江淮冷藏车改装设计

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摘 要

本次设计的题目是江淮冷藏车改装设计。冷藏汽车是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，分析对比了国内外冷藏车发展现状。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。

本次设计中主要针对冷藏车的特点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。本次设计最终选定隔热车厢填充材料为硬质聚氨酯、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；冷藏汽车；隔热车厢；制冷系统；整车性能

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ABSTRACT

The topic of this design is the modification design of Jianghuai refrigerated automobiles. Refrigerated automobile is used heat insulation carriage as insulation device, makes use of different cooling device, therefore, implementes perishable goods on transportation from a certain degree .

After consulting relevant information, analyzing the contrast of the development status of refrigerator automobiles at home and abroad, I put forward the purpose and significance of this design ,at the meanwhile,develop the content of this graduation design.

This design conducts the design of the overall layout of vehicle the design of the choice of second type chassis and insulation carriage,the design of refrigerating system and subframe, carrys on the design and calculation of all the vehicle performance ,based on the features of refrigerated automobile.In various parts of the design calculations, firstly, I introduce the principle,after comparison,conduct theoretical anlysis calculations and check, in accordance with the principle of selection for the first design.The design of the final selection of cars fill with insulation material for rigid polyurethane,and non-stand-alone refrigeration as cold plate refrigeration, so that vehicle performances excellent.

From the theoretical calculation of the design ,the refrigerated automobile is in the good performance,and it achieves to the national standard. In theory, the design is feasible.

Keyn words: Design Modification; Refrigerating Automobile; Insulation Carriage;

Refrigeration System; Vehicle Performance

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目 录

摘要 ........................................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................................. II 第1章 绪论 ........................................................................................................................................ 1

1.1 我国冷藏保温汽车的现状.................................................................................................... 1

1.1.1 我国冷藏保温汽车的发展现状 ............................................................................... 1 1.1.2 我国冷藏保温汽车的生产现状 ............................................................................... 2 1.1.3 我国冷藏保温汽车制冷装置的技术现状 ............................................................. 3 1.1.4 我国冷藏保温汽车隔热厢体技术发展现状 ........................................................ 4 1.2 国外冷藏车发展现状 ............................................................................................................. 4 1.3 设计主要内容 .......................................................................................................................... 4

第2章 方案分析及总布置设计 .............................................................................................. 6

2.1 各制冷方式的原理简介 ........................................................................................................ 6 2.2 各种制冷方式的优、缺点对比 .......................................................................................... 7 2.3 制冷方式的综合分析 ............................................................................................................. 8 2.4 总布置的设计 .......................................................................................................................... 8 2.5 本章小结 ................................................................................................................................... 9

第3章 二类底盘选择 ................................................................................................................ 10

3.1 二类底盘选择原则 .............................................................................................................. 10 3.2 设计参数 ................................................................................................................................. 11 3.3 底盘主要参数 ........................................................................................................................ 11 3.4 功率平衡和比功率的计算................................................................................................. 12

3.4.1 功率平衡计算 ............................................................................................................ 12 3.4.2 比功率计算 ................................................................................................................ 13 3.5 本章小结 ................................................................................................................................ 13

第4章 隔热车厢设计 ................................................................................................................ 14

4.1 隔热货厢的结构特点对比................................................................................................. 14

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4.1.1 隔热货厢的分类 ....................................................................................................... 14 4.1.2 隔热货箱结构特点的对比 ..................................................................................... 14 4.2 隔热货厢的设计及选择 ..................................................................................................... 15 4.3 隔热车厢容积及尺寸设计................................................................................................. 16

4.3.1 隔热车厢外轮廓尺寸设计 ..................................................................................... 16 4.3.2 隔热车厢内框尺寸 ................................................................................................... 16 4.4 车门及附件的设计 .............................................................................................................. 17

4.4.1 车厢门形式的选择 ................................................................................................... 17 4.4.2 附件介绍 ..................................................................................................................... 17 4.5 本章小结 ................................................................................................................................ 18

第5章 制冷系统设计 ................................................................................................................ 19

5.1 制冷系统的设计 ................................................................................................................... 19

5.1.1 制冷系统简介 ............................................................................................................ 19 5.1.2 制冷装置的选择 ....................................................................................................... 20 5.2 隔热车厢热工计算 .............................................................................................................. 21 5.3 热负荷计算 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 5.4 冷板设计 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

