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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
隨著改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活對(duì)冷藏汽車的需求越來(lái)越來(lái)迫切，使用的覆蓋面越來(lái)越來(lái)廣泛，需求量也越來(lái)越來(lái)大。方便靈活的冷藏汽車在我國(guó)冷藏運(yùn)輸中扮演了越來(lái)越重要的角色。冷藏保溫汽車是冷藏運(yùn)輸用的專用汽車，用來(lái)運(yùn)輸易腐貨物和對(duì)溫度有特殊要求的貨物。本設(shè)計(jì)以一汽解放悍威J5M汽車二類底盤為基礎(chǔ)，改裝設(shè)計(jì)為大型冷藏汽車，該車?yán)洳叵渫ㄟ^(guò)焊接安裝在副車架上。冷藏車廂既有隔熱保溫作用，又安裝有制冷機(jī)組制冷，滿足冷藏車的冷藏溫度-4℃的設(shè)計(jì)要求。運(yùn)輸途中壓縮機(jī)通過(guò)皮帶由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
關(guān)鍵詞：冷藏運(yùn)輸；冷藏保溫汽車；專用汽車；隔熱保溫；制冷機(jī)組
ABSTRACT
With the continuous deepening of reform and opening up, economic construction and people's growing demand for refrigerated vehicles to pressing to use more and more extensive coverage, demand is also growing to large. Convenient and flexible in our refrigerated transport refrigerated vehicles play an increasingly important role. Refrigerated vehicles are used in special refrigerated transport vehicles used to transport perishable goods and have special requirements on the temperature of the goods. The design FAW Hanwei J5M two types of chassis-based vehicles, modified design for large refrigerated cars, car refrigerator mounted by welding on the subframe. The role of both thermal insulation cold storage compartment, and a refrigeration unit installed refrigeration, refrigerated trucks to meet the temperature of -4 ℃ refrigeration design requirements. Transit through the belt by the engine-driven compressor.
Key words：Refrigerated Transport; Refrigerated vehicles; Special Vehicle Design; Insulation; Refrigeration unit
II
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1 改裝冷藏汽車的目的和意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 2
1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.2 冷藏汽車的發(fā)展前景 3
1.3 課題主要內(nèi)容 3
第2章 總布置方案及二類底盤參數(shù) 5
2.1 整車總布置 5
2.2 二類底盤參數(shù) 5
2.3 本章小結(jié) 7
第3章 車廂設(shè)計(jì) 8
3.1 車廂尺寸參數(shù)的確定 8
3.1.1 車廂外廓尺寸 8
3.1.2 車廂內(nèi)尺寸 8
3.2 車廂結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 8
3.2.1 車廂骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
3.2.2 蒙皮的設(shè)計(jì) 11
3.2.3 隔熱車廂的結(jié)構(gòu)型式 11
3.2.4 隔熱層材料選擇和設(shè)計(jì) 12
3.3 車廂后門、密封條的設(shè)計(jì) 13
3.3.1 車廂后門的設(shè)計(jì) 13
3.3.2 密封條的設(shè)計(jì) 13
3.4 熱平衡計(jì)算 14
3.5 本章小結(jié) 16
第4章 副車架的設(shè)計(jì) 17
4.1 副車架設(shè)計(jì) 17
4.2 本章小結(jié) 21
第5章 制冷機(jī)組的選擇與布置 22
5.1 蒸汽壓縮式制冷裝置介紹 22
5.1.1 制冷基本原理 22
5.1.2 制冷劑 23
5.2 制冷系統(tǒng)各裝置的選擇 27
5.2.1 冷凝器的選擇 27
5.2.2 蒸發(fā)器的選擇 28
5.3 制冷系統(tǒng)各裝置的布置 28
5.3.1 冷凝器的布置 28
5.3.2 蒸發(fā)器的布置 28
5.4 本章小結(jié) 28
第6章 鎖門機(jī)構(gòu) 29
6.1 車廂門鎖 29
6.2 車廂門鉸鏈 29
6.3 本章小結(jié) 30
第7章 整車性能分析 31
7.1 汽車動(dòng)力性能分析 31
7.1.1 基本參數(shù)的確定 31
7.1.2 汽車的行駛方程式 32
7.1.3 汽車動(dòng)力性能計(jì)算 35
7.2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 37
7.3 整車穩(wěn)定性分析 38
7.3.1 空載質(zhì)心高度的計(jì)算 38
7.3.2 空載側(cè)傾角的計(jì)算 38
7.4 本章小結(jié) 39
結(jié) 論 40
參考文獻(xiàn) 41
致 謝 42
附 錄 43
第1章 緒 論
1.1 改裝冷藏汽車的目的和意義
冷藏保溫車主要用來(lái)運(yùn)輸易腐或?qū)囟扔刑囟ㄒ蟮呢浳?，目前，?guó)內(nèi)外冷藏保溫車輛朝著多品種、系列化、小批量生產(chǎn)方向發(fā)展?？茖W(xué)合理的設(shè)計(jì)冷藏保溫車的制冷系統(tǒng)、隔熱車廂及相關(guān)附件、可有效的保證冷藏運(yùn)輸質(zhì)量，降低能耗，降低運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效益。對(duì)于需要近距離冷藏運(yùn)輸?shù)呢浳?小型冷藏保溫車輕便,靈活的特點(diǎn)便能過(guò)完成.對(duì)于需要遠(yuǎn)距離冷藏運(yùn)輸?shù)呢浳?大中型的冷藏保溫車邊應(yīng)運(yùn)而生,它具有載重量大,運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn).因此,開(kāi)展本課題的設(shè)計(jì)與研究有重要意義。
據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估計(jì)，目前世界各國(guó)農(nóng)牧業(yè)每年生產(chǎn)的各種食品達(dá)30多億噸，其中肉、魚(yú)、蛋、奶、水果和蔬菜等易腐食品有10億多噸。這些食品中約有20%因運(yùn)輸不當(dāng)而腐爛變質(zhì)。我國(guó)是農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，肉類、水產(chǎn)類和雞蛋等產(chǎn)品的產(chǎn)銷量均居世界首位，分別占世界總產(chǎn)量的25.13%、17.98%、和42.85%。目前，我國(guó)肉類食品年產(chǎn)量約5600萬(wàn)噸，速凍食品850萬(wàn)噸、乳制品800萬(wàn)噸，還有每年約4000萬(wàn)噸的水產(chǎn)品以及大量的蔬菜都需要冷藏運(yùn)輸。在發(fā)達(dá)國(guó)家，上述產(chǎn)品的冷藏運(yùn)輸率都已超過(guò)50%，其中美國(guó)、日本、西歐等國(guó)家和地區(qū)超過(guò)80%，而我國(guó)只有15%。相對(duì)于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)易腐食品的消費(fèi)水平還不高，而且冷藏運(yùn)輸率偏低，致使每年約有100萬(wàn)噸的水果腐爛變質(zhì)或貶值處理；捕撈的魚(yú)類每年也有40萬(wàn)噸左右爛掉。有關(guān)部門估計(jì)，我國(guó)易腐食品的損耗和浪費(fèi)每年高達(dá)10多億元。
