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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計（論文）
目 錄
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 緒論……………………………………………………………………………1
1.1 概述…………………………………………………………………………………1
1.2 冷藏車的發(fā)展概況…………………………………………………………………2
1.2.1我國冷藏汽車的發(fā)展………………………………………………………2
1.2.2我國冷藏車的生產和技術概況……………………………………………3
1.3 設計主要內容………………………………………………………………………4
第2章 冷藏保溫車的分類及布置形式……………………………………………5
2.1 冷藏保溫車的定義與用途…………………………………………………………5
2.2 冷藏保溫車的分類………………………………………………………………5
2.3 冷藏汽車整體布置…………………………………………………………………6
2.4 總體設計方案………………………………………………………………………6
2.5 本章小結……………………………………………………………………………8
第 3章 二類底盤與車架的選擇設計………………………………………………9
3.1二類底盤的型號選擇………………………………………………………………9
3.2主車架的改裝……………………………………………………………………11
3.3副車架的設計……………………………………………………………………12
3.3.1副車架的截面形狀及尺寸…………………………………………………12
3.3.2副車架的前端形狀及安裝位置……………………………………………13
3.3.3 副車架與主車架的連接設計………………………………………………13
3.3.4 副車架的強度校核…………………………………………………………14
3.4 本章小結…………………………………………………………………………15
第 4 章冷藏保溫汽車隔熱車廂的結構設計……………………………………16
4.1冷藏保溫箱的類型與定義……………………………………………………16
4.2隔熱車廂的結構組成…………………………………………………………17
4.3隔熱車廂的結構形式……………………………………………………………17
4.3.1 整體結構隔熱車廂…………………………………………………………17
4.3.2 分片拼裝結構隔熱車廂……………………………………………………18
4.4 車廂的結構設計…………………………………………………………………19
4.4.1 隔熱層材料與厚度…………………………………………………………20
4.4.2 隔熱材料的種類……………………………………………………………20
4.4.3 隔熱層厚度…………………………………………………………………21
4．5本章小結…………………………………………………………………………21
第 5 章 制冷機組的選擇……………………………………………………………22
5.1 蒸汽壓縮式制冷裝置介紹………………………………………………………22
5.2 隔熱車廂的熱工計算……………………………………………………………23
5.3隔熱車廂的熱負荷計算…………………………………………………………26
5.4 制冷機組的選擇…………………………………………………………………29
5.5 制冷機組校核……………………………………………………………………29
5.6本章小結…………………………………………………………………………31
第6章 整車性能計算………………………………………………………………32
6.1 冷藏車性能參數…………………………………………………………………32
6.2 整車動力性能計算………………………………………………………………32
6.3 燃油經濟性的計算 ………………………………………………………………35
6.4本章小結…………………………………………………………………………36
結論………………………………………………………………………………………37
參考文獻 ………………………………………………………………………………38
致謝………………………………………………………………………………………39
附錄A………………………………………………………………………………………40
附錄B………………………………………………………………………………………42
黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計（論文）
第1章 緒 論
1.1 概述
冷藏車是一種將貨物放在專用的車廂里，通過制冷使其保鮮，從一個地方運輸到另一個地方的專用車輛。冷藏車目前廣泛用于畜產品加工制造業(yè)、水產品加工制造業(yè)、果蔬加工業(yè)、速凍食品制造業(yè)、冷凍飲品生產制造業(yè)以及上述各類產品的流通領域。隨著我國高速公路的迅猛發(fā)展、內陸運輸的不斷擴大，公路冷藏車運輸越來越顯示出其快速發(fā)展的趨勢。因為運輸的集裝化及環(huán)境保護意識的提高，貨物運輸不僅要求其運輸的快捷安全，而且要求被運輸貨物的質量能保鮮。冷藏車已進入了一個迅猛發(fā)展的年代。如何設計研究出經濟實用、高性價比的冷藏車成為擺在我們面前的課題。目前生產運作的冷藏車外型如圖所示：
圖1.1 箱式冷藏車
