厢内部有效装载容积。车厢尺寸对汽车的质量分配而带来的汽车使用性能的变化十分显著。设计时必须引起足够的重视。考虑车厢的装载能力，对于货车必须根据所载货物的平均容积质量以及所设计汽车的装载能力，对于客车那么依据人体的平均质量以及由人体工程学做推荐的乘坐空间。本设计中的车厢根据所装载货物的特点设计了半封闭的车厢，为了防止所装载的货物会对环境进行二

20、次污染。(3) 前悬和后悬多数专用汽车在改装设计中，一般都沿用所选底盘的前悬和后悬尺寸，因此，影响汽车的总体尺寸和有质量分配所带来的各种使用性能的变化主要是汽车后悬与轴距的选取。轴距初定后，后悬增长将会减少汽车的前轴的轴载质量，从而影响汽车的操纵性，甚至导致后轴的超载。同时，过长的后悬将使汽车的机动性能和通过性，还有行驶平安性破坏。因此，应该在结构许可的范围内尽可能地缩短汽车的后悬尺寸。本设计中的车辆的前后悬的具体尺寸是前悬：480mm，后悬：1160mm。 2、质量参数确实定专用汽车的质量参数包括汽车的最大总质量、最大整备质量、装载质量以及以及汽车的轴载质量分配。汽车最大总质量以及轴间分配，

21、直接影响汽车的各种性能。设计时应该参考原来底盘对汽车质量参数的要求，合理的加以选取。(1) 车辆的最大总质量最大总质量指汽车装备齐全，并按照规定装满货物的总质量，其大小对货车为总质量与货物质量之和，对于乘用汽车为整车整背质量与所有乘员质量之和。专用汽车设计时，一般根据所选择底盘的承载能力，首先确定汽车的最大总质量，以便依据该数据对汽车各种性能进行全面估算。对于货车国内外汽车厂家现今大都是以汽车的最大总质量作为不同级别汽车的分类标准。因此，所选择汽车的最大总质量一定要符合国家的相关规定。本设计中的车辆的最大总质量是1800kg。(2) 车辆的整车整备质量整车整备质量指带有全部装备、加满油料和冷却

22、水时空车总质量。这一参数是一个重要的设计参数，从结构设计来说，它必须不可以少的。当汽车处于运动状态的时候，那么希望该值越小越好。设计时的原那么是既要考虑减少整被质量对汽车的使用性能的好处，以及充分利用好材料，又要充分考虑结构设计时的可能，在满足结构和功能的前提下，尽可能地减小它。本设计中车辆的整车整备质量是1194kg。(3) 车辆的装载质量汽车的装载质量是汽车的一个和重要的参数。它直接决定汽车的运输效率。专用汽车设计时，应该结合整车最大总质量，整车整备质量的选取，尽可能的增大汽车的装载能力。本设计中车辆的装载质量是476kg。(4) 汽车的轴载质量轴载质量是整车总质量在汽车的各个轴上的分配值

23、。轴载质量分配值直接影响汽车的各种性能以及各轴轮胎的磨损状况。从汽车的使用性能来看，考虑到轴轮胎的磨损的均匀性，应该将汽车的质量均匀地分配给各个轮胎。本设计中车辆的前后轴轴载质量分别是：595kg和599kg。 本章小结本章介绍了冷藏保温车的定义与用途及其分类。以及本次设计中所采用的制冷装置和布置形式, 本设计采用非独立式制冷装置，压缩机采用发动机前端皮带直接驱动，这样只要发动机工作，制冷机组就可以工作，能更好地实现制冷动力与车动力一体化。最后介绍了本次设计中的总体设计方案。本设计中车辆的前后轴轴载质量分别是：595kg和599kg。第3章 二类底盘与车架的选择设计3.1 二类底盘的型号选择目