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展 人民生活水平不斷提高 食品供給對(duì)時(shí)效和品質(zhì)的要求越來(lái)越高 尤其對(duì)易腐貨物輸運(yùn)更是提出所謂的“3T 原則”（Time —貯藏和流通時(shí)間 Temperature —相宜的溫度 Tolerance —耐貯藏性）。冷藏保溫汽車的經(jīng)濟(jì)意義在于保證貨物的運(yùn)輸質(zhì)量，避免易腐貨物在運(yùn)輸過(guò)程中腐爛變質(zhì)而受到經(jīng)濟(jì)損失。食品的生產(chǎn)、加工、保管、貯藏、運(yùn)輸及銷售分配與人民生活密切相關(guān)，食品冷藏鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都與人民生活休戚相關(guān)。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估計(jì)，目前世界各國(guó)農(nóng)牧業(yè)每年生產(chǎn)食品三十多億噸，其中易腐食品約占三分之一，這些食品在流通過(guò)程中腐爛變質(zhì)不堪食用的有2～3億噸。我國(guó)人民易腐食品的消費(fèi)水品并不高，但損耗和浪費(fèi)也十分驚人，肉類、水產(chǎn)、禽蛋、水果、蔬菜等每年都有大量腐爛損失，有的是在產(chǎn)地變質(zhì)，有的在流通過(guò)程中遭受損失。外貿(mào)方面也有食品運(yùn)到口岸后因質(zhì)量不符要求而被退回內(nèi)銷造成大量經(jīng)濟(jì)損失的情況。建立和完善食品冷藏鏈就能大大減少和基本避免這類損失。
冷藏保溫汽車由于適用范圍廣、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)和裝卸次數(shù)少、可實(shí)行門對(duì)門運(yùn)輸?shù)葍?yōu)越性而在冷藏運(yùn)輸中占有極為重要的地位，成為食品冷藏鏈中不可缺少的運(yùn)輸環(huán)節(jié)。與其它冷藏運(yùn)輸方式比較，公路冷藏運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益主要有“運(yùn)距效益”、“時(shí)間效益”和“運(yùn)輸質(zhì)量效益”。“運(yùn)距效益”是指汽車運(yùn)輸其運(yùn)距往往小于鐵路運(yùn)輸或水路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)距；汽車運(yùn)輸速度比水路快，又不像鐵路運(yùn)輸需要多次裝卸轉(zhuǎn)運(yùn)、編組待運(yùn)，其送達(dá)時(shí)間一般都比水路、鐵路短，即具有較高的“時(shí)間效益”；汽車?yán)洳剡\(yùn)輸裝卸次數(shù)和中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，就減少了易腐貨物因裝卸和中轉(zhuǎn)貯藏時(shí)碰傷及貨溫升高造成的損耗，具有十分明顯的“運(yùn)輸質(zhì)量效益”。以前人們經(jīng)常只考慮運(yùn)價(jià)和運(yùn)輸成本，其實(shí)這是遠(yuǎn)為不夠的，還必須考慮貨損、送達(dá)時(shí)間、能耗、投資經(jīng)濟(jì)效益等因素，即應(yīng)綜合考慮運(yùn)方和貨方的利益，更需考慮廣泛的社會(huì)效益。我國(guó)以前常用敞車和篷車類普通貨車來(lái)運(yùn)輸易腐食品，包括運(yùn)輸鮮凍魚(yú)肉，不僅造成食品大量腐爛變質(zhì)，而且使食品遭到污染，影響食用者的健康，也給國(guó)家造成大量經(jīng)濟(jì)損失。1982年我國(guó)頒布了《食品衛(wèi)生法》，明文規(guī)定易腐食品的運(yùn)輸條件，這是從法律上肯定了冷藏運(yùn)輸?shù)闹匾饬x。
1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景
1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
冷藏保溫汽車是冷藏運(yùn)輸用的專用汽車，用來(lái)運(yùn)輸易腐貨物和對(duì)溫度有特殊要求的貨物。冷藏保溫汽車是重要的公路冷藏運(yùn)輸工具。對(duì)冷藏保溫汽車的基本功能要求就是在任何外界條件下，均能保持貨物在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中不致腐敗變質(zhì)。
隨著改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活對(duì)冷藏汽車的需求越來(lái)越來(lái)迫切，使用的覆蓋面越來(lái)越來(lái)廣泛，需求量也越來(lái)越來(lái)大。方便靈活的冷藏汽車在我國(guó)冷藏運(yùn)輸中扮演了越來(lái)越重要的角色。據(jù)預(yù)測(cè)，2006-2010年，我國(guó)公路冷藏運(yùn)輸?shù)哪赀\(yùn)量將從1767萬(wàn)噸增加到2185萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)7％；公路冷藏運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)量占冷藏貨物運(yùn)輸總量也將從25 ％增長(zhǎng)到30％。與此同時(shí)，我國(guó)冷藏汽車的需求量也將大幅增長(zhǎng)，中型車將有很大部分被輕、微型和重型車所取代，液氮、二氧化碳、蓄冷板等新型制冷方式的新能源冷藏車會(huì)越來(lái)越受歡迎 。從市場(chǎng)需求的角度觀察冷藏車行業(yè)，2002-2008年，冷藏汽車每年賣出約4000多輛，預(yù)計(jì)最近幾年年需求量保持在4000至5000輛以上。冷藏汽車的需求量年均增長(zhǎng)率約在8%-12%之間，專家預(yù)測(cè)，隨著對(duì)冷藏車用途及使用性能的要求越來(lái)越多及越來(lái)越高，冷藏車的生產(chǎn)朝著多品種、小批量的方向發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。中型車將有很大部分被輕、微型和重型車所取代。
歐美國(guó)家冷藏保溫汽車發(fā)展較早，目前已成為專用汽車的主要種類之一。美國(guó)近期保溫車約占全國(guó)載貨汽車保有量的0.8%，還有冷藏保溫掛車和半掛車，占其總數(shù)的9.7%。法國(guó)現(xiàn)有冷藏保溫汽車掛車和半掛車占全國(guó)運(yùn)輸汽車總數(shù)的1%。德國(guó)冷藏保溫汽車、半掛車占全國(guó)運(yùn)輸汽車總數(shù)的2%。英國(guó)冷藏保溫汽車占全國(guó)貨運(yùn)汽車總數(shù)的2.8%。目前日本年產(chǎn)冷藏保溫汽車二至三萬(wàn)輛，保有量近九萬(wàn)輛。俄羅斯冷藏保溫汽車約占貨運(yùn)汽車的2.3%。歐美日本冷藏保溫汽車結(jié)構(gòu)工藝先進(jìn)，并十分重視性能試驗(yàn)。歐洲很早便已建立了冷藏運(yùn)輸工具的試驗(yàn)基地和試驗(yàn)中心，比較著名的有奧地利維也納亞森納爾試驗(yàn)站、意大利的帕多瓦和羅馬試驗(yàn)站、德國(guó)的慕尼黑試驗(yàn)站和法國(guó)的安東尼試驗(yàn)站。
1.2.2 冷藏汽車的發(fā)展前景
國(guó)內(nèi)冷藏保溫車的保有量約有40000輛，但與美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，明顯不足。上世紀(jì)90年代初，美國(guó)冷藏汽車的保有量為16萬(wàn)輛，日本達(dá)12萬(wàn)輛。目前國(guó)內(nèi)大量需要冷藏運(yùn)輸?shù)呢浳镞€是靠普通車輛運(yùn)輸，所以冷藏保溫車市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，特別是最近幾年各大城市菜籃子工程的啟動(dòng)以及各大食品企業(yè)，冷飲企業(yè)的速凍、保鮮食品的發(fā)展，將促進(jìn)冷藏保溫車輛需求的增長(zhǎng)。