5.4.1蓄冷剂的选择 ......................................................................... 错误！未定义书签。 5.4.2冷板保温时间计算 ................................................................ 错误！未定义书签。 5.4.3充冷时间计算 ......................................................................... 错误！未定义书签。 5.4.4冷板安装强度校核 ................................................................ 错误！未定义书签。 5.5 本章小结 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

第6章 副车架设计 ................................................................................. 错误！未定义书签。

6.1 主车架的改装 ................................................................................... 错误！未定义书签。 6.2 副车架的截面形状及尺寸............................................................. 错误！未定义书签。 6.3 副车架前端形状及安装位置 ........................................................ 错误！未定义书签。 6.4 副车架与主车架的连接 ................................................................. 错误！未定义书签。 6.5 本章小结 ............................................................................................ 错误！未定义书签。

第7章 整车性能计算 ............................................................................ 错误！未定义书签。

7.1 动力性计算 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 7.2 经济性计算 ............................................................................................................................ 22

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7.3 稳定性计算 ............................................................................................................................ 24 7.4 本章小结 ................................................................................................................................ 27

结论 ........................................................................................................................................................ 28 参考文献 ............................................................................................................................................. 29 致谢 ........................................................................................................................................................ 31 附录A .................................................................................................................................................... 32 附录B .................................................................................................................................................... 34

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第1章 绪 论

1.1 我国冷藏保温汽车的现状

1.1.1 我国冷藏保温汽车的发展现状

冷藏车是用来运输冷冻或保鲜的货物的封闭式厢式运输车，广义上泛指运输易腐货物的专用汽车，是公路冷藏运输的主要工具[1]。

我国专用汽车相关的主管机构对冷藏运输车进行了多种分类，按专用设备功能将其细分为保温汽车、冷藏汽车和保鲜汽车三类：只有隔热车体而无制冷机组的称为保温汽车；有隔热车体和制冷机组且厢内温度可调范围的下限低于-18℃，用来运输冻结货物的称冷藏汽车；有隔热车体和制冷机组（兼有加热功能），厢内温度可调范围在0℃左右，用来运输新鲜货物的称保鲜汽车。保鲜车的隔热厢体一般为一室（一个空间）也有二、三室的，以便于运输不同温度要求的货物。按制冷方式又可分为机械制冷、蓄冷板制冷、液化气体制冷（常用的如液氮和液体二氧化碳）等，以前还用过冰制冷和干冰制冷制冷装置则又有既可制冷又可加热的和仅可制冷的两种。还有就是如所有运输用专用车一样按底盘吨位分类，主要分为重型、中型、轻型、微型四个种类不同型号底盘就构成不同型号的冷藏汽车品种，通俗地称为纵向分类，按专用设备功能分类则为横向分类， 纵横交错就构成冷藏汽车的品种我国现在冷藏汽车（包括保温车、保鲜车），品种已接近500种，而发达国家则有1000余种

我国目前冷藏车保有量约在30000台左右。从九十年代初期开始，我国冷藏车每年以50%左右的速度增长。到了二十一世纪开始，每年也约有20%左右的增长速度。2008年我国冷藏车的市场年增量达到5000台左右，2008年1-8月份达到3600台。

我国冷藏保温汽车的发展：

1．原来主要由食品进出口、商业、水产等系统按主管部门分配计划和调拨进行运输，转为自主经营的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；

2．随着我国公路建设的飞速发展，公路冷藏运输与铁路、水路相比，其比例不断提高，由90年代的20%发展到现在已近30%；

3．运输的易腐货物也从原来较为单一的冷冻肉、禽、水产发展到新鲜的肉、禽、水产占相当比例，同时水果、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；

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4．由于需求的改变，车辆吨位结构比例也随即发生变化，由原来的重、中、轻（微）分别占10%、70%、20%发展到现在的占10%、40%、50%；

5．随着对冷藏运输质量要求的提高，冷藏保鲜汽车的占有率从10%提高到40%。 与此同时，冷藏汽车的用户也从计划经济时的食品进出口、商业、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[2]。 1.1.2 我国冷藏保温汽车的生产现状

随着需求的增长，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）从80年代的10家经历了1990年的20多家、1995年的50多家发展到2000年的73家，并且遍布全国23个省市自治区（详见表1.1）。