24、前，改装专用汽车选用的底盘主要是二类或三类汽车底盘，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等来决定。目前我国对于常规的厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘改装设计。这是目前专用汽车设计中选用底盘型式最多的一种。所谓二类汽车底盘，即在根本型整车的根底上。去掉货箱。在改装设计的总布置时，在没有货箱的汽车底盘上，加装所需的工作装置或特种车身。采用二类汽车底盘进行改装设计工作的重点是整车总体布置和工作装置设计。在设计时假设严格控制了整车总质量、轴载质量分配、质心高度

25、位置等，那么根本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算。对客车、客货两用车、厢式货车等那么通常采用三类汽车底盘改装设计。所谓三类汽车底盘，般是在根本型车的根底上，去掉货箱和驾驶室。近年来，我国乘用车开展很快，对乘用车使用性能的要求也在不断提高，再用原来的三类汽车底盘改装的客车已越来越不受欢送。因此，各类专用客车底盘应运而生。这些专用客车底盘的根本特点是利用根本型总成，按客车性能要求更新进行整车布置，更新设计悬架系统。这种底盘不仅在质心位置、整车性能特别是平顺性方面有很大的变化，而且在传动系统和动力匹配、以及制动系统等总成方面也有较大的改装设计。目前在用普通汽车

26、底盘作改装设计时。把更换了发动机的底盘，如将汽油发动机改换成柴油发动机。亦当作三类底盘处理。无论选用二类或三类汽车底盘，很难完全满足某些专用汽车的性能要求。例如用普通汽车底盘改装厢式货车、存在质心过高，轴荷分配不合理的问题；改装消防车，首先是底盘车速就达不到要求；改装客厢式专用车，存在平顺性差的问题。因此，可以这样说，假设要使我国的专用汽车上质量、上档次，一定要开发出一些具有特点的专用汽车底盘。在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足下述要求：(1) 适用性对货运车用的总成应适应货运要求，保证货运平安无损；对乘用车用的总成应适于乘客的需要到达乘座平安舒适；对各种专用改装车的总成应适于专用汽车特

27、殊功能的要求，并以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出接口等。(2) 可靠性所选用的各总成工作应可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命，且同一车型各总成零部件的寿命应趋于均衡。(3) 先进性所选用的底盘或总成应使整车在动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性等根本性能指标和功能方面到达同类车型的先进水平。而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。(4) 方便性所选用的各总成要便于安装、检查、保养和维修。处理好结构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。在选用专用汽车底盘时，除了上述因素外，还有以下两个很重要的方面：一是汽车底盘价格，它是专用汽车购置本钱小很大约局

28、部，一定要考虑到用户可以接受。这也涉及到专用汽车产品能否很快地占有市场、企业能否增加效益等问题。二是汽车底盘供货要有来源，要同生产汽车底盘的主机厂有明确的协议或合同，无论汽车底盘滞销或紧俏，一定要按时将底盘供货。1、 整车整备质量整车整备质量在设计阶段需估算确定，初步估算车的整备质量为1194kg。2、载客量和装载质量包括驾驶员在内载客量为2人，装载质量为476kg。3、轴荷分配根据设计手册，商用货车满载时前轴符合为19%25%，后轴为75%81%，空载时前轴负荷为1%37%，后轴那么为63%69%。根据二类底盘的选择原那么，目前市场上应用最多的是长安、东风、江淮等品牌。参考资料初选了市场上目

29、前性能较好的一款底盘，长安专用车二类底盘。具体参数如表3.1。表3.1 二类底盘根本参数底盘型号SC1022DB成产厂家重庆长安汽车股份驱动形式42发动机功率39KW排量1012ml发动机型号长安JL465QB轴距2500mm最高车速98km/h前悬/后悬480/1160额定载质量476kg轮胎规格165/70R13LT,165/70R1379T弹簧片数-/5前轮距1290mm后轮距1280mm整备质量1194kg结合二类地盘的选取规那么和以上参数长安汽车底盘有以下几个要点：长安汽车4S店分布广泛维修方便，且配件廉价。长安汽车选用长安JL465QB发动机，在设计满足要求的情况下，排量更小，经济