近些年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)保、安全、效率和審美等方面要求的不斷提高貨車廂式化和廂式車專用化與多功能化的傾向已日見(jiàn)明顯。廂式物流車有多種結(jié)構(gòu)。如廂體結(jié)構(gòu)有硬體的和軟體的，有后對(duì)開(kāi)門的和后卷簾門式的，有側(cè)開(kāi)門的和翼開(kāi)門的，還有帶液壓升降尾板的，其用途也各有不同。由于肉類，速凍食品、冷飲、乳制品及水產(chǎn)品、蔬菜、鮮果類商品的總產(chǎn)量和運(yùn)輸量的增加，每年對(duì)冷藏車、保溫車的需求量將達(dá)到4000~5000輛。
冷藏運(yùn)輸是包括產(chǎn)地冷藏庫(kù)、中轉(zhuǎn)冷藏庫(kù)、銷售冷藏庫(kù)（柜）以及冷藏運(yùn)輸設(shè)備等構(gòu)成的“冷藏鏈”中的重要環(huán)節(jié)，冷藏保溫汽車對(duì)于保證貨物質(zhì)量有著重大的經(jīng)濟(jì)意義。
1.3 課題主要內(nèi)容
改裝設(shè)計(jì)一種冷藏汽車?？傎|(zhì)量25000Kg，滿足專用汽車相關(guān)設(shè)計(jì)要求。
1. 二類汽車底盤選取
2. 車廂與底盤連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3. 車廂設(shè)計(jì)
（1）車廂尺寸參數(shù)確定；
（2）車廂結(jié)構(gòu)；
4. 取力及制冷設(shè)計(jì)
5. 鎖門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第2章 總布置方案及二類底盤參數(shù)
2.1 整車總布置
冷藏汽車系由汽車二類底盤、隔熱貨廂和制冷（加熱）裝置組成。汽車底盤的噸級(jí)一般根據(jù)裝載貨物的質(zhì)量以及隔熱車廂的容積確定。
機(jī)械制冷冷藏汽車的整車布置主要取決于選用的制冷機(jī)組結(jié)構(gòu)型式及制冷機(jī)組主要部件(動(dòng)力裝置、壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器等)的安裝位置。
按是否自帶動(dòng)力裝置，制冷機(jī)組可分為獨(dú)立式(自帶動(dòng)力裝置)和非獨(dú)立式(不帶動(dòng)力裝置)兩種。獨(dú)立式制冷機(jī)組的動(dòng)力裝置多采用內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)。其中，有的獨(dú)立式制冷機(jī)組僅有一種動(dòng)力裝置；有的則既裝有內(nèi)燃機(jī)又裝有電動(dòng)機(jī)，以其中的一種為主，另一種作為備用，以提高制冷機(jī)組的工作可靠性。非獨(dú)立式制冷機(jī)組本身雖無(wú)動(dòng)力裝置，但是可以方便地利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置。取出動(dòng)力方式一般有兩種途徑：一種是利用皮帶傳動(dòng)，直接從發(fā)動(dòng)機(jī)前端取出；另一種是利用變速器的取力窗口，從中間軸或倒擋軸上通過(guò)齒輪傳動(dòng)取出。
按動(dòng)力裝置、壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器四大部件安裝位置不同，制冷機(jī)組又可分為整體式和分體式兩種。四大部件組裝成一體，則稱整體式；四大部件按其需要分別安裝在冷藏汽車的不同部位，彼此用管道相連，則稱分體式。無(wú)論是整體式還是分體式，動(dòng)力裝置總是與壓縮機(jī)安裝在一起，并用皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作。
對(duì)于本設(shè)計(jì),底盤采用一汽解放J5M二類底盤,車廂為整體結(jié)構(gòu)隔熱車廂,采用獨(dú)立式制冷機(jī)組。
2.2 二類底盤參數(shù)
解放汽車底盤型號(hào) CA1253P7K1L11T1E
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) BF6M1013-26E3;
變速器 陜齒8JS118;
傳動(dòng)軸：開(kāi)式，四根，六個(gè)萬(wàn)向節(jié)及三套中間支承承，軸管尺寸Φ108×7mm；
前軸：整體式鍛壓成型，“工”字形斷面，中間斷面，110mm，高122mm，彈簧座處落差100mm，主銷中心距1723mm
驅(qū)動(dòng)橋：主減速器從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑Φ457mm.鍛造橋殼，全浮式半軸，直齒錐齒輪減速器，主減速比i0=4.875
車架：縱梁最大斷面尺寸（斷面高×翼面高×板料厚）：320×90（8+5）mm。車架外寬865mm。
車輪，輪胎：
輪輞8.00V—20，輪胎11.00-20
轉(zhuǎn)向器：
循環(huán)球整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，缸徑110.傳動(dòng)比23
制動(dòng)系：
手動(dòng)調(diào)整臂，前后獨(dú)立雙回路氣制動(dòng)；裝有快放閥，空氣處理單元，制動(dòng)管路采用快插接頭，四通道ABS。
行車制動(dòng)器 前后均為氣動(dòng)鼓式，前制動(dòng)鼓內(nèi)徑Φ440，后制動(dòng)鼓內(nèi)徑Φ410；蹄片寬度；前輪135,；后輪150.
駐車制動(dòng)器 系統(tǒng)中裝有繼動(dòng)閥，活塞式制動(dòng)缸，手動(dòng)閥控制，作用于后橋上。
空氣壓縮機(jī) 單缸水冷，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，800kPa壓力下，實(shí)際排氣量不小于380L/min。
貯氣筒 共有三個(gè)，兩個(gè)容積35L，分別供前橋，后橋制用氣；另一個(gè)容積15L的駐車及輔助制動(dòng)供氣；
輔助制動(dòng)器 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)閥及控制氣缸，電磁氣動(dòng)操縱。
駕駛室及裝備：
09款全浮改臉駕駛室，駕駛室內(nèi)寬2.2米，整體式儀表板及轎車化內(nèi)飾，三人座，手動(dòng)式液壓舉升翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，帶預(yù)警顯示的駕駛室鎖緊機(jī)構(gòu)；多功能可調(diào)高靠背座椅，靠背角度可調(diào)的乘客座椅，均帶安全帶。中間座椅，裝安全帶；三檔電動(dòng)刮水器，單臂式玻璃升降器，卡板式門鎖，風(fēng)窗洗滌器，地毯、冷氣，大型球面后視鏡，空氣混合型暖風(fēng)系統(tǒng)，多點(diǎn)噴出式除霜裝置，選裝空調(diào)。
電器、儀表：
電氣系統(tǒng) 整車電氣系統(tǒng)24V，負(fù)極搭鐵
蓄電池 6-QAW-120D，兩只串聯(lián)。
發(fā)電機(jī) 整體交流發(fā)電機(jī)，負(fù)極搭鐵，電壓28V，電流45A，功率1kw
起動(dòng)機(jī) 電磁操縱式，電壓24V，最大輸出功率6kw
儀表 組合儀表
組合開(kāi)關(guān) 轉(zhuǎn)向信號(hào)、變光，刮水器和洗滌器，燈光開(kāi)關(guān)組成，設(shè)有轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)自動(dòng)回位裝置；起動(dòng)開(kāi)關(guān)有自鎖轉(zhuǎn)向盤的防盜機(jī)構(gòu)及停機(jī)裝置；功能開(kāi)關(guān)；預(yù)熱，電氣喇叭轉(zhuǎn)化、排氣制動(dòng)、前霧燈、后霧燈、危險(xiǎn)警報(bào)開(kāi)關(guān)組成；
燈光系統(tǒng) 組合式前照燈：含遠(yuǎn)光燈、近光燈、前轉(zhuǎn)向燈、前位燈、轉(zhuǎn)向輔助照明燈；前霧燈；組合式后燈；含制動(dòng)燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、后位燈和反射器、倒車燈、牌照燈、危險(xiǎn)警報(bào)燈、后示廓燈
暖風(fēng) 暖風(fēng)電動(dòng)，24V永磁式，輸出功率85W
刮水器 刮水器電動(dòng)機(jī)，永磁雙速直流電動(dòng)機(jī)
