0040-輕型冷藏車車廂總成設(shè)計(jì)【全套12張CAD圖+說(shuō)明書】

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隔熱車廂結(jié)構(gòu)····················································13 2.3.1 隔熱車廂的結(jié)構(gòu)型式··········································13 2.3.2 隔熱層材料及其厚度··········································14 2.3.3 斷熱橋結(jié)構(gòu)··················································15 2.3.4 車廂蒙皮····················································15 2.3.5 密封條······················································16 2.3.6 車廂門及其附件··············································16 2.3.7 車廂內(nèi)外附件················································18 2.4 車廂制作技術(shù)現(xiàn)狀················································20 第三章 隔熱車廂設(shè)計(jì)···············································21 3.1 車廂主要結(jié)構(gòu)型式和技術(shù)參數(shù)的確定································21 3.2 車廂設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)分析和計(jì)算··································22 3.2.1 車廂隔熱壁傳熱系數(shù)的計(jì)算····································22 3.2.2 隔熱車廂平均傳熱系數(shù)的計(jì)算··································25 3.2.3 制冷設(shè)備熱負(fù)荷的計(jì)算········································25 3.3 制冷機(jī)組的選擇··················································28 3.4 車廂換氣倍數(shù)的確定··············································28 3.5 車廂重量的計(jì)算··················································29 總結(jié)··································································30 致謝··································································31 主要參考文獻(xiàn)·························································32 第一章 緒論 1.1冷藏保溫汽車的特點(diǎn) 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)溫度有特定要求的貨物，主要為食品。冷藏保溫汽車是重要的公路冷藏運(yùn)輸工具。 一般將冷藏保溫汽車分為冷藏汽車和保溫汽車。裝有隔熱車廂而未裝有任何制冷或加熱裝置的稱為保溫汽車，既裝有隔熱車廂又裝有制冷裝置的稱為冷藏汽車。有些冷藏汽車還裝有加熱裝置，或者其所采用的機(jī)械式制冷裝置設(shè)有加熱循環(huán)系統(tǒng)，用來(lái)對(duì)車廂內(nèi)加熱，以便在外界環(huán)境溫度低于貨物的運(yùn)輸適宜溫度時(shí)，保持車廂溫度于適宜狀態(tài)。由此可見(jiàn)，保溫汽車的專用裝置僅為隔熱車廂，冷藏汽車的專用裝置除隔熱車廂外，還有制冷裝置和加熱裝置。見(jiàn)圖1.1 圖1.1 冷藏車 對(duì)冷藏保溫汽車的基本功能要求是在任何外界環(huán)境條件（主要是溫度條件）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)。 可見(jiàn)，保溫汽車只適宜于短距離的冷藏運(yùn)輸，以及運(yùn)輸適溫范圍較寬的易腐貨物，冷藏汽車適于長(zhǎng)距離冷藏運(yùn)輸以及環(huán)境溫度變化范圍大的場(chǎng)合。 用保溫汽車運(yùn)輸易腐貨物時(shí)，車廂的隔熱層起著阻滯廂內(nèi)外熱交換的作用，而車廂材料和廂內(nèi)貨物的熱容量也起著維持廂內(nèi)原有溫度的作用。運(yùn)輸過(guò)程中，外界傳入的熱量和食物本身的呼吸熱則會(huì)導(dǎo)致廂內(nèi)溫度身高。保溫汽車只適宜于短距離的冷藏運(yùn)輸，以及運(yùn)輸適溫范圍較寬的易腐貨物。 冷藏汽車主要是靠制冷和加熱裝置來(lái)維持廂內(nèi)溫度，使其保持在所運(yùn)貨物的適溫范圍內(nèi)，從而達(dá)到避免貨物變質(zhì)的目的。機(jī)械制冷汽車制冷機(jī)空氣冷卻器周圍的低溫是通過(guò)風(fēng)機(jī)送風(fēng)即強(qiáng)制通風(fēng)來(lái)送到車廂內(nèi)各處，這要求廂內(nèi)貨物的堆放不致切割廂內(nèi)的空氣循環(huán)。導(dǎo)風(fēng)條、型材地板等附件也有利于形成正確的氣流方向。 1.2冷藏保溫汽車的經(jīng)濟(jì)意義 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”。以前人們常常只考慮運(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。 1.3國(guó)內(nèi)外冷藏保溫汽車的發(fā)展過(guò)程和現(xiàn)狀 1.3.1冷藏保溫汽車的發(fā)展過(guò)程 在古代，人們就知道用冰降溫可防止物品很快腐爛，當(dāng)開始用廂式車輛來(lái)運(yùn)輸食品以保證食品的運(yùn)輸安全和免遭污染時(shí)，人們就用冰和易腐食品混裝的辦法，避免廂內(nèi)溫度上升太快而使貨物變質(zhì)。為提高車廂的保溫性能，在制造車廂板壁時(shí)填嵌隔熱材料，隔熱材料要求使導(dǎo)熱系數(shù)較小而比重較輕，這樣就產(chǎn)生了保溫車。早期的隔熱材料有軟木、米波拉、木料木屑等?，F(xiàn)在多采用泡沫材料。用得最多的使聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫。聚苯乙烯泡沫材料比重輕而導(dǎo)熱系數(shù)小，可制成板材并易于切割，比原先各種隔熱材料具有很大的優(yōu)越性。硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料以越來(lái)越廣泛地被用作隔熱材料。其導(dǎo)熱系數(shù)更小，比重也輕，且具有較高的強(qiáng)度，與蒙皮材料粘接力強(qiáng)。聚氨酯還可采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡隔熱層成形工藝，工藝流程大大簡(jiǎn)化而使工效提高很多，骨架簡(jiǎn)化而使車廂自重減輕。 