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1、本科学生毕业设计HQ5100XLC冷板式冷藏汽车改装设计 院系名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 07-4 学生姓名： 张亚男 指导教师： 赵雨旸 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeRefitting Design of Refrigerating Automobile on HQ5100XLC Cooling-plate RefrigerationCandidate：Zhang YananSpecialty：Vehicle EngineeringClass：07-4Supe
2、rvisor：Associate Prof. Zhao Yuyang Heilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要随着我国高速公路的迅猛发展，公路冷藏车运输越来越显示出其快速发展的趋势。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安全，而且要求被运输货物的质量能保鲜。因此对冷藏车的生产与应用有了更高的要求。本次改装设计的冷藏汽车总质量为10吨，制冷温度为-5，续航时间为4小时，是在一汽集团生产的CA1103P9K2LE型底盘的基础上改装设计的，主要包括制冷装置、隔热车厢和副车架的设计
3、。本次设计采用非独立式冷板制冷的制冷方式，配合地面制冷机组使用，减轻了整车质量，隔热车厢选择分片式，用车厢底板直接做副车架，制造工艺简单并且节约成本，满足了中短途运输中对经济性和实用性的双重需求。关键词：专用车设计；冷藏汽车；冷板；制冷量；隔热车厢；副车架ABSTRACTWith the rapid development of our countrys highway, the transports of highway refrigerator trucks have showed their rapid development trend. Because the requirement
4、 of containerized shipment and the conscious of environmental protection, the cargo transport requires rapidness, safety and the quality of the goods must be retained freshness. So the production and application of refrigerator trucks have higher requirements. This design based on CA1103P9K2LE chass
5、is from FAW with the 10,000kg total mass, -5 the lowest degree and 4 hours maximum endurance. This design includes refrigerated equipments, insulation carriage and sub-frame. This design uses the independent type of cooling-plate for refrigeration with the help of the ground refrigeration unit to re
6、duce the weight with full equipments. Using choose subdivision type as insulated body and using platform floor as sub-frame doesnt only make process sample but also save the cost. And it also can satisfy short distances transportations requirement of economy and usefulness. Keyword: Special Vehicle