30、性更好。长安汽车比其他汽车的额定载重质量大，这样以便设计更大空间的冷藏箱 主车架的改装主车架是汽车底盘上各总成及专用工作装置安装的根底，改装时受到的影响最大，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，原那么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。如果安装专用设备或其它附件，不得不在车架上钻孔或焊接时应防止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冀面和后悬的上冀面处。因为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

31、事项：(1) 尽量减小孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和孔径标准，应满足图3.1和表3.1的要求。(2) 严禁在前悬纵梁上翼面、轴距间纵梁下翼面和后悬纵梁上翼面上钻孔；在纵梁变截面处严禁钻孔，因为在这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中。在纵梁其他部位的翼面，只能在中心处钻一个孔。表3.1 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/mmA706050B504030C504030孔径/mm151311图3.1 主车架钻孔的孔径和孔间距(3) 严禁焊缝方向与纵梁垂直；严禁将车架纵梁或横梁加工成缺口形状。(4) 车架钻孔和焊接应避开有关汽车改装手册中的规定的禁钻区和禁焊区。本课题中由

32、于主车架与副车架之间的连接选用支架与U型螺栓配合形式，故主车架不用考虑钻孔，只需考虑焊接的位置得当。 副车架的设计在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，防止集中载荷，同时也为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架(副梁)过渡。本车在工作中受的弯曲应力不是很大。因此，本车副车架所选用的材料为Q235号钢板冲压。在增加副车架的同时，为了防止由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中，所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定的要求。 副车架的截面形状及尺寸专用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如下图的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其

33、承受载荷的大小。对于随车起重运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内，应按如下图的方式用一块腹板将副车架截面封闭起来，以提高副车架的抗扭和抗弯能力。 图3.2 副车架的截面形状 1-副车架 2-腹板图3.3 加强后的副车架截面形状 副车架的前端形状及安装位置副车架前端形状常有三种形状(见图3.4)。对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如图3.4(c)所示：；。(a)U形 b角形 cL形图3.4 副车架的三种前端形状如果加工上述形状困难时，可以采用如图3.4所示的副车架前端简易形状，此时斜面尺寸较大。对于钢质副车架：；。对于硬本质副车架；。

34、副车架在汽车底盘上布置时，其前端应尽可能地往驾驶室后围靠近。图3.5为某散装水泥运输车的罐体、副车架相对于汽车底盘的安装位置。在满足轴荷分配的前提下，其中A不宜过大，留足空压机的位置即可；B为副车架的前端离主车架拱形横粱的距离，一般在100 mm之内；C为固定副车架的前面第一个U型螺栓距拱形横梁的距离，一般控制在500800 mm的范围内。本副车架前端采用U形结构。 图3.5 副车架的安装位置 1-上托架；2-下托架；3-螺栓 图3.6 连接支架 副车架与主车架的连接设计1、止推垫片：连接板上端与副车架相连，下端利用螺栓与主车架纵梁相连。止推垫片的优点在于可以承受较大的水平载荷。防止主车架纵梁

35、与副车架产生水平位移。两个止推垫片之间的距离为500到1000mm范围内。图3.7 止推连接板的结构 图3.8 连接支架2、连接支架：连接支架由相互独立的上、下托架组成，上、下托架均通过螺栓分别与副车架和主车架纵梁的腹板相固定，然后在用螺栓将上、下托架相连接。由于上、下托架之间留有间隙，因此连接支架所能承受的水平载荷较小3、U型螺栓连接：中选用其他连接装置较困难时，可以采用U型夹紧螺栓，但在车架承受扭转载荷最大范围内不允许使用U型螺栓。当采用U型螺栓固定时，为防止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块，但在消声器附近，必须使用角铁做内衬。 副车架的强度校核如果车架在危险工况下，危险截面的弯矩为