對(duì)冷藏汽車來(lái)說(shuō)，更為重要的發(fā)展是在制冷裝置所采用的制冷方式以及對(duì)廂內(nèi)溫度調(diào)控方面。固體和液體冷卻裝置用得較早，冷卻劑由水冰、含鹽水冰發(fā)展到干冰和液氮在低溫下氣化的等固體液體。制冷劑用于運(yùn)輸工具出現(xiàn)了運(yùn)輸用制冷裝置，冷藏運(yùn)輸工具形成食品冷藏鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著制冷技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了蓄冷板冷藏車。對(duì)廂內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)控制技術(shù)也有很大發(fā)展，用節(jié)流閥控制固體和液體氣化來(lái)調(diào)控其制冷量，機(jī)械制冷裝置用兩位控制的方法，現(xiàn)在廂內(nèi)溫度可控制在調(diào)定溫度±2℃的范圍內(nèi)。 1.3.2國(guó)外冷藏保溫汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 歐美國(guó)家冷藏保溫汽車發(fā)展較早，在十九世紀(jì)末和二十世紀(jì)初各國(guó)開始發(fā)展冷藏運(yùn)輸工具，目前冷藏保溫汽車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%。 日本冷藏保溫汽車中輕型車占60～70%；中型車占20～25%；重型車占10～15%。冷藏汽車約占55%，其中冷凍車占20～25%。在德國(guó)，輕中重的比例為2:5:3。美國(guó)冷藏汽車總重9噸以下的占44%；9～12噸的占11%；12噸以上的占45%。美歐國(guó)家還有大量掛車和半掛車。日本冷藏汽車的品種最多，占專用汽車品種數(shù)的一半以上，除按使用要求選用不同制冷裝置和汽車底盤外，根據(jù)裝貨需要設(shè)有后門、側(cè)門、頂門，門的結(jié)構(gòu)形式也有拉門、折門、滑道、卷簾、反沖等，附設(shè)的裝卸機(jī)構(gòu)有提升起重、尾門起重、鏈傳送等。 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)。二十世紀(jì)初歐洲已建立冷藏運(yùn)輸工具的試驗(yàn)基地，現(xiàn)在十多個(gè)國(guó)家建立了二十多個(gè)試驗(yàn)中心。有奧地利維也納亞森納爾試驗(yàn)站是最著名的一個(gè)，它是由國(guó)際鐵路聯(lián)盟組織試驗(yàn)研究所與奧地利政府與上世紀(jì)五十年代確定并著手籌建的。1960年11月建成靜止試驗(yàn)室，能在靜態(tài)條件下測(cè)定車廂漏氣量和總傳熱系數(shù)、進(jìn)行制冷機(jī)性能試驗(yàn)和整車試驗(yàn)；以后建立的運(yùn)行試驗(yàn)室可模擬車輛的運(yùn)行條件，除溫度（-50～+50℃）和濕度（相對(duì)濕度50～100%）外，還有風(fēng)速、陽(yáng)光輻射、雨雪等。其它有名的還有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。 1.3.3我國(guó)冷藏保溫汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的冷藏運(yùn)輸事業(yè)是50年代后期才開始發(fā)展起來(lái)的，60年代初外貿(mào)部門開始組織其下屬企業(yè)采用“解放”底盤改裝保溫汽車，至70年代初主要靠進(jìn)口保溫車來(lái)滿足國(guó)內(nèi)冷藏運(yùn)輸?shù)男枰?，先后從羅馬尼亞、匈牙利、意大利等國(guó)進(jìn)口數(shù)百輛中、重型車。同時(shí)開始生產(chǎn)冷藏保溫汽車，商業(yè)部門和機(jī)械部門均先后進(jìn)行定點(diǎn)生產(chǎn)并形成一定批量。另外還從上述國(guó)家和日本進(jìn)口多種型號(hào)的冷藏車和保溫車。 改革開放以后，我國(guó)公路冷藏運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)也從計(jì)劃模式向市場(chǎng)模式過(guò)渡。①原來(lái)主要由商業(yè)、食品進(jìn)出口、水產(chǎn)等系統(tǒng)的冷庫(kù)車隊(duì)按主管部門調(diào)撥和分配計(jì)劃進(jìn)行運(yùn)輸，轉(zhuǎn)為自主經(jīng)營(yíng)的冷庫(kù)車隊(duì)按市場(chǎng)需求進(jìn)行運(yùn)輸。隨著肉、魚、禽、蛋類食品供大于求，計(jì)劃供應(yīng)取消，中長(zhǎng)途調(diào)撥運(yùn)輸?shù)谋壤郎p少，短途分配性運(yùn)輸比例大增；②隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，公路冷藏運(yùn)輸與鐵路、水路相比，其比例不斷提高，90年代已占20%，現(xiàn)在已近30%；③運(yùn)輸?shù)囊赘浳镆矎脑瓉?lái)的冷凍肉、禽、水產(chǎn)占絕大多數(shù)，發(fā)展到新鮮的肉、禽、水產(chǎn)占相當(dāng)比例，還有水果、蔬菜、乳制品、冷飲、保健食品等保鮮食品也需用冷藏、保溫、保鮮汽車運(yùn)輸；④車輛噸位結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，原來(lái)重、中、輕（微）分別占10%、70%、20%，現(xiàn)在則分別占10%、40%、50%；⑤隨著對(duì)冷藏運(yùn)輸質(zhì)量要求的提高，冷藏汽車和保鮮汽車的占有率從10%提高到40%。 隨著市場(chǎng)領(lǐng)域的拓展，我國(guó)冷藏保溫汽車的保有量也較快增長(zhǎng)：1980年約3500輛，1985年約6000輛，1990年約10000輛，1995年約15000輛，至今已經(jīng)超過(guò)25000輛。每年的銷售達(dá)4000多輛（見(jiàn)表1.1） 表1.1 2000～2004年我國(guó)冷藏保溫汽車的銷量（單位：輛） 年份 2000 2001 2002 2003 2004 保溫汽車 合計(jì) 2717 2025 1973 2339 2241 重型 163 144 261 104 85 中型 576 226 640 348 451 輕型 1659 854 664 1428 1199 微型 329 801 408 459 506 冷藏汽車 合計(jì) 1176 1095 1485 1688 1559 重型 195 165 195 84 94 中型 167 205 630 449 459 輕型 761 538 573 1117 798 微型 53 187 87 38 208 注：資料來(lái)源為中國(guó)汽車工業(yè)年鑒。表中按車輛總質(zhì)量分類：＞14噸為重型；6～14噸為中型；1.8～6噸為輕型；＜1.8噸為微型。 80年代初我國(guó)生產(chǎn)冷藏保溫汽車的廠點(diǎn)不到10家，1990年列入《全國(guó)汽車、民用改裝車和摩托車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品目錄》的冷藏保溫汽車生產(chǎn)廠有20多家，1996年增至56家，1999年則為70家。其中有一汽、東風(fēng)、北汽等大型汽車集團(tuán)下屬?gòu)S和長(zhǎng)安、昌河、柳州等微型車改裝公司。