電路保護(hù) 4路大功率熔斷器及32路片式熔斷器組成；
電路控制 保險(xiǎn)絲盒總成，控制盒總成及電源賠點(diǎn)盒總成組成。
2.3 本章小結(jié)
本章對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，確定了整車結(jié)構(gòu)形式。選定了專用車的二類底盤，并詳細(xì)介紹了二類底盤及動(dòng)力總成的參數(shù)，為下一步車廂設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
第3章 車廂設(shè)計(jì)
3.1 車廂尺寸參數(shù)的確定
3.1.1 車廂外廓尺寸
在滿足裝載容積及裝卸方便的情況下，應(yīng)盡量減小廂體高度，以降低質(zhì)心，提高汽車行駛的穩(wěn)定性。
車廂長(zhǎng)×寬×高：9300×2280×2400（mm）
3.1.2 車廂內(nèi)尺寸
車廂組裝完成后
車廂內(nèi)尺寸為 長(zhǎng)×寬×高：9100×2080×2200（mm）
3.2 車廂結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
車廂底板由13根方木作為骨架;車廂前壁,左右側(cè)壁中主骨架通過(guò)螺釘與方木聯(lián)結(jié);頂板主骨架分別與前壁,左右側(cè)壁焊接在一起;前壁,左右側(cè)壁相互焊接.材質(zhì)為玻璃鋼的副主骨架鉚接在主骨架上. 從而組成車廂的骨架結(jié)構(gòu)。
車廂的內(nèi)外蒙皮分別通過(guò)鉚接安裝在輔助,主骨架上.內(nèi)外蒙皮之間充滿聚氨酯泡沫隔熱材料.最后將鋁型材包邊件鉚接在車廂內(nèi)外的邊角上.最后將車門通過(guò)鉸鏈安裝在后門框內(nèi)。
3.2.1 車廂骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）骨架結(jié)構(gòu)
車廂骨架總成由底板的方木以及前壁,左右側(cè)壁中的主副骨架連接而成,矩形木方截面尺寸為:2080×60×100,鋼制主骨架截面尺寸:h×c1×c2×b:40×40×64×4 ,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.1。輔助骨架截面尺寸:h×c×b:60×44×4,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.2。各個(gè)主骨架之間通過(guò)方形鋼管焊接,方形鋼管截面尺寸為: 32×32,厚度為4。
圖3.1 主骨架
圖3.2 輔助骨架
（2）前壁骨架
前壁骨架由主骨架,輔助骨架,方形鋼管結(jié)構(gòu)組成，長(zhǎng)度為2280mm,高度為2400mm,骨架下端與底板方木通過(guò)螺釘連接,上端與頂板骨架焊接在一起,方形鋼管與左右側(cè)壁焊接.輔助骨架比主骨架短40mm,便于主骨架與頂板方形鋼管的焊接.且輔助骨架上打有螺釘孔。
圖3.3 前壁骨架結(jié)構(gòu)
（3）左右側(cè)壁骨架
左右側(cè)壁骨架是由主骨架,輔助骨架,方形鋼管結(jié)構(gòu)組成, 長(zhǎng)度為9300mm,高度為2400mm, 骨架下端與底板方木通過(guò)螺釘連接, 上端與頂板骨架焊接在一起,方形鋼管與左右側(cè)壁焊接,輔助骨架比主骨架短100mm,便于主骨架與頂板主骨架的焊接,且輔助骨架上打有螺釘孔。
圖3.4 側(cè)壁骨架結(jié)構(gòu)
（4）底板骨架
底板骨架為方木,與副車架橫梁相對(duì)應(yīng)。
圖3.5 底板骨架
3.2.2 蒙皮的設(shè)計(jì)
蒙皮分別與主骨架和輔助骨架相連、其間形成了填裝隔熱材料的空間。車廂的外蒙皮通常采用0.8-1.5mm厚的薄鋼板，本車選用1.2mm的鋼板。內(nèi)蒙皮通常為非金屬材料,本車選用3mm的木板. 蒙皮與骨架的連接方式通常采用拉鉚連接(抽芯鉚釘連接)。
3.2.3 隔熱車廂的結(jié)構(gòu)型式
整體隔熱層式車廂 這種結(jié)構(gòu)型式是先以整體骨架型式或以分片拼裝型式制成車廂，預(yù)留隔熱層空間，然后整體注入硬聚氨脂泡沫。這種車廂的最大特點(diǎn)是它具有完整的隔熱層，車廂的隔熱、密封性能好。
若是采用現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡工藝，則需先噴涂發(fā)泡材料，形成隔熱層，取平后裝車廂內(nèi)蒙皮。
整體隔熱層式車廂的工藝流程大致如下：
車廂外部整體成形→車廂淋雨試驗(yàn)→安裝車廂內(nèi)蒙皮→注入發(fā)泡材料→安裝廂內(nèi)附件→安裝車廂后門。
注入發(fā)泡有兩種方法：一為液態(tài)發(fā)泡，又稱“一次發(fā)泡法”。即將液態(tài)聚氨能各組分機(jī)械攪拌，高壓噴霧成形。另一種為泡狀發(fā)泡，又稱“二次發(fā)泡法”，即將聚氨酯各組分在注入前先進(jìn)行一定程度的發(fā)泡，然后再注入隔熱層空腔內(nèi)發(fā)泡定型。由于發(fā)泡工藝分兩步進(jìn)行，因此，第二次發(fā)泡時(shí)，聚氯酯的膨脹力已降到廂壁蒙皮可以承受的程度，因而不需大型的夾具。當(dāng)然，二次發(fā)泡工藝較復(fù)雜且難掌握，發(fā)泡品質(zhì)也稍遜色。
3.2.4 隔熱層材料選擇和設(shè)計(jì)
(1)對(duì)隔熱層材料的要求
①發(fā)泡均勻、密度??；
②導(dǎo)熱系數(shù)盡可能小，一般要求在0.045w／(m·K)以下；
③對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性要好，在-40~70℃的使用溫度范圍內(nèi)，使用性能要滿足規(guī)定的要求
④具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能承受汽車在惡劣道路條件下的振動(dòng)、沖擊而不受損或變形。
⑤吸水性和吸濕性低，耐腐蝕．抗凍性能好，
⑥無(wú)毒無(wú)味，透氣性小，隔熱材料使用和燃燒時(shí)，不得分解出有毒和有害氣體；
⑦價(jià)格低、易成形，可采用充填、澆注、噴涂等工藝形成車廂隔熱層。
(2)隔熱材料的種類 目前，普遍應(yīng)用的隔熱材料主要有聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫兩種。
聚苯乙烯泡沫是以含低佛點(diǎn)液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，經(jīng)加熱預(yù)發(fā)袍后，在模具中加熱成型而得微孔型蜂窩結(jié)構(gòu)的泡沫材料。其物理機(jī)械性能見(jiàn)下表。
項(xiàng) 目
單 位
指 標(biāo)
密度
≤0.03
吸水性
≤0.08
壓縮強(qiáng)度(壓縮50％)
Mpa
2≥000
彎曲強(qiáng)度
Mpa
≥2200
尺寸穩(wěn)定性(-40~70℃)
%
±0.5
導(dǎo)熱系數(shù)
W／(m·K)
0.44
自熄性
s
<2
聚氨酯泡沫隔熱材料是目前應(yīng)用十分廣泛的優(yōu)良隔熱材料，其主要物理機(jī)械性能為：導(dǎo)熱系數(shù)0.03w／(m·K)，抗拉強(qiáng)度2500 Mpa，抗壓強(qiáng)度2000 Mpa。與鋼板粘接力2900Mpa，與膠合板粘接力1400 Mpa。
影響聚氨酯隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素有；泡沫密度、氣飽直徑、氣泡獨(dú)立率、濕度和溫度等。
隔熱材料在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生老化。因此隔熱車廂在使用6年左右時(shí)問(wèn)就應(yīng)該按有關(guān)規(guī)定重新測(cè)定總傳熱系數(shù)，不符合規(guī)定的則應(yīng)降級(jí)使用。
(3)隔熱層厚度 隔熱層厚度由車廂的使用要求和選用的隔熱材料而定。若選用聚氨酯泡沫隔熱材料，對(duì)于冷藏汽車，其厚度在50~120 mm之間；對(duì)于保溫汽車．其厚度在30~70 mm之間。若選用聚苯乙烯泡沫隔熱材料，其厚度一般比聚氨酯泡沫材料增加20％左右。
本車采用聚氨酯泡沫隔熱材料,厚度為100mm。
3.3 車廂后門、密封條的設(shè)計(jì)
3.3.1 車廂后門的設(shè)計(jì)
隔熱車廂門在裝卸作業(yè)時(shí),是冷藏貨物的進(jìn)出通道,而在運(yùn)輸途中它又是廂壁的一部分.因此,它應(yīng)滿足以下要求:開(kāi)啟自如,裝卸方便,關(guān)閉可靠,密封良好,具有適度的強(qiáng)度,剛度和預(yù)期的使用壽命.此外,車廂門開(kāi)啟度還應(yīng)該符合交通法規(guī).