36、，那么可计算出副车架在危险截面的弯矩，即: (3.1)副车架最大弯曲应力满足以下强度条件: (3.2)式中： H副车架截面高度； M为横截面上的弯矩；W抗弯截面系数；许用弯曲应力。 以上所得出的副车架弯矩计算和强度校核公式完全可以用于设计计算和指导副车架的结构设计。经过计算，得出： (3.3)取疲劳系数为1.4，考虑到汽车的最差使用条件，取动荷系数为4.7，那么最大动应力为：纵梁材料Q235的屈服极限需用应力：从计算结果可知，本车架能够平安的承受载荷。 本章小结在本章里介绍了二类底盘的选择方法，主要选择长安汽车底盘其型号为SC1022DB。又介绍了主车架的改装要求及与副车架的连接方法，本课题中

37、由于主车架与副车架之间的连接选用支架与U型螺栓配合形式，故主车架不用考虑钻孔，只需考虑焊接的位置得当。副车架的设计要求。确定了副车架的断面形状、选用材料、前端形式及强度校核。第 4 章 冷藏保温汽车隔热车厢的结构设计4.1冷藏保温箱的类型与定义冷藏箱应到达的技术要求：(1) 足够的强度，可长期反复使用。(2) 适用于一种或多种运输方式运送，途中转运时，箱内货物不需换装。 (3) 具有快速装卸和搬运的装置，特别便于从一种运输方式转移到另一种运输方式。 (4) 便于货物装满和卸空。(5) 具有1及其以上的容积。但凡隔热的箱壁、箱门、箱底和箱顶，能阻止内外热交换的保温集装箱。保温集装箱中常见的冷藏集

38、装箱有耗用冷剂式冷藏集装箱、机械式冷藏集装箱、隔热集装箱、气调冷藏集装箱等。耗用冷剂式冷藏集装箱：此类冷藏集装箱的特点是在运输过程中，不需外接电源或燃料的供给等，无任何运动部件，维修保养要求低。主要缺点无法实现连续制冷，贮冷剂放冷或消耗必须重新冲冷或补充，较难实现精确温度控制，制冷设备占用空间较大。耗用冷剂式冷藏集装箱只能适应小型冷藏集装箱的短距离运输。目前耗用冷剂式冷藏集装箱只有在区域性短途冷藏运输中尚有使用，而在国际冷藏运输中已无使用并有逐步淘汰的趋势。机械式冷藏集装箱：根据GB/T73921998的分类，械式冷藏集装箱是指设有制冷装置的保温集装箱，制冷/加热集装箱是指设有制冷装置和加热装

39、置的保温集装箱。在实际中，通常把这两类集装箱通称为机械式冷藏集装箱。机械式冷藏集装箱装有制冷装置，可根据需要制冷，是冷藏箱的箱内温度控制在所设定的温度范围内。机械式冷藏集装箱以压缩式制冷为主，是当前技术最为成熟，应用最为广泛的一种冷藏运输工具。隔热集装箱的特点是箱体本身结构简单，箱体货物有效装载容积高，造价廉价，适合大批量、同品种冷冻或冷藏在固定航线上运输。缺点是缺少灵活性，对整个运输线路上的相关配套设施要求高。隔热集装箱在20世纪70年代前曾经是国际之间冷藏保鲜货物的主要运输工具之一，随着80年代后机械式冷藏集装箱的大量应用，目前隔热集装箱已逐步被更为灵活的机械式冷藏集装所取代，但在某些稳定

40、货源的航线上仍有使用。气调冷藏集装箱具有一般机械式冷藏集装箱的所有制冷或加热功能，同时气调冷藏集装箱装有一种调气设备，可以产生和维持一种修饰过的空气成分，以减弱新鲜果蔬的呼吸量和新陈代谢强度，从而减缓果蔬的成熟进程，到达保鲜的目的。采用气调冷藏运输具有保鲜效果好、贮藏损失少、保鲜期长和对果蔬无任何污染的优点。但由于采用气调设备后，技术要求高、冷藏箱价格高，并且气调在大批量货物的贮存和运输中更有优势，因此目前使用还不普遍。 4.2 隔热车厢的结构组成冷藏保温汽车隔热车厢(以下简称隔热车厢或车厢)是所有冷藏保温汽车的重要装置。作为车厢，它具备厢式汽车车厢的共性，但又要求它具有良好的隔热保温性能。因