這說(shuō)明汽車主機(jī)廠為適應(yīng)供大于求的市場(chǎng)態(tài)勢(shì)，都把發(fā)展改裝車作為拓展市場(chǎng)的重要手段，而冷藏保溫汽車作為市場(chǎng)潛力較大的專用汽車自然收到重視。另外還有一些“軍轉(zhuǎn)民”的企業(yè)，如河南紅宇、北京天云、福建長(zhǎng)城等也加入了這一行業(yè)。 據(jù)《中國(guó)汽車報(bào)工業(yè)年鑒》不完全統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)冷藏保溫汽車產(chǎn)量為2792輛，2004年冷藏、保溫、保鮮汽車產(chǎn)量為3915輛，其中保溫車占55.4%；冷藏車占40.3%，保鮮車占4.3%。從2003年起，冷藏汽車企業(yè)銷售收入和工業(yè)總產(chǎn)值均達(dá)到6億多元，工業(yè)增加值近1億元。2000～2004年，我國(guó)冷藏汽車的產(chǎn)量見(jiàn)表1.2。 表1.2 2000～2004年我國(guó)冷藏汽車產(chǎn)量（單位：輛） 年份 2000 2001 2002 2003 2004 保溫汽車 合計(jì) 2792 2050 1938 2430 2169 重型 170 143 261 105 86 中型 594 231 644 412 460 輕型 1699 838 652 1438 1148 微型 329 837 381 475 475 冷藏汽車 合計(jì) 1179 1087 1483 1736 1577 重型 198 163 196 85 97 中型 173 207 630 502 473 輕型 754 529 573 1110 801 微型 54 188 84 39 206 近年來(lái)，我國(guó)冷藏保溫汽車已逐步采用國(guó)外的先進(jìn)結(jié)構(gòu)和工藝，品種發(fā)展也很快。隔熱車廂有整體結(jié)構(gòu)和分片組裝等形式；隔熱層也已采用聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡新工藝；車門采用多層密封，使車廂密封性能得到改善。全國(guó)性的冷藏汽車測(cè)驗(yàn)中心也即將建成。技術(shù)基礎(chǔ)工作進(jìn)展也很快，機(jī)械委、商業(yè)部先后制定了技術(shù)條件、性能試驗(yàn)方法等標(biāo)準(zhǔn)，還制定了運(yùn)輸用制冷機(jī)組試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 1.4我國(guó)冷藏保溫汽車的發(fā)展趨勢(shì) 目前中國(guó)的肉類食品廠有2500多家，年產(chǎn)量1000多萬(wàn)噸，年產(chǎn)肉類5600萬(wàn)噸；速凍食品廠2000多家，年產(chǎn)量超過(guò)850萬(wàn)噸；冷飲企業(yè)1000多家，年產(chǎn)量1000多萬(wàn)噸；乳品企業(yè)1500多家，年產(chǎn)量800萬(wàn)噸；此外還有每年4120萬(wàn)噸的水產(chǎn)品。上述易腐食品的消費(fèi)逐年增長(zhǎng)，乳品企業(yè)每年以30%的速度增長(zhǎng)，水果、蔬菜銷量更大。這些總量超過(guò)億萬(wàn)噸的食品都屬于易腐食品，都需要冷藏運(yùn)輸。 中國(guó)高等級(jí)公路（含高速公路和一、二級(jí)公路）目前已達(dá)20.73萬(wàn)公里，等級(jí)公路（含三、四級(jí)公路）131.59萬(wàn)公里，等級(jí)外的還有36.2萬(wàn)公里，公路的密度為17.5公里/百平方公里，其中高速公路已達(dá)1.95萬(wàn)公里，列美國(guó)之后成為世界第二。到“十五”期末，高速公路的通車?yán)锍虒⑦_(dá)2.2萬(wàn)公里左右，全國(guó)南北、東西全部被三縱三橫的高速公路貫通。公路建設(shè)的發(fā)展，改善了公路運(yùn)輸?shù)臈l件，將大大提高公路冷藏運(yùn)輸率。目前中國(guó)公路冷藏運(yùn)輸量只占20%，鐵路冷藏運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)量占55%，而歐美國(guó)家公路冷藏運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)量為60-80%，中國(guó)公路冷藏運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)量將會(huì)很快增長(zhǎng)。 中國(guó)政府有關(guān)部門提出的專用汽車五年和十年的發(fā)展綱要中要求：“冷藏保鮮貨物逐步實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、規(guī)范化、現(xiàn)代化，引導(dǎo)道路貨運(yùn)發(fā)展第三方服務(wù)?！睋?jù)有關(guān)資料，到2005年中國(guó)專用汽車保有量將達(dá)到275萬(wàn)輛，每年需求量34萬(wàn)輛，原有專用車更新量12萬(wàn)輛，總的需求每年以10%的速度遞增，高于普通貨車的增長(zhǎng)速度。隨著中國(guó)加入WTO、北京申奧、上海申博的成功，冷藏保溫汽車面臨歷史上難得的發(fā)展機(jī)遇，政府為了促進(jìn)冷藏運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，成立了中國(guó)冷凍和冷藏食品專業(yè)學(xué)會(huì)，各地相應(yīng)成立了“冷鏈辦公室”，創(chuàng)辦了“三綠工程”，規(guī)劃了“綠色通道”，各大城市都有菜籃子工程辦公室和食品快餐配運(yùn)中心，有些城市對(duì)運(yùn)輸奶類制品、生熟制品的冷藏保溫運(yùn)輸車發(fā)放了專用的通行證。這些都有利于冷藏保溫汽車的發(fā)展，從而帶動(dòng)這個(gè)行業(yè)迅速達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。 目前中國(guó)冷藏保溫汽車按照噸位構(gòu)成，還是中型車較多。隨著公路的建設(shè)和發(fā)展，重型車、半掛車將成為長(zhǎng)途、調(diào)撥性公路冷藏運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ撸玫娇焖侔l(fā)展；輕型冷藏和微型保溫車則作為短途、分配性運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ叨玫娇焖侔l(fā)展。在冷藏保溫汽車功能方面，市場(chǎng)越來(lái)越要求高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。制冷裝置、制熱裝置、液壓舉升裝置、廂體隔倉(cāng)裝置、側(cè)拉門裝置、計(jì)量測(cè)量裝置等，以及各種廂體的車身結(jié)構(gòu)器材，都有廣泛的市場(chǎng)前景。從環(huán)保和節(jié)能的角度考慮，所有聚氨酯材料的發(fā)泡劑都必須由無(wú)氟材料來(lái)取代，新冷源冷藏車的比例會(huì)有所增長(zhǎng)。 冷藏保溫汽車所有多品種、小批量、短周期的特點(diǎn)，只有柔性化生產(chǎn)可以克服這一生產(chǎn)組織上的矛盾。