【導(dǎo)讀】隨著改革開放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活對冷藏汽車的需求越來越來迫切，使用的覆蓋面越來越來廣泛，需求量也越來越來大。方便靈活的冷藏汽車在我國冷藏。運(yùn)輸中扮演了越來越重要的角色。冷藏保溫汽車是冷藏運(yùn)輸用的專用汽車，用來運(yùn)輸。易腐貨物和對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?；A(chǔ)，改裝設(shè)計(jì)為大型冷藏汽車，該車?yán)洳叵渫ㄟ^焊接安裝在副車架上。運(yùn)輸途中壓縮機(jī)通過皮帶由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

　　

【正文】 W； 0Q —— 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。 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 kp ≤ (~) aMP ,蒸發(fā)溫度 0t 0℃。如 R11,R21,R113,R114等，用于工作環(huán)境溫度較高的場合。 2．中壓中溫制冷劑 kp ≤ (~) aMP ， 50℃＜ 0t ＜ 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 kp ＞ aMP ，蒸發(fā)器溫度 0t 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。 24 (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 氦屬于無機(jī)化合物類。氨的單位容積制冷量 (即壓縮機(jī)每吸入 l 3m 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，對潤滑油的溶解度很小，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，空調(diào) (車間、商場等用 )及工業(yè)生產(chǎn)用制冷裝置等。 無機(jī)化合物的代號規(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 (NH3 )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 22ClCF ) R12 是二氟二氯甲烷，即為甲烷的衍生物。它無色、無味、無 臭、無毒、不燃燒、不爆炸。但是，若在空氣中 R12 的濃度超過 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 ( 2COCl )。 R12 在無水情況下，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 % (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，小型冷庫等。 25 (2)R22(CHF 2 Cl) R22 即二氟一氯甲烷。它無色、無味、不燃燒、不爆炸，毒性比 R12 稍大。 R22 中水的溶解度 比 R12 大，能部分溶解于潤滑油．且隨溫度的降低而減小。對有機(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 壓縮制冷系統(tǒng)中可達(dá) 50~80℃的低溫。 (3)R13(CF3 Cl) R13 是三氟 — 氯甲烷。它無毒，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。氟利昂是國際制冷業(yè)界對鹵代烷這一類物質(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，故國際制冷業(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 R500 R501 R502 R503 R504 組成工質(zhì) R12 R152a R22 R12 R22 R115 R23 R13 R32 R115 質(zhì)量比/% 正常蒸發(fā)溫度 /℃ 凝固溫度 /℃ 26 臨界溫度 /℃ 臨界壓力 / 2cmN ?? 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)。它們在一定的壓力下蒸發(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 16MPa。 ②單位容積制冷量要大，可以提高制冷效果。 ③應(yīng)無味、無毒、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 沸點(diǎn) ℃ 冰點(diǎn) ℃ 臨界溫度 ℃ ， 臨界壓力， Mpa 飽和液體密度 30℃ ， g/ cm3 液體比熱 30℃ ， [ KJ/(kg.℃ )] 溶解度（水中， 25℃ ） 27 全球變暖系數(shù)值 (GWP) 臨界密度， g/ cm3 沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛能， KJ/kg 制冷系統(tǒng)各裝置的選擇 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，通過管壁進(jìn)行換熱，使制冷劑冷凝。由于空氣對管壁的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)小于水對管壁的傳熱系數(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，又分為自然對流式和強(qiáng)迫對流兩種。自然對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。為使結(jié)構(gòu)緊湊，這種冷凝器一般制成長方體型。 本車選用的冷凝器為 CARRIER 公司的 SUPRA 950 型冷凝器 ,其制冷量為 。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)，無需汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 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。 制冷系統(tǒng)各裝置的布置 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。 28 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 ,通過螺釘固定在前壁上 ,螺釘為 M12。 本章小結(jié) 本章是對制冷機(jī)組的設(shè)計(jì)主要是對壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和冷凝器的選配 ,以及對制冷劑的選擇。 29 第 6章 鎖門機(jī)構(gòu) 車廂門鎖 車廂后門鎖選用的是盈佳金屬制品廠的門鎖 B1,重量為 ,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 所示。 圖 門鎖結(jié)構(gòu) 車廂門鉸鏈 車廂們鉸鏈采用盈佳金屬制品廠的鉸鏈 A11,重量為 ,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 所示。 30 圖 鉸鏈結(jié)構(gòu) 本章小結(jié) 本章介紹了車廂門鎖和鉸鏈的選型與安裝。 31 第 7章 整車性能分析 汽車動(dòng)力性能分析 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，可用而次三相式來描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的的外特性，即 cbnanT eee ??? 2 （ ） 式中 : eT ——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 (Nm)； en ——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 1eT 、1en 、 2eT 、 2en 及 3eT 、 3n ，依拉氏插值三項(xiàng)式有 ))(( ))(())(( ))(())(( ))(( 2313 2131232 1323121 321 eeee eeeeeeeee eeeeeeeee eeeeee nnnn nnnnTnnnn nnnnTnnnn nnnnTT ?? ????? ????? ??? 