41、此在结构上就是围绕如何提高车厢的隔热保温性能进行设计。隔热车厢是由顶板、底板(地板)、左右侧壁、前壁、后壁(后门框)和门组成。由于要求车厢具有隔热保温性，因此它的骨架具有承载与断热的双重功能。其中以承载为目的的骨架称为主骨架(与一般车厢的骨架作用相同)。这种骨架一般选用强度和刚度较高的金属(钢、铝型材)结构。而以断热为目的的骨架，称为辅助骨架(俗称“断热桥mm，非金属蒙皮厚度为23mm。蒙皮与骨架的连接方式通常采用拉铆连接(即单向膨胀的抽芯铆钉连接)。内外蒙皮之间的无骨架空间为隔热层，期间应填充隔热材料。4.3隔热车厢的结构形式隔热车厢的结构形式分为整体结构和分片拼装结构。 整体结构隔热车厢整

42、体结构隔热车厢是先以整体骨架型式或以分片拼装型式制成车厢，预留隔热层空间，然后整体注入硬聚氨脂泡沫。这种车厢的最大特点是它具有完整的隔热层，车厢的隔热、密封性能好。假设是采用现场喷涂发泡工艺，那么需先喷涂发泡材料，形成隔热层，取平后装车厢内蒙皮。整体隔热层式车厢的工艺流程大致如下：车厢外部整体成形车厢淋雨试验安装车厢内蒙皮注入发泡材料安装厢内附件安装车厢后门。注入发泡有两种方法：一为液态发泡，又称“一次发泡法。即将液态聚氨能各组分机械搅拌，高压喷雾成形。另一种为泡状发泡，又称“二次发泡法，即将聚氨酯各组分在注入前先进行一定程度的发泡，然后再注入隔热层空腔内发泡定型。由于发泡工艺分两步进行，因此

43、，第二次发泡时，聚氯酯的膨胀力已降到厢壁蒙皮可以承受的程度，因而不需大型的夹具。当然，二次发泡工艺较复杂且难掌握，发泡品质也稍逊色。 分片拼装结构隔热车厢分片拼装隔热车厢的结构特点是：将车厢的六大组成局部顶板。底板、左右侧壁、前壁、后壁和门分别采用聚氨酯或聚苯乙烯泡沫材料制成各自独立的厢壁隔热层，然后利用适宜的连接方式如铆接、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。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时，车厢底板装在车厢底架副车架上，前壁、左右侧壁立在底板上并采用铝型材与车厢底架横梁

44、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紧固。车厢内各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。车厢内有“T字形铝材地板或花纹铝材地板，以及挂钩，挂轨、导风条、排水管、照明等。车厢装配后，还须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。分片拼装式聚氨酯注入发泡隔热车厢的工艺流程大致是：零部件制作各片骨架焊接成型铆接内外蒙皮各片单独注入聚氨酯发泡材料形成隔热层各片拼装成车厢包括后门框拼缝注入发泡材料安装厢内连接件和附件。(2) “三明治板预制粘接式“三明治板拼装结构被国内越来越多的冷藏保温车生产企

45、业所采用。它不但在冷藏保温汽车上得到迅速开展，而且在冷藏集装箱上也被广泛采用。“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的工程塑料板。隔热材料一般选用性能良好的硬聚氨酯泡沫，也可选用硬聚苯乙烯泡沫，还可选用硬聚苯乙烯泡沫和硬聚氨酯泡沫组合成的隔热层。“三明治板制造工艺流程大致如下：(1) 蒙皮下料、清洗，将蒙皮其中一个外表打磨粗糙，去除外表杂物，喷涂底漆。(2) 将一块已经上述处理的蒙皮放入形状类似无盖矩形饭盒的模具内，喷漆外表朝上。(3) 蒙皮上外表满喷粘胶液。(4) 放置隔热材料。(5) 在隔热材料的上外表满喷粘