表1.1 2000年我国冷藏保温汽车企业按地区分布

随着我国政府机构改革的推进，“十五”期间，汽车工业主管部门由机械工业部归入国家经贸委，后国家计委和国家经贸委合并为国家发展与改革委员会。而后，汽车安全、环保等强制性执行标准不断推出，逐步与国际接轨，市场准入门槛迅速升高，导致产品开发成本越来越高，这就促使一些小型、兼业的冷藏保温汽车企业逐步的被淘汰；而一汽、东风、长安、江淮、江铃、北京福田、上汽通用五菱、东风柳汽的、河北长城等汽车集团和主机厂开始将发展专用车作为拓展载货汽车主产品市场的重要手段，中集（主营集装箱）、重庆力帆（主营摩托车）、河南新飞（主营冰箱空调）等其他行业的大型企业也开始生产专用汽车，冷藏汽车作为厢式专用车的主要种类，也受到重视。到2005年上半年，有产品投入市场的冷藏保温汽车企业（包括专业的和兼业的）共45家，分布在十七个省、市区（见表1.2）。

据《中国汽车报工业年鉴》不完全统计，2000年我国冷藏保温汽车产量为2792辆，2004年冷藏、保温、保鲜汽车产量为3915辆，其中保温车占55.4%；冷藏车占40.3%，保鲜车占4.3%。从2003年起，冷藏汽车企业销售收入和工业总产值均达到6

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亿多元，工业增加值近1亿元。20002004年，我国冷藏汽车的产量(见表1.3)。

表1.2 2004年我国冷藏保温汽车企业按地区分布

表1.3 2000～2004年我国冷藏汽车产量

1.1.3 我国冷藏保温汽车制冷装置的技术现状

我国现有的保温汽车和冷藏汽车基本上均采用机械方式制冷，因CO2制冷、液氮充冷不如机械制冷机组加燃油一样方便，蓄冷板制冷也因装备质量较大，占用较大的空间和装载质量，因此都难以取代机械制冷机组。由于至今我国冷藏车和保鲜车年产量仅2000辆左右，而且品种较多， 因此难以达到批量的经济性。我国目前主要采用“热王”（THERMO KING）、三菱机组和开利，产品多为进口。

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事实上国内从上世纪80年代起就开始试制、生产制冷机组，襄樊汉水空调设备厂、岳阳制冷机厂（现岳阳恒立冷气设备公司）等率先开始试制，但均未形成一定规模。后来，上海冷气机厂与美国开利合资组建上海开利运输冷冻设备公司，生产轻型、中型、重型车用的独立式（制冷机组有副发动机）和非独立式（汽车主发动机带动）制冷机组。上海新江机器厂与澳大利亚国际制冷空调公司合资的上海国际空调设备公司也生产过车用制冷机组；近几年劲达公司采用韩国技术在广东中山建厂生产客车空调机和车用制冷机组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。

所以，我国冷藏车配套的制冷装置技术较发达国家落后，是制约我国冷藏车发展的一个重要因素。

1.1.4 我国冷藏保温汽车隔热厢体技术发展现状

自上世纪八十年代以来，我国冷藏汽车生产企业通过对外合资合作和引进先进技术，从而在隔热厢体的生产技术水平上面有了很大的提高。现在的车厢生产，隔热材料一般采用硬质聚氨脂作， 采取注入发泡分片拼装工艺或三明治夹芯板，密封条则采用多层密封截面形状和橡塑材料。车厢的隔热性能一般均达到A级（K<0.4W·㎡/k）,较为先进的可达到K=0.35 W·㎡/k左右。而国际的先进水平K<0.3W·㎡/k，由于厢体制造工艺、门的密封性等方面不足，故在这方面仍有一定差距 [3]。

1.2国外冷藏车发展现状

冷藏车由专用汽车底盘的行走部分，与隔热保温厢体，制冷机组，车厢内温度记录仪等部件组成，对于特殊要求的车辆，如肉钩车，可加装肉钩等选装件。目前，发达国家冷藏运输率达50%以上，美、日、西欧等国家高达80％～90％。

据有关统计，目前，美国有冷藏保温车约有3万辆20多万辆，日本有12万辆。德、法等国也在4万辆左右。冷藏保温汽车占货运汽车的比例，我国仅为0.3％，美国为1％，英国为2.8％，德国为3％。