同時(shí)計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，使世界經(jīng)濟(jì)的全球化、一體化的格局逐漸形成，全球的競(jìng)爭(zhēng)需要產(chǎn)品制造過(guò)程具有高速度和低成本，傳統(tǒng)小而全的企業(yè)模式已經(jīng)越來(lái)越喪失競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，柔性化生產(chǎn)、靈活達(dá)到設(shè)計(jì)方案、異地加工或者異地組裝廂體的生產(chǎn)模式會(huì)較快發(fā)展。 隨著公路建設(shè)的飛速發(fā)展，加速發(fā)展重型車的勢(shì)頭會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)，這就是要求提高廂體的強(qiáng)度和剛度，特別注重減輕自重，增加載重后的尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊性，確保整車的可靠性和安全性。因此在廂體的結(jié)構(gòu)上，各生產(chǎn)廠家都應(yīng)形成自己的獨(dú)立開發(fā)能力，以適應(yīng)這種需要。 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)冷藏保溫汽車的發(fā)展還很不夠。社會(huì)保有量、年產(chǎn)量均差得很多，品種和技術(shù)上的差距也很大，如車廂總傳熱系數(shù)和換氣倍數(shù)等性能指標(biāo)均較落后。冷藏汽車的關(guān)鍵配套裝置—制冷機(jī)組由于缺少定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)和專用零部件，其性能還難以滿足長(zhǎng)距離冷藏運(yùn)輸?shù)囊蟆７蠂?guó)際試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)試程序的冷藏汽車試驗(yàn)設(shè)施還在建設(shè)，測(cè)試技術(shù)水平和測(cè)試儀器的精度均需提高。 第二章 隔熱車廂結(jié)構(gòu) 2.1制冷裝置 運(yùn)輸易腐貨物時(shí)，為達(dá)到貨物保鮮的目的，必須在運(yùn)輸工具上裝有制冷裝置。使用時(shí)，制冷裝置先對(duì)廂內(nèi)進(jìn)行預(yù)冷，使廂內(nèi)溫度達(dá)到貨物運(yùn)輸適宜溫度。 表2.1 主要易腐食品的運(yùn)輸適溫 品名 適溫℃ 品名 適溫℃ 冷凍食品 新鮮水果類 凍結(jié)漣 -20～-18 葡萄 1～4 冷凍龜類 -18～-15 蘋果 3～6 冷凍雞肉 -18～-12 櫻桃、西洋梨 4 冷凍牛肉 -18～-12 甜瓜、梨、李子 4～7 冷凍豬肉 -18～-12 柑桔、桃、菠蘿 10 新鮮肉類 檸檬 12～14 鮮羊肉 1～6 香蕉 13～16 鮮豬肉 2～5 新鮮蔬菜類 鮮牛肉 3～6 西洋蘑 0～2 鮮火腿 3～6 龍須菜 4 蛋 3～7 胡蘿卜、豌豆、菜花 4～7 臘肉、臘腸 4～7 白菜、萵苣、芹菜 4～10 咸火腿、熏臘肉 15～18 菠菜、土豆 7～16 乳制品 洋蔥 10～16 人造奶油 1～2 甘薯、南瓜 12～16 煉乳、干酪 4～7 西紅柿 12～21 黃油 7～10 糖果類 新鮮魚貝類 巧克力、糖果 20～21 鮮魚、牡蠣 0～2 蜂蜜 7～10 熏魚類 4～7 在運(yùn)輸過(guò)程中，制冷裝置的制冷量用來(lái)平衡通過(guò)車廂壁的傳熱、車廂門等處縫隙的漏熱、太陽(yáng)光的輻射熱、開門時(shí)的換熱、以及貨物的發(fā)熱（如食品的呼吸熱）等。當(dāng)運(yùn)輸環(huán)境溫度低于貨物運(yùn)輸適宜溫度時(shí)，則需使用加熱裝置來(lái)對(duì)車廂內(nèi)加熱。但是，通常環(huán)境溫度總是高于易腐貨物運(yùn)輸適溫，因而在運(yùn)輸過(guò)程中主要是需對(duì)廂內(nèi)冷卻。制冷方式有固體制冷、液化氣體制冷、冷板制冷和機(jī)械制冷，其中機(jī)械制冷用得最多。機(jī)械制冷裝置之所以被廣為應(yīng)用，最重要的是由于有的制冷機(jī)組既能制冷又能加熱，容易實(shí)現(xiàn)廂內(nèi)溫度的自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，溫調(diào)可靠而調(diào)控溫度范圍較廣，能運(yùn)輸各種不同適溫的冷藏貨物，但是，制冷機(jī)組是要消耗一定能源的，機(jī)械制冷裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，購(gòu)置和運(yùn)行費(fèi)用較高，操作維修不易，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大，重量也較重。然而機(jī)械制冷仍不失為最可靠有效的制冷方式。 機(jī)械冷藏汽車的制冷機(jī)組按其驅(qū)動(dòng)方式可分為獨(dú)立式和非獨(dú)立式。獨(dú)立式制冷機(jī)組本身帶有驅(qū)動(dòng)裝置，常用的驅(qū)動(dòng)裝置為內(nèi)燃機(jī)（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）和電動(dòng)機(jī)。有的機(jī)組僅有一種驅(qū)動(dòng)裝置，有的則既裝有發(fā)動(dòng)機(jī)又裝有電動(dòng)機(jī)。非獨(dú)立式制冷機(jī)組其壓縮機(jī)由汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。有的將壓縮機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架上或通過(guò)其本身的支架與機(jī)體相連；有的則是通過(guò)取力機(jī)構(gòu)從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)取力，這樣壓縮機(jī)也可安裝在汽車縱梁上。蒸發(fā)器總是安裝在隔熱車廂內(nèi)，以便對(duì)隔熱車廂內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)（冷卻或加熱）。冷凝器則應(yīng)安裝在通風(fēng)條件較好、離熱源較遠(yuǎn)的地方。按驅(qū)動(dòng)裝置、壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器四大部件構(gòu)成位置，制冷機(jī)組又可分為整體式和分體式。四大組成部件裝在同一廂體內(nèi)連成一體的稱為整體式機(jī)組；若四大組成部件中僅用管道連接而可分別裝在不同位置的機(jī)組則為分體式機(jī)組，驅(qū)動(dòng)裝置與壓縮機(jī)一般都安裝在一起，由皮帶傳送動(dòng)力。 整體式機(jī)組均為獨(dú)立式。圖2.1為采用整體式機(jī)組的冷藏汽車制冷機(jī)組、隔熱車廂和汽車底盤裝配示意圖。如圖的制冷機(jī)組，其驅(qū)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)和冷凝器成橫向布置，稱為橫式；若制冷機(jī)組冷凝器裝在上部，驅(qū)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)在下部，則稱為豎式。蒸發(fā)器在車廂內(nèi)一般 圖2.1 汽車底盤、隔熱車廂和制冷機(jī)組裝配示意圖 都位于前壁中上方，也有的裝在左上方或右上方，如圖2.2所示. 