劉奇榮，胡 江

（江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院，江西 萍鄉(xiāng) 337042）

1 要解決的問題

型號為PK611000 安源牌大客車，整車整備質(zhì)量10200kg，發(fā)動(dòng)機(jī)功率220 馬力，外型長11450 mm，寬2500mm，高3320mm。此車型的空調(diào)壓縮機(jī)的傳動(dòng)皮帶，即使是進(jìn)口高級皮帶，工作不到1 小時(shí)就會(huì)過熱而被拉斷，使空調(diào)系統(tǒng)形同虛設(shè)。

2 檢查分析

經(jīng)檢查此空調(diào)系統(tǒng)為非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)都是依靠發(fā)動(dòng)機(jī)主軸通過皮帶傳遞動(dòng)力和扭矩的，膨脹閥、冷凝器、蒸發(fā)器、管路、操縱面板及輔助裝置等沒有出現(xiàn)故障，制冷劑也充足，故障可能出在壓縮機(jī)部分。安源牌PK611000 型客車空調(diào)制冷機(jī)組壓縮機(jī)采用德國Bock公司原裝進(jìn)口FKX40／650N 大排量壓縮機(jī)，并配有完善的怠速提升控制裝置，可靠性好，運(yùn)行壽命長，適用于大馬力后置式客車安裝使用，空調(diào)機(jī)組運(yùn)行具有強(qiáng)弱兩檔制冷和通風(fēng)功能，且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制為增加車內(nèi)新鮮空氣而設(shè)有電動(dòng)可調(diào)控制新風(fēng)引入系統(tǒng)及負(fù)離子發(fā)生裝置，以滿足用戶的不同乘務(wù)需求。

2.1 FKX40／650N 型制冷壓縮機(jī)的工作原理

當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)電磁離合器吸合，發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，氣態(tài)的HFC-I34a制冷劑被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮后成為高溫高壓氣體送入冷凝器液化，同時(shí)向車外周圍空氣放熱，液態(tài)的制冷劑經(jīng)干燥、脫水過濾后，流至膨脹閥，經(jīng)節(jié)流減壓成低溫低壓霧狀工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)而吸收熱量，經(jīng)蒸發(fā)器翅片與空氣換熱，致使車廂內(nèi)空氣溫度下降。從蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸氣通過低壓管被壓縮機(jī)再吸入，周而復(fù)始進(jìn)行制冷循環(huán)，從而把車廂內(nèi)熱量不斷帶到車外，達(dá)到制冷目的。同時(shí)，由于蒸發(fā)器表面溫度低于空氣零點(diǎn)，導(dǎo)致流經(jīng)表冷氣的空氣中的水分不斷被冷凝成為露水流出車外，從而達(dá)到去濕目的。

2.2 故障產(chǎn)生的原因

（1）現(xiàn)場觀察情況。檢查壓縮機(jī)和電磁離合器都正常，唯有傳動(dòng)裝置即連結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)及發(fā)電機(jī)的皮帶不是斷就是過熱磨損，天天調(diào)換，即使是調(diào)換進(jìn)口高級皮帶也是如此。經(jīng)現(xiàn)場觀察，壓縮機(jī)安裝于汽車主發(fā)動(dòng)機(jī)附近，出廠安裝時(shí)加裝了過渡輪，此過渡輪一方面可調(diào)整皮帶的張力，另一方面可使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略有提高。安裝時(shí)應(yīng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪的帶槽與壓縮機(jī)離合器皮帶輪的帶槽在同一平面內(nèi)，而現(xiàn)實(shí)是壓縮機(jī)皮帶輪移出50mm，皮帶松緊應(yīng)能調(diào)整，松緊程度為在皮帶中間施加98N（10kgf）的力，其撓曲量為10～12mm。