在冷藏车发展以及应用方面相差更是巨大，所以我国在冷藏车领域发展前景广阔。

1.3 设计主要内容

本次设计的主要内容是4.5吨冷藏汽车改装设计，产品主要用于中短距离的蔬菜水果的运输等。

主要设计步骤如下：

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(1) 根据所需求的吨位选用合适的二类底盘； (2) 进行隔热车厢的设计； (3) 进行制冷机组的选择设计； (4) 进行整车性能计算及校核。

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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

冷藏汽车上应用的制冷方式主要有固体制冷、冷板制冷、液氮制冷和机械制冷。下面分别介绍一下他们的原理。 1.固体制冷

固体制冷的工作原理就是利用固体在液化或汽化（升华）时的吸热作为制冷方式。常用的固体制冷有水冰、盐冰和干冰。

①水冰及盐冰制冷 在大气压力下，冰的熔点为0℃。冰融化时的吸热为334.8kJ/kg。在水冰中添加盐类可降低其熔点，在一定范围内，水冰中盐的成分越多，则熔点越低。实验证明，当假如食盐的质量为水冰质量的29%时，其混合物的熔点可达到-21.20℃。若再增加盐分，则熔点不在下降。通常是根据冷藏货物的运输适合温度来选择不同成分的盐冰。

水冰（包括盐冰）的需要量可按式（2.1）计算： G (1.1~1.5)式中：G—冰的理论需要量（kg）；

K—车厢总传热系数[W/（m2 K）]； F—车厢传热面积（m2）； T—车厢内外温度差（K）； t—运输时间，包括装卸时间（s）； —冰的融化潜热（J/kg）。

②干冰制冷 在一个大气压下，干冰（固态CO2）的升华温度低（—78.9℃），升华吸热量大（573.5kJ/kg），故将它作为车厢冷源，不仅可以获得较低温度（一般低于—20℃），而且可获得较大制冷量。 2.冷板制冷

冷板制冷原理就是利用蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量进行制冷。冷板见图(2.1)所示。运输前先将厢内冷板中的蓄冷剂进行“充冷”，使其冷却冻结，然后在运输途中利用冷板的蓄冷剂融化吸热，使厢内温度保持在运输货物的适宜温度范围内。故将冷

KFt T

(2.1)

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板又称“蓄冷板”。

1.金属容器；2.蓄冷剂；3.蒸发盘管；4.制冷剂

图2.1 冷板的结构示意图

冷板制冷装置的结构型式分为整体式和分体式。整体式的动力装置、制冷机组和蓄冷板等，均置于车上；分体式在车上制冷机组和蓄冷板。停车时，利用地面动力装置驱动制冷机组对蓄冷板“充冷”。实际应用中多采用后者。 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 .05 kJ/( kg·℃)，因此每干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，且是制氧的副产品，因而得到了较广泛的应用。 4.机械制冷

机械制冷方式有：蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射等。目前以蒸气压缩式应用最为广泛。

在一定的压力下，液体达到某一温度(沸点)就会沸腾。液体沸腾时，吸收汽化潜热而产生相变，转变为饱和蒸气。在同一压力下，不同液体的沸点和汽化潜热是不相同的，如在一个大气压力下，水的沸点为100℃，汽化潜热为2256.7kJ/kg，而氟利昂12(R12)的沸点为-29.8℃，汽化潜热为165 kJ/kg。凡用于沸腾制冷的液体称为制冷剂或称为制冷工质。在制冷技术中，制冷剂的沸腾称为“蒸发”，其沸点称为“蒸发温度”，沸腾制冷则称之为“蒸发制冷”。

蒸气压缩式制冷属于蒸发制冷。制冷装置置于一个封闭系统中，液态制冷剂在蒸发器中汽化吸热制冷，在冷凝器中放热并从新冷凝成液态，在压缩机的驱动下，制冷剂不断的循环工作[1]。

2.2 各种制冷方式的优、缺点对比

对比四种制冷方式：

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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。

目前应用最广泛的是机械制冷，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。

2.3 制冷方式的综合分析

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。尽管两种方式都有所欠缺，但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。对于这个设计个人认为采用冷板制冷较好，主要是考虑以下几个方面：

