论文总字数：21244字

摘 要

本文首先进行了4.2米冷藏车车厢总成的布置方案选用和构造设计，车厢以“三明治”板预制粘接式作为设计基础，并进行了相应改进，采用内埋高强度螺钉进行辅助连接。车厢与底盘使用U形螺栓和角铁进行连接。而后进行了冷藏车车厢总成的性能计算与校核，主要为基本热工参数的相关计算，其中包括隔热车厢传热系数、车厢漏气倍数以及隔热车厢热负荷的计算等。最后借助ANSYS软件中的FLUENT模块对冷藏车车厢内的温度场进行了模拟仿真，使用标准紊流模型和一组半经验公式的方法进行计算分析，将车厢内温度场在各区域的特点仿真展示了出来，这对于今后分析和优化冷藏车车厢内温度场使之冷藏效果更好有一定的指导意义。

关键词：冷藏车车厢总成；布置方案；构造设计；温度场

Abstract

In this paper, the layout scheme and structure design of 4.2m refrigerated car assembly are first carried out. The design basis of the car is "sandwich" plate prefabricated bonding type, and the corresponding improvement is carried out, and the internal buried high strength screw is used for auxiliary connection. U bolts and angle iron are used to connect the carriage to the chassis. Then the performance calculation and check of the refrigerated car assembly are carried out, mainly related calculation of the basic thermal parameters, including heat transfer coefficient, air leakage multiple and heat load calculation of the insulated car. The temperature field in the refrigerated car was simulated by the FLUENT module of the ANSYS software. The standard k-ε turbulence model and a set of semi-empirical formulas were used to calculate and analyze.

 Keywords: Refrigerated carriage assembly; Layout; Structural design; Temperature field

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外发展现状及趋势 2

1.3本文的主要研究内容 3

第2章 冷藏车总体设计 4

2.1 二类底盘选型 4

2.2 副车架设计 6

2.2.1纵梁的截面形状及尺寸 6

2.2.2 副车架的前端形状 6

2.2.3 横梁的截面形状及布置设计 6

2.3 车厢与底盘的连接设计 7

2.3.1 U形螺栓的设计与布置 8

2.3.2 角铁的设计与布置 9

2.4 其他部件的设计与布置 10

2.4.1 侧护栏的设计与布置 10

2.4.2 后护栏的设计与布置 11

第3章 冷藏车车厢结构设计 12

3.1 车厢基本参数的确定 12

3.2 车厢结构型式的选用 13

3.2.1 常见结构形式方案 13

3.2.2 方案分析与选择 13

3.3 车厢各厢板的设计 15

3.3.1 隔热层的设计选用 15

3.3.2 车厢蒙皮 16

3.3.3 各厢板基本尺寸及拼装紧固方式 16

3.4 制冷装置的选用与布置 17

3.4.1 制冷方式的选择 17

3.4.2制冷装置的选型与布置 17

3.5 车厢门结构的设计 19

3.5.1 车厢门设计的基本要求 19

3.5.2 车厢门结构的基本设计与选用 19

3.5.3 密封条的设计及选用 20

3.6 其他车厢附件的选用 21

第4章 车厢总成的性能计算与校核 22

4.1 车厢基本热工参数的计算 22

4.1.1 隔热车厢传热系数 22

4.1.2 车厢漏气倍数 23

4.1.3 隔热车厢传热系数的相关计算 24

4.1.4 隔热车厢热负荷的计算 28

4.2 基于Fluent的车厢温度场分析 31

4.2.1 车厢温度场物理模型的建立 31

4.2.2 车厢温度场数学模型的建立 32

4.2.3 车厢温度场边界条件的确定 33

4.2.4 温度场模拟结果与分析 34

第5章 总 结 35

参考文献 36

致 谢 37

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

在国人物质生活日益向好和食品安全意识日益加深的当下，国人对冷藏保鲜产品与物流的需求越来越大；同时，随着国家对生鲜食品、医用药品等冷链物流发展的逐步重视，政府已经有多项冷链政策推出并实行。毫无疑问的，政府推出的冷链物流政策将为冷藏车市场带来持续红利。

此外，冷链市场规模正逐渐扩大。近些年来，随着国家各项政策越来越好，冷藏运输的需求正在高速增长。国内冷藏运输的规模疯狂扩张，超过20%的年均增速让人惊叹。以2014年为起点，到现在冷链物流规模竟已达到上亿多吨。

