《工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真》何世松，贾颖莲著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真》

【作　者】何世松，贾颖莲著

【页 数】 237

【出版社】 南京：东南大学出版社 , 2018.07

【ISBN号】978-7-5641-7566-5

【价 格】68.00

【分 类】工程机械-机械设备-制冷机-研究

【参考文献】 何世松，贾颖莲著. 工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真. 南京：东南大学出版社, 2018.07.

图书封面：

图书目录：

《工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真》内容提要：

本书首先介绍了工程机械及其车载设备研发现状, 热电制冷器具制冷原理及其车载方法, 然后介绍了美国PTC公司的Creo和SolidWorks公司的SolidWorks两款三维参数化设计软件的优势与局限, 并以Creo为主要设计平台、辅以SolidWorks和AutoCAD Mechanical等设计工具, 详细阐述了工程机械车载热电制冷器具关键零部件设计、装配与仿真, 并列举了几款典型产品的研发与虚拟仿真案例, 全书最后对工程机械车载热电制冷器具等产品的维修与回收进行了必要的论述。

《工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真》内容试读

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第1章绪量论

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工程机械行业在国民经济中的地位独特而不可或缺，属于国家重点鼓励发展的领域之一。工程机械行业是我国装备制造业一个最重要的子行业，工程机械为我国众多超级工程如京沪高铁、港珠澳跨海大桥、南水北调工程、三峡工程等项目的建设起着保驾护航的作用。

本书聚焦工程机械的一个细分领域一工程机械车载热电制冷器具的研发，希望能为已有的工程机械或新研发的工程机械配备用于改善作业人员工作条件的制冷器具，也为工程机械其他车载设备的研发提供一个全新的思路。一图

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1.1:工程机械及其车载设备研发现状

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工程机械有其工作场所的特殊性。随着经济社会发展的速度越来越快，参与作业的人员不断增多，工人的劳动强度也在不断增大，用于改善作业环境、增强舒适性和安全性的车载设备越来越受到大家的重视，所以工程机械车载设备的研发也就显得越来越迫切。

1.1.1工程机械综述

1.工程机械的概念

工程机械是用于交通运输建设、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、矿山等原材料工业建设和生产等领域土石方施工、起重装卸等工作的机械装备，是装备工业的重要组成部分。

在世界各国，对工程机械这个行业的称谓基本相同，其中美国和英国称为建筑机械与设备，德国称为建筑机械与装置，俄罗斯称为建筑与筑路机械，日本称为建设机械。在中国，部分产品也称为建设机械；而在机械系统，国务院组建该行业批文时统称为工程机械，一直延续到现在。各国对该行业划定产品的范围大致相同，我国的工程机械与其他各国比较还增加了铁路线路工程机械、叉车与工业搬运车辆、装修机械、电梯、风动工具等行业。

工程机械的存在由来已久，如人类采用起重工具代替体力劳动就已经有3000余年的历史。据记载，公元前1600年左右，中国已使用桔槔和辘轳，前者为一起重

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工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真

杠杆，后者为手摇绞车的雏形。近代工程机械的发展，始于蒸汽机发明之后，19世纪初，欧洲出现了蒸汽机驱动的挖掘机、压路机、起重机等。此后由于内燃机和电机的发明，工程机械得到较快的发展。第二次世界大战后其发展更为迅速。工程机械的品种、数量和质量直接影响一个国家生产建设的发展，故各国都给予很大重视。

2.工程机械的分类

我国工程机械行业产品范围主要从通用设备制造专业和专用设备制造业大类中分列出来。1979年由原国家计委和原第一机械工业部对中国工程机械行业发展编制了“七五”发展规划，产品范围涵盖了工程机械大行业18大类产品，并在“七

五”发展规划后的历次国家机械工业行业规划都确认了工程机械这18大类产品，其产品范围一直延续至今。

这18大类产品，包括挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、压实机械、桩工机械、混凝土机械、钢筋及预应力机械、装修机械、路面机械、凿岩机械、气动工具、铁路路线机械、军用工程机械、电梯与扶梯、市政工程与环卫机械、工业车辆、工程机械专用零部件、其他工程机械等。

(1)挖掘机械，用于土石方挖掘等工作，如单斗挖掘机（又可分为履带式挖掘机和轮胎式挖掘机)、多斗挖掘机（又可分为轮斗式挖掘机和链斗式挖掘机）、多斗挖沟机（又可分为轮斗式挖沟机和链斗式挖沟机）、滚动挖掘机、铣切挖掘机、隧洞掘进机（包括盾构机械）等。

(2)铲土运输机械，用于土石方铲运等工作，如推土机（又可分为轮胎式推土机和履带式推土机)、铲运机（又可分为履带自行式铲运机、轮胎自行式铲运机和拖式铲运机)、装载机（又可分为轮胎式装载机和履带式装载机）、平地机（又可分为自行式平地机和拖式平地机)、运输车（又可分为单轴运输车和双轴牵引运输车）、平板车和自卸汽车等。