圖2.2 蒸發(fā)器在車廂內(nèi)的位置 a)左上方；b)中上方；c)右上方 分體式制冷機(jī)組的四大部件在整車中的位置大致有圖2.3所示的四種布置方式。 圖2.3 采用分體式制冷機(jī)組的冷藏汽車布置方式 輕型和微型的機(jī)械冷藏汽車一般采用非獨(dú)立分體式的制冷機(jī)組，這樣減輕制冷機(jī)組的重量，并使整車重量配置較為合理。橫式的整體機(jī)組多用于中型冷藏汽車，也有用于噸位較小的重型冷藏汽車?？v式整體機(jī)組則常為重型冷藏汽車、大型冷藏掛車和鐵路冷藏車輛所采用。 2.2隔熱車廂分類 表2.2 冷藏保溫汽車車廂按熱工性能分類 冷藏汽車 種類 廂內(nèi)調(diào)控溫度 傳熱系數(shù)（W/㎡·K） 等級(jí) 內(nèi)溫t0℃ 外溫tW℃ 強(qiáng)化隔熱型 普通隔熱型 機(jī)械冷藏 汽車 A 0～+12 +30 ≤0.4 0.4～0.7 B -10～+12 ≤0.4 — C -20～+12 ≤0.4 — D 能達(dá)≤+2 ≤0.4 0.4～0.7 E 能達(dá)≤-10 ≤0.4 — F 能達(dá)≤-20 ≤0.4 — 非機(jī)械冷藏汽車 A 能達(dá)≤+7 +30 ≤0.4 0.4～0.7 B 能達(dá)≤-10 ≤0.4 — C 能達(dá)≤-20 ≤0.4 — 有加熱的 冷藏汽車 A +12～-10 +30～-10 ≤0.4 0.4～0.7 B +12～-20 +30～-20 ≤0.4 — 我國(guó)由(中汽聯(lián))起草頒布的國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(ZBT52003-87)，參照聯(lián)合 頒印的第3類冷藏汽車標(biāo)準(zhǔn)，將冷藏車分為六種如下： 表2.3 類別 A B C D E F 調(diào)溫范圍℃ 12～0 12～10 12～20 ≤-2 ≤-10 ≤-20 車廂傳熱系數(shù)分為三級(jí)，A級(jí)為≤O．4W/㎡· K， B級(jí)為≥0．4～O．6W／㎡·K， C級(jí)為≥0．6～0．9W／㎡·K。上述可見(jiàn)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的A級(jí)傳熱系數(shù)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)， B級(jí)、C級(jí)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)制造時(shí)，對(duì)于車廂結(jié)構(gòu)隔熱材料的選擇、制造工藝等必須予以充分考慮和計(jì)算以滿足冷藏車的主要熱工性能要求。 表2.4 冷藏保溫汽車按底盤噸位分類(單位：t) 底盤噸位 總質(zhì)量 同類底盤貨車裝載質(zhì)量 改裝冷藏車 裝載質(zhì)量 改裝保溫車 裝載質(zhì)量 微型 ＜2.4 ＜1 ＜0.5 ＜0.74 輕型 2.4～6.2 1～3 0.5～2 0.75～2.5 中型 6.2～15 3～8 2～6 2.5～6.5 重型 ＞15 ＞8 ＞6 ＞6.5 2.3隔熱車廂結(jié)構(gòu) 冷藏保溫汽車隔熱車廂由頂板、底板、左右側(cè)板、前壁、后壁六大片和門構(gòu)成。若后門為270°大開門形式，就沒(méi)有后壁，僅剩下后門框。 2.3.1隔熱車廂的結(jié)構(gòu)型式 隔熱車廂的結(jié)構(gòu)型式主要可分為整體結(jié)構(gòu)式和分片組裝式兩種。 典型的整體結(jié)構(gòu)式車廂是整體骨架式車廂。車廂各壁板主骨架(包括門框)連接成一整體，通常采用焊接的方法。在主體骨架交匯處還可焊上三角形的加強(qiáng)板以增加承載能力。整體骨架式車廂的隔熱層，較適合于采用填嵌或現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡工藝。(1)整體骨架填嵌式車廂采用硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫塊作隔熱材料，只能采取填嵌工藝。本結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：車廂具有足夠的強(qiáng)度和剛度；型式簡(jiǎn)便，不需要特殊型材。但車廂結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較繁瑣。由于硬質(zhì)聚苯乙烯泡沫材料的導(dǎo)熱系數(shù)較大，為使車廂的傳熱系數(shù)K值保持一定的范圍時(shí)，勢(shì)必加厚壁板，隔熱車廂整備質(zhì)量增大，有效容積減小。因此，該型式車廂多用于保溫性能要求不高的保溫汽車上。(2)整體骨架硬質(zhì)聚氨酯噴涂式車廂與填嵌式結(jié)構(gòu)主要不同之處是隔熱層采用現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酯泡沫成形工藝，易于充滿整個(gè)車廂隔熱空間，隔熱性能得以改善；同時(shí)硬質(zhì)聚氨酯的導(dǎo)熱系數(shù)壁聚苯乙烯低，在保證隔熱車廂傳熱系數(shù)K一定的前提下，可減少隔熱車廂壁板厚度。但噴涂發(fā)泡的隔熱層厚度不易控制均勻，安裝內(nèi)蒙皮前，隔熱層與內(nèi)蒙皮接觸面須經(jīng)表面處理?，F(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡時(shí)，空氣污染比較嚴(yán)重，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。因此現(xiàn)場(chǎng)噴涂發(fā)泡工藝一般不如現(xiàn)場(chǎng)注入發(fā)泡工藝先進(jìn)。 另一種與整體骨架式車廂不同的整體式車廂，在裝配內(nèi)外蒙皮前，其主骨架并不形成整體，但它有不同于分片組裝式車廂，在組裝前各片尚未完全成形。這種結(jié)構(gòu)的車廂，其隔熱層采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡的方法，其最大特點(diǎn)是車廂具有完整的隔熱層，故可稱為整體隔熱層式車廂。若采用整體骨架型式，則該結(jié)構(gòu)除具有整體骨架式車廂的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有車廂密封性能好的優(yōu)點(diǎn)。如采用分片拼裝型式，則與分片組裝硬質(zhì)聚氨酯注入發(fā)泡型式的主要區(qū)別是：注入發(fā)泡材料之前，所拼裝車廂的六大片是相互溝通的。因此，該結(jié)構(gòu)兼?zhèn)浞制囱b式的優(yōu)點(diǎn)，而且由于省去了一些嵌合型材和拼裝縫隙，因而其隔熱性能和整備質(zhì)量指標(biāo)較分片拼裝式的車廂有所提高。 除整體結(jié)構(gòu)式外，另一種車廂結(jié)構(gòu)型式為分片組裝式。分片組裝式又稱分片拼裝式，顧名思義是指車廂六大片（壁板和門框）分別采用聚氨酯或聚苯乙烯泡沫材料形成各自廂壁的隔熱層后再互相連接成整個(gè)車廂的一種結(jié)構(gòu)型式。各片連接方式除鉚接（包括采用抽芯鉚釘拉鉚）、螺釘連接和焊接等通常連接方式外，還采用嵌合型材連接方式，即其中一片端面型材凸緣嵌入另一片對(duì)應(yīng)型材的凹腔內(nèi)，再鉚接加固。分片組裝式車廂便于采用硬質(zhì)聚氨酯澆注發(fā)泡的隔熱層工藝，各片澆注時(shí)夾具簡(jiǎn)單，隔熱層密度均勻一致，斷熱橋設(shè)計(jì)更為合理，是冷藏保溫汽車隔熱車廂選擇的最佳方案。但為便于各片嵌接，各片的端面型材常要用嵌合型材，不利于斷熱，增加了車廂自重，也增加了費(fèi)用。 