46、胶液。(6) 放置上蒙皮，注意将处理过的蒙皮外表朝向粘胶液。(7) 真空加压“三明治。(8) 消除压力、固化由于“三明治板没有骨架，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300600kPa。各片“三明治板预制成型后，先用粘胶剂将其拼装成车厢，然后在车厢内外拼缝出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。后门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。实验证明：采用整体骨架式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低，此外，它还具备

47、以下优点：(1) 具有完整隔热层。(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。但是也存在车厢质量重，本钱较高的问题。本设计采用采用“整体骨架式制板法。其制作过程大致如下：先已整体骨架形式制成车厢，预留足够隔热层空间，然后整体注入硬聚氨酯泡沫材料。联成一体而完成制板工作。采用这种工艺技术生产的冷藏、保温车厢整车强度高，厢体外表平整，整个车厢隔热密封性能好。4.4 车厢的结构设计车厢结构设计除了要满足有关整车的国家标准以外，还应使车厢具有适度的强度和刚度；力求减小自身质量，工艺简单；系列化、通用

48、化和标准化程度高；具有良好的隔热性能以及值用、维修和保养的方便性等。 隔热层材料与厚度对隔热层材料的要求(1)发泡均匀、密度小；(2)导热系数尽可能小，一般要求在0.045w(mK)以下；(3)对温度变化的稳定性要好，在-4070的使用温度范围内，使用性能要满足规定的要求(4)具有一定的机械强度，能承受汽车在恶劣道路条件下的振动、冲击而不受损或变形。(5)吸水性和吸湿性低，耐腐蚀抗冻性能好，(6)无毒无味，透气性小，隔热材料使用和燃烧时，不得分解出有毒和有害气体；(7)价格低、易成形，可采用充填、浇注、喷涂等工艺形成车厢隔热层。 隔热材料的种类目前，普遍应用的隔热材料主要有聚苯乙烯泡沫和聚氨酯

49、泡沫两种。聚苯乙烯泡沫是以含低佛点液体发泡剂的可发性聚苯乙烯颗粒，经加热预发袍后，在模具中加热成型而得微孔型蜂窝结构的泡沫材料。其物理机械性能见表4.1。表4.1 聚苯乙烯泡沫物理机械性能项 目单 位指 标密度吸水性压缩强度(压缩50)MPa2000弯曲强度MPa2200尺寸稳定性(-4070)%导热系数W(mK)自熄性s2聚氨酯泡沫隔热材料是目前应用十分广泛的优良隔热材料，其主要物理机械性能为：导热系数0.03w(mK)，抗拉强度2500 MPa，抗压强度2000 MPa。与钢板粘接力2900MPa，与胶合板粘接力1400 MPa。 影响聚氨酯隔热材料导热系数的主要因素有；泡沫密度、气饱直径

50、、气泡独立率、湿度和温度等。 隔热材料在使用过程中会发生老化。因此隔热车厢在使用6年左右时问就应该按有关规定重新测定总传热系数，不符合规定的那么应降级使用。 隔热层厚度隔热层厚度由车厢的使用要求和选用的隔热材料而定。假设选用聚氨酯泡沫隔热材料，对于冷藏汽车，其厚度在50120 mm之间；对于保温汽车其厚度在3070 mm之间。假设选用聚苯乙烯泡沫隔热材料，其厚度一般比聚氨酯泡沫材料增加20左右。本设计中顶板和底板采用100mm的保温板，四壁采用100mm的保温板。骨架采用焊接形式，内侧用角钢连接，外侧用合金包边件。4.5 本章小结本章介绍了保温箱的类型，隔热车厢的结构组成和形式。设计冷藏箱时所