7、Design, Refrigerated Vehicles, Cooling-plate, Cooling Capacity, Insulation Carriage, Sub-frameII黑龙江工程学院本科生毕业设计目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1课题研究的目的与意义11.2冷藏车的概述11.2.1冷藏车的定义、用途及分类11.2.2冷藏车的发展历史21.3现代制冷技术的发展与应用31.4课题研究的主要内容与技术路线41.4.1课题研究的主要内容41.4.2课题研究路线4第2章 冷藏保温汽车的分类及总体布置52.1冷藏保温车的制冷方式分析52.1.1制冷方式的分类52.
8、1.2制冷方式的对比分析52.2冷藏保温车的总体结构与布置62.3二类底盘的选择82.4本章小结10第3章 制冷装置的设计113.1冷藏保温汽车的热工参数113.2 隔热车厢平均传热系数计算133.3 冷藏汽车隔热车厢的热负荷计算143.4冷藏保温汽车的制冷量计算173.5制冷剂的选择173.5.1制冷剂的分类173.5.2冷剂的热力学性能和使用要求203.6制冷机组的选择213.7小结21第4章 隔热车厢的设计224.1隔热车厢的定义与技术要求224.2隔热车厢的结构与型式224.2.1隔热车厢的组成224.2.2隔热车厢的结构型式224.3隔热车厢的结构设计254.4车厢门及其他附件284
9、.5本章小结30第5章 副车架的设计315.1主车架的加长设计315.2副车架的设计315.3副车架与主车架的连接325.4本章小结33第6章 整车性能分析346.1冷藏车主要参数346.2发动机的外特性346.3整车性能计算366.4本章小结39结论40参考文献41致谢42附录43 附录A 外文文献原文43 附录B 外文文献中文翻译45第1章 绪 论1.1课题研究的目的与意义随着社会经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，需要应用制冷技术和专用设备来满足有特殊温度要求的货物运输量与日俱增。其中大部分货物属于蔬菜、水果、水产品、肉类等易腐食品，而这些生鲜食品大部分为异地运输，由于运输设备的不完
10、善，贮存方法的不妥当，使得易腐食品的损耗量十分大。运输设备的落后给我国带来了巨大的经济损失，因此应大力开展冷藏车的生产与应用，建立良好的冷链，最大程度的降低经济损失。针对以上分析，改装设计一辆10吨冷藏车用于短途运输，在经济性和实用性上都有一定的实际意义。1.2冷藏车的概述1.2.1冷藏车的定义、用途及分类（1）冷藏车的定义冷藏汽车是指既装有隔热结构的车厢，又装备有制冷装置，用来运输易腐或对温度有特殊要求货物的箱式汽车。冷藏汽车适用于长距离、环境温度变化范围较大以及适温范围较窄的易腐货物的冷藏运输1。（2）冷藏车的用途冷藏运输车能保证在运输过程中使易腐货物始终处于保值所需的较低温度条件，即使之
11、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）以及冷藏运输设备构成的冷藏链中的重要环节，冷藏车对保证货物质量有重大的经济意义。（3）冷藏车的分类1）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，而保温汽车又可视为无制冷装置的冷藏汽车。2）按隔热车厢总传热系数K分类普通隔热型车厢的冷藏汽车 0.4K0.7（W/（K）强化隔热型车厢的冷藏汽车 K0.4（W/（K）1.2.2冷藏车的发展历史（1）国外冷藏车的发展状况在西方发达国家中，专用汽车市场开发比较成熟，专用
12、汽车占普通载货汽车的比例在70%以上，产品涉及国民经济各个环节，产品满足用户个性化程度较高，产品特性明显。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发展较快。70年代以来,冷藏集装箱发展迅速。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,以此来作为衡量冷藏运输发展程度的标志.欧美日等发达国家冷藏运输率为80-90%；前苏联和东欧国家为50%；发展中国家一般只有10-20%。公路冷藏运输的运量占冷藏运输总量的比率：欧洲发达国家和日本为60