2.3.2隔熱層材料及其厚度 無(wú)論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，先進(jìn)的冷藏車保溫車對(duì)隔熱層材料的要求都很高：(1)發(fā)泡均勻，密度??；(2)導(dǎo)熱系數(shù)盡可能小，一般要求低于0.045 W/m·K;(3)對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性要好，在-40～70 ℃的溫度范圍內(nèi)，使用性能要滿足規(guī)定要求；(4)具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，能承受汽車在惡劣道路條件的振動(dòng)、沖擊而不受損或變形；(5)吸水性和吸濕性低，抗凍性能好；(6)無(wú)毒無(wú)味，透氣性小，隔熱材料燃燒時(shí)，不得分解出有毒有害氣體；(7)價(jià)格低，易成型，可采用充填、澆注、噴涂等工藝形成車廂隔熱層。 目前，國(guó)內(nèi)外冷藏車保溫車普遍使用的隔熱材料，主要有硬質(zhì)聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫兩種。聚苯乙烯泡沫是用含低沸點(diǎn)液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，經(jīng)加熱愈發(fā)泡后，在模具中加熱成型而得到的微孔型蜂窩結(jié)構(gòu)的泡沫材料。用聚苯乙烯泡沫材料時(shí)隔熱層只能采用填嵌工藝，必然會(huì)有縫隙而影響隔熱性能，但它抗老化能力強(qiáng)，成形工藝簡(jiǎn)單，損耗少且成本低。聚氨酯泡沫是目前應(yīng)用最廣泛的優(yōu)良隔熱材料，其主要物理力學(xué)性能為：導(dǎo)熱系數(shù)0.03W/m·K，抗拉強(qiáng)度2.5GPa,抗壓強(qiáng)度2.0GPa，與鋼板粘接力2.9GPa，與膠合板粘接力1.4GPa。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、氣泡直徑、氣泡獨(dú)立率、濕度和溫度等。用硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料作隔熱層，可采用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡的方法。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡有澆注法(又稱模注法)和噴涂法兩種。聚氨酯泡沫材料的導(dǎo)熱系數(shù)較聚苯乙烯低約三分之一，其現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料與內(nèi)外蒙皮和骨架有較強(qiáng)的粘接性能，隔熱層內(nèi)基本沒(méi)有縫隙，因而采用硬質(zhì)聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡隔熱層工藝的車廂具有隔熱性能好、隔熱層不易老化、骨架簡(jiǎn)化、自重較輕等優(yōu)點(diǎn)。在保證車廂隔熱性能的前提下，可提高車廂的有效容積和裝載質(zhì)量。 隔熱層厚度由車廂的使用要求和所選用的隔熱材料而定。對(duì)于冷藏汽車，根據(jù)汽車底盤的載貨噸位大小、隔熱車廂的外形尺寸、廂內(nèi)調(diào)溫范圍和車廂的隔熱性能確定隔熱層厚度。選用聚氨酯泡沫作隔熱材料，其厚度應(yīng)在50mm～120mm之間。對(duì)于保溫汽車，由于車廂隔熱性能選為C類，故隔熱層厚度在30mm～120mm之間選取。若隔熱材料選用聚苯乙烯泡沫，其厚度要比聚氨酯泡沫材料增加約20%左右。 2.3.3斷熱橋結(jié)構(gòu) 由隔熱車廂內(nèi)外壁間低熱阻材料構(gòu)成的熱流區(qū)稱為熱橋。熱橋面積雖然只占隔熱車廂的2%～5%，但對(duì)傳熱系數(shù)影響較大。據(jù)估計(jì)，由于熱橋的作用，使車廂傳熱系數(shù)增大10%～25%。斷熱橋的設(shè)計(jì)就是要消除隔熱車廂蒙皮之間的金屬零件直接連接，而隔熱車廂蒙皮是與骨架相連接的，為斷熱橋設(shè)計(jì)的需要，必須將骨架分為兩部分，即主骨架和輔助骨架。主骨架以承載為目的，一般用強(qiáng)度和剛度較高的金屬（鋼、鋁型材）結(jié)構(gòu)。輔助骨架以斷熱為目的，即所謂的“斷熱橋”，一般選用非金屬材料，常見(jiàn)的有木材、膠合板、玻璃鋼、強(qiáng)化工程塑料等。車廂的內(nèi)外蒙皮分別與主骨架和輔助骨架相連，它們之間形成填裝隔熱材料的空間。主骨架和輔助骨架固連，共同完成骨架的全部功能。 圖2.4為幾種廂隔熱壁結(jié)構(gòu)的斷熱橋。a為分片拼裝式車廂隔熱壁斷熱橋，采用金屬骨架與蒙皮連接，而在兩邊的金屬骨架之間用輔助骨架相連。b為整體骨架式車廂隔熱壁的斷熱橋，采用主骨架與外蒙皮連接，輔助骨架與內(nèi)蒙皮連接。為了提高車廂隔熱壁的強(qiáng)度，防止貨物撞壞內(nèi)蒙皮，通常在內(nèi)表面上固接一層厚5mm～15mm的膠合板。c為復(fù)合板車廂隔熱壁斷熱橋，內(nèi)蒙皮與主骨架連接，外蒙皮與輔助骨架連接，連接方式采用雙組分低泡聚氨酯膠粘接。 圖2.4 車廂隔熱壁的斷熱橋 1-內(nèi)蒙皮；2-骨架；3-外蒙皮；4-隔熱材料；5-膠合板；6-壓條 2.3.4車廂蒙皮 隔熱車廂蒙皮材料有鍍鋅板、合金鋁板、不銹鋼板、玻璃纖維增強(qiáng)塑料等，金屬材料的厚度為0.8mm～1.5mm，非金屬材料的厚度為2mm～3mm，與骨架的連接方式通常采用鉚接和拉鉚（單向膨脹的抽芯鉚釘鉚接）。蒙皮表面形狀為平板形，設(shè)計(jì)成瓦楞形或半圓條形，可增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度并達(dá)到造型美化的目的。 2.3.5密封條 采用橡膠材料制作的隔熱車廂密封條，對(duì)車廂的傳熱影響較大，對(duì)傳熱系數(shù)的影響范圍在5%～30%之間。 隔熱車廂門與門框的配合處可設(shè)計(jì)成斜面或階梯形密封等型式，以提高密封效果。 2.3.6車廂門及附件 隔熱車廂的門（簡(jiǎn)稱車廂門或車門）的作用是：裝卸作業(yè)時(shí)，作為裝卸冷藏貨物的進(jìn)出通道；運(yùn)輸途中則稱為廂壁的一部分。因此，對(duì)車門的組要要求是：開啟自如、方便裝卸、關(guān)閉可靠、密封良好、具有足夠的強(qiáng)度、剛度以及壽命，并且車門開啟幅度還應(yīng)符合交通規(guī)則。 車門結(jié)構(gòu)型式很多，可以按不同角度進(jìn)行分類，例如： 按車門安裝位置分 按車門開啟方式分 按車門開啟角度分 按開啟車門數(shù)量分 還有幾種不同型式的車門組合而成的復(fù)合式車門。圖2.5所示為幾種較為特殊的車門。 圖2.5 車廂門的幾種特殊型式 (a) 上卷簾下反沖式復(fù)合 (b)后門外裝起重尾門 (c)附裝起重掛桿機(jī)構(gòu) (d)頂開式自動(dòng)車門 (e)大門沖裝小門式后門 (f)后側(cè)向三開式車門 (g)單式鉸鏈?zhǔn)胶箝T (h)三門270°開啟復(fù)合式車門 (i)側(cè)開拉移式雙門 圖中a為上門卷簾式，下門反沖式的復(fù)合門。下門開啟時(shí)，用空氣彈簧支撐，關(guān)門時(shí)，也用空氣彈簧張力關(guān)緊。圖中b為兩扇鉸鏈門外裝自動(dòng)起重的尾門，裝卸貨物時(shí)，尾門起重，運(yùn)輸時(shí)，兩扇鉸鏈門關(guān)緊，尾門豎起貼在門的下半部。