據聯合國糧農組織估計，目前世界各國農牧業(yè)每年生產的各種食品達30多億噸，其中肉、魚、蛋、奶、水果和蔬菜等易腐食品有10億多噸。這些食品中約有20%因運輸不當而腐爛變質。我國是農牧業(yè)生產大國，肉類、水產類和雞蛋等產品的產銷量均居世界首位，分別占世界總產量的25.13%、17.98%、和42.85%。 目前，我國肉類食品年產量約5600萬噸，速凍食品850萬噸、乳制品800萬噸，還有每年約4000萬噸的水產品以及大量的蔬菜都需要冷藏運輸。在發(fā)達國家，上述產品的冷藏運輸率都已超過50%，其中美國、日本、西歐等國家和地區(qū)超過80%，而我國只有15%。我國食品冷凍、冷藏行業(yè)主要分布在畜產品加工制造業(yè)、水產品加工制造業(yè)、果蔬加工業(yè)，速凍食品制造業(yè)、冷凍飲品生產制造業(yè)以及上述各類產品的流通領域。據不完全統計，到2003年底我國食品冷凍、冷藏行業(yè)的冷庫總容量將突破700萬噸/次；在我國涉及到食品冷凍、冷藏的企業(yè)估計近 20000家；食品冷凍、冷藏業(yè)直接從業(yè)人員約有80萬人；我國速凍食品的產量目前估計已接近450萬噸/年；冷凍飲品的產量今年將突破150萬噸。食品冷藏運輸技術是將食品，特別是易腐食品從一個地方通過科學的手段和特殊的運輸工具在特別的運輸條件下迅速完好的把食品運送到另一個地方的專門技術科學的食品冷藏運輸對食品資源的開發(fā)利用，提高食品產、運、銷，增加食品產業(yè)的經效益，改善和提高人民健康、生活水平具有重要意義。
1.2 冷藏車的發(fā)展概況
歐美國家較早采用冷藏法來保持易腐食品的鮮度,逐步建立食品冷藏鏈.20世紀初,就已產生了冷藏運輸工具,第二次世界大戰(zhàn)前鐵路運輸在易腐貨物運輸中占主導地位.50年代和60年代冷藏車和冷藏船舶發(fā)展較快。70年代以來,冷藏集裝箱發(fā)展迅速。國際上通常把易腐貨物運輸中采用冷藏運輸所占比例稱為冷藏運輸率,以次來作為衡量冷藏運輸發(fā)展程度的標志.歐美日等發(fā)達國家冷藏運輸率為80-90%；前蘇聯和東歐國家為50%；發(fā)展中國家一般只有10-20%。公路冷藏運輸的運量占冷藏運輸總量的比率：歐洲發(fā)達國家和日本為60-80%，美國近年是40-50%；而易腐貨物冷藏運輸的周轉量中公路運輸所占比率歐、美、日均占60%以上?？梢?，公路運輸已取代鐵路運輸成為冷藏運輸的主要方式。特別在中距離和短距離冷藏運輸發(fā)揮主體作用，美國運距在500公里以下的冷藏貨物運輸基本都是采用公路運輸，歐洲國家則只有國際聯運才采用鐵路運輸。
冷藏汽車已經成為專用汽車的重要種類之一。冷藏汽車中叫多采用機械式制冷方式。用得最多的是箱內全自動控制的壓縮式制冷機組，著名的生產廠商和商標有美國西屋公司的“熱王牌”，美國開利公司，的的超卓公司，意大利的佛羅格公司，日本的三菱公司。近幾年液態(tài)氮和液態(tài)二氧化碳等液態(tài)氣體制冷，畜冷板制冷等新能源在冷藏汽車中也日益得到廣泛的應用，而以前曾用國的干冰（固體二氧化碳）、鹽冰（混有鹽水冰點低與0攝氏度的冰）等制冷方式則逐漸被淘汰。
1.2.1我國冷藏汽車的發(fā)展
我國公路冷藏運輸是從50年代后期發(fā)展起來的。當時，外貿部為運輸出口的肉類食品采用蘇聯“吉爾”載貨汽車改裝冷藏車。60年代后期外貿部門開始開始布點采用國產解放冷藏車。隨后，商業(yè)部門也開始確定廠點改裝BW12型（車廂容積為12m3 ）解放冷藏車。60年代后期到70年代初，易腐貨物的冷藏運輸發(fā)展較快，為滿足公路冷藏運輸的需要，先后進口了羅馬尼亞的“布切爾”牌、匈牙利的“切貝爾”牌中型冷藏車和意大利“菲亞特”牌重型冷藏車。1973年，國務院領導指示，我國應自行布點生產冷藏車。80年代是我國冷藏車發(fā)展最快的時期?！傲濉逼陂g，社會保有量草擬給500輛增至6000輛，年產量從500輛發(fā)展到1100多輛；七五期間，社會保有量發(fā)展到11000多輛，年產量發(fā)展到2000輛左右。品種數已經從“六五”初的十余種發(fā)展到幾十種。技術上也取得了很大的進展。70年代我國生產的冷藏車，其隔熱車廂總傳熱系數一般為0.8-1W/m2k，通過技術引進和采用新工藝，到“六五”期間，有些廠的隔熱車廂總傳熱系數已降到0.4 W/m2k，到“七五”期末，一些先進產品已達到0.3-0.35 W/m2k，接近國際先進水平。車廂漏氣倍數也大大降低，密封性能有很大提高。湖南岳陽制冷設備總廠，河北襄陽漢水車輛空調設備總廠，上海新江機器廠等先后引進技術研制生產關鍵配套件--制冷機組。在基礎技術工作方面，制訂了冷藏車技術條件，冷藏車性能試驗方法，運輸用制冷機組試驗方法等專業(yè)標準和部標準。1988年鎮(zhèn)江汽車廠建成具有國際水平的熱工性能試驗室，成為我國冷藏汽車熱工性能的檢測中心。
至80年代末，我國冷藏汽車的社會保有量約11000輛。主要使用部門為商業(yè)部門的食品，水產等副產品的生產，供銷公司（企業(yè)），近年來隨改革開放的不斷深入，大，中城市的一些菜場也購置了冷藏運輸車。我過冷藏車主要運輸對象是各種肉類和水產，近年來隨著時常價格的逐步開飯，蔬菜和水果的運量也在不斷增長。
由于我果肉類的產地主要在內地，而銷地主要早沿海及大城市，牲畜的屠宰季節(jié)性又較強，因而我國冷藏運輸的特點是季節(jié)性強和流向比較集中。我國易腐貨物運輸主要靠鐵路，公路的運量僅占20%左右。近年來公路冷藏運輸率提高較快。我國公路冷藏運輸可分為：產地或大城市或鐵路水路集運點的長途運輸以及省間調拔長途運輸，運距500公里左右或者更長些；中轉冷庫到港口車站打擊省內調拔等中距離運輸，運距300公里左右。城市冷庫到市郊或市內碼頭的短途運輸，運距約20-50公里；冷庫到銷售點的分配性運輸，運距一般不到20公里。
1.2.2 我國冷藏車的生產和技術概況
當前我國冷藏車的生產廠家連同以前生產過冷藏車的廠家共有20多家。80年代末，90年代初，我過冷藏出的年產量為1500-2000輛。在冷藏車生產企業(yè)中，屬機械部門汽車行業(yè)的主要有鎮(zhèn)江冷藏汽車廠、貴州專用汽車廠、濟南汽車改裝廠等；屬商業(yè)部定點的企業(yè)主要有武漢商業(yè)冷藏汽車廠、馬鞍山冷藏機械廠、長春第一鈑金廠等。另外還有蘭州在換用汽車廠、沈陽救護車廠、北京旅行車有限公司、保定地區(qū)汽車廠等等。其中鎮(zhèn)江冷藏汽車廠是我國最大的冷藏汽車專業(yè)生產廠。