（2）技術(shù)參數(shù)檢查及分析。①發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪端面與壓縮機(jī)皮帶輪端面不在同一平面內(nèi)，壓縮機(jī)移出50mm 的距離；②過渡輪與壓縮機(jī)皮帶輪也不在同一平面內(nèi)，并張得過緊，使皮帶增加負(fù)荷和輪槽磨檫；③連結(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的皮帶型號為：VOLTA POWER XPB 2000Li，1800lLi，1500Li；④量得壓縮機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)輪心距離為777mm，預(yù)計(jì)改為700mm 左右；⑤發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪外徑Φ188 mm，槽寬16mm，皮帶齊外徑面；⑥壓縮機(jī)皮帶輪外徑Φ240mm，槽寬17mm，皮帶低外徑面，每邊2mm；⑦壓縮機(jī)輪軸線與底板底面高差244mm；⑧壓縮機(jī)輪軸線與底板表面高差188mm；⑨壓縮機(jī)皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪，兩輪軸心高差188mm；⑩張緊輪（過度輪）安裝在壓縮機(jī)底板上直接張緊發(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)間的皮帶。

由于以上原因，使皮帶易斷或過熱磨損嚴(yán)重，要天天調(diào)換。

3 技改方案

技改有三套配套方案：第一，前兩種方案都想采用安裝過渡輪，因?yàn)檫^渡輪一方面可張緊皮帶，起調(diào)節(jié)皮帶張力的作用。第二，因?yàn)镈發(fā)＜D 過（帶輪直徑D），D 過＞D 壓。據(jù)N1／N 2=D2／D1，則可使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速略有提高，保持壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速與技改前相同。

第一套方案見圖1。

圖1 第一種方案

此種方案的特點(diǎn)是：（1）安裝了過渡輪。（2）它屬于三級傳動(dòng)，D發(fā)＜D 過，D 過＞D 壓，D 壓＞D 發(fā)。從轉(zhuǎn)速的關(guān)系來看，使用過渡輪，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速比未使用過渡輪壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速稍有提高，n使＞n未，就更好地使壓縮機(jī)起到制冷制熱的效果。（3）從受力方面來分析：過渡輪材料采用45＃鋼，過渡輪自重10kg。而支承板厚δ過＜δ壓＜δ發(fā)，所以有點(diǎn)頭重腳輕，有振動(dòng)，地腳穩(wěn)定性不太好，皮帶與帶輪輪槽磨插增大，維修調(diào)節(jié)困難，容易引起壓縮機(jī)皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪不共面，造成皮帶交叉磨損，皮帶會(huì)磨插過熱而被拉斷，因此蘋礦通程汽修公司、制冷設(shè)備廠及安源客車廠都就此方案進(jìn)行過安裝，但效果不佳，所以不可取。

第二套方案見圖2。

圖2 第二種方案

此種方案設(shè)想可把過渡輪（或小點(diǎn)的張緊輪），安裝在三個(gè)地方：（1）安裝在槽鋼上（2）安裝在壓縮機(jī)底板上，（3）懸掛在某處，并且過渡輪還必須裝有螺旋可升降裝置，目的是使皮帶張緊，調(diào)節(jié)張力，特點(diǎn)是便于皮帶的裝卸。但是第二種方案安裝過渡輪，客車場地沒有安裝位置，所以不可取。

第三套方案見圖3。

圖3 第三種方案（正確采用的方案）

此種方案是不采用過渡輪而采用整體式移動(dòng)底板來調(diào)節(jié)帶輪中心距，從而調(diào)節(jié)皮帶張力達(dá)到規(guī)定的張緊程度。此種方案的優(yōu)點(diǎn)是減少了過渡輪對皮帶的輪槽磨插，車內(nèi)可有安裝位置，而且改造和維修方便，便捷。第三套方案具體如下：

（1）第一種可行性方法：

設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)怠速為v=1000rpm 時(shí)，查機(jī)械加工手冊得，每根B型皮帶可帶負(fù)載2.5kW。

①初定中心距a0，則有：

0.7（D1+D2）＜a0＜2（D1+D2）

0.7（188+240）＜a0＜2（188+240）

299.6＜a0＜856

按實(shí)際條件暫定a0=700mm

②按中心距，a0=700mm 計(jì)算三角B帶的長度：

若使用B型三角皮帶，標(biāo)準(zhǔn)長度L0=2000mm 的話，則計(jì)算長度L′=L0+△L，△L經(jīng)查得，△L=40mm，所以=2000+40=2040mm，而2072mm＞2040mm，所以采用中心距a0=700mm，標(biāo)準(zhǔn)長度為2000mm 的B 型三角皮帶不可行，只有縮短中心距a0。