（1）冷板制冷适合于中、短途运输，与本设计思路相符合。 （2）冷板制冷价格上相对便宜，维修上也会更方便。

（3）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”。

因此，本次设计的冷藏保温汽车采用非独立式冷板制冷。

2.4 总布置的设计

总体结构的设计主要是对组成冷藏保温汽车几个主要部件，比如二类底盘、制冷机组、货箱、副车架等方面的设计，这些部件的设计在以后的章节中将会做详尽的介绍。这里主要说一下总布置的几条原则：

（1）质心高度应满足GB 7258—87的规定，车辆在静态空载条件下，侧倾稳定角不小于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%。

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（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。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；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。还应在尽可能的情况下，不断降低车厢外廓的空气阻力系数[1]。

2.5 本章小结

本章主要对主要介绍了方案的设计和总布置的设计。方案设计中，首先做制冷原理的介绍、然后进行优、缺点的对比，最后进行综合分析；总布置设计主要介绍了本设计总体结构的布置原则。

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第3章 二类底盘选择

3.1二类底盘选择原则

专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。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。

目前我国对于常规厢式车、罐式车、自卸车通常采用二类底盘的改装设计。而冷藏保温汽车正是厢式车的一种。利用二类底盘设计的重点在于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，无论采用何种二类底盘，都很难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，一定要开发出一些符合专用汽车的专用性能的底盘。

二类底盘的选型方面，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，出现故障的机率少，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、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[1]。

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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，它是专用汽车购置成本中很大的部分，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间题。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。

3.2设计参数

1、总质量

总质量为4500kg。 2、装载质量

装载质量为2000kg。 3、用途

中短途易腐蔬菜、水果运输。

依据二类底盘选用原则和以上参数初步选定江淮牌HFC1041K轻型载货汽车为基本型进行改装。

3.3底盘主要参数

底盘主要参数见表(3.1)。

表3.1 二类底盘主要参数

底盘型号：HFC1040K

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3.4功率平衡和比功率的计算

3.4.1功率平衡计算

专用汽车在行驶过程中所需要的驱动功率即发动机发出的功率Pt（kW），恒等于用于客服行驶主力与驱动专用工作装置运转消耗功率以及机械传动损失功率之和。按下式计算

Pt =

式中：

—整车总质量（kg）；

+ (3.1)

—滚动主力系数;

—汽车底盘传动系的机械效率；

—空气阻力系数； —整车迎风面积（m2）； —最高车速（km/h）；

P0—专用工作装置在车辆行驶中从汽车底盘所取得功率（kW）；

0—专用工作装置的机械效率

[1]

。

考虑到发动机功率有一定的储备，则需要给发动机确定一定的负荷率，其范围一般在75%90%。当外载荷变化大，或车辆行驶所需要的功率估算不准确时，应取下限75%；当外载荷变化小，或所需的功率估算较准确时取上限值90%。一般负荷率不大于90%。

这样可以计算出专用汽车发动机所需要的总功率P（kW）为

P =

η取80%；ma为4500kg；

(3.2)

=85；CD取max

0.7；AD为4.61；

取9.8； 取0.015；

由于采用非独立式制冷方式所以为P0kW。

Pt =

+

= 52.06 kW

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P =

3.4.2比功率计算

= 61.25 kW＜63 kW 可用

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：

Pd

= (3.3)

专用汽车（含汽车列车）比功率大致范围是：

ma＜5103 Pd = 0.0150.021 kW/kg ma≥5103 Pd = 0.00750.011 kW/kg ma＞19103 Pd = 0.004780.007 kW/kg

ma为4500kg；P为63kW。

Pd

=

=

= 0.014 kW/kg

3.5本章小结

本章的内容首先介绍二类底盘的选择原则，参照自己的设计目标，对比二类底盘的各个方面的优、缺点，选取江淮汽车制造厂生产的HFC1041K轻型货车为基本车型进行改装，介绍二类底盘的一些主要参数并进行公路平衡以及比功率的计算。

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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

隔热货箱按照其结构型式的不同可以分为两大类，即整体式隔热货箱和分片式隔热货箱。整体式货箱又有整体骨架式和整体隔热层式两种。分片式货箱也有分片注入发泡式和“三明治”板粘接式两种。 4.1.2隔热货箱结构特点的对比 1.整体结构的隔热货厢 （1）整体骨架式货厢：