目前我國冷藏車按所選用的汽車底盤的噸位和按制冷方式等可分為30多個品種，若按隔熱車廂的結構特征，箱內溫度控制范圍等則可進一布分為60多個品種。鎮(zhèn)江冷藏汽車廠，濟南汽車改裝廠等通過引進國際先進技術，其新型“三明治“式隔熱車廂的總傳熱系數（K值）可達到0.3 W/m2k的國際先進水平。北京天云汽車改裝廠，河南新鄉(xiāng)汽車改裝修配廠等生產的冷藏才和，K值也小于0.4 W/m2k，達到國際標準規(guī)定A級水平。這說明我國冷藏車隔熱車廂的技術水平已達到和接近于國際先進水平。
本次設計的要求有貨物裝卸要方便可靠、制冷動力要與車動力一體化、制冷機要有獨立的動力切斷裝置、制冷效能要盡可能好、能節(jié)省能源并且符合有關設計標準和環(huán)保要求。
1.3 設計主要內容
本次設計的主要內容是2噸冷藏汽車改裝設計，產品主要用于短距離的易腐貨物的運輸等。
主要設計步驟如下：
(1) 根據所需求的噸位選用合適的二類底盤；
(2) 進行隔熱車廂的設計；
(3) 進行制冷機組的選擇設計。
第2章 冷藏保溫車的分類及布置形式
2.1 冷藏保溫車的定義與用途
冷藏保溫汽車是指裝有冷凍或保溫設備的廂式貨車，用來運輸易腐或對溫度有特定要求的貨物。
在運輸過程中，使易腐貨物或對溫度有特定要求的貨物始終處于保質所需要的較低的溫度條件，即使之處于冷藏的溫度環(huán)境中，這就是冷藏運輸。冷藏運輸是包括產地冷藏庫、中轉冷藏庫、銷售冷藏庫（柜）以及冷藏運輸設備等構成的“冷藏鏈”中的重要環(huán)節(jié)，冷藏保溫汽車對于保證貨物質量有著重大的經濟意義。
2.2 冷藏保溫車的分類
1、按有無制冷裝置分類
按是否裝有制冷裝置分為冷藏汽車和保溫汽車。裝有隔熱車廂且裝有裝有制冷裝置的汽車成為冷藏汽車。裝有隔熱車廂而未裝任何制冷或加熱裝置的汽車稱為保溫汽車。
我國冷藏保溫汽車的使用單位和車輛管理部門，習慣將冷藏汽車和保溫汽車統稱為冷藏車。日本等國則分為保冷汽車、冷藏汽車和冷凍汽車。保冷汽車即保溫汽車；冷藏汽車又稱高溫冷藏汽車，適用于運送冷藏溫度為-15℃以下的冷凍食品。歐美各國習慣于將保溫汽車、機械冷藏汽車和一般冷藏汽車并列為冷藏保溫汽車的三大類，《新國際制冷辭典》就將冷藏保溫汽車分為保溫汽車、冷藏汽車和機械冷藏汽車。
2、按制冷裝置的制冷方式分類
按冷藏保溫汽車制冷裝置的制冷方式可分為機械冷藏汽車、液氮冷藏汽車、冷板冷藏汽車、干冰冷藏汽車和水（鹽）冰冷藏汽車，而保溫汽車又可視為無制冷裝置的冷藏汽車。
3、按專用設備的功能分類
按冷藏保溫汽車隔熱車廂的總傳熱系數分為強化隔熱型和普通隔熱性。
機械冷藏汽車制冷裝置在環(huán)境溫度為30℃時，廂內溫度可以調控范圍分為6級(表2.1)。
表2.1 箱內溫度可控范圍級別
級 別
A
B
C
D
E
F
調控范圍(℃)
12~0
12~-10
12~-20
≤ 2
≤-10
≤-20
非機械制冷裝置的冷藏車在環(huán)境溫度為30℃時，可以保持的車廂溫度分為3級(表2.2)。
表2.2 按制冷溫度級別
級 別
A
B
C
保持溫度(℃)
≤ 7
≤-10
≤-20
裝有加熱裝置的冷藏汽車，按加熱裝置可使車廂內溫度升至12℃以上，且至少保持12℃時的前提下，所允許的環(huán)境溫度分為2級(表2.3)。
表2.3 加熱環(huán)境溫度
級 別
A
B
環(huán)境溫度(℃)
-10
-20
2.3冷藏汽車整體布置
冷藏汽車是由汽車二類底盤、隔熱貨廂和制冷（加熱）裝置組成。汽車底盤的噸級一般根據裝載貨物的質量以及隔熱車廂的容積確定。
機械制冷冷藏汽車的整車布置主要取決于選用的制冷機組結構型式及制冷機組主要部件(動力裝置、壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器等)的安裝位置。
按是否自帶動力裝置，制冷機組可分為獨立式(自帶動力裝置)和非獨立式(不帶動力裝置)兩種。獨立式制冷機組的動力裝置多采用內燃機或電動機。其中，有的獨立式制冷機組僅有一種動力裝置；有的則既裝有內燃機又裝有電動機，以其中的一種為主，另一種作為備用，以提高制冷機組的工作可靠性。非獨立式制冷機組本身雖無動力裝置，但是可以方便地利用汽車發(fā)動機作為動力裝置。取出動力方式一般有兩種途徑：一種是利用皮帶傳動，直接從發(fā)動機前端取出；另一種是利用變速器的取力窗口，從中間軸或倒擋軸上通過齒輪傳動取出。
按動力裝置、壓縮機、冷凝器和蒸發(fā)器四大部件安裝位置不同，制冷機組又可分為整體式和分體式兩種。四大部件組裝成一體，則稱整體式；四大部件按其需要分別安裝在冷藏汽車的不同部位，彼此用管道相連，則稱分體式。無論是整體式還是分體式，動力裝置總是與壓縮機安裝在一起，并用皮帶傳動機構驅動壓縮機工作。
本設計采用非獨立式制冷裝置，壓縮機采用發(fā)動機前端皮帶直接驅動，這樣只要發(fā)動機工作，制冷機組就可以工作，能更好地實現制冷動力與車動力一體化。
2.4總體設計方案
1、尺寸參數參數的確定
尺寸參數主要是指汽車的車輛長、車輛寬、車廂尺寸、前懸和后懸。
(1) 車輛長、寬、高
外廓尺寸直接影響汽車的總體布置和結構尺寸、質量分配和各種使用性能。一般情況下，在保證基本性能和結構布置允許時，應該盡可能地減小軸距。汽車軸距減小，將可以減輕汽車的自身質量，提高質量利用率，充分發(fā)揮汽車的動力性和通過能力。但過小的軸距將會影響運動中的質量分配，使汽車的制動性和操縱穩(wěn)定性變壞。軸距的選定有一個認識的過程，一般是通過類比的方法，考慮到專用設備的安裝和使用，初選一個數值，再對汽車的各種使用性能進行計算以及其他相關尺寸的確定后，在綜合選定一個滿意的數值。對于專用汽車特殊性，選取汽車軸距時，也一定考慮所設計汽車的使用性。
一般說來，在標準的規(guī)定極限尺寸下，降低汽車的的高度，將降低汽車的質心，對汽車的各種使用性能都有好處。
本設計中車輛的長、寬、高的尺寸是：4140mm1530mm2290mm。
(2) 車廂尺寸