③若將中心距改定為a0=685mm，則計(jì)算長度為：

因?yàn)?043≈2040，結(jié)果與以上近似相符，于是可采用中心距為685mm，標(biāo)準(zhǔn)長度為2000mm 的B型三角皮帶。

（2）第二種可行性方法見圖3。

考慮安裝皮帶方便和不使用張緊輪，將中心距調(diào)整為：a0=678mm，則皮帶計(jì)算長度為：

因?yàn)?029≈2040，結(jié)果與以上相符，于是可采用中心距 為678mm，標(biāo)準(zhǔn)長度為2000mm 的B型三角皮帶。

（3）第三種可行性方法：

若中心距采用a0=600mm，則皮帶計(jì)算長度為：

因?yàn)?873＜2000mm，所以只能采用1800mm 三角帶B型皮帶。中心距a=600時(shí)，則壓縮機(jī)皮帶輪就要水平移動(dòng)777-600=177mm，而實(shí)際車內(nèi)安裝位置最多可移動(dòng)160mm 所以不可行。

若中心距采用a0=580時(shí)，則通過計(jì)算皮帶的長度得：L′=1833mm。故只能采用1800mm 三角帶B型皮帶，又因?yàn)?833-1800=33mm，而△L=40 mm 則40-33=7 mm，得△L=7mm，所以以中心距a0=580時(shí)，則壓縮機(jī)皮帶輪也要水平移動(dòng)777-580=197 mm，以增大中心距來張緊皮帶，客車內(nèi)安裝位置不夠，且不現(xiàn)實(shí)。因此采用中心距為580mm 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)長度為1800mm 的B型三角皮帶更是不可行的。

經(jīng)過以上方案比較，決定采用第三套方案中的第二種方法，中心距為678mm，標(biāo)準(zhǔn)長度為2000mm 的B型三角皮帶。

4 處理措施

1）以發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪端平面為基準(zhǔn)面，調(diào)整壓縮機(jī)皮帶輪以及發(fā)電機(jī)皮帶輪端平面與其共面，見圖3。

2）拆掉過渡輪減輕皮帶負(fù)荷，將原來三級皮帶傳動(dòng)改為二級皮帶傳動(dòng)，并采用整體移動(dòng)式底座張緊裝置，仍然可使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍：最高轉(zhuǎn)速為（2200～2800 rpm），最低轉(zhuǎn)速為1000rpm，仍然可調(diào)節(jié)皮帶的松緊程度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍。

3）制作整體移動(dòng)式底座后，只須調(diào)節(jié)螺栓就可調(diào)節(jié)中心距和底座固定（注：采用防震墊圈或防震橡膠墊圈）。

4）整體移動(dòng)式底座的制作過程見圖4所示。

圖4 壓縮機(jī)底板

5 技術(shù)改造處理后的效果

技改處理后，皮帶減輕了過渡輪對它的負(fù)荷和磨損；維修、維護(hù)、裝卸，調(diào)節(jié)皮帶方便簡單，只需調(diào)節(jié)螺栓；保證了壓縮機(jī)的工作轉(zhuǎn)速達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍。原來采用進(jìn)口高級皮帶每根按40元算，2根80元，而現(xiàn)在只需要7元一根的普通皮帶，2根14元，并且運(yùn)行了兩年多都無需調(diào)換，就按一天工作1小時(shí)，損失皮帶2根計(jì)算，那么兩年多來可以節(jié)約資金50000余元。目前該項(xiàng)技改方案得到了上級的認(rèn)可，被萍礦集團(tuán)公司評為科技成果三等獎(jiǎng)，該方案已被安源客車空調(diào)廠采用，該安源牌系列客車空調(diào)傳動(dòng)裝置已全部按該方案改造。