圖中c為后門框上裝有懸臂式自動(dòng)起重機(jī)構(gòu)，運(yùn)輸時(shí)，雙門關(guān)緊，吊桿橫放于車門中間。圖中d為頂開式車門，頂開式車門便于采用吊裝機(jī)械裝卸貨物，車門可自動(dòng)開啟，并能保持不同開啟程度。圖中e為后開大門中裝小門，大門便于集中裝貨，小門則利于分散卸貨，減少車廂內(nèi)外熱交換。圖中f為兩側(cè)壁和后壁都有能向上打開的車門結(jié)構(gòu)。圖中g(shù)為單開的后門，車廂有后壁，門框裝在后壁上。圖中h為鉸鏈?zhǔn)胶驼郫B式復(fù)合后門，左門為單折雙扇鉸鏈門，占后門近2/3，右門為單扇鉸鏈門。圖中i為拉移式側(cè)開雙門。 車門附件主要有門鉸鏈和門鎖機(jī)構(gòu)。門鉸鏈型式較多，鉸鏈座和鉸鏈板所用材料多為鋼板沖壓件、鍛（鑄）鋼件、鋁合金鑄件或壓鑄件等。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)車門質(zhì)量、密封鎖緊力和工藝特點(diǎn)、所用材料等因素進(jìn)行選取，其結(jié)構(gòu)形狀也可根據(jù)不同使用要求確定。 門鎖機(jī)構(gòu)型式較多。門鎖桿一般采用鋼管，兩頭焊上鎖扣。鎖扣一般為凸輪型、偏置圓柱形或小塊平板型。鎖扣座固定在上下門框上，其形狀根據(jù)所選用的鎖扣相應(yīng)確定，凸輪型和偏置圓柱體的移動(dòng)槽，鎖桿移動(dòng)時(shí)，鎖扣即在槽內(nèi)移動(dòng)，依靠轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的楔緊力將車門鎖緊。平板鎖扣的鎖扣槽為在門框上焊一槽型鋼板(見(jiàn)圖2.6)，這種鎖緊方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，但車門的鎖緊和密封較差。 圖2.6 常用的兩種門鎖機(jī)構(gòu) 1-門鎖桿；2-鎖桿支座；3-鎖扣；4-鎖扣座； 5-門把手；6-把手鎖緊上板；7-把手鎖緊下板 2.3.7車廂內(nèi)外附件 車廂外附件主要有腳踏板和工作梯。車廂底板距離地面高度一般為1000mm左右，因此通常在車廂門下方安裝腳踏板或工作梯。對(duì)于冷藏汽車，還需在車廂前壁與側(cè)壁結(jié)合部位附近安裝工作梯，并在駕駛室上方位置設(shè)置工作踏板，以便對(duì)制冷裝置進(jìn)行檢修。常用的腳踏板、工作梯結(jié)構(gòu)如圖2.7所示。 腳踏板一般采用3mm左右的花紋鋼板或花紋鋁板制成。工作梯有活動(dòng)梯和固定梯兩種，活動(dòng)梯靈活方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；固定梯簡(jiǎn)單，加工方便，但要占據(jù)一定空間。 車廂內(nèi)主要附件有： 掛鉤和掛軌。裝運(yùn)肉類胴體時(shí)，為保證運(yùn)輸食品 品質(zhì)，應(yīng)使廂內(nèi)空氣保持良好的流通，因此須將胴體掛在廂內(nèi)頂板上。在頂板上裝置掛軌，在掛軌上裝掛鉤，掛鉤可沿掛鉤移動(dòng)。圖2.8為掛鉤和掛軌的幾種型式。車輛行駛時(shí)，為防止胴體在慣性力作用下沿掛軌滑動(dòng) 圖2.7 腳踏板和工作梯結(jié)構(gòu)示意圖 或擺動(dòng)，一般在廂內(nèi)兩側(cè)板上裝有欄索，將胴體沿車廂縱向攔成幾個(gè)區(qū)域。 圖2.8 掛軌和掛鉤的幾種型式 導(dǎo)風(fēng)條。為使廂內(nèi)空氣沿正確的方向循環(huán)流動(dòng)，在廂內(nèi)前壁、側(cè)壁和后門內(nèi)板上常裝有導(dǎo)風(fēng)條。導(dǎo)風(fēng)條截面一般為矩形或梯形。裝在四壁上的導(dǎo)風(fēng)條還起保護(hù)廂壁不被貨物撞傷的作用。在底板上常常往往安裝異型鋁合金型材地板，搭接處要焊接緊密，以防水流入異型地板和底板夾層，腐蝕底板。異型地板還有貯水的作用。漏水管。當(dāng)車廂內(nèi)裝有冷凍食品或食品和水冰混合物時(shí)，廂內(nèi)底板上必然會(huì)有積水。此外，清洗車廂以及制冷裝置除霜時(shí)，廂內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)積水。除了異型地板可臨時(shí)貯水外，還必須設(shè)置漏水管以便將底板積水及時(shí)排除干凈。漏水管應(yīng)具有良好的密封作用，在不排水時(shí)，以免影響車廂的隔熱性能。圖2.9為一種常見(jiàn)的漏水管結(jié)構(gòu)。這種漏水管在其出口處安裝一個(gè)異型橡膠管。平時(shí)橡膠管是封閉的，當(dāng)有積水需排出時(shí)，依靠積水的重力將扁膠管擠開，使水流出。 蒸發(fā)器保護(hù)架。為防止運(yùn)輸或裝卸貨物時(shí)不慎撞壞制冷裝置，一般廂內(nèi)裝有蒸發(fā)器保護(hù)架。常見(jiàn)的兩種型式保護(hù)架如圖2.10所示。 圖2.9 漏水管結(jié)構(gòu) 2.10 蒸發(fā)器保護(hù)架 2.4車廂制作技術(shù)現(xiàn)狀 目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家的冷藏保溫車制造商已完全采用板塊拼裝結(jié)構(gòu)，其拼裝方式有多種，如型材連接式、螺栓連接式、粘接式等。例如英國(guó)RVL公司，每年生產(chǎn)冷藏保溫車約1500輛。其廂體結(jié)構(gòu)為“三明治”板預(yù)制粘接式，隔熱材料為美國(guó)陶氏(Dow)公司生產(chǎn)的擠塑聚苯乙烯，內(nèi)外蒙皮采用金屬板材或玻璃鋼板材，粘接劑為法國(guó)易發(fā)公司生產(chǎn)的聚氨酯膠液。廂體由鋁型材粘接而成，沒(méi)有鉚釘，因此是一個(gè)封閉的整體，沒(méi)有滲漏縫隙，防雨效果好。 再如，意大利SARQUELLA公司生產(chǎn)冷藏保溫車已有20多年的歷史，其廂體制作采用“三明治”板預(yù)制粘接式，內(nèi)外蒙皮為玻璃鋼，用樹脂做粘接劑。采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫做隔熱材料，每塊寬度為400～600mm，每2塊隔板中間糊一層玻璃纖維，既起到隔熱板之間的粘接作用，又起增加強(qiáng)度作用，相當(dāng)與一道加強(qiáng)筋，使板塊強(qiáng)度得到提高，能夠承受制冷機(jī)組的壓力和廂體內(nèi)貨物的沖擊力。 目前較為先進(jìn)的冷藏車保溫車廂體的各板塊之間均采用結(jié)構(gòu)膠粘接，外包鋁型材，并用螺栓輔助連接。后門為雙扇，每扇可開啟270°；密封條粘接到門上，可避免產(chǎn)生縫隙，提高保溫性能。后門框及后門五金件都采用不銹鋼材料，美觀大方；上下護(hù)板都用鋁型材，用膠粘接到廂體上。 第三章 隔熱車廂設(shè)計(jì) 3.1車廂主要結(jié)構(gòu)型式和技術(shù)參數(shù)的確定 (1) 隔熱車廂外形尺寸 本課題設(shè)計(jì)的冷藏汽車主要用于城市中的已凍結(jié)貨物的短距離分配性運(yùn)輸，選用南汽NJ131輕型貨車底盤進(jìn)行改裝，設(shè)計(jì)要求裝載質(zhì)量≥1500kg，車廂容積≥10m3，，根據(jù)該底盤結(jié)構(gòu)、尺寸和設(shè)計(jì)要求確定隔熱車廂的外形尺寸為長(zhǎng)L=4400mm、寬B=2000mm、高H=2000mm。 (2) 車廂結(jié)構(gòu)型式和骨架 本課題采用分片組裝硬質(zhì)聚氨酯注入發(fā)泡式車廂結(jié)構(gòu)，為保證廂體有足夠的強(qiáng)度和剛度，用合金鋁作為承載的主骨架，而用膠合板作為斷熱的輔助骨架。主骨架與內(nèi)蒙皮相連接而輔助骨架與外蒙皮相連接或者內(nèi)外蒙皮均與主骨架連接。