汽車的車廂尺寸主要指的是車廂的內部尺寸，即車廂內部有效裝載容積。車廂尺寸對汽車的質量分配而帶來的汽車使用性能的變化十分顯著。設計時必須引起足夠的重視。考慮車廂的裝載能力，對于貨車必須根據所載貨物的平均容積質量以及所設計汽車的裝載能力，對于客車則依據人體的平均質量以及由人體工程學做推薦的乘坐空間。本設計中的車廂根據所裝載貨物的特點設計了半封閉的車廂，為了防止所裝載的貨物會對環(huán)境進行二次污染。
(3) 前懸和后懸
多數專用汽車在改裝設計中，一般都沿用所選底盤的前懸和后懸尺寸，因此，影響汽車的總體尺寸和有質量分配所帶來的各種使用性能的變化主要是汽車后懸與軸距的選取。軸距初定后，后懸增長將會減少汽車的前軸的軸載質量，從而影響汽車的操縱性，甚至導致后軸的超載。同時，過長的后懸將使汽車的機動性能和通過性，還有行駛安全性破壞。因此，應該在結構許可的范圍內盡可能地縮短汽車的后懸尺寸。本設計中的車輛的前后懸的具體尺寸是前懸：480mm，后懸：1160mm。
2、質量參數的確定
專用汽車的質量參數包括汽車的最大總質量、最大整備質量、裝載質量以及以及汽車的軸載質量分配。汽車最大總質量以及軸間分配，直接影響汽車的各種性能。設計時應該參考原來底盤對汽車質量參數的要求，合理的加以選取。
(1) 車輛的最大總質量
最大總質量指汽車裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿貨物的總質量，其大小對貨車為總質量與貨物質量之和，對于乘用汽車為整車整背質量與所有乘員質量之和。專用汽車設計時，一般根據所選擇底盤的承載能力，首先確定汽車的最大總質量，以便依據該數據對汽車各種性能進行全面估算。對于貨車國內外汽車廠家現今大都是以汽車的最大總質量作為不同級別汽車的分類標準。因此，所選擇汽車的最大總質量一定要符合國家的相關規(guī)定。本設計中的車輛的最大總質量是1800kg。
(2) 車輛的整車整備質量
整車整備質量指帶有全部裝備、加滿油料和冷卻水時空車總質量。這一參數是一個重要的設計參數，從結構設計來說，它必須不可以少的。當汽車處于運動狀態(tài)的時候，則希望該值越小越好。設計時的原則是既要考慮減少整被質量對汽車的使用性能的好處，以及充分利用好材料，又要充分考慮結構設計時的可能，在滿足結構和功能的前提下，盡可能地減小它。
本設計中車輛的整車整備質量是1194kg。
(3) 車輛的裝載質量
汽車的裝載質量是汽車的一個和重要的參數。它直接決定汽車的運輸效率。專用汽車設計時，應該結合整車最大總質量，整車整備質量的選取，盡可能的增大汽車的裝載能力。
本設計中車輛的裝載質量是476kg。
(4) 汽車的軸載質量
軸載質量是整車總質量在汽車的各個軸上的分配值。軸載質量分配值直接影響汽車的各種性能以及各軸輪胎的磨損狀況。從汽車的使用性能來看，考慮到軸輪胎的磨損的均勻性，應該將汽車的質量均勻地分配給各個輪胎。
本設計中車輛的前后軸軸載質量分別是：595kg和599kg。
2.5 本章小結
本章介紹了冷藏保溫車的定義與用途及其分類。以及本次設計中所采用的制冷裝置和布置形式, 本設計采用非獨立式制冷裝置，壓縮機采用發(fā)動機前端皮帶直接驅動，這樣只要發(fā)動機工作，制冷機組就可以工作，能更好地實現制冷動力與車動力一體化。最后介紹了本次設計中的總體設計方案。本設計中車輛的前后軸軸載質量分別是：595kg和599kg。
第3章 二類底盤與車架的選擇設計
3.1 二類底盤的型號選擇
目前，改裝專用汽車選用的底盤主要是二類或三類汽車底盤，也有為某些專用汽車設計的專用底盤。汽車底盤的選擇或設計專用底盤主要根據專用汽車的類型、用途、裝載質量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設備或裝置的外形尺寸、動力匹配等來決定。
目前我國對于常規(guī)的廂式車、罐式車、自卸車等通常是采用二類汽車底盤改裝設計。這是目前專用汽車設計中選用底盤型式最多的一種。所謂二類汽車底盤，即在基本型整車的基礎上。去掉貨箱。在改裝設計的總布置時，在沒有貨箱的汽車底盤上，加裝所需的工作裝置或特種車身。采用二類汽車底盤進行改裝設計工作的重點是整車總體布置和工作裝置設計。在設計時若嚴格控制了整車總質量、軸載質量分配、質心高度位置等，則基本上能保持原車型的主要性能。但是，還要對改裝后的整車重新作出性能分析和計算。
對客車、客貨兩用車、廂式貨車等則通常采用三類汽車底盤改裝設計。所謂三類汽車底盤，—般是在基本型車的基礎上，去掉貨箱和駕駛室。近年來，我國乘用車發(fā)展很快，對乘用車使用性能的要求也在不斷提高，再用原來的三類汽車底盤改裝的客車已越來越不受歡迎。因此，各類專用客車底盤應運而生。這些專用客車底盤的基本特點是利用基本型總成，按客車性能要求更新進行整車布置，更新設計懸架系統。這種底盤不僅在質心位置、整車性能特別是平順性方面有很大的變化，而且在傳動系統和動力匹配、以及制動系統等總成方面也有較大的改裝設計。
目前在用普通汽車底盤作改裝設計時。把更換了發(fā)動機的底盤，如將汽油發(fā)動機改換成柴油發(fā)動機。亦當作三類底盤處理。
無論選用二類或三類汽車底盤，很難完全滿足某些專用汽車的性能要求。例如用普通汽車底盤改裝廂式貨車、存在質心過高，軸荷分配不合理的問題；改裝消防車，首先是底盤車速就達不到要求；改裝客廂式專用車，存在平順性差的問題。因此，可以這樣說，若要使我國的專用汽車上質量、上檔次，一定要開發(fā)出一些具有特點的專用汽車底盤。
在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應滿足下述要求：
(1) 適用性
對貨運車用的總成應適應貨運要求，保證貨運安全無損；對乘用車用的總成應適于乘客的需要．達到乘座安全舒適；對各種專用改裝車的總成應適于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝選型設計，例如各種取力器的輸出接口等。
(2) 可靠性
所選用的各總成工作應可靠，出現故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應趨于均衡。
(3) 先進性