最后，随着国家对食品安全的日益重视和环保升级，冷藏车新一轮增长已毋庸置疑。随着国五到国六的更新换代，老旧车辆无疑将逐渐退出历史舞台，车辆更新将成为大趋势。此外，国家鉴于于保障食品与医药安全的必要性与迫切性对于冷链物流运输标准与法规的执行管理力度只会越来越大，这无疑将促进我国冷藏保温车市场需求的中高速增长。

冷藏汽车作为冷链物流中的不可缺少的一部分，在生鲜食品、药品等的储藏运输过程中承担了低温保鲜保质的作用，其重要性不言而喻。相关的数据显示，我国已是世界上最大的易腐食品产销国，早先我国农产品的产后损失相当严重，果蔬、水产品以及肉类流通腐损率分别达20%~30%、15%和12%，单就果蔬一类每年损失就达到1000亿元以上。而这些很大一方面是由于运输车辆强制性标准的缺失。故在多方努力之下，冷藏车最新国标于2015年7月正式推行。冷藏车强制性国标的出台使得我国冷藏车的整体质量有很大提升，规范了国内冷藏车市场，使得人民能够拥有更好的生活质量。

总的来说，在冷链物流越来越得到政府和民众的重视与支持的当下，立足于当前我国冷藏车发展现状以及时代的迫切发展需要，我国冷藏车市场发展的前景巨大，但同时冷藏车技术也面临着巨大挑战，亟待提升与完善。因此，进行冷藏车技术的相关研究意义重大。

1.2国内外发展现状及趋势

国内冷藏车一直是公认的朝阳企业，各方面的需求大，增长快，发展潜力巨大 。近些年来，国内冷藏车市场发展飞快。如冷藏保温汽车的产量从2016年到2017年直接增长了近2.5倍，创下了历史新高。然而，对比国内国外冷藏车市场可知，国内冷藏车占货运汽车的比重不是一般的低，仅仅只有0.3%左右，而美国冷藏车有0.8%~1%，法国、德国等发达国家更是达到了约2%~3%，有着很大的提升空间。目前国内冷藏车生产对于单件、小批量的冷藏车订单，一般采取现接现做的模式。这样可节省成本，个性化定制满足不同客户要求，避免生产过剩不能及时卖出而最终为时代所淘汰，适用于规模不大的厂商；而对于大批量的冷藏车订单，采用流水线式生产，高度标准化，互换性高，生产效率高，适用于规模较大的厂商，如采用湿法粘接的山东中集。

目前，我国冷藏保温车主要存在以下三个问题:（1）产品同质化严重。各企业间产品大同小异，无法形成绝对的竞争优势。（2）市场存在无序竞争。由于行业监管的缺乏，无资质企业通常会用不良手段与有资质企业竞争，且其售价还比正规厂家所生产的产品低很多。（3）生产投入不断上升，而利润越来越少。近几年来，由于种种原因如环保要求、国家政策等，企业各方面投入成本均在增加，然而许多企业为抢占市场份额也不敢轻易提高售价，许多企业经营相当困难。此外，由于利润被严重压缩，投入与收入不成正比，有些企业更不愿意投入时间和经费来推动科研开发与工艺改进的进行，长此以往就很容易形成恶性循环。

目前，我国冷藏车发展趋势主要有以下几点：（1）产品正逐渐朝着重型化、轻量化、功能多样化的大方向发展。功能单一的无疑将被淘汰；（2）专业化制造、柔性化与协作生产是大趋势。单一死板、不够灵活的生产方式必将淘汰；（3）厢体结构日趋合理，各种优化设计层出不穷。新型隔热材料将持续应用于车厢的生产制造。重型车的结构优化设计有了更高的要求。基于此，在厢体的结构上各冷藏车厂商均应推动工艺改进，以适应重型车生产需要。（4）环保节能也是发展大趋势。一方面国内当前的冷藏车工艺受环保要求限制比较大，尤其是部分化工生产材料气味比较大，对员工身体健康不利。另一方面国家对冷藏车排放的管控日益严格，在节能减排环保的大前提下，电动冷藏车或将成为主流发展方向。

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