13、-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60%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。（2）我国冷藏车的发展状况相当于国外冷藏车的发展情况，我国专用汽车市场开发较为缓慢，市场细分程度不够，目前专用汽车占普通载货汽车比例在40%左右，产品雷同性大，满足用户个性化要求差2。产品生产工艺环节硬件方面国内外差距正在明显缩小，但在生产工艺管理、要求及执行度方面国内外企业差距较大。我国专用汽车生产开始于60年代初，是在军用改装汽车的基础上逐步发展起来的。70年代一些生产专用车辆的厂家根据国民经济的不同需求形成了自己的产品特色。80年代专
14、用车辆获得迅速发展，年生产能力达到10万多辆。从此我国专用车辆已从形成行业阶段向逐步成熟阶段的迈进。随着我国公路建设、城市发展、能源消耗结构变化、重点工程建设加快，专用汽车的市场前景将会越来越广阔，专用汽车产品的档次和技术水平将会有一个大的提升。专家预测，到2020年我国专用汽车技术水平达到欧美日发达国家先进水平，成为世界专用汽车产品出口大国。由于我果肉类的产地主要在内地，而销售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较集中。我国易腐货物运输主要靠铁路，公路运输量仅占20%左右。近年来公路冷藏运输率提高较快。随着人们对环保、安全、效率和审美等方面要
15、求的不断提高货车厢式化和厢式车专用化与多功能化的倾向已日见明显。厢式物流车有多种结构。如厢体结构有硬体的和软体的，有后对开门的和后卷帘门式的，有侧开门的和顶式开门的，还有带液压升降尾板的，其用途也各有不同。由于肉类，速冻食品、冷饮、乳制品及水产品、蔬菜、鲜果类商品的总产量和运输量的增加，每年对冷藏车、保温车的需求量将达到40005000辆。 总之，与其它专用车行业一样，我国冷藏保温汽车企业优胜劣汰是必然趋势，联合重组也会成为可能，只有起点高、市场反应能力强的企业，才能在激烈的国内外市场竞争中立于不败之地。 1.3现代制冷技术的发展与应用制冷技术是冷藏运输技术的基础，而冷藏运输设备是一特殊的制冷
16、设备。制冷技术是使某一空间或物体达到比周围环境物体介质更低温度。并维持这一温度在一定时间内稳定的专门技术。为了使某一空间和物体达到并维持相对的低温范围，则不断的从这一空间或物体中取出热量，并输送到环境介质中去，如此的过程就是热量转移的过程，即制冷过程，简称“制冷”，其相应的技术为“制冷技术”3。制冷技术的发展与应用源远流长。早期的制冷利用天然冷源制冷，即利用天然冰和深井水。利用冰的融化吸热和低温井水的吸热升温，是环境中的介质冷下来。 随着工农业的发展和科学技术的进步，在一百多年前人们就研究发明了人工制冷的方法。它不但取代了天然冷源制冷，而且得到广泛的应用与发展。目前，冷藏运输中的冷源均为人工制
17、冷，其制冷设备亦称人工制冷设备。 人工制冷的方法，主要有液体汽化、气体膨胀、和热电制冷三种。在冷藏运输中，主要是利用液体汽化吸热而实现制冷。液体汽化制冷按其制冷方式，分为蒸气压缩式制冷和吸收是制冷等。由于蒸气压缩式制冷具有制冷设备体积小，调节控制方便及运行可靠，且制冷量较大的特点，因而成为冷藏运输的主要制冷方式。机械制冷在国民经济各个部门和人民生活各个领域应用都极其广泛。人工制冷几乎应用于所有工业生产、工业加工和科学研究，是当今社会不可缺少的应用技术之一。即在冷藏运输中，就有铁路冷藏运输、汽车冷藏运输、航空冷藏运输、船舶冷藏运输等，蒸气压缩式制冷技术与设备。冷板制冷作为一项新兴的节能技术，近几
18、年来，在国内外都已得到了广泛的发展与应用，但目前主要是在空调领域。而冷板冷藏车是利用冷板中的液体冷却凝固成共晶冰而蓄存冷量，它与机械式冷藏汽车相比较省去了一套制冷机组，使其整车质量和体积都大大减小，而且又不影响汽车的动力性能4。国外早在上世纪70年代就开始了冷板冷藏汽车的设计制造。而我国还没有这种汽车的批量生产。尤其在机械式冷藏汽车运输量严重不足的情况下，发展冷板冷藏汽车的意义十分重大。1.4课题研究的主要内容与技术路线1.4.1课题研究的主要内容本次课题所设计的冷藏汽车的总质量为10t、温度为-5、巡航时间为4h，主要用于城市以及城乡间的中、短途运输，主要要达到以下两个设计目标：1.考虑到食
19、品运输的分散性，短时间不能聚集很大的运输量，所以设计冷藏车主要以轻型和中型为主，这样可以节约运输成本，更好的为人类生活带来方便，同事也可以节约能源。2.在整车的设计上要力求结构简单、使用、维修方便，并且要求相关配件容易购买，最大程度的降低整车成本。1.4.2课题研究路线根据冷藏车的主要结构制定本次设计的技术路线为：冷藏车的总体布置制冷装置的设计隔热车厢的设计副车架的设计整车性能分析。第2章 冷藏保温汽车的分类及总体布置2.1冷藏保温车的制冷方式分析2.1.1制冷方式的分类5（1）固体制冷固体制冷的工作原理是利用固体在液化或汽化（升华）时吸热作为制冷方式，通常用的固体有水冰、盐水和干冰。固体制冷