所選用的底盤或總成．應使整車在動力性、經濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標準的要求。
(4) 方便性
所選用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結構緊湊與裝配調試空間合理的矛盾。在選用專用汽車底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個很重要的方面：一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本小很大約部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產品能否很快地占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是汽車底盤供貨要有來源，要同生產汽車底盤的主機廠有明確的協議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊俏，一定要按時將底盤供貨。
1、 整車整備質量
整車整備質量在設計階段需估算確定，初步估算車的整備質量為1194kg。
2、載客量和裝載質量
包括駕駛員在內載客量為2人，裝載質量為476kg。
3、軸荷分配
根據設計手冊，商用貨車滿載時前軸符合為19%~25%，后軸為75%~81%，空載時前軸負荷為1%~37%，后軸則為63%~69%。根據二類底盤的選擇原則，目前市場上應用最多的是長安、東風、江淮等品牌。參考資料初選了市場上目前性能較好的一款底盤，長安專用車二類底盤。具體參數如表3.1。
表3.1 二類底盤基本參數
底盤型號
SC1022DB
成產廠家
重慶長安汽車股份有限公司
驅動形式
4×2
發(fā)動機功率
39KW
排量
1012ml
發(fā)動機型號
長安JL465QB
軸距
2500mm
最高車速
98km/h
前懸/后懸
480/1160
額定載質量
476kg
輪胎規(guī)格
165/70R13LT,165/70R1379T
彈簧片數
-/5
前輪距
1290mm
后輪距
1280mm
整備質量
1194kg
結合二類地盤的選取規(guī)則和以上參數長安汽車底盤有以下幾個要點：
1、 長安汽車4S店分布廣泛維修方便，且配件便宜。
2、 長安汽車選用長安JL465QB發(fā)動機，在設計滿足要求的情況下，排量更小，經濟性更好。
長安汽車比其他汽車的額定載重質量大，這樣以便設計更大空間的冷藏箱
3.2 主車架的改裝
主車架是汽車底盤上各總成及專用工作裝置安裝的基礎，改裝時受到的影響最大，因此，要特別引起注意主車架是受載荷很大的部件，除承受整車靜載荷外，還要受到車輛行駛時的動載荷，為了保持主車架的強度和剛度，原則上不允許在主車架縱梁上鉆孔和焊接，應盡量使用車架上原有的孔。如果安裝專用設備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時．應避免在高應力區(qū)鉆孔或焊接。主車架縱梁的高應力區(qū)在軸距之間縱梁的下冀面和后懸的上冀面處。因為這些部位縱梁應力較大，鉆孔容易產生應力集中。
對于主車架縱梁高應力區(qū)以外的其余地方需要鉆孔或焊接時，應注意以下事項：
(1) 盡量減小孔徑，增加孔間距離，對鉆孔的位置和孔徑規(guī)范，應滿足圖3.1和表3.1的要求。
(2) 嚴禁在前懸縱梁上翼面、軸距間縱梁下翼面和后懸縱梁上翼面上鉆孔；在縱梁變截面處嚴禁鉆孔，因為在這些部位縱梁應力較大，鉆孔容易產生應力集中。在縱
梁其他部位的翼面，只能在中心處鉆一個孔。
表3.1 主車架鉆孔的尺寸要求
尺寸
車型
重型車
中型車
輕型車
孔間距/mm
A
>70
>60
>50
B
>50
>40
>30
C
>50
>40
>30
孔徑/mm
Φ
<15
<13
<11
圖3.1 主車架鉆孔的孔徑和孔間距
(3) 嚴禁焊縫方向與縱梁垂直；嚴禁將車架縱梁或橫梁加工成缺口形狀。
(4) 車架鉆孔和焊接應避開有關汽車改裝手冊中的規(guī)定的禁鉆區(qū)和禁焊區(qū)。
本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用支架與U型螺栓配合形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當。
3.3 副車架的設計
在專用汽車設計時，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時也為了不破壞主車架的結構，一般多采用副車架(副梁)過渡。本車在工作中受的彎曲應力不是很大。因此，本車副車架所選用的材料為Q235號鋼板沖壓。
在增加副車架的同時，為了避免由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應力集中，所以對副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。
3.3.1 副車架的截面形狀及尺寸
專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖3.2所示的槽形結構，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。對于隨車起重運輸車的副車架來說，在安裝起重裝置的范圍內，應按如圖3.3所示的方式用一塊腹板將副車架截面封閉起來，以提高副車架的抗扭和抗彎能力。
圖3.2 副車架的截面形狀 1-副車架 2-腹板
圖3.3 加強后的副車架截面形狀
3.3.2 副車架的前端形狀及安裝位置
副車架前端形狀常有三種形狀(見圖3.4)。
對于這三種不同形狀的副車架前端，在其與主車架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖3.4(c)所示：；。
(a)U形 （b）角形 （c）L形
圖3.4 副車架的三種前端形狀
如果加工上述形狀困難時，可以采用如圖3.4所示的副車架前端簡易形狀，此時斜面尺寸較大。