(3)工程起重机械，用于各类起重工作，如塔式起重机、自行式起重机、桅杆起重机、抓斗起重机等。

(4)压实机械，用于筑路压实等工作，如轮胎压路机、光面轮压路机、单足式压路机、振动压路机、夯实机、捣固机等。

(5)桩工机械，用于打桩等工作，如钻孔机、柴油打桩机、振动打桩机、破碎锤等。

(6)混凝土机械，用于混凝土搅拌、输送等工作，如混凝土搅拌机、混凝土搅拌站、混凝土搅拌楼、混凝土输送泵、混凝土搅拌输送车、混凝土喷射机、混凝土振动器等。

(7)路面机械，用于路面平整等工作，如平整机、道砟清筛机等。

(8)凿岩机械，用于凿岩等工作，如凿岩台车、风动凿岩机、电动凿岩机、内燃

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第1章绪论

凿岩机和潜孔凿岩机等。

(9)其他工程机械，用于其他工程建设上的有关工作，如架桥机、气动工具（风动工具)等。

3.工程机械作业特点

种类繁多的工程机械大多数在野外作业，其作业特点和对机械的性能要求有着特殊的考虑。

(1)工程质量是百年大计，对机械作业质量的要求越来越高，光、机、电、液一体化技术得到了广泛的应用。

(2)工程机械工况复杂，作业对象多变，常常在变载荷情况下工作，对机器的可靠性和适应能力有较高的要求。

(3)机器工作装置与作业对象的相互作用过程和机理的研究，是设计机器和改善其性能的关键。

(4)机器的性能应与施工工艺相适应。采取先进的施工工艺，改进传统的施工方法，不仅能保证施工质量，而且会带来巨大的经济和社会效益。

(5)对作业人员的技术水平和敬业精神要求较高。工程项目的不断增多，对工程机械的质量、寿命、舒适性等提出了更高的要求。

4.工程机械的世界之最

近年来，世界各国对工程机械的设计制造与使用越来越重视，更大、更强、更快的工程机械不断涌现，表1-1列举了当前部分工程机械之最。

表1-1当前部分工程机械之最

序号

工程机械类型

品牌型号

1

中国最大的铲斗式矿用挖掘机

太原重工WK55铲斗式矿用挖掘机

2

国内首辆最大吨级自卸车

湘潭重工HMTK-6000

3

世界最大的电动挖掘机

P&H5700矿用挖掘机

4

世界最大的液压挖掘机

美国特雷克斯-O8KRH400挖掘机

5

世界最大的轨道式链斗挖掘机

TAKRAF ES 3750

6

世界最大的轮斗式挖掘机

Bagger293挖掘机

7

日本第一台建筑机械

神户制钢所50K电动采矿单斗挖掘机

最大的自行式排土设备

Absetzer

9

最大号的轨道运输车辆

爬行者运输车

10

载重量世界排名第一的矿用卡车

卡特797F

11

最大功率的矿用卡车

卡特797F

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工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真

(续表)

序号

工程机械类型

品牌型号

12

体型最大的自行式设备

F60表土输送桥

13

世界上最大的拉铲

比塞洛斯4250W

14

世界上最大的电铲

马里昂6360

15

亚洲最大的迈步式拉铲

比塞洛斯8750型步进式拉铲

1.1.2车载设备概述

除了常规的车载收音机、车载空调、车载导航仪、行车记录仪等车载设备外，出于对工程机械作业人员的人文关怀、作业环境改善或特殊用途考虑，随车配备车载冰箱、车载电视、车载信号发射仪、车载专用监控器等设备是今后的一个发展趋势。

这些车载设备中，有些是随整车出厂即已设计安装的，有些是追加安装的，所以，两种不同的情况决定了车载设备的结构、形状、功能及固定方式。

随着人工智能技术的不断发展和完善，越来越多的车载智能产品应运而生，如已经出现在汽车和工程机械上的智能后视镜、车载吸尘器、车载按摩器、车载空气净化器等，为缓解司机（工程机械操作人员）的疲劳有着明显的辅助作用。

可以预见，随着科技的发展和市场需求的变化，越来越多提升操作人员舒适性的产品将被迁移到工程机械上来，也会促使研发人员将焦点转向车载设备这个领域，进一步丰富车载设备的产品类型和功能。

1.1.3工程机械车载设备研发进展

工程机械车载设备的研发从无到有、从弱到强，得到了各方面的高度重视，尤其在产业结构调整和发展方式转变的当下，改变车载设备研发手段、扩大车载设备范围和功能，是今后一段时期的发展方向。

随着人文关怀、可持续发展等理念在行业科技创新中的不断深入，工程机械车载设备的研发也在不断进步。随着科学技术的进步，人类对生活质量的不断追求以及对尊严的重视，为工程机械发展提出了许多新的课题。我国工程机械行业顺应需求，在车载设备的研发方面更加重视加强微电子技术、信息技术、光电技术、新材料技术与机械制造技术之间的结合、融合，促进车载设备向多样化、智能化、绿色化等领域攻关与创新。