將上式展開，按冪次高低合并，即可得三個(gè)三個(gè)待定系數(shù)為 ))(())(())(( 2313 33212 23121 1 eeee eeeee eeeee e nnnn Tnnnn Tnnnn Ta ????????? ))(()())(( )())(( )(231332132122313121132eeeeeeeeeeeeeeeeeeeee nnnn Tnnnnnn Tnnnnnn Tnnb ?? ???? ???? ??? ))(())(())(( 2313 3213212 2313121 132 eeee eeeeeee eeeeeee eee nnnnTnnnnnn Tnnnnnn Tnnc ????????? 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 emP 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)公式來描述發(fā)動(dòng) 機(jī)的外特性 。 32 22 )()( etptpememe nnnn TTTT ????? （ ） 式中 : emT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩（ Nm）； tn ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/min）； pn ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（ r/min）； pT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩 （ Nm）。 pemp nPT 9550? 由公式（ ）和公式（ ）可得 ： ??????????????????????2222)()()()(2)(pttpememptpemtptpemnnnTTTcnnTTnbnnTTa 對臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)用修正系數(shù) μ 進(jìn)行修正，才能得到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用外特性。按 GB/T2140420xx 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)中 μ=～ 。 汽車的行駛方程式 汽 車在直線行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間 的關(guān)系式 t f w i jF F F F F? ? ? ? （ ） 式中 : tF —— 驅(qū)動(dòng)力； fF —— 滾動(dòng)阻力； wF —— 空氣阻力； iF —— 坡 度 阻力； jF —— 加速阻力。 tF 的計(jì)算 33 汽 車在地面行駛時(shí)受到發(fā)動(dòng)機(jī)限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力 tF 與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 eT 的關(guān)系為 dget riiTF ??0? （ ） 式中 : gi ——變速器某一擋的傳動(dòng)比； 0i ——主減速器傳動(dòng)比； ?——傳動(dòng)系統(tǒng)某一擋的機(jī)械效率； dr ——驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑； ? ——發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)。 fF 的計(jì)算 汽 車的滾動(dòng)阻力 fF 的 計(jì)算 公式為 ?cosgfmF af ? （ ） 式中 : am ——冷藏 汽車的總質(zhì)量； ? ——道路坡度角； f ——滾動(dòng)阻力系數(shù)。 iF 的計(jì)算 汽車上坡行駛時(shí)，整車重力沿坡道的分力為坡道阻力，其計(jì)算公式為 ?singmF ai ? （ ） wF 的計(jì)算 汽車的空氣阻力與車速 v 的平方成反比，即 vACF DDW ? （ ） 式中 : DC ——空氣阻力系數(shù)， 冷藏 汽車可取為 ～ ； DA ——迎風(fēng)面積（ m2），可按 A=BH 估算， B 為輪距， H 為整車高度。 34 jF 的計(jì)算 加速阻力是汽車加速行駛時(shí)所需克服的慣性阻力 計(jì)算公式為 jmF aj ?? （ ） 式中 : j ——汽車加速度（ m/s2）； am ——汽車整備質(zhì)量（ kg）； ? ——傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。 ? 的計(jì)算公式為 222021 rmiiIrm IagfaW ?? ??? ? （ ） 式中 : wI ——車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kgm2）； fI ——發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ kgm2）； r ——車輪的滾動(dòng)半徑（ m）。 進(jìn)行動(dòng)力性計(jì)算時(shí)，若 wI 、 fI 的 值 不確定 ，則可按下述經(jīng)驗(yàn)公式估算 ? 值 。 2211 gi??? ??? （ ） 式中 : 21 ?? ? =～ 。低擋時(shí)取上限，高檔時(shí)取下限。 將式（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）代入式（ ），得 jmAvCfgmriicbnan aaDadgee ????? ?????? 202 )s i nc os()( （ ） 因?yàn)? rviin age ? （ ） 將式（ ）代入（ ） 中 得 )s i nc o s(212 ??? ????? fCCBvAvjm aaa （ ） 式中 : ???????????????????gmCrCiiCrrbiiBACrraiiAadgdgDdg2012202330?????? 35 汽車 動(dòng)力性能計(jì)算 底盤參數(shù)，見表 、表 表 汽車參數(shù) 名稱 符號 數(shù)值與單位 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 emP 192kw 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 pn 2 300r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 emT 1000Nm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 tn 1 400 r/min 車輪動(dòng)力半徑 dr m 車輪滾動(dòng)半徑 r 主減速比 oi 汽車列車迎風(fēng)面積 DA 汽車滿載列車總質(zhì)量 am 25000kg 通常認(rèn)為靜力半徑、動(dòng)力半徑、滾動(dòng)半徑相等。 表 變速器比 擋位 1 2 3 4 5 6 7 8 gi 動(dòng)力性計(jì)算需要確定的有關(guān)參數(shù)，見表 、表 表 相關(guān)系數(shù)的確定 名稱 符號 數(shù)值 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù) μ 直接擋時(shí)傳動(dòng)效率 η 0 其他擋時(shí)傳動(dòng)效率 η 空氣阻力系數(shù) DC 36 滾動(dòng)阻力系數(shù) of k 0 表 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)δ計(jì)算結(jié)果 擋位 1 2 3 4 5 6 7 8 δ 確定發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線的數(shù)學(xué)方程 根據(jù)以上公式可計(jì)算出 ??