對于鋼質副車架：；。
對于硬本質副車架；；。
副車架在汽車底盤上布置時，其前端應盡可能地往駕駛室后圍靠近。
圖3.5為某散裝水泥運輸車的罐體、副車架相對于汽車底盤的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下，其中A不宜過大，留足空壓機的位置即可；B為副車架的前端離主車架拱形橫粱的距離，一般在100 mm之內；C為固定副車架的前面第一個U型螺栓距拱形橫梁的距離，一般控制在500~800 mm的范圍內。本副車架前端采用U形結構。
圖3.5 副車架的安裝位置 1-上托架；2-下托架；3-螺栓
圖3.6 連接支架
3.3.3 副車架與主車架的連接設計
1、止推墊片：連接板上端與副車架相連，下端利用螺栓與主車架縱梁相連。止推墊片的優(yōu)點在于可以承受較大的水平載荷。防止主車架縱梁與副車架產生水平位移。兩個止推墊片之間的距離為500到1000mm范圍內。
圖3.7 止推連接板的結構 圖3.8 連接支架
2、連接支架：連接支架由相互獨立的上、下托架組成，上、下托架均通過螺栓分別與副車架和主車架縱梁的腹板相固定，然后在用螺栓將上、下托架相連接。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小
3、U型螺栓連接：當選用其他連接裝置較困難時，可以采用U型夾緊螺栓，但在車架承受扭轉載荷最大范圍內不允許使用U型螺栓。當采用U型螺栓固定時，為防止主車架縱梁翼面變形，應在其內側襯以木塊，但在消聲器附近，必須使用角鐵做內襯。
3.3.4 副車架的強度校核
如果已知車架在危險工況下，危險截面的彎矩為，則可計算出副車架在危險截面的彎矩，即:
(3.1)
副車架最大彎曲應力滿足以下強度條件:
(3.2)
式中： H—副車架截面高度；
M—為橫截面上的彎矩；
W—抗彎截面系數；
—許用彎曲應力。
以上所得出的副車架彎矩計算和強度校核公式完全可以用于設計計算和指導副車架的結構設計。
經過計算，得出：
(3.3)
取疲勞系數為1.4，考慮到汽車的最差使用條件，取動荷系數為4.7，則最大動應力為：
縱梁材料Q235的屈服極限需用應力：
從計算結果可知，本車架能夠安全的承受載荷。
3.4 本章小結
在本章里介紹了二類底盤的選擇方法，主要選擇長安汽車底盤其型號為SC1022DB。又介紹了主車架的改裝要求及與副車架的連接方法，本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用支架與U型螺栓配合形式，故主車架不用考慮鉆孔，只需考慮焊接的位置得當。副車架的設計要求。確定了副車架的斷面形狀、選用材料、前端形式及強度校核。
第 4 章 冷藏保溫汽車隔熱車廂的結構設計
4.1冷藏保溫箱的類型與定義
冷藏箱應達到的技術要求：
(1) 足夠的強度，可長期反復使用。
(2) 適用于一種或多種運輸方式運送，途中轉運時，箱內貨物不需換裝。
(3) 具有快速裝卸和搬運的裝置，特別便于從一種運輸方式轉移到另一種運輸方式。
(4) 便于貨物裝滿和卸空。
(5) 具有1及其以上的容積。
凡是隔熱的箱壁、箱門、箱底和箱頂，能阻止內外熱交換的保溫集裝箱。保溫集裝箱中常見的冷藏集裝箱有耗用冷劑式冷藏集裝箱、機械式冷藏集裝箱、隔熱集裝箱、氣調冷藏集裝箱等。
耗用冷劑式冷藏集裝箱：此類冷藏集裝箱的特點是在運輸過程中，不需外接電源或燃料的供應等，無任何運動部件，維修保養(yǎng)要求低。主要缺點無法實現連續(xù)制冷，貯冷劑放冷或消耗必須重新沖冷或補充，較難實現精確溫度控制，制冷設備占用空間較大。耗用冷劑式冷藏集裝箱只能適應小型冷藏集裝箱的短距離運輸。目前耗用冷劑式冷藏集裝箱只有在區(qū)域性短途冷藏運輸中尚有使用，而在國際冷藏運輸中已無使用并有逐步淘汰的趨勢。
機械式冷藏集裝箱：根據GB/T7392—1998的分類，械式冷藏集裝箱是指設有制冷裝置的保溫集裝箱，制冷/加熱集裝箱是指設有制冷裝置和加熱裝置的保溫集裝箱。在實際中，通常把這兩類集裝箱通稱為機械式冷藏集裝箱。
機械式冷藏集裝箱裝有制冷裝置，可根據需要制冷，是冷藏箱的箱內溫度控制在所設定的溫度范圍內。機械式冷藏集裝箱以壓縮式制冷為主，是當前技術最為成熟，應用最為廣泛的一種冷藏運輸工具。
隔熱集裝箱的特點是箱體本身結構簡單，箱體貨物有效裝載容積高，造價便宜，適合大批量、同品種冷凍或冷藏在固定航線上運輸。缺點是缺少靈活性，對整個運輸線路上的相關配套設施要求高。
隔熱集裝箱在20世紀70年代前曾經是國際之間冷藏保鮮貨物的主要運輸工具之一，隨著80年代后機械式冷藏集裝箱的大量應用，目前隔熱集裝箱已逐步被更為靈活的機械式冷藏集裝所取代，但在某些穩(wěn)定貨源的航線上仍有使用。
氣調冷藏集裝箱具有一般機械式冷藏集裝箱的所有制冷或加熱功能，同時氣調冷藏集裝箱裝有一種調氣設備，可以產生和維持一種修飾過的空氣成分，以減弱新鮮果蔬的呼吸量和新陳代謝強度，從而減緩果蔬的成熟進程，達到保鮮的目的。采用氣調冷藏運輸具有保鮮效果好、貯藏損失少、保鮮期長和對果蔬無任何污染的優(yōu)點。但由于采用氣調設備后，技術要求高、冷藏箱價格高，并且氣調在大批量貨物的貯存和運輸中更有優(yōu)勢，因此目前使用還不普遍。
4.2 隔熱車廂的結構組成
冷藏保溫汽車隔熱車廂(以下簡稱隔熱車廂或車廂)是所有冷藏保溫汽車的重要裝置。作為車廂，它具備廂式汽車車廂的共性，但又要求它具有良好的隔熱保溫性能。因此在結構上就是圍繞如何提高車廂的隔熱保溫性能進行設計。
隔熱車廂是由頂板、底板(地板)、左右側壁、前壁、后壁(后門框)和門組成。由于要求車廂具有隔熱保溫性，因此它的骨架具有承載與斷熱的雙重功能。其中以承載為目的的骨架稱為主骨架(與一般車廂的骨架作用相同)。這種骨架一般選用強度和剛度較高的金屬(鋼、鋁型材)結構。而以斷熱為目的的骨架，稱為輔助骨架(俗稱“斷熱橋”)。一般選用非金屬材料。常見的有木頭、膠合板、玻璃鋼、工程塑料等，它可裝于主骨架的外側或內側。車廂的內外蒙皮分別與主骨架和輔助骨架相連、其間形成了填裝隔熱材料的空間。因此，主、輔骨架共同完成了隔熱車廂骨架的全部功能。外蒙皮多為平板形，但左、右側壁外蒙皮常壓成瓦楞形或半圓形，這種具有加強筋的外蒙皮既可增加廂壁強度和剛度，又可增加美觀。為了防止冷凍胴體(整塊凍豬、牛、羊肉等)等貨物撞壞內蒙皮，有的車廂還在金屬內蒙皮內裝有膠合板。內外蒙皮常用材料有：鋼板、鋁合金板、不銹鋼板、玻璃鋼板等。一般金屬蒙皮厚度為0.8~1.5mm，非金屬蒙皮厚度為2~3mm。蒙皮與骨架的連接方式通常采用拉鉚連接(即單向膨脹的抽芯鉚釘連接)。