20、具有制冷设备简单，投资和运行费用低，故障率低，维修费用少，无噪声等优点；但固体制冷也存在着一定的缺点，水冰制冷吸热量较小，车厢内降温有限，而干冰制冷升华易引起结霜，冷却速度慢，时间长，成本较高。（2）冷板制冷冷板制冷的原理就是蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量进行制冷。运输前先将厢内冷板中的蓄冷剂进行“充冷”，使其在运输过程中利用冷板中的蓄冷剂融化吸热，使厢内温度保持在运输货物的室温范围内。故冷板又称“蓄冷板”。冷板制冷的优点是冷藏温稳定，制冷时无噪声，故障少，结构简单，投资费用较低等特点。但其制冷时间有限，仅适用于中、短途公路运输。冷藏汽车的冷冻板，往往被采用与航空等运送珍贵水果、新鲜海鲜等各类保鲜食
21、品。（3）液氮制冷液氮制冷就是利用液氮汽化吸热进行制冷。在大气压力下，液氮的沸点为-196，汽化潜热为200kJ/kg.氮气的比热为1.05kJ/（kg）,因此每千克液氮汽化并升温至-20时，所吸收的热量约为385kJ,液氮沸点低，且是制氧副产品，因而得到了较广泛的应用。液氮制冷装置结构简单、工作可靠，无噪声和污染；液氮制冷量大、制冷迅速，适于速冻。液氮汽化不会使厢内受潮，并且液氮对食品保鲜、防止干耗均有好处。此外，液氮制冷控温精确（2）。但是液氮成本较高，需经常充注，因而推广受到一定限制。同理，其他低温汽化的液态气体，亦可为制冷剂，如液态二氮化碳。（4）机械制冷机机械制冷方式有：蒸气压缩式、
22、吸收式、蒸汽喷射等。目前以蒸汽压缩式应用的最为广泛。2.1.2制冷方式的对比分析固体制冷成本高，消耗量大，厢内温度难调（干冰），单位质量的吸热量较小，车厢内降温较小，而且盐冰融化后会污染环境、食品、腐蚀车厢和使车厢受潮（水冰或盐冰），故实际应用较少。液氮制冷也是成本很高，且需要经常充注，实际用的也不是很多。机械制冷是目前应用最广泛的，主要原因在于制冷机组既能制冷又能加热，扩大了使用范围；厢内温度可实现自控调节，调温精确、可靠，调温范围较宽，能适应各种不同冷藏货物的运输。尽管机械制冷装置结构比较复杂、购置及费用较高，运转噪声较大等问题，但迄今为止，机械制冷仍为一种可靠、有效的制冷方式。冷板装置本
23、身较重、体积较大，占据了车厢的一定体积，而且充冷一次仅可持续工作815h。因此冷板制冷适合于中、轻型冷藏的中短途运输，近几年来，随着能源的环境污染问题日益突出，冷板制冷的应用发展较快，已成为仅次于机械制冷的制冷方式6。综合来看，机械制冷和冷板制冷的应用非常广泛，大约75%80%的冷藏保温汽车采用这两种制冷方式。但是也不是十全十美，还是有自己的缺点。尽管如此，这两种制冷方式还是被广大用户所认可。究竟采取哪种制冷方式关键还是和实际联系起来，综合考虑。对于此次设计决定采用冷板制冷，主要是考虑以下几个方面： 冷板制冷适合于中、短途运输，与本设计思路相符合。 冷板制冷价格上相对便宜，维修上也会更方便。
24、冷板制冷方便安装，采用非独立式制冷方案。可以不用随车带制冷机组，需要依赖地面的制冷机组对其进行“充冷”。2.2冷藏保温车的总体结构与布置冷板式冷藏汽车是利用冷板制冷。冷板结构如图2.1所示。图2.1 蓄冷板结构图1-蓄冷板外壳 2-蓄冷液 3-蒸发器盘管4-制冷剂进口快速接口 5-制冷剂出口快速接口图中制冷板为金属密封容器1，其内装有供蒸发用的金属盘管3，盘管和冷板内壁之间充满了制冷剂2（制冷剂为低融点共晶溶液）。“充冷”时，制冷剂压缩盘管内的制冷剂循环制冷，使蓄冷剂冻结而蓄存一定冷量，然后在运输途中，依靠冷板中的蓄冷剂不断融化，释放“冷量”，以保持厢内温度一定。冷板的数量和布置主要取决于车厢
25、容积的大小。微型冷藏汽车一般仅在厢内前壁安装一块冷板；轻型冷藏汽车需装23块；中型冷藏汽车需装35块；重型冷藏汽车则不少于6块。当厢内采用2块以上冷板时，厢内两侧壁安装的冷板应对称布置。冷板冷藏汽车按是否自带制冷装置，可分为独立式和非独立式两类7。1.独立式冷板冷藏汽车独立式冷板冷藏汽车在车厢内除装有冷板外，还装有对冷板“充冷”的制冷机组。需要时，仅需接通地面上的电源，即可自行对冷板进行充冷。其结构形式如图2.2所示。2.非独立式冷板冷藏汽车非独立式冷板冷藏汽车本身不带制冷机组，需要依赖地面制冷机组对冷板“充冷”。因此冷板内蒸发器盘管必须将其接口布置在车厢右侧，以便与制冷机组的接口相接进行制冷