車廂一般設(shè)置后門，有利于貨物的裝卸和行車安全。廂門的形狀采用矩形平面結(jié)構(gòu)。車廂后門填嵌在頂板，底板,左右側(cè)壁之中,通過(guò)鉸鏈與左右側(cè)壁安裝在一起,車門邊框上裝有密封條保證冷藏汽車的密封環(huán)境。
后門分為兩扇,骨架由主骨架,副主骨架以及方形鋼管連接而成,高度為2168mm,寬度為1012mm,兩扇門左右對(duì)稱.兩面包有內(nèi)外蒙皮,四周安裝有大三角形密封條,與各廂壁之間裝有工字型密封條進(jìn)一步保證車廂的密封性。
圖3.16 后門骨架
3.3.2 密封條的設(shè)計(jì)
車廂用密封條應(yīng)滿足以下要求：
1）有良好的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，以保證密封可靠。
2）有良好的耐磨性，不易老化，使用壽命長(zhǎng)，耐候性好，即在-40-50℃的溫度范圍內(nèi)均保持良好的使用性能。
3）便于成形和裝配。
本車采用大三角形密封條及工字型密封條兩種來(lái)對(duì)車廂后門進(jìn)行密封處理。
3.4 熱平衡計(jì)算
隔熱貨廂各壁板均為隔熱平壁，由于貨廂隔熱壁內(nèi)外存在一定的溫差，故熱量從隔熱壁的一側(cè)熱流體中傳至另一側(cè)的冷流體中有三個(gè)個(gè)過(guò)程：高溫一側(cè)空氣中的熱量傳至高溫一側(cè)隔熱壁表面，隔熱壁內(nèi)的導(dǎo)熱，即熱量從隔熱壁高溫的一側(cè)表面?zhèn)髦恋蜏匾粋?cè)表面，熱量從隔熱壁低溫一側(cè)表面?zhèn)髦恋蜏匾粋?cè)空氣中。以隔熱貨廂為例，一般來(lái)說(shuō)廂外溫度高于廂內(nèi)溫度。熱量先是從廂外空氣中傳至隔熱壁外蒙皮表面上，然后在透過(guò)外蒙皮隔熱層和內(nèi)蒙皮材料傳至內(nèi)蒙皮表面上，再由內(nèi)蒙皮表面?zhèn)鞯綆麨榭諝庵腥ァ?
1﹚從車廂外經(jīng)過(guò)隔熱壁傳入車廂內(nèi)的熱量
=KF（—）=0.4×92.358×(295.15-269.15)=960.523
式中:K—隔熱車廂總的傳熱系數(shù),取為0.4W/（．K）
F—隔熱車廂的傳熱面積，經(jīng)計(jì)算得,92.358
—隔熱車廂外的空氣溫度，295.15K
—隔熱車廂內(nèi)的空氣溫度，269.15K
2﹚由貨廂各處縫隙造成的漏氣而傳入車廂的熱流量
實(shí)際計(jì)算時(shí)常用如下經(jīng)驗(yàn)公式：
=（0.1～0.2）=0.1×96.0523
一般情況下，取=0.1,貨廂漏氣嚴(yán)重時(shí)，取=0.2
3﹚太陽(yáng)輻射的熱流量
=K（—）=0.4×0.4×92.358×20×0.5=147.78
式中: —貨廂受太陽(yáng)輻射的面積,一般取傳熱面積的40％,
—貨廂受太陽(yáng)輻射的表面平均溫度,取=+20,315.15K
T—貨廂每天受太陽(yáng)照射的時(shí)間,取12h。
4﹚卸裝貨物開(kāi)門傳入的熱量
=f（+）=0.25×(960.523+147.78)=277.07
式中:f—開(kāi)門頻度系數(shù)。運(yùn)輸途中不開(kāi)關(guān)，取f=0.25，開(kāi)門1～5次，取f=0.5，開(kāi)門6～10次，取f=0.75，開(kāi)門11～15次，去f=1。
5﹚貨廂內(nèi)裝載貨物的發(fā)熱量
= =12000×1=12000
式中: —貨廂內(nèi)某種貨物的質(zhì)量，Kg
—貨廂內(nèi)某種貨物的發(fā)熱量
6﹚貨廂內(nèi)風(fēng)機(jī)和照明燈的發(fā)熱量
=﹙+﹚=(2900×1)=120.8
式中: —照明燈的功率，W
—平均每天照明的時(shí)間，h。
7﹚貨廂廂體預(yù)冷時(shí)所消耗的功率
===32500
式中: —貨廂需冷卻部分的質(zhì)量，Kg
—貨廂需冷卻部分的平均比熱，500J/﹙Kg．K﹚
—廂外氣溫和廂內(nèi)溫度之差，K，
t—貨廂預(yù)冷的時(shí)間，10h。
8﹚貨廂內(nèi)貨物預(yù)冷時(shí)攝取的熱流量
由于運(yùn)輸?shù)呢浳餅槔鋬鑫锲?所以=0
這時(shí)制冷裝置的熱負(fù)荷為：
Q=+++++++=34.102kw
考慮制冷裝置不能連續(xù)工作，在設(shè)計(jì)和選擇熱負(fù)荷時(shí)應(yīng)考慮安全系數(shù)n，即熱負(fù)荷為n Q，一般冷藏汽車，取n=1.3～1.5。
Q=1.4×34.102=48kw
3.5 本章小結(jié)
本章確定了車廂的外形尺寸,骨架結(jié)構(gòu),蒙皮以及隔熱層材料的選擇, 和冷藏箱的熱平衡計(jì)算。先將車廂設(shè)計(jì)好,為下一步其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。
第4章 副車架的設(shè)計(jì)
4.1 副車架設(shè)計(jì)
在專用汽車設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車架(副梁)過(guò)渡。本車在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車副車架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行鋼。
在增加副車架的同時(shí)，為了避免由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應(yīng)力集中，所以對(duì)副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。
①副車架的截面形狀及尺寸
專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖4.1所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。
②副車架的前端形狀及安裝位置
在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車架剛度，應(yīng)盡量減少副車架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。
在副車架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車架對(duì)主車架的約束。
副車架與主車架連接如圖4.1所示。
圖4.1 副車架與主車架的連接
A-A處是截面突變點(diǎn)，在受沖擊載荷時(shí)，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)造成主車架斷裂。這就要求副車架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中。
副車架前端形狀常有三種形狀(見(jiàn)圖4.2)。
對(duì)于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖4.2(c)所示：；。
（a）U形；（b）角形；（c）L形
圖4.2副車架的三種前端形狀
如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖4.3所示的副車架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)斜面尺寸較大。
對(duì)于鋼質(zhì)副車架：；
對(duì)于硬本質(zhì)副車架；；
副車架在汽車底盤上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。
圖4.4為某散裝水泥運(yùn)輸車的罐體、副車架相對(duì)于汽車底盤的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下，其中A不宜過(guò)大，留足空壓機(jī)的位置即可；B為副車架的前增離主車架拱形橫粱的距離，一般在100 mm之內(nèi)；C為固定副車架的前面第一個(gè)U型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在500-800 mm的范圍內(nèi)。
（a）剛質(zhì)副車架 ；（b）硬木質(zhì)副車架
圖4.3 副車架前端簡(jiǎn)易形狀
圖4.4 副車架的安裝位置
③確定副車架方案
參照相關(guān)車型，本設(shè)計(jì)選用4.3所示結(jié)構(gòu)。
其中,ho=6mm, lo=250mm.