內外蒙皮之間的無骨架空間為隔熱層，期間應填充隔熱材料。
4.3隔熱車廂的結構形式
隔熱車廂的結構形式分為整體結構和分片拼裝結構。
4.3.1 整體結構隔熱車廂
整體結構隔熱車廂是先以整體骨架型式或以分片拼裝型式制成車廂，預留隔熱層空間，然后整體注入硬聚氨脂泡沫。這種車廂的最大特點是它具有完整的隔熱層，車廂的隔熱、密封性能好。
若是采用現場噴涂發(fā)泡工藝，則需先噴涂發(fā)泡材料，形成隔熱層，取平后裝車廂內蒙皮。
整體隔熱層式車廂的工藝流程大致如下：
車廂外部整體成形→車廂淋雨試驗→安裝車廂內蒙皮→注入發(fā)泡材料→安裝廂內附件→安裝車廂后門。
注入發(fā)泡有兩種方法：一為液態(tài)發(fā)泡，又稱“一次發(fā)泡法”。即將液態(tài)聚氨能各組分機械攪拌，高壓噴霧成形。另一種為泡狀發(fā)泡，又稱“二次發(fā)泡法”，即將聚氨酯各組分在注入前先進行一定程度的發(fā)泡，然后再注入隔熱層空腔內發(fā)泡定型。由于發(fā)泡工藝分兩步進行，因此，第二次發(fā)泡時，聚氯酯的膨脹力已降到廂壁蒙皮可以承受的程度，因而不需大型的夾具。當然，二次發(fā)泡工藝較復雜且難掌握，發(fā)泡品質也稍遜色。
4.3.2 分片拼裝結構隔熱車廂
分片拼裝隔熱車廂的結構特點是：將車廂的六大組成部分（頂板。底板、左右側壁、前壁、后壁）和門分別采用聚氨酯或聚苯乙烯泡沫材料制成各自獨立的廂壁隔熱層，然后利用合適的連接方式（如鉚接、粘接、螺紋連接或嵌合連接加鉚接等），將各片拼裝完整的車廂。
分片拼裝隔熱車廂根據加工工藝不同，可分為分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡式和“三明治”板預制粘接式兩種。
(1) 分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡式
裝配時，車廂底板裝在車廂底架（副車架）上，前壁、左右側壁立在底板上并采用鋁型材與車廂底架橫梁螺栓固連，底板后端與后門框采用嵌合緊固。頂板擱在前壁和左右側壁上并采用鉚接緊固，頂板后端也采用嵌合方式與后門框緊固。車廂內各廂壁之間連接處均采用角形鋁材鉚接，并涂以密封膠帶等密封材料。車廂內有“T”字形鋁材地板或花紋鋁材地板，以及掛鉤，掛軌、導風條、排水管、照明等。車廂裝配后，還須在其拼縫處注入聚氨酯泡沫材料，以增強密封性，減少熱傳導。
分片拼裝式聚氨酯注入發(fā)泡隔熱車廂的工藝流程大致是：零部件制作→各片骨架焊接成型→鉚接內外蒙皮→各片單獨注入聚氨酯發(fā)泡材料形成隔熱層→各片拼裝成車廂（包括后門框）→拼縫注入發(fā)泡材料→安裝廂內連接件和附件。
(2) “三明治”板預制粘接式
“三明治”板拼裝結構被國內越來越多的冷藏保溫車生產企業(yè)所采用。它不但在冷藏保溫汽車上得到迅速發(fā)展，而且在冷藏集裝箱上也被廣泛采用。
“三明治”板又稱復合板或夾層板。它是由上、下蒙皮和夾在中間的隔熱材料板組成。蒙皮材料多為鋁板、不銹鋼板等金屬板以及玻璃纖維的工程塑料板。隔熱材料一般選用性能良好的硬聚氨酯泡沫，也可選用硬聚苯乙烯泡沫，還可選用硬聚苯乙烯泡沫和硬聚氨酯泡沫組合成的隔熱層。
“三明治”板制造工藝流程大致如下：
(1) 蒙皮下料、清洗，將蒙皮其中一個表面打磨粗糙，清除表面雜物，噴涂底漆。
(2) 將一塊已經上述處理的蒙皮放入形狀類似無蓋矩形飯盒的模具內，噴漆表面朝上。
(3) 蒙皮上表面滿噴粘膠液。
(4) 放置隔熱材料。
(5) 在隔熱材料的上表面滿噴粘膠液。
(6) 放置上蒙皮，注意將處理過的蒙皮表面朝向粘膠液。
(7) 真空加壓“三明治”。
(8) 消除壓力、固化
由于“三明治”板沒有骨架，因此要求隔熱材料具有一定的強度。通常要求隔熱材料的抗壓強度達400kPa，抗拉強度為600kPa，抗剪強度300600kPa。
各片“三明治”板預制成型后，先用粘膠劑將其拼裝成車廂，然后在車廂內外拼縫出采用鋁型材料將其鉚接成整體。鉚接前應將鋁型材和鉚接的廂壁接合面處涂刷丁基橡膠密封。后門框與后壁的連接除采用鉚接方法外，還可采用焊接、螺栓連接等方法。
實驗證明：采用整體骨架式隔熱車廂總傳熱系數K值和漏氣倍數L值,均比采用分片拼裝硬聚氨酯注入發(fā)泡結構的車廂低，此外，它還具備以下優(yōu)點：
(1) 具有完整隔熱層。
(2) 廂體結構簡單，工序簡便，適合成批和多品種生產。
(3) 車廂斷熱橋設計合理。
(4) 車廂隔熱、密封性能好，熱工指標可達國家專業(yè)指標的A級標準。
但是也存在車廂質量重，成本較高的問題。
本設計采用采用“整體骨架式”制板法。其制作過程大致如下：先已整體骨架形式制成車廂，預留足夠隔熱層空間，然后整體注入硬聚氨酯泡沫材料。聯成一體而完成制板工作。采用這種工藝技術生產的冷藏、保溫車廂整車強度高，廂體表面平整，整個車廂隔熱密封性能好。
4.4 車廂的結構設計
車廂結構設計除了要滿足有關整車的國家標準以外，還應使車廂具有適度的強度和剛度；力求減小自身質量，工藝簡單；系列化、通用化和標準化程度高；具有良好的隔熱性能以及值用、維修和保養(yǎng)的方便性等。
4.4.1 隔熱層材料與厚度
對隔熱層材料的要求
(1)發(fā)泡均勻、密度??；
(2)導熱系數盡可能小，一般要求在0.045w／(m·K)以下；
(3)對溫度變化的穩(wěn)定性要好，在-40~70℃的使用溫度范圍內，使用性能要滿足規(guī)定的要求
(4)具有一定的機械強度，能承受汽車在惡劣道路條件下的振動、沖擊而不受損或變形。
(5)吸水性和吸濕性低，耐腐蝕．抗凍性能好，
(6)無毒無味，透氣性小，隔熱材料使用和燃燒時，不得分解出有毒和有害氣體；
(7)價格低、易成形，可采用充填、澆注、噴涂等工藝形成車廂隔熱層。
