客車?yán)鋮s角傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

中圖分類號：U463.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

由于提升整車動力性等原因，發(fā)動機(jī)功率逐漸加大，加上排放法規(guī)的升級，特別是國六排放的實(shí)施，發(fā)動機(jī)散熱量越來越大，原有常規(guī)的橫置散熱器冷卻形式無法滿足大功率發(fā)動機(jī)的散熱需求?？蛙嚧蠊β拾l(fā)動機(jī)散熱器的傳動較多采用角傳動電磁離合器方式，原有角傳動軸布置方案為角傳動安裝在底盤車架，采用鋼絲減振墊連接。根據(jù)市場反饋，該安裝結(jié)構(gòu)不牢靠，常由于鋼絲減振墊開裂、支架松動等造成角傳動器損壞，需開發(fā)新的安裝結(jié)構(gòu)解決問題。

1角傳動結(jié)構(gòu)市場問題反饋

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

經(jīng)過分析，原有結(jié)構(gòu)中風(fēng)扇角傳動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;而角傳動器安裝底座直接安裝于車架上，也容易受到發(fā)動機(jī)振動影響;另外再有風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時的振動影響，最終導(dǎo)致角傳動器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時晃動嚴(yán)重，風(fēng)扇葉就會與護(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)化角傳動與電磁離合器結(jié)構(gòu)形式

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

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

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

2.2角傳動器整車安裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)有車型的市場反饋故障分析，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，無法把角傳動器集成于散熱器一體式安裝，該情況下，角傳動器只能維持單獨(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)避免角傳動器產(chǎn)生的振動傳導(dǎo)于整車上，也避免發(fā)動機(jī)振動直接傳遞給角傳動器，角傳動器安裝支架需要安裝減振墊。同時，針對車輛的售后，為了便于維護(hù)人員操作，需要重新開發(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。

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)角傳動器廠家安裝推薦，角傳動器輸出軸向減振墊安裝間距不應(yīng)小于125mm，空間允許的情況下可適當(dāng)加大安裝間距，保證角傳動器運(yùn)行平穩(wěn)。該車方案為更換橡膠減振墊的同時，優(yōu)化了底座安裝支架，實(shí)車更改后暫無異常問題反饋。

2.3集成于散熱器一體式結(jié)構(gòu)推薦

針對市場反饋的問題，逐一排查我司其他車型安裝，后續(xù)優(yōu)化為角傳動電磁離合器安裝于散熱器本體上，組合一個散熱總成。然后整個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）。對角傳動器來說，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)。

3結(jié)論

后置客車大功率發(fā)動機(jī)進(jìn)行布置時，由于整車發(fā)動機(jī)艙的空間限制，散熱總成只能采用縱向布置，此時風(fēng)扇的傳動裝置需采用角傳動冷卻形式。通過市場的反饋，角傳動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。

作者簡介：

陳瑞林，本科，工程師，研究方向?yàn)榭蛙囋O(shè)計(jì)。