26、。其结构形式如图2.2所示。图2.2 独立式冷板冷藏汽车1-汽车底盘 2-隔热车厢与连接装置 3-制冷机组图2.3 非独立式冷板冷藏汽车1-汽车底盘 2-隔热车厢与连接装置 3-冷板蒸发盘管接口盒 4-冷板综上所述可知：对于距离较长、地面服务设施不全者，宜采用独立式；反之，宜采用非独立式。冷板冷藏汽车按其车厢内空气流动方式不同，可分为自然对流式和强制通风式两种。自然对流式是依靠厢内空气的温差形成自然对流，促使厢内温度趋于均匀；强制通风式是冷板一端装有风机，强制厢内空气流动，加速厢内温度趋于均匀。要求冷板提供的制冷量取决于箱体的传热系数、箱体容积、厢内所需冷藏温度、环境温度以及保温时间等。冷板设
27、计应考虑其搬运和装卸的方便性，每块冷板的最大质量最好在100kg左右，厚度在5070mm。对于竖直放置的冷板，因“充冷”时冷板下部先冻结，故设计时，冷板长度应大于高度。2.3二类底盘的选择 目前，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8。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，即在基本型整车的基础上。去掉货箱。在改装
28、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。在设计时若严格控制了整车总质量、轴载质量分配、质心高度位置等，则基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、客货两用车则通常采用三类汽车底盘改装设计。所谓三类汽车底盘，般是在基本型车的基础上，去掉货箱和驾驶室。近年来，我国乘用车发展很快，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迎。因此，各类专用客车底盘应运而生。这些专用客车底盘的基本特点是利用基本型总成，按客车性能要求更新进
29、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，若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
30、般应满足下述要求9：（1） 适用性对货运车用的总成应适应货运要求，保证货运安全无损；对乘用车用的总成应适于乘客的需要达到乘座安全舒适；对各种专用改装车的总成应适于专用汽车特殊功能的要求，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基本性能指标和功能方面达到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
31、、检查、保养和维修。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。二是汽车底盘供货要有来源。根据本设计所要求的载货量以及本次设计的任务要求，选用二类底盘为设计基础，选用底盘型号为CA1103P9K2LE。参数如2.4所示：表2.4 底盘参数企业名称中国第一汽车集团公司规格（mm）长：6632 宽：2244 高：2558底盘型号CA1103P9K2LE底盘类型二类产品名称平头柴油载货汽车底盘产品商标解放牌燃油类型柴油转向形式方向盘轴数2轴距（mm）3750弹簧片数11/7+6轮胎数6轮胎规格8.25R20轮距（mm）前轮：1800后轮：1800总质量（kg）1
32、0490前排乘客3最高车速（km/h）99最大爬坡地（）28接近离去角（）18/24前悬后悬1330/1176整备质量（kg）4200依据标准GB3847-2005，GB17691-2005国2.4本章小结本章主要介绍了冷藏汽车的分类以及冷藏汽车的制冷方式，对比分析各种制冷方式的优、缺点和车次设计的设计要求，对本设计中所采用的冷板式冷藏汽车进行了总体布置，并确定了本设计所使用的二类底盘的型号。第3章 制冷装置的设计3.1冷藏保温汽车的热工参数（1）车厢总传热系数K系数K是冷藏保温汽车重要的热工参数，是用来评价车厢隔热性能的综合性指标。计算公式为： （3.1）式中 Q单位时间内通过车厢的壁热量（