4.4.2 隔熱材料的種類
目前，普遍應用的隔熱材料主要有聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫兩種。
聚苯乙烯泡沫是以含低佛點液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒，經加熱預發(fā)袍后，在模具中加熱成型而得微孔型蜂窩結構的泡沫材料。其物理機械性能見表4.1。
表4.1 聚苯乙烯泡沫物理機械性能
項 目
單 位
指 標
密度
≤0.03
吸水性
≤0.08
壓縮強度(壓縮50％)
MPa
≥2000
彎曲強度
MPa
≥2200
尺寸穩(wěn)定性(-40~70℃)
%
±0.5
導熱系數
W／(m·K)
0.44
自熄性
s
<2
聚氨酯泡沫隔熱材料是目前應用十分廣泛的優(yōu)良隔熱材料，其主要物理機械性能為：導熱系數0.03w／(m·K)，抗拉強度2500 MPa，抗壓強度2000 MPa。與鋼板粘接力2900MPa，與膠合板粘接力1400 MPa。
影響聚氨酯隔熱材料導熱系數的主要因素有；泡沫密度、氣飽直徑、氣泡獨立率、濕度和溫度等。
隔熱材料在使用過程中會發(fā)生老化。因此隔熱車廂在使用6年左右時問就應該按有關規(guī)定重新測定總傳熱系數，不符合規(guī)定的則應降級使用。
4.4.3 隔熱層厚度
隔熱層厚度由車廂的使用要求和選用的隔熱材料而定。若選用聚氨酯泡沫隔熱材料，對于冷藏汽車，其厚度在50~120 mm之間；對于保溫汽車．其厚度在30~70 mm之間。若選用聚苯乙烯泡沫隔熱材料，其厚度一般比聚氨酯泡沫材料增加20％左右。
本設計中頂板和底板采用100mm的保溫板，四壁采用100mm的保溫板。骨架采用焊接形式，內側用角鋼連接，外側用合金包邊件。
4.5 本章小結
本章介紹了保溫箱的類型，隔熱車廂的結構組成和形式。設計冷藏箱時所采用的隔熱材料，以及所設計的冷藏箱的結構形式。
第 5 章 制冷機組的選擇
5.1 蒸汽壓縮式制冷裝置介紹
制冷方式一般分為有：機械制冷、液氮制冷、蓄冷板制冷、干冰制冷和水(鹽)冰制冷等。機械制冷大都采用蒸汽壓縮式制冷。下面介紹本次采用的機械制冷裝置。
蒸汽壓縮機式制冷裝置主要由蒸發(fā)器4、壓縮機1，冷凝器2和膨脹閥(毛細管)3等四個最基本部件組成，部件之間用管道連接成一密封系統(圖5.1)。工作時，制冷劑在系統中循環(huán)，從蒸發(fā)器中吸收熱量而沸騰汽化，在冷凝器中放出熱量而冷卻，從而產生冷量。
1-冷凝器； 2-膨脹閥； 3-壓縮機； 4-蒸發(fā)器
圖5.1 蒸汽式壓縮機原理圖
圖5.1蒸發(fā)器中的制冷劑在非工作狀態(tài)時，下部是液體，上部為飽和蒸汽，這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的，也不與外界進行熱交換。當壓縮機抽吸蒸發(fā)器中的蒸氣時，蒸汽壓力下降，下部液體迅速沸騰汽化，通過管壁吸收周圍介質(空氣)的熱量，風扇將低溫介質(空氣)吹向車廂內，產生對流，達到制冷。制冷劑在汽化過程中也使本身的溫度和飽和蒸汽壓下降，故壓縮機抽走的是低壓的制冷劑蒸汽。
汽化有兩種形式：在液體表面進行汽化，成為蒸發(fā)；在液體表面和內部同時進行汽化，成為沸騰。蒸發(fā)器工作時液體呈沸騰狀態(tài)。通常將蒸發(fā)和沸騰合稱為蒸發(fā)，所以使制冷液體汽化的部件稱為蒸發(fā)器。
低溫低壓的蒸氣被壓縮機吸入后壓縮成高溫高壓的蒸氣，輸送給冷凝器。
根據熱力學第二定律，低溫物質(蒸發(fā)器出來的低溫低壓蒸氣)的熱量不能自動地傳遞給高溫物體(周圍介質，或空氣或水)，必須要消耗一定的機械功才能實現熱量傳遞。所以，壓縮機就是用來對制冷劑作功，并使制冷劑在系統中循環(huán)。
進入冷凝器的高壓高溫蒸氣經管壁向周圍介質(空氣或水)進行熱交換，放出熱量，溫度下降，成為高溫(高于外界溫度的飽和溫度)和高壓(冷凝壓力)的液體。這樣狀態(tài)的液體還個能直接送入蒸發(fā)器．必須再進一步使液體降溫降壓。為此，制冷劑要經膨脹閥后才進入蒸發(fā)器。
膨脹閥的作用是節(jié)流降壓。制冷劑液體經過膨脹閥閥孔時受到阻力，流量減少；之后，空間又突然增大，壓力降低，少量液體吸熱汽化，溫度亦下降，成為低壓低溫的氣液混合物進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內流動、吸熱、汽化。膨脹閥還能控制液體進入蒸發(fā)器的流量，使蒸發(fā)器中的蒸發(fā)壓力控制在一定的范圍，從而使車廂內維持需要的溫度。所以，膨脹閥又叫調節(jié)閥或節(jié)流閥。
整個循環(huán)過程的熱平衡可用下式表示
(5.1)
式中：Q——向周圍介質放出的熱量，W；
——從被冷卻介質吸收的熱量，W；
A——單位時間內壓縮機消耗的機械功，W。
5.2 隔熱車廂的熱工計算
1、車廂隔熱壁的傳熱過程
車廂各壁板(包括頂板，底板、左右側壁、前壁以及后門等)均視為隔熱平壁(平板)。由于車廂壁板內外存在溫度差，因此就必然產生熱傳導現象。當熱量從隔熱平壁一側傳至另一側時，一般經歷三個過程，即；高溫空氣中的熱量傳至高溫一側平壁表面；隔熱平壁內的熱傳導，即熱量從隔熱平壁高溫一側表面?zhèn)鞯降蜏匾粋缺砻?；熱量從隔熱平壁低溫一側表面?zhèn)髦恋蜏匾粋鹊目諝庵小Ｉ鲜鰝鳠徇^程可以看成是以熱傳導為主要形式的隔熱平壁內的傳熱和以對流換熱、熱輻射為主要形式的隔熱壁面的邊界傳熱。
對于材質均勻的隔熱平壁，單位時間內通過平壁的熱量Q為：
(5.2)
式中： ——隔熱平壁的傳熱系數(＝1／R)[]，
R——為隔熱平壁的傳熱熱阻()；
F——隔熱平壁的傳熱面積()；
△T——隔熱平壁的兩側溫度差(K).
值反映了車廂平壁的傳熱程度，值越大，傳熱過程越強烈．也就是說，在同樣傳熱面積和車廂內外溫差的情況下，傳遞的熱量越多，車廂隔熱性能越差；反之，車廂隔熱性能越好。
這里的傳熱系數選擇最大，室外溫度設為30℃.廂內最低溫度為0℃。
2、車廂隔熱邊界的傳熱
(1) 空氣與隔熱壁表