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注塑成型是交通运输场站热泵式加热或制冷设备的功能-结构一体化塑料机罩的常用制造方法。为适应室外气温的变化,这类机罩大都采用环状结构,选材则通常是汽车用塑料,注塑成型的浇注系统普遍凭经验设计。为了提高换热效率、材料性能、成型质量、降低生产成本,本文开展了环状塑料机罩的结构设计、材料改性和注塑工艺研究。首先,采用计算流体动力学(CFD)模拟技术研究环状机罩热交换孔的大小和形状对热交换效率的影响,建立了热泵热水器环状机罩环壁结构设计数值计算简化模型,提出了环状塑料机罩通风换热热交换效率分析和评价的方法。研究表明:圆孔优于条形孔;随着孔径的增大,换热效率呈先增大后减小的趋势;改进结构在环壁上开设44组大小相间排列的圆孔,热交换效率提升34%。其次,以苯乙烯丙烯腈(SAN)树脂为基体,利用熔融法添加聚烯烃弹性体和橡胶进行增韧,通过接枝在大分子链上引入活性基团,使其在物理共混时可以起到化学键的作用,达到嵌段改性,获得了较好的增韧效果。研究给出一个聚烯烃弹性体增韧SAN的增韧配方,如果聚碳酸酯(PC)、接枝率为1.8%的聚乙烯(PE)和马来酸酐(MAH)的接枝共聚物(PE-g-MAH)和SAN的配比为40:5:55,缺口冲击强度达到5.41 kJ/m2,是纯SAN树脂的4.3倍。研究给出一个橡胶增韧SAN的增韧配方,如果氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)和SAN的配比为20:20:60,缺口冲击强度达到16.77 kJ/m2,是纯SAN树脂的13.3倍,其增韧机理为剪切屈服。针对环形塑料机罩的浇注系统设计,开展了环状结构浇注系统进浇点数量n大于3的情况下最短的分流道布局设计方法研究,提出了环状塑料机罩浇注系统设计最短的分流道布局方案,进一步采用Moldflow商业软件研究有利于环状塑件注塑成型效率和质量的环状结构半径r、圆环的环高h和进浇点数量n之间的关系,给定其中任意两个变量就可以根据关系式得到第三个变量的取值范围。与现有的车轮布局方法进行对比,在n=12的情况下,注塑成型可以将浇注系统占注塑总量的比重由35%降低到15%～20%。本文围绕环状热交换塑料机罩的换热效率分析、材料改性、注塑工艺问题取得的研究成果,可为环状机罩结构设计、选材和浇注系统设计提供理论指导,对热泵热水器的推广应用具有重要的工程参考价值。