就车载制冷器具而言，目前市场上有车载热电制冷器具、压缩式制冷器具两大类，市场占有率较高的国内外车载制冷设备企业见表1-2。

要说明的是，上述车载制冷设备企业主要研发制造面向商旅用车的车载冰箱，

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第1章绪论

针对大型工程机械研发制造的车载制冷设备涉足甚少。，

表1-2市场占有率较高的国内外车载制冷设备企业好意水面居

排名

品牌名称

企业名称

1

MOBICOOL美固

多美达唯固贸易（深圳）有限公司

2

普能达PNDA

深圳市普能达实业有限公司

3

纽福克斯NFA

纽福克斯光电科技（上海）有限公司

4

IndelB英得尔

广东英得尔实业发展有限公司

5

婷微

宁波婷微电子科技有限公司

6

米其林

米其林（中国）投资有限公司

7

澳特赛

北京壹伍陆科技发展有限公司

8

圣莱欧

河北圣莱欧电器有限公司

9

福意联FIYILIAN

北京福意电器有限公司

10

易泽特Ezetil

北京易泽特贸易有限公司

1.1.4背景与作用

从制冷行业角度看，我国的制冷行业发展由于起步较晚，时间比较短，因此大多数制冷产品与发达国家同类产品相比，普遍存在其制冷的能耗高、污染严重、效率低下等问题。

热电制冷是一种新型的应用于制冷器具的制冷方法，由于这种制冷器具采用电能作为动力来源，具有功率小、能耗低等优良特性，因此，从环境保护方面主要是要求这种制冷器具的发泡剂或制冷剂对环境没有影响。一些热电制冷器具的制冷系统中没有使用制冷剂或使用无污染的制冷剂，同时该种制冷器具没有压缩机，因而具有便于控制、无噪音和环境污染、设备运行的稳定性好、产品结构布局较灵活、对环境的适应能力强等特性，因此被广泛应用。

当前，国内外已经开发出很多的热电制冷器具产品并将热电制冷技术应用于商业产品开发上。但此前普遍采用传统的设计方法进行产品设计，存在其设计效率低、产品变更较难等不足，因此导致热电制冷器具产品的市场竞争力不够。在节约能源和环境保护的大前提下，借助国外热电制冷器具设计的先进经验，分析传统热电制冷器具的结构和散热效率等问题，在研究与产品更新换代如此快的今天，让热电制冷器具的结构设计成为企业立于不败之地的法宝。

从工程机械行业角度看，2008年爆发全球性金融危机以后的近十年来，我国工程机械行业在发展方式转变、经济结构调整方面取得了明显成效，综合实力迅速

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工程机械车载热电制冷器具产品研发与虚拟仿真

增强，国际竞争力和产业地位大大提升。我国工程机械行业各类产品的技术水平及可靠性大多已达到甚至超过了国际先进水平，在世界工程机械领域有了诸多响当当的中国品牌。“十三五”期间，稳健向上的中国经济将为工程机械行业的发展提供重要而持续的动力，再加上企业创新能力及综合竞争力的不断提升，我国工程机械行业将继续保持高位运行。

因此，不论是工程机械行业的发展，还是制冷行业的发展，都将为两者的交叉行业一车载制冷器具的研发提供巨大的需求和广阔的舞台。两个行业的发展相互促进，也相互掣肘。在这种大背景下，研发制造工程机械车载制冷器具，有助于工程建设项目更有力地推进，在工程建设项目提质、增效、节能等方面将有着明显的推动作用。

1.2热电制冷技术及应用

热电制冷器具又称绿色制冷器具，主要是采用电能作为能源，并且不会排出污染气体，从环境保护方面来看，主要是要求这种制冷器具的发泡剂或制冷剂等材料对环境不会产生影响。由于采用热电技术制冷器具的制冷系统中没有压缩机，具有便于控制、无噪音和环境污染、设备运行的稳定性好、产品结构布局较灵活、对环境的适应能力强等特性，因此被广泛应用在不同的场合。在全球性的禁止使用氟利昂的背景下，在节约能源和环境保护的新时代，研究在工程机械、汽车和宾馆等地方使用的小型热电制冷器具的设计，就显得意义重大。

1.2.1热电制冷的原理

制冷是指把介质中含有的热量传递到外界，从而使介质的温度降低，达到制冷的目的。但是随着科技的发展和社会的进步，在各行各业中，制冷技术的应用已经非常广泛，其中具有代表性的制冷技术的应用就是制冷器具。在制冷器具的发展历史进程中，在制冷器具中应用热电制冷技术是制冷器具发展史上的一个划时代的飞跃。

制冷技术是一种把待降温物体利用机械设备降到设定的温度并维持这种状态不变的技术，制冷器具就是利用制冷技术来储存食品、饮料等的一种专用器具。

热电制冷技术利用的是在直流电通过具有热能和电能相互转换能力的材料时所表现出的制冷性能。在19世纪初，科学家们在进行电磁能科学实验时，无意间发现具有热电效应的一些金属材料。在这里面最著名的就是温差电流和温度反常现象，分别是由塞贝克(Seebeck)和珀尔帖(Peltier)发现的。在随后的科学实验中，科学家们还研究出了热电制冷和热电发电。但由于当时对热电材料性能的研究较浅，所使用的金属材料的热电性能较差，材料的能量相互转换的效率很低，因

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···试读结束···