51、采用的隔热材料，以及所设计的冷藏箱的结构形式。 第 5 章 制冷机组的选择 蒸汽压缩式制冷装置介绍制冷方式一般分为有：机械制冷、液氮制冷、蓄冷板制冷、干冰制冷和水(盐)冰制冷等。机械制冷大都采用蒸汽压缩式制冷。下面介绍本次采用的机械制冷装置。蒸汽压缩机式制冷装置主要由蒸发器4、压缩机1，冷凝器2和膨胀阀(毛细管)3等四个最根本部件组成，部件之间用管道连接成一密封系统(图5.1)。工作时，制冷剂在系统中循环，从蒸发器中吸收热量而沸腾汽化，在冷凝器中放出热量而冷却，从而产生冷量。1-冷凝器； 2-膨胀阀； 3-压缩机； 4-蒸发器图 蒸汽式压缩机原理图图蒸发器中的制冷剂在非工作状态时，下部是液体，

52、上部为饱和蒸汽，这种状态是不稳定的，也不与外界进行热交换。当压缩机抽吸蒸发器中的蒸气时，蒸汽压力下降，下部液体迅速沸腾汽化，通过管壁吸收周围介质(空气)的热量，风扇将低温介质(空气)吹向车厢内，产生对流，到达制冷。制冷剂在汽化过程中也使本身的温度和饱和蒸汽压下降，故压缩机抽走的是低压的制冷剂蒸汽。汽化有两种形式：在液体外表进行汽化，成为蒸发；在液体外表和内部同时进行汽化，成为沸腾。蒸发器工作时液体呈沸腾状态。通常将蒸发和沸腾合称为蒸发，所以使制冷液体汽化的部件称为蒸发器。低温低压的蒸气被压缩机吸入后压缩成高温高压的蒸气，输送给冷凝器。根据热力学第二定律，低温物质(蒸发器出来的低温低压蒸气)的热

53、量不能自动地传递给高温物体(周围介质，或空气或水)，必须要消耗一定的机械功才能实现热量传递。所以，压缩机就是用来对制冷剂作功，并使制冷剂在系统中循环。进入冷凝器的高压高温蒸气经管壁向周围介质(空气或水)进行热交换，放出热量，温度下降，成为高温(高于外界温度的饱和温度)和高压(冷凝压力)的液体。这样状态的液体还个能直接送入蒸发器必须再进一步使液体降温降压。为此，制冷剂要经膨胀阀后才进入蒸发器。膨胀阀的作用是节流降压。制冷剂液体经过膨胀阀阀孔时受到阻力，流量减少；之后，空间又突然增大，压力降低，少量液体吸热汽化，温度亦下降，成为低压低温的气液混合物进入蒸发器。在蒸发器内流动、吸热、汽化。膨胀阀还能

54、控制液体进入蒸发器的流量，使蒸发器中的蒸发压力控制在一定的范围，从而使车厢内维持需要的温度。所以，膨胀阀又叫调节阀或节流阀。整个循环过程的热平衡可用下式表示 (5.1)式中：Q向周围介质放出的热量，W；从被冷却介质吸收的热量，W；A单位时间内压缩机消耗的机械功，W。 隔热车厢的热工计算1、车厢隔热壁的传热过程车厢各壁板(包括顶板，底板、左右侧壁、前壁以及后门等)均视为隔热平壁(平板)。由于车厢壁板内外存在温度差，因此就必然产生热传导现象。当热量从隔热平壁一侧传至另一侧时，一般经历三个过程，即；高温空气中的热量传至高温一侧平壁外表；隔热平壁内的热传导，即热量从隔热平壁高温一侧外表传到低温一侧外表

55、；热量从隔热平壁低温一侧外表传至低温一侧的空气中。上述传热过程可以看成是以热传导为主要形式的隔热平壁内的传热和以对流换热、热辐射为主要形式的隔热壁面的边界传热。对于材质均匀的隔热平壁，单位时间内通过平壁的热量Q为： (5.2)式中： 隔热平壁的传热系数(1R)，R为隔热平壁的传热热阻()；F隔热平壁的传热面积()； T隔热平壁的两侧温度差(K). 值反映了车厢平壁的传热程度，值越大，传热过程越强烈也就是说，在同样传热面积和车厢内外温差的情况下，传递的热量越多，车厢隔热性能越差；反之，车厢隔热性能越好。这里的传热系数选择最大，室外温度设为30.厢内最低温度为0。2、车厢隔热边界的传热(1) 空气