④副車架與主車架的連接設(shè)計(jì)
副車架與主車架的連接常采用如下幾種形式。
止推連接板
圖4.5是采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車架固定，而下端則利用螺栓與主車架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車架與主車架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在500～1000 mm范圍內(nèi)。
1-副車架；2-止推連接板；3-主車架縱梁 1-上托架；2-下托架；3-螺栓
圖4.5 止推連接板的結(jié)構(gòu) 圖4.6 連接支架
連接支架
連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見(jiàn)圖4.6所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。
U型夾緊螺栓
當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí)，可采用U型夾緊螺栓。但在車架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用U型螺栓。當(dāng)采用U型螺栓固定時(shí)，為防止主車架縱梁翼面變形，應(yīng)在其內(nèi)側(cè)襯以木塊，坦在消聲器附近，必須使用角鐵等作內(nèi)襯。
綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的冷藏車底盤與副車架之間采用止推連接板和U型螺栓配合使用。
每側(cè)設(shè)置六個(gè)止推連接板和兩個(gè)U型螺栓.第一個(gè)止推連接板到副車架前端的距離為1088mm,之后各板間的距離為1400mm. 前端U型螺栓中心線與副車架前端的距離為645mm,后端U型螺栓中心線與副車架后端的距離為652mm.止推連接板上螺栓型號(hào)為M16, U型螺栓螺母型號(hào)為M12.副車架尺寸如圖4.7所示。
圖4.7 副車架尺寸
止推連接板尺寸如圖4.8所示。
圖4.8 止推連接板尺寸
U型螺栓尺寸如圖4.9所示。
圖4.9 U型螺栓尺寸
副車架對(duì)主車架起到加固作用，其寬度和選用的底盤的寬度相同，高度也相同，長(zhǎng)度在底盤主車架長(zhǎng)度基礎(chǔ)上去掉主車架與車廂之間的距離長(zhǎng)度。其尺寸設(shè)計(jì)如下：
副車架長(zhǎng)度： 9800mm
副車架寬度： 2200mm
副車架高度： 440mm
副車架縱梁為兩根22號(hào)槽鋼,尺寸為220×90×8mm,腿寬及板厚取與底盤鋼號(hào)相同尺寸,車架寬為865mm.橫梁選用的13根10號(hào)槽鋼焊接在縱梁上。
4.2 本章小結(jié)
本章主要對(duì)副車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),副車架由橫梁和縱梁組成,向上支撐起上冷藏車廂,向下與底盤相連接,在冷藏車上起到關(guān)鍵的作用。
第5章 制冷機(jī)組的選擇與布置
5.1 蒸汽壓縮式制冷裝置介紹
制冷方式一般分為有：機(jī)械制冷、液氮制冷、蓄冷板制冷、干冰制冷和水(鹽)冰制冷等。機(jī)械制冷大都采用蒸汽壓縮式制冷。下面介紹本次采用的機(jī)械制冷裝置。
5.1.1 制冷基本原理
圖5.1 制冷系統(tǒng)工作原理
蒸汽壓縮機(jī)式制冷裝置主要由蒸發(fā)器8、壓縮機(jī)1，冷凝器3等三個(gè)最基本部件組成，部件之間用管道連接成一密封系統(tǒng)(圖5-1)。工作時(shí)，制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)，從蒸發(fā)器中吸收熱量而沸騰汽化，在冷凝器中放出熱量而冷卻，從而產(chǎn)生冷量。
圖5-1蒸發(fā)器中的制冷劑在非工作狀態(tài)時(shí)，下部是液體，上部為飽和蒸汽，這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，也不與外界進(jìn)行熱交換。當(dāng)壓縮機(jī)抽吸蒸發(fā)器中的蒸氣時(shí)，蒸汽壓力下降，下部液體迅速沸騰汽化，通過(guò)管壁吸收周圍介質(zhì)(空氣)的熱量，風(fēng)扇將低溫介質(zhì)(空氣)吹向車廂內(nèi)，產(chǎn)生對(duì)流，達(dá)到制冷。制冷劑在汽化過(guò)程中也使本身的溫度和飽和蒸汽壓下降，故壓縮機(jī)抽走的是低壓的制冷劑蒸汽。
汽化有兩種形式：在液體表面進(jìn)行汽化，成為蒸發(fā)；在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行汽化，成為沸騰。蒸發(fā)器工作時(shí)液體呈沸騰狀態(tài)。通常將蒸發(fā)和沸騰合稱為蒸發(fā)，所以使制冷液體汽化的部件稱為蒸發(fā)器。
低溫低壓的蒸氣被壓縮機(jī)吸入后壓縮成高溫高壓的蒸氣，輸送給冷凝器。
根據(jù)熱力學(xué)第二定律，低溫物質(zhì)(蒸發(fā)器出來(lái)的低溫低壓蒸氣)的熱量不能自動(dòng)地傳遞給高溫物體(周圍介質(zhì)，或空氣或水)，必須要消耗一定的機(jī)械功才能實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。所以，壓縮機(jī)就是用來(lái)對(duì)制冷劑作功，并使制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)。
進(jìn)入冷凝器的高壓高溫蒸氣經(jīng)管壁向周圍介質(zhì)(空氣或水)進(jìn)行熱交換，放出熱量，溫度下降，成為高溫(高于外界溫度的飽和溫度)和高壓(冷凝壓力)的液體。這樣狀態(tài)的液體還個(gè)能直接送入蒸發(fā)器．必須再進(jìn)一步使液體降溫降壓。為此，制冷劑要經(jīng)膨脹閥后才進(jìn)入蒸發(fā)器。
整個(gè)循環(huán)過(guò)程的熱平衡可用下式表示
式中 Q——向周圍介質(zhì)放出的熱量，W；
——從被冷卻介質(zhì)吸收的熱量，W；
A——單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)消耗的機(jī)械功，W。
5.1.2 制冷劑
(一) 制冷劑分類
制冷劑是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)，從液體汽化為蒸氣時(shí)吸收熱量．又從蒸氣冷凝為液體時(shí)放出熱量的工作介質(zhì)，又稱冷劑或冷凍劑。通常按制冷劑在一個(gè)大氣壓下的蒸發(fā)溫度(飽和溫度)和常溫下的冷凝壓力(飽和蒸氣壓力)分為三大類：
1．低壓高溫制冷劑
制冷劑的冷凝壓力≤ (0.2~0.3),蒸發(fā)溫度>0℃。如R11,R21,R113,R114等，用于工作環(huán)境溫度較高的場(chǎng)合。
2．中壓中溫制冷劑
≤(1.5~2.0) ，-50℃＜＜0℃，如R12,R22,R142等，得到廣泛應(yīng)用。
3. 高壓低溫制冷劑
這種制冷劑的冷凝壓力＞2.0，蒸發(fā)器溫度<-50℃,如R13,R14,R23等，一般用于復(fù)迭式制冷裝置的低溫制冷部分。
(二)常用制冷劑
常用制冷劑有氨，氟利昂，碳?xì)浠衔?，共沸混合物等?