33、W）；F车厢内外表面积的几何平均值（）；车厢内外平均温度差（K）；K车厢总传热系数W/(K)。冷藏汽车车厢内温度调控范围与K值的关系见表3.1。表3.1 冷藏汽车厢内条纹范围与总传热系数K冷藏汽车种 类厢内调温范围传热系数K/(W)等级内温/外温/强化隔热型普通隔热型机械冷藏汽车A+120+300.40.10.7B-10+120.4C+12-200.4D+20.40.40.7E-100.4F-200.4非机械冷藏汽 车A+7+300.40.40.7B-100.4C-200.4有加热装置的冷藏汽车A-10+12+30-100.40.40.7B-20+12+30-200.4根据总传热系数K的大小，
34、车厢可分为A、B、C三类（见表4.2），且规定冷藏车不准采用C类车厢。为了满足一定的运输要求。应尽可能提高车厢的隔热性能，故一般冷藏车厢的总传热系数K值应按表3.2中的A级选取。零部件制作各片金属骨架总成车厢金属骨架总成铆接外蒙皮安装辅助骨架填嵌或喷涂隔热层泡沫材料装内蒙皮装箱内压条及附件装后门总成。整体结构隔热车厢又分为整体骨架填嵌式车厢和整体骨架硬聚氨酯喷涂式车厢。其中整体骨架填嵌式车厢强度和刚度都较大，型式简单，不需要特殊型材，但工艺复杂；整体骨架硬聚氨酯喷涂式车厢喷涂发泡的隔热层厚度不易控制均匀，现场喷涂发泡空气污染也比较严重，人工劳动强度大。2）整体隔热层式车厢 这种结构型式是先以整
35、体骨架型式或以分片拼装型式制成车厢，预留隔热层空间，然后整体注入应聚氨酯泡沫。这种车厢最大的特点是它具有完整的隔热层，车厢隔热性和密封性良好。整体隔热层式车厢加工工艺流程大致如下：车厢外部整体成型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。（2）分片拼装隔热车厢分片拼装隔热车厢的结构特点是：将组成车厢的六大片和门事先采用聚氨酯或聚苯乙烯泡沫材料分别形成各自的厢壁隔热层，然后利用合适的连接方式（如铆接、粘接、螺纹连接或嵌合联结加铆接等），将各片拼装成完整车厢。1）分片拼装硬聚氨酯注入发泡式 在结构上，该型车厢结构的关键是处理好各片之间的拼接、拼缝的密封和“断热桥”的布置。要求
36、拼装方式合理、连接可靠、拼装方便嵌合型材的品种要少；在工艺上，则要首先保证硬聚氨酯与内外蒙皮、骨架等粘接可靠；其次，要求聚氨酯密度均匀，其均匀性和拼接方式比整体式好、工艺也简单。分片拼装式隔热车厢结构如图4.1所示。该车厢各片拼装的嵌合连接铝型材料断面如图4-2（a）、（b）、（f）、（g）、（h）、（j）所示。装配时，车厢底盘装在车厢底架（副车架）上，前壁、左右侧壁立在底板上并用铝型材和车厢底架横梁螺栓面连，底板后端面与后门框紧固。顶板搁在前壁和左右边壁上，并用铆接紧面，顶顶板后端也采用嵌合方式与后门框紧固。车厢各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
37、铝材地板或花纹铝材地板，以及挂钩、挂轨、导风条、排水管、照明和报警装置等。车厢装配后，还须在拼装缝处注入聚氨酯泡沫材料，以增加密封性，较少热传导。分片拼装硬聚氨酯注入发泡式车厢加工工艺流程大致如下：零部件制作各片骨架焊接成形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箱内连接件和附件。图4.1 分片拼装硬聚氨酯注入发泡式车厢结构1-顶板外蒙皮 2-顶板前股价 3-前、顶壁铝型材 4-安装制冷剂木框 5-前壁外蒙皮 6-前壁内蒙皮 7-前壁隔热层 8-“-”型玻璃钢 9-底架前横梁 10-前壁下铝型材11-凸缘铝型材 12-前、侧壁外连铝型材
38、13-“”型玻璃钢 14-前、顶壁内铝角板 15-顶板内蒙皮 16-顶板隔热层 17-顶板中骨架 18-顶板后骨架 19-底板后骨架 20-底板隔热层 21-底板中骨架 22-地板铝型材23-底板外蒙皮 24-底板内蒙皮 25-底板前骨架 26-前壁、底板连接铝型材 27-前、侧壁内铝角板 28-前、侧壁骨架 29-侧壁外蒙皮 30-侧壁中骨架 31-侧壁内蒙皮 32-侧壁隔热层 33-侧壁后骨架 34-后门框嵌合材料 35-后檐条 36-后门框 37-加强角铁 38-后门外蒙皮 39-后门内蒙皮 40-后门胶合板 41-后门密封条 42-后尾板 43-“”型玻璃钢 44-地板铝型材 45-地