56、与隔热壁外表的对流交换 对流换热是流体与某一固体外表相接处所产生的换热过程，它是由于流体的对流和流体分子间的导热联合作用的结果。对流交换可分为自然对流和强制对流。自然对流是由于流体各部冷热不均而引起的流动;强制对流那么是由于外部的作用，例如风机或其他压差作用而产生的流体流动。无论是哪种形式的对流换热，单位时间、单位面积上所交换的热量均可用牛顿公式计算： (5.3)或 (5.4)式中： 流体与隔热壁外表的温度差(K)； F隔热壁外表面积()； 对流换热系数对流换热系数是表征对流换热过程强烈程度的物理量，它表示单位外表积单为时间内在l K温差作用下，通过对流换热所传递的热量，常用下式计算： (5.

57、5)式中：靠近隔热壁外外表处的空气流速，取决于汽车行驶时与空气的相对速度()。车厢隔热壁内外表与厢内空气发生对流交换时，换热系数可用以下公式计算：当5K时， ()当5K时， ()式中： 隔热壁内外表与厢内空气的温度差(K)； 与厢内空气流动和温度差有关的系数假设空气为自然循环，2328。(2)空气与隔热壁外表间的热辐射 物体的热辐射主要与温度有关，假设车厢隔热壁温度为，那么单位时间内从单位面积上辐射的热能可由斯蒂芬波尔兹曼定律得到： (5.8)式中 隔热壁外外表的黑度，其值1，它与物体外表状态有关， 斯蒂芬-波尔兹曼常数，其值； 隔热壁外外表的热力学温度(K)。当车厢隔热壁周围空气温度为时的辐

58、射热能为，那么车厢隔热外表所得的热辐射热为： (5.9)式中： 隔热壁外表的吸收率，； 隔热壁周围空气的吸收率，； 当量黑度，。为了方便计算，采用类似于对流换热公式表示辐射热换 (5.10)式中： 辐射换热系数， 辐射换热物体间的温度差，(K)。辐射换热系数值可用下式计算： (5.11)式中： 隔热壁外表温度和周围空气温度的平均值(K)。假设将边界的对流换热和辐射换热综合考虑，其总换热量为： (5.12)或 式中： 总换热系数； 隔热壁外表温度和与之接触的空气的温度差(K)； F隔热壁外表面积()。设隔热壁外侧外表的总换热系数为。内侧外表的总换热系数为，那么车厢隔热壁两侧的总换热量分别为： (

59、5.13) (5.14)在使用上述公式时，未考虑太阳辐射热。3、车厢隔热壁传热系数的计算根据以上分析，可将冷藏保温汽车隔热车厢各壁板均作为隔热平壁进行热力计算。设：、别为隔热壁外、内侧的空气温度，且；、分别为隔热壁外、内侧壁面温度；、分别为隔热壁外、内侧壁面的换热系数。由于在稳定传热条件下，每小时通过面积为F的隔热壁所传递的热量相等，可得以下关系式： (5.15) (5.16) (5.17)整个传热过程的热流量为： (5.18) 隔热车厢的热负荷计算冷藏保温汽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。隔热车厢热负荷计算分别如下：(1) 从车厢外经隔热壁传入车厢内的热量=KF=

60、0.474.578830=894.5 W (5.19)式中: k隔热车厢总的传热系数，W/K； F隔热车厢的传热面积，； 隔热车厢外的空气温度，K； 隔热车厢内的空气温度，K；(2) 由货厢各处缝隙造成的漏气而传入车厢的热流量实际计算时常用如下经验公式：=0.1894.5=89.45 W (5.20)一般情况下，取 货厢漏气严重时，取(3) 太阳辐射的热流量 =K=0.429.83500.5=298.3 W (5.21)式中: 货厢受太阳辐射的面积,一般取传热面积的3550, 货厢受太阳辐射的外表平均温度,取=+20,K T货厢每天受太阳照射的时间,取1214h。(4) 卸装货物开门传入的热量