① 整体骨架填嵌式货厢：这种车厢的强度和刚度大；型式简单，不需要特殊的型材，但工艺繁琐。由于硬聚苯乙烯泡沫材料的导热系数较大，为了提高车厢隔热性能，势必加厚厢壁、增加车厢的整备质量、减小了有效容积。因此该型式车厢多用于保温性能要求较低的保温汽车上。

② 整体骨架硬聚氨脂喷涂式货厢：它与上述的填嵌式结构主要不同之处是隔热层采用现场喷涂发泡硬聚氨酯泡沫成形工艺，该工艺易于使隔热材料充满整个车厢的隔热空间，故隔热性能较好；硬聚氨酯导热系数比聚苯乙烯的要低，因此在保证车厢总传热系数K一定的前提下，可减小车厢壁厚。但喷涂发泡的隔热层厚度不易控制均匀，因此安装内蒙皮之前，隔热层内表面须经加工取平。现场喷涂发泡空气污染比较严重，工人劳动强度大。因此现场喷涂发泡工艺不如后叙的现场注入发泡工艺先进。 （2）整体隔热层式货厢：

这种结构型式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。 2.分片结构的隔热货厢：

（1）分片拼装硬聚氨酯注入发泡式 ：在结构上，该型式车厢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。要求拼接方式合理、连接可靠、装配方便、嵌合型材的品种要少；在工艺上，则要首先保证硬质聚氨酯与内外蒙皮、骨

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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。

（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。它不但在冷藏保温汽车上得到迅速发展，而且在冷藏集装箱上也被广泛采用。

“三明治”板制造工艺流程大致如下：

(1) 蒙皮下料、清洗，将蒙皮其中一个表面打磨粗糙，清除表面杂物，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，喷漆表面朝上。

(3) 蒙皮上表面满喷粘胶液。 (4) 放置隔热材料。

(5) 在隔热材料的上表面满喷粘胶液。

(6) 放置上蒙皮，注意将处理过的蒙皮表面朝向粘胶液。 (7) 真空加压“三明治”。 (8) 消除压力、固化[1]。

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。

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值和缝气倍数L值，均比采用分片提装硬聚氨酯注人发泡结构的车厢低。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[1]。

4.2 隔热货厢的设计及选择

首先本次设计的隔热货箱应从以下几个方面进行考虑和选择： （1）保温和隔热性能要好；

（2）生产工艺简单，适合大批量生产； （3）维修和维护也应尽量简单、实用；

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（4）材料品种多，选用方面；

（5）最主要的是成本应尽可能的降低成本。

对以上几种货箱进行一下对比分析：整体骨架填嵌式货厢保温和隔热性能较差，不适合采用。而整体骨架硬聚氨脂喷涂式车厢，喷涂发泡空气污染比较严重，这根本不适合未来工业发展。个人认为这种货箱的结构形式随着发展将会被历史所淘汰。整体隔热层式货箱隔热、密封性能较好，生产工艺也相对简单，比较符合本次的设计要求。

下面再分析一下分片式货箱。

分片拼装硬聚氨酯注入发泡式工艺较简单；隔热和密封性也不错，其它性能也不错，但这种货箱在结构方面的要求过于烦琐，对于成批量的生产可能会碰到一些困难。对于本次设计，“三明治”板预制粘接式货箱，这种货箱是近几年来发展起来的一种新型结构，在冷藏保温汽车上得到了迅速发展和广泛的应用。其优点非常明显，容易批量生产，各种性能和本次设计要求也非常吻合，所以此次毕业设计选择这种货箱形式。

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

外轮廓尺寸应在厢式货车总体设计阶段予以确定。其中箱体长度主要由前后轴荷分配系数决定，应接近原车厢长度，以便保持原底盘性能；箱体宽度主要由底盘轮距、使用要求及法规限宽等因素决定；厢体高度由改装后的质心高度（影响汽车的行驶稳定性）决定，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，提高汽车行驶稳定性[1]。

综合以上条件和原车型的尺寸隔热车厢外轮廓尺寸设计为: 长×宽×高为4300×1970×2100（mm）。 4.3.2隔热车厢内框尺寸

隔热车厢的内框尺寸由装载质量、货物种类、车厢内附件共同决定。货物种类与每吨所占的体积见表(4.1)。

表4.1 蔬菜种类与每吨所占体积

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