1. 氨
氦屬于無(wú)機(jī)化合物類。氨的單位容積制冷量(即壓縮機(jī)每吸入l制冷劑蒸氣所產(chǎn)生的冷量)較大，冷凝壓力和蒸氣壓力適中，導(dǎo)熱系數(shù)大，流動(dòng)阻力小，不腐蝕鋼鐵，能溶于水，對(duì)潤(rùn)滑油的溶解度很小，價(jià)格低廉，容易取得。但是，氨有強(qiáng)烈的刺激性臭味，有毒，有燃燒和爆炸的危險(xiǎn)性，故在小型制冷裝置中很少采用，主要用于大、中型的制冷裝置中，如冷庫(kù)，空調(diào)(車間、商場(chǎng)等用)及工業(yè)生產(chǎn)用制冷裝置等。
無(wú)機(jī)化合物的代號(hào)規(guī)定為字母R后面第一個(gè)數(shù)字為7，后面的數(shù)字為該物質(zhì)的分子量值(取整數(shù))。如氨(NH)為R717，水為R718。R為Refrigerant（制冷劑）的第一個(gè)字母大寫。
2． 氟利昂
氟利昂是飽和碳?xì)浠_(tái)物的氟、氯、溴衍生物的總稱。因此，它的種類繁多，性質(zhì)各異。氟利昂的代號(hào)規(guī)定為字母R后的第一個(gè)數(shù)字為碳原子數(shù)減去1，如碳原子數(shù)是1，可不寫；第二個(gè)數(shù)字為氫原子數(shù)加l；第三個(gè)數(shù)字為氟原子數(shù)。若還有溴原子，則在第三個(gè)數(shù)之后寫上B。后面再寫溴原子數(shù)。
下面介紹幾種常用的氟利昂制冷劑。
(1)RI 2(即) R12是二氟二氯甲烷，即為甲烷的衍生物。它無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、不燃燒、不爆炸。但是，若在空氣中R12的濃度超過(guò)30％后，也會(huì)使人窒息；若R12的溫度達(dá)到400℃以上只與明火接觸時(shí)，會(huì)分解出有毒光氣()。
R12在無(wú)水情況下，不腐蝕金屬，但含鎂量大于2％的除外。
R12難溶于水，并且隨著溫度的降低，溶解度也變小。若在Rl2中溶有水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生冰塞現(xiàn)象，水結(jié)冰，堵塞膨脹閥和管道，因此，規(guī)定R12的含水量不得超過(guò)0.0025 % (以質(zhì)量計(jì))。含水的R12會(huì)腐蝕金屬。
R12易容于礦物油，能與潤(rùn)滑油以任何比例互相溶解，會(huì)在蒸發(fā)器的內(nèi)壁上形成油膜，影響傳熱，并使?jié)櫥妥兿?。還能溶解多種有機(jī)物質(zhì)，能使一般橡膠制的密封件膨脹，引起泄漏，而要采用丁腈類橡膠制的特殊橡膠制品。R12又極易從微細(xì)小縫滲透，引起泄漏，不易發(fā)現(xiàn)。
Rl2是我國(guó)目前廣泛應(yīng)用的制冷刑，主要用于中小型制冷裝置，如冰箱，冷藏箱，冷柜，空調(diào)器，小型冷庫(kù)等。
(2)R22(CHFCl) R22即二氟一氯甲烷。它無(wú)色、無(wú)味、不燃燒、不爆炸，毒性比R12
稍大。
R22中水的溶解度比R12大，能部分溶解于潤(rùn)滑油．且隨溫度的降低而減小。對(duì)有機(jī)物質(zhì)的腐蝕比R12更強(qiáng)，滲透泄漏更容易。它的單位容積制冷量比Rl2大40％~60％。在雙級(jí)
壓縮制冷系統(tǒng)中可達(dá)-50~-80℃的低溫。
(3)R13(CFCl) R13是三氟—氯甲烷。它無(wú)毒，比R12更為安全，且在低溫下的蒸氣密度很小。在一個(gè)大氣壓下的蒸發(fā)溫度為-81．5℃，凝固點(diǎn)為-180℃。
Rl3不易溶解水，與R12具有相似的性質(zhì)。與潤(rùn)滑油互不溶解，所以在管壁易產(chǎn)生油膜，影響傳熱效果。故在制冷系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置油分離器。對(duì)金屬不腐蝕。
據(jù)研究．釋放到大氣中的鹵代烴中的氯原子和溴原子會(huì)消耗同溫層的臭氧。同溫層中臭氧的減少會(huì)使輻射到地球表面的紫外線增加。氟利昂是國(guó)際制冷業(yè)界對(duì)鹵代烷這一類物質(zhì)的統(tǒng)稱，它包括氯氟烴、氫氯氟烴和氫氟烴，這三者對(duì)大氣臭氧層的破壞程度有不同，氯氟烴能循環(huán)消耗臭氧，壽命又長(zhǎng)，故國(guó)際制冷業(yè)界正在用氫氟烴取代氯氟烴。
3. 混合共沸制冷劑
混合共沸制冷劑是由兩種或兩種以上不同物質(zhì)按一定比例組成，也稱共沸溶液。其代號(hào)規(guī)定為在R后的第一個(gè)數(shù)字用5，后面再接上標(biāo)志不同種類的二位數(shù)字，如表5—1。
表5—1 混合共沸制冷劑
代 號(hào)
R500
R501
R502
R503
R504
組成工質(zhì)
R12
R152a
R22
R12
R22
R115
R23
R13
R32
R115
質(zhì)量比/%
7.38/26.2
75/25
48.8/51.2
40.1/59.9
48.2/51.8
正常蒸發(fā)溫度/℃
-38.3
-45.6
-88.7
凝固溫度/℃
-158.8
臨界溫度/℃
105.0
90.2
19.5
臨界壓力/
454.3
445.3
混合共沸制冷劑的性質(zhì)與原單一物質(zhì)不同，可以獲得更有利的熱力性質(zhì)。它們?cè)谝欢ǖ膲毫ο抡舭l(fā)時(shí)能保持恒定的蒸發(fā)溫度，并且氣相與液相的組成成分相同，保持不變。如用R500代替R12，可使制冷量增大17％~18％；用R502代替R22，制冷量增大5％~30％，并且排氣溫度約比R22低10~25℃。
4．碳?xì)浠衔?