39、板铝型材（边） 46-底架横梁图4.2 分片拼装式车厢型材断面（a）、（b）、（f）、（g）、（h）、（j）嵌合材料；（c）（e）（l）异型地板型材（d）直角型材2）“三明治”板预制粘接式 “三明治”板拼装结构是近年来发展起来的一种新型隔热车厢结构。它不仅冷藏保温车上得到了广泛的发展，而且在冷藏集装箱上也被广泛应用。“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累的工程塑料板。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，还可以选用硬聚苯乙烯泡沫和硬聚框酯泡沫组合而成的隔热层。“三明治”板制作工艺流程
40、大致如下：蒙皮下料、清洗，将蒙皮其中一个表面打磨粗糙，清除表面尘物，喷涂底漆；将一块已经经过上述处理的蒙皮放入形状类似无盖矩形板盒的模具内，喷漆表面朝上；蒙皮上表面满喷粘胶液；放置隔热材料；在隔热材料上表面喷粘胶液；放置上蒙皮，注意将处理过的蒙皮表面朝向粘胶液；真空加压“三明治“框；消除压力、固化。本设计采用的是采用分片拼装硬聚氨酯注入发泡式隔热车厢。4.3隔热车厢的结构设计车厢结构设计出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、维修和保养方便性等。（1）隔热车厢的尺寸根据二类底盘的规格
41、和冷藏车系列化标准，本次设计的冷藏车宽度系列为,即车厢宽度为2476mm，隔热车厢长度范围为35006000mm，根据所选底盘确定车厢长度为4800mm，适宜高度系类代号为、,此次设计选取，即车厢高度为2050mm12。（2）隔热层材料与厚度1）对隔热层材料的要求发泡均匀、密度小；导热系数尽可能小，一般要求在0.045w(mK)以下；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。吸水性和吸湿性低，耐腐蚀抗冻性能好，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；价格低、
42、易成形，可采用充填、浇注、喷涂等工艺形成车厢隔热层。2）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。其物理机械性能见下表4.1。表4.1 聚苯乙烯泡沫物理机械性质项 目单 位指 标密度0.03吸水性0.08压缩强度(压缩50)Mpa2000弯曲强度Mpa2200尺寸稳定性(-4070)%0.5导热系数W(mK)0.44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
43、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、气泡独立率、湿度和温度等，如图3.3所示：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，不符合规定的则应降级使用。3）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。若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。若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。图4.3 影响聚氨酯隔热材料导热系数
44、的因素 本设计选用的是隔热材料为聚氨酯泡沫，厚度为80mm。 （3）断热桥结构设计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。设计断热桥的目的就是阻断热桥、排除车厢内外蒙皮直接与金属件相连。为此，将骨架分为两类：即以承载为目的的主骨架和以耐热为目的的副主骨架。图4.4示出了几种断热桥的结构。分片拼装式车厢断热桥如图4.4（a）所示，它采用金属骨架与内外蒙皮连接。利用辅助骨架将内外主、辅骨架彼此相接。图4.4（b）为整体骨架式车厢断热桥结构，它采用主骨架与外蒙皮连接，辅助骨架与内蒙皮连接，而主、辅骨架彼此相连。图4.4（c）为预制复合板式（即“三明治”式）断热桥结构。其结构特点是是：内蒙皮与主骨架相连接，外蒙皮与副主骨架相连接，而主、辅骨架采用双组分低泡聚氨酯胶粘接。此次设计所选用的车厢为分片拼装硬聚氨酯注入发泡式隔热车厢，所以断热桥结构为分片拼装车厢结构断热桥。图4-4 几种断热桥结构4.4车厢门及其他附件隔热车厢门门在装卸作业时，成为装卸冷藏货物的运输通道；而在运输途中它却成为厢壁的一部分。因此，对箱门的主要要求是：开启自如、装卸方便、关闭可靠、密封良好，具有适度的强度、刚度和使用寿命。此外，车厢门开启度还应