連接方式采用粘接劑粘接，各壁板之間也采用結(jié)構(gòu)膠粘接，外包鋁型材，并用鉚釘輔助連接，以保證連接的可靠性。 (3) 隔熱層材料和厚度 由于各壁板在同一外界環(huán)境中傳熱過(guò)程不盡相同，因此在設(shè)計(jì)中選用不同的隔熱層厚度。頂板受太陽(yáng)光輻射作用較其它壁板強(qiáng)，因而其隔熱層應(yīng)設(shè)計(jì)得最厚；底板受地面反射光輻射的作用，對(duì)其隔熱性要求也較高；前壁為迎風(fēng)表面，其外表面放熱現(xiàn)象較?。豁敯搴蛡?cè)板放熱次于前壁。對(duì)于車廂門來(lái)說(shuō)，要求重量較輕，車門受輻射熱和放熱的影響也較弱，因而隔熱層可稍薄一點(diǎn)。但由于考慮到制造工藝性，同一車廂各壁板隔熱層厚度一般分為兩種或三種：頂板最厚，次為底板，再次為前壁和側(cè)壁，后門最?。黄渲械装蹇膳c頂板或前側(cè)壁一樣厚，后門也可與前側(cè)壁一樣厚。本課題的隔熱材料采用聚氨酯泡沫，按下圖選定隔熱層厚度，頂板和底板為98mm，前側(cè)壁和后門為73mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.03W/m·K。 (4) 車廂蒙皮材料 內(nèi)外蒙皮材料均選用1mm厚的合金鋁板而非鋼板，主要原因是合金鋁材比重輕，幾乎是鋼板的1/3，強(qiáng)度、剛度都較高，鋁板幅面容易保證，加工工藝簡(jiǎn)單。常用的合金鋁材有3A21(防銹鋁)和2A12(硬鋁)。據(jù)分析，在強(qiáng)度和剛度方面，這兩種材料的鋁板都能滿足蒙皮的性能要求。個(gè)人認(rèn)為選用3A21材料更合適，原因有三：其一是3A21比2A12價(jià)格每噸便宜大約7500元；其二是3A21比2A12的抗腐性好，使用壽命長(zhǎng)一些；其三是3A21鋁板內(nèi)部應(yīng)力小，用它做蒙皮可以減少蒙皮鼓泡、脫層的概率。內(nèi)外蒙皮均采用平板型，外蒙皮涂裝成乳白色。蒙皮與骨架間以粘接劑粘接。 (5) 各壁板厚度和車廂內(nèi)尺寸 頂板和底板厚為100mm,前壁和側(cè)壁厚為75mm，后門因?yàn)榧恿四z合板，因此厚度為95mm,由此得出車廂內(nèi)部尺寸為4230×1850×1800mm，內(nèi)部容積滿足設(shè)計(jì)要求。 (6) 密封條 密封條采用橡膠材料制成，車廂門與門框的配合處采用斜面密封的型式，密封條粘接到門上，可避免產(chǎn)生縫隙，以提高密封效果。 (7) 車廂門及其附件 車廂門采用鉸鏈?zhǔn)?70°對(duì)開式車門，鉸鏈座和鉸鏈板采用沖壓成形鋼板，門鎖桿采用鋼管，兩頭焊上偏置圓柱型鎖扣。 3.2車廂設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)分析和計(jì)算 3.2.1車廂隔熱壁傳熱系數(shù)的計(jì)算 冷藏保溫汽車隔熱車廂各壁板(頂板、地板、左右側(cè)壁、前壁、后門等)均可作為隔熱平壁來(lái)計(jì)算。對(duì)于圓弧形車頂?shù)母魺彳噹?，雖然頂板是曲面體，但由于圓弧曲率半徑較大，因而也可看成是平壁。 隔熱壁傳熱有三個(gè)過(guò)程：高溫一側(cè)空氣中的熱量傳到高溫側(cè)隔熱壁表面；隔熱壁內(nèi)的熱傳導(dǎo)；熱量從低溫側(cè)隔熱壁表面?zhèn)鞯降蜏匾粋?cè)的空氣中去。以隔熱車廂為例，一般來(lái)說(shuō)廂外溫度要高于廂內(nèi)溫度。熱量先是從廂外空氣中傳到隔熱壁外蒙皮表面上，然后透過(guò)外蒙皮、隔熱層和內(nèi)蒙皮材料傳到內(nèi)蒙皮表面上；再由內(nèi)蒙皮表面?zhèn)鞯綆麅?nèi)空氣中去。 對(duì)于均勻的平壁，如車廂隔熱層可看作均勻隔熱材料構(gòu)成的平壁。根據(jù)傳熱學(xué)中的傅立葉定律，單層平壁導(dǎo)熱的單位面積熱流量為： q=·Δt W/m 式中λ—隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù) W/m·K； δ—隔熱材料的厚度 m； Δt—隔熱壁兩側(cè)溫差 K。 車廂壁板除隔熱層外還有內(nèi)外蒙皮，包括金屬蒙皮和非金屬蒙皮，可視為多層均勻平壁。其單位面積的熱流量為： q= 隔熱壁的導(dǎo)熱量Qd=qF=·F·Δt W/m2·K 式中F—所分析隔熱壁的傳熱面積㎡。 隔熱兩側(cè)的放熱現(xiàn)象包括由空氣引起的對(duì)流換熱和溫差引起的輻射傳熱。其傳熱量分別為： QαW=αWF·Δt Qαn=αnF·Δt 式中αW和αn分別為兩側(cè)的放熱系數(shù) W/m2·K。 整個(gè)傳熱過(guò)程的熱流量： Q=F·Δt 式中αW—隔熱壁外表面的放熱系數(shù) W/m2·K，當(dāng)靠近外表面的空氣速度v＜2.56m/s時(shí)，αW可取為29 W/m2·K，當(dāng)v＞2.56m/s時(shí)，αW可近似地用下式計(jì)算： αW=1.35(4.2+13) W/m2·K 其中v—空氣相對(duì)速度 m/s； αn—隔熱壁內(nèi)表面的放熱系數(shù) W/m2·K，當(dāng)廂內(nèi)空氣為自然對(duì)流時(shí)，αn可取為7～9.3 W/m2·K，當(dāng)廂內(nèi)空氣強(qiáng)制循環(huán)時(shí)，αn為17.5～23 W/m2·K； δi—隔熱平壁各層材料的厚度 m； λi—隔熱平壁各層材料的導(dǎo)熱系數(shù) W/m·K 隔熱平壁的傳熱系數(shù) K= W/m2·K 車廂壁板各部分的傳熱結(jié)構(gòu)不盡相同，可劃分為若干個(gè)區(qū)域來(lái)分析，某區(qū)（A區(qū)）的傳熱系數(shù)： Ka= W/m2·K 式中αwa—所分析區(qū)域壁板外表面放熱系數(shù) W/m2·K； αna—所分析區(qū)域壁板內(nèi)表面放熱系數(shù) W/m2·K； δai—所分析區(qū)域壁板各層材料厚度 m； λai—所分析區(qū)域壁板各層材料的導(dǎo)熱系數(shù) W/m·K。 隔熱壁的傳熱系數(shù) K= W/m2·K 式中n—所劃分的區(qū)域數(shù)； Fa—對(duì)應(yīng)于Ka的區(qū)域傳熱面積m2,為該區(qū)域內(nèi)外表面積的幾何平均值； F—整塊壁板的傳熱面積m2，壁板內(nèi)外表面積的幾何平均值。 本課題設(shè)計(jì)的是城市用輕型冷藏汽車，行駛速度不快，取v=60km/h，其中頂板和側(cè)板都是跟行駛方向平行，故外表面空氣速度較高，而前壁是迎風(fēng)表面，外表面空氣流動(dòng)速度也較高，底板和后門外表面空氣流動(dòng)速度較低，計(jì)算得： 頂板αW=77.32 W/m2·K； 側(cè)壁αW=77.32 W/m2·K； 前壁αW=77.32 W/m2·K； 底板αW=29 W/m2·K； 后門αW=29 W/m2·K。 而車廂內(nèi)空氣為強(qiáng)制對(duì)流，αn=20 W/m2·K。 合金鋁板蒙皮的厚度為1mm，導(dǎo)熱系數(shù)在138～147 W/m·K之間，計(jì)算時(shí)取λ=140 W/m·K； 竹膠合板導(dǎo)熱系數(shù)在0.14～0.16 W/m·K之間，計(jì)算時(shí)取λ=0.15 W/m·K； 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出各壁板的傳熱系數(shù)如下： 頂板：K=0.3003 W/m2·K 底板：K=0.2984 W/m2·K 前壁：K=0.4006 W/m2·K 側(cè)壁：K=0.4006 W/m2·K 后門：K=0