碳?xì)浠_(tái)物制冷劑有烷烴類的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷；鏈烯烴類的有乙烯、丙烯、丁烯等。由于其燃燒性和爆炸性都較強(qiáng)，又是石油化工廠和天然氣液化工廠的原料或半成品，故只用于這些工廠的制冷裝置中。
烷烴類的代號(hào)規(guī)定與氟利昂相同，如甲烷為R50，乙烷R170，丙烷R290，但丁烷不按上法，而規(guī)定為R600，異丁烷為R601；烯烴類的代號(hào)規(guī)定在R后寫1，接著再寫的數(shù)字與氟利昂的方法相同，如乙烯為R1150，丙烯為R1270.
5. 制冷劑選用原則
①在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度設(shè)定情況下，蒸發(fā)壓力不要過(guò)低，以免外界空氣滲入系統(tǒng)；冷凝壓力不要太高，一般不超過(guò)16MPa。
②單位容積制冷量要大，可以提高制冷效果。
③應(yīng)無(wú)味、無(wú)毒、不燃燒、不爆炸。
④化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，在正常工作條件下不起化學(xué)變化，不與水或潤(rùn)滑油起化學(xué)作用，不腐蝕金屬。
⑤價(jià)格低，容易獲得。
本車選用的制冷劑為氟里昂R134a, 其物理性質(zhì)如下:
分子量??102.03
沸點(diǎn)℃??????-26.1
冰點(diǎn)?℃??????-103.0
臨界溫度℃，????101.1
臨界壓力，?Mpa???4.07
飽和液體密度30℃，?g/?cm3???1.207
液體比熱30℃，[?KJ/(kg.℃)]??1.51
溶解度（水中，25℃）??0.15
全球變暖系數(shù)值(GWP)??????0.29
臨界密度，g/?cm3?????????????0.512
沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛能，KJ/kg?????215.0
5.2 制冷系統(tǒng)各裝置的選擇
5.2.1 冷凝器的選擇
制冷裝置中，冷凝器的功用是將壓縮機(jī)排出的高溫、高壓和過(guò)熱的氣態(tài)制冷劑，凝結(jié)成為液態(tài)，以便供系統(tǒng)循環(huán)使用。根據(jù)冷卻方式的不同，冷凝器有殼式、套管式、風(fēng)冷式、噴淋式和蒸發(fā)式等多種。船用的冷凝器幾乎都采用臥式殼管式冷凝器，這是由于這種冷凝器制造簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低廉、清洗方便，且能受較高的壓力。車用冷凝器均為風(fēng)冷式本次設(shè)計(jì)采用空氣冷卻式冷凝器.空氣冷卻式冷凝器 此冷凝器又稱風(fēng)冷式冷凝器。它是制冷劑在管內(nèi)、空氣在管外，通過(guò)管壁進(jìn)行換熱，使制冷劑冷凝。由于空氣對(duì)管壁的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于水對(duì)管壁的傳熱系數(shù)，所以風(fēng)冷式冷凝器換熱效率較低，而且換熱面積大，體積亦大。風(fēng)冷式冷凝器按其氣流流動(dòng)方式，又分為自然對(duì)流式和強(qiáng)迫對(duì)流兩種。自然對(duì)流式冷凝器是靠溫差而引起的空氣自然流動(dòng)起冷卻作用的。其冷凝管可布置在鋼板上或焊在鋼絲網(wǎng)上。這種冷凝器適用于小型制冷機(jī)，如電冰箱等。制冷劑蒸汽在管內(nèi)冷凝，空氣在管外橫向流過(guò)。為使結(jié)構(gòu)緊湊，這種冷凝器一般制成長(zhǎng)方體型。
本車選用的冷凝器為CARRIER公司的SUPRA 950型冷凝器,其制冷量為6.1KW。SUPRA 多溫系列是專為城市冷藏配送卡車而設(shè)計(jì)的獨(dú)立式制冷機(jī)組，機(jī)組本身配備專用的發(fā)動(dòng)機(jī)，無(wú)需汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
5.2.2 蒸發(fā)器的選擇
蒸發(fā)器的功用在與將北冷卻介質(zhì)的熱量傳遞給制冷劑。在蒸發(fā)器中，液態(tài)制冷劑在低壓、低溫下蒸發(fā)吸熱，而北冷卻物質(zhì)或載冷劑（空氣或水）則放出熱量，溫度降低。
蒸發(fā)器按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為殼管式、盤管式和表面式等。此外，根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，還可分為空氣冷卻和水冷卻等。在冷藏運(yùn)輸制冷系統(tǒng)均為表面式空氣冷卻蒸發(fā)器。
本車選用的蒸發(fā)器為CARRIER公司的MTS1450型蒸發(fā)器,風(fēng)量為4000。
5.3 制冷系統(tǒng)各裝置的布置
5.3.1 冷凝器的布置
冷凝器采用前置式,用螺釘固定在車廂前壁的頂端,螺釘為M12。
5.3.2 蒸發(fā)器的布置
蒸發(fā)器一般布置在隔熱車廂內(nèi)前壁中上方,通過(guò)螺釘固定在前壁上,螺釘為M12。
5.4 本章小結(jié)
本章是對(duì)制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)主要是對(duì)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和冷凝器的選配,以及對(duì)制冷劑的選擇。
第6章 鎖門機(jī)構(gòu)
6.1 車廂門鎖
車廂后門鎖選用的是盈佳金屬制品廠的門鎖B-1,重量為2.4kg,材料為鋼,有質(zhì)量輕,強(qiáng)度高,鎖止方便等優(yōu)點(diǎn)。門鎖通過(guò)螺釘將各個(gè)部件安裝在車門和門框上.其其結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。
圖6.1 門鎖結(jié)構(gòu)
6.2 車廂門鉸鏈
車廂們鉸鏈采用盈佳金屬制品廠的鉸鏈A-11,重量為0.75kg,材料為鋼,表面鍍鋅處理.本車采用8個(gè)鉸鏈,每扇門4個(gè),以保證車門安裝的牢固性.其結(jié)構(gòu)尺寸如圖6.2所示。
圖6.2 鉸鏈結(jié)構(gòu)
6.3 本章小結(jié)
本章介紹了車廂門鎖和鉸鏈的選型與安裝。
第7章 整車性能分析
7.1 汽車動(dòng)力性能分析
7.1.1 基本參數(shù)的確定
發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線，為非線形曲線。工程實(shí)踐表明，可用而次三相式來(lái)描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的的外特性，即
（7.1）
式中: ——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩(N·m)；
——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速(r/min)；
a、b、c——待定系數(shù)，有具體的外特性曲線決定。
根據(jù)外特性數(shù)值建立外特性方程式。如果已知發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，則可利用拉格朗日三點(diǎn)插值法求出公式中的三個(gè)待定系數(shù)的a、b、c。在外特性曲線上取三點(diǎn)，即、、、及、，依拉氏插值三項(xiàng)式有
將上式展開(kāi)，按冪次高低合并，即可得三個(gè)三個(gè)待定系數(shù)為
在發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線圖未知的情況下，可按經(jīng)驗(yàn)公式擬合外特性方程式。如缺少所需發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，但從發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上可以得到該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速和該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性。
（7.2）
式中: ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）；
——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）；
——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）；
——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩（N·m）。
由公式（7.1）和公式（7.2）可得：
對(duì)臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)用修正系數(shù)μ進(jìn)行修