客車?yán)鋮s角傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

陳瑞林

(廈門金龍旅行車有限公司，廈門 361021)

0 引言

由于提升整車動(dòng)力性等原因，發(fā)動(dòng)機(jī)功率逐漸加大，加上排放法規(guī)的升級(jí)，特別是國(guó)六排放的實(shí)施，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱量越來(lái)越大，原有常規(guī)的橫置散熱器冷卻形式無(wú)法滿足大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱需求。客車大功率發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的傳動(dòng)較多采用角傳動(dòng)電磁離合器方式[1],原有角傳動(dòng)軸布置方案為角傳動(dòng)安裝在底盤車架，采用鋼絲減振墊連接。根據(jù)市場(chǎng)反饋，該安裝結(jié)構(gòu)不牢靠，常由于鋼絲減振墊開(kāi)裂、支架松動(dòng)等造成角傳動(dòng)器損壞，需開(kāi)發(fā)新的安裝結(jié)構(gòu)解決問(wèn)題。

1 角傳動(dòng)結(jié)構(gòu)市場(chǎng)問(wèn)題反饋

某市場(chǎng)上運(yùn)行的一批公交車，在車輛運(yùn)行一段時(shí)間后，原車?yán)鋮s系統(tǒng)采用的角傳動(dòng)電磁離合器安裝有松動(dòng)現(xiàn)象。用于角傳動(dòng)器安裝的減振墊損壞，導(dǎo)致角傳動(dòng)器失衡，損壞風(fēng)扇葉及散熱器總成（圖1）。

圖1 角傳動(dòng)器損壞導(dǎo)致風(fēng)扇扇葉損壞

經(jīng)過(guò)分析，原有結(jié)構(gòu)中風(fēng)扇角傳動(dòng)器采用鋼絲減振墊安裝在底座，底座又被固定于底盤車架上。鋼絲減振墊本身為纏繞型，壓縮及扭轉(zhuǎn)后容易脫落或損壞；而角傳動(dòng)器安裝底座直接安裝于車架上，也容易受到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)影響；另外再有風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)影響，最終導(dǎo)致角傳動(dòng)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)晃動(dòng)嚴(yán)重，風(fēng)扇葉就會(huì)與護(hù)風(fēng)罩干涉而斷裂。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2.1 優(yōu)化角傳動(dòng)與電磁離合器結(jié)構(gòu)形式

常見(jiàn)的角傳動(dòng)電磁離合器有2 種：一種為角傳動(dòng)器與電磁離合器一體式結(jié)構(gòu)，為獨(dú)立的2 個(gè)部件；另一種為角傳動(dòng)器與電磁離合器分體結(jié)構(gòu)。該車采用的是角傳動(dòng)器與電磁離合器一體式結(jié)構(gòu)（圖2），角傳動(dòng)器與電磁離合器集成于一體，電磁離合器布置在角傳動(dòng)器的輸入端。這種一體式結(jié)構(gòu)的質(zhì)量較大，對(duì)安裝支架的結(jié)構(gòu)要求較為嚴(yán)格，對(duì)安裝減振墊的剛度及硬度要求匹配也比較嚴(yán)格。

圖2 角傳動(dòng)器與電磁離合器一體式結(jié)構(gòu)

為了避免大質(zhì)量角傳動(dòng)器的安裝影響，重新優(yōu)化角傳動(dòng)布置結(jié)構(gòu)，調(diào)整為角傳動(dòng)器與電磁離合器分體結(jié)構(gòu)（圖3）。電磁離合器與角傳動(dòng)器分離，為2 個(gè)獨(dú)立的安裝部件。電磁離合器與中間過(guò)渡皮帶輪集成在一起，可將傳動(dòng)力提前切斷。

圖3 角傳動(dòng)器與電磁離合器分體結(jié)構(gòu)

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，離合器是處于分離狀態(tài)，傳動(dòng)到角傳動(dòng)器部分是永磁鐵力作用下的低速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此受力很小、較柔和，對(duì)齒輪箱的沖擊振動(dòng)較小，大大提高角傳動(dòng)器和傳動(dòng)軸的運(yùn)行壽命[2-3]，而減少了沖擊振動(dòng)的風(fēng)扇運(yùn)行也較為平穩(wěn)。

2.2 角傳動(dòng)器整車安裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)有車型的市場(chǎng)反饋故障分析，導(dǎo)致風(fēng)扇斷裂甚至散熱器損壞的原因是鋼絲減振墊纏繞結(jié)構(gòu)不可靠，減振性能也沒(méi)有橡膠墊隔振效果好。由于實(shí)車散熱器結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度的影響，無(wú)法把角傳動(dòng)器集成于散熱器一體式安裝，該情況下，角傳動(dòng)器只能維持單獨(dú)安裝于底盤車架上。

另外受風(fēng)扇啟停及運(yùn)行的扭矩影響，應(yīng)避免角傳動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)傳導(dǎo)于整車上，也避免發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)直接傳遞給角傳動(dòng)器，角傳動(dòng)器安裝支架需要安裝減振墊。同時(shí)，針對(duì)車輛的售后，為了便于維護(hù)人員操作，需要重新開(kāi)發(fā)新的橡膠減振墊替代鋼絲墊進(jìn)行安裝，結(jié)構(gòu)形式如圖4所示。

圖4 獨(dú)立安裝于車架結(jié)構(gòu)

減振墊的選用及安裝要求較為嚴(yán)格，其安裝間距也不宜太小，根據(jù)角傳動(dòng)器廠家安裝推薦，角傳動(dòng)器輸出軸向減振墊安裝間距不應(yīng)小于125 mm，空間允許的情況下可適當(dāng)加大安裝間距，保證角傳動(dòng)器運(yùn)行平穩(wěn)。該車方案為更換橡膠減振墊的同時(shí)，優(yōu)化了底座安裝支架，實(shí)車更改后暫無(wú)異常問(wèn)題反饋[4-5]。

2.3 集成于散熱器一體式結(jié)構(gòu)推薦

針對(duì)市場(chǎng)反饋的問(wèn)題，逐一排查我司其他車型安裝，后續(xù)優(yōu)化為角傳動(dòng)電磁離合器安裝于散熱器本體上，組合一個(gè)散熱總成。然后整個(gè)散熱總成安裝于整車上，可以有效利用散熱器本身的減振墊進(jìn)行減振（圖5）。對(duì)角傳動(dòng)器來(lái)說(shuō)，減少減振墊的安裝，可避免性能不佳或者減振墊老化影響角傳動(dòng)器本體的運(yùn)行，避免造成風(fēng)扇磨框、風(fēng)扇損壞或護(hù)風(fēng)罩損壞等現(xiàn)象。即優(yōu)先推薦采用該種布置結(jié)構(gòu)。

圖5 集成于散熱器一體式結(jié)構(gòu)

3 結(jié)論

后置客車大功率發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行布置時(shí)，由于整車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空間限制，散熱總成只能采用縱向布置[6]，此時(shí)風(fēng)扇的傳動(dòng)裝置需采用角傳動(dòng)冷卻形式。通過(guò)市場(chǎng)的反饋，角傳動(dòng)器集成于散熱器一體式布置結(jié)構(gòu)較為優(yōu)化，運(yùn)行可靠平穩(wěn)，為后續(xù)新設(shè)計(jì)車型提供參考。