沈衛(wèi)琴 吳新芳

本文通過對傳統(tǒng)掃路車副發(fā)動機離合器裝置的結構分析，介紹一種應用在副發(fā)動機上的雙離合器裝置。該裝置可使掃路車傳動平穩(wěn)可靠，接合柔和，分離徹底，并可有效防止逆轉，確保副發(fā)動機突然熄火時，無反帶無損傷。

掃路車作為環(huán)衛(wèi)設備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運輸為一體的新型高效清掃設備。掃路車的形式、結構多種多樣，如按傳動方式分類，可分為單發(fā)動機掃路車和雙發(fā)動機掃路車。其中，雙發(fā)動機掃路車具有性能穩(wěn)定，故障率低、清掃效率高等優(yōu)勢，成為目前掃路車行業(yè)中的主打產品。

雙發(fā)動機掃路車安裝在底盤上的發(fā)動機稱為主發(fā)動機，主要負責驅動車輛行駛；另一安裝于車架上的發(fā)動機稱為副發(fā)動機，作為掃路車專用裝置的動力源，主要用于驅動風機、水泵、液壓齒輪泵等元件工作，實現清掃、灑水、垃圾收集等一系列作業(yè)。在副發(fā)動機驅動的元件中，風機的負載最大，如在聯接風機的情況下，啟動副發(fā)動機會十分困難。因此，雙發(fā)動機結構的掃路車，傳動部分均需設計離合器裝置。

1 傳統(tǒng)離合器裝置

掃路車副發(fā)動機驅動的傳統(tǒng)離合器裝置，主要形式是在副發(fā)動機輸出軸端與風機之間，安裝一離心式自動離合器(見圖1)，主要包括：副發(fā)動機、飛輪殼、傳動軸承座、帶輪、離心離合器、風機。

離心離合器通過摩擦力來傳遞扭矩，其基本結構由3個元件組成：主動件、離心體和從動件。離心體滑塊裝于主動件上，與副發(fā)動機輸出軸通過軸承座相聯，其從動件與皮帶輪相聯。當副發(fā)動機怠速啟動時，離心體的離心力較小，受彈簧的拉力作用，與從動件分離，此時離合器不能傳遞動力；當副發(fā)動機轉速逐漸增高，離心體滑塊的離心力增大，離心滑塊克服彈簧的拉力被徑向甩出，與從動件內壓緊，帶動皮帶輪旋轉，并通過三角帶，帶動風機工作。

但是，傳統(tǒng)的離合器裝置存在以下不足：

(1)離合器的離心力跟速度的平方成正比，只有當副發(fā)動機加速到一定速度時，離心體滑塊才能在離心力作用下被徑向甩出，由摩擦力強制其進入運動狀態(tài)而傳遞扭矩。因此，風機不能從靜態(tài)一步到達同步副發(fā)動機轉速，且啟動風機的瞬間，累及副發(fā)動機轉速降低，離心滑塊在離心力減少的情況下復位，出現風機啟動過程時的多次沖擊振動。

(2)當副發(fā)動機突然熄火時，風機的慣性反帶副發(fā)動機旋轉，待減速至離心體滑塊復位，副發(fā)動機才能脫開與風機的傳動聯接，風機反帶的過程對已熄火的發(fā)動機產生不利影響，且容易引起發(fā)動機輸出軸超負荷斷裂。

(3)該離心式自動離合器在某一轉速范圍內，離心體滑塊相對于從動件打滑，從而產生摩擦熱，消耗一部分能量，此時離合器也極易燒損。

2 雙離合器裝置

通過對傳統(tǒng)離合器裝置的分析研究，提出一種雙離合器裝置，即在安裝一彈簧壓緊式摩擦離合器的基礎上，加裝一單向楔塊式超越離合器，以防止逆轉、精確定位、傳遞轉矩或切斷轉矩，使得啟動風機的過程無沖擊振動，當副發(fā)動機突然熄火時，無反帶無損傷。

雙離合器裝置主要包括：帶輪、傳動軸套管、單向楔塊超越離合器、離合分泵、離合總泵、離合撥叉、分離軸承、磨擦壓盤、傳動軸、軟軸控制器、風機等，見圖2。離合總泵安裝于風機支架上(見圖3)，離合撥叉與分離軸承安裝在傳動軸1上，與之相聯的離合分泵處于副發(fā)動機飛輪殼處，離合總泵推桿通過安裝于駕駛室內的軟軸控制器操縱。

2.1 工作原理

當將軟軸控制向后抬起時，離合總泵推桿推動總泵活塞移動，總泵壓力腔與供油腔隔離，壓力腔壓力上升，高壓油從總泵出油口排出，通過與分泵連接的油管輸向離合器分泵助力器油腔。此時，分離撥叉推動分離軸承，使壓板后移，分開對離合器摩擦片的夾緊力，從而達到切斷動力的目的，副發(fā)動機可無負載啟動。

當將軟軸控制向前按下時，總泵活塞在回位彈簧的作用下快速移至初始位置，分泵的油回流進油壺，分泵停止工作，壓力板在膜片彈簧彈力作用下，再次與飛輪一起夾緊離合器摩擦片，動力逐漸接合。此時副發(fā)動機通過傳動軸帶動帶輪旋轉，此時安裝于傳動軸套內的楔塊超越離合器，內、外環(huán)轉向相同、速度相等，可通過傳動軸2傳遞轉矩使得風機工作。

當副發(fā)動機突然熄火，風機由于強大的慣性，不能迅速停止，出現反帶副發(fā)動機，即副發(fā)動機旋轉軸反轉現象。但此時由于楔塊超越離合器的內、外環(huán)轉向相反，只能相對滑動，而不能傳遞轉矩。所以副發(fā)動機立刻停止轉動，風機在慣量作用下旋轉直至停止轉動，副發(fā)動機突然熄火的過程無損傷。

2.2 單向楔塊超越離合器的選用

為保證單向楔塊超越離合器工作可靠，通常在設計和選用時，明確該離合器在傳動系統(tǒng)中的綜合功能，從傳動系統(tǒng)總體設計考慮選擇離合器的品種、型式。而規(guī)格的選定主要是根據計算轉矩，離合器計算轉矩是根據傳動系統(tǒng)的功率、工作轉速、儲備系數及其有關因素計算的。

式中：Tc，計算轉矩，Nm；β，儲備系數，一般取1.2～3.2；T，理論轉矩，Nm。

儲備系數β的大小與原動機和工作機性能、離合器的結構型式等因素有關。一般工作條件較好，負載較輕，β值取較小值；工作條件惡劣，負載較大，β值取較大值。

按上述公式，如副發(fā)動轉速N定為2 000 r/min，功率為P為45 kW，那么按照轉矩公式T=9 550×P/N，根據掃路車工況，取β為2，那么便可算出單向楔塊超越離合器所需轉矩Tc≈430 Nm。根據此轉矩和傳動軸套的結構尺寸，選取合適的單向楔塊超越離合器即可。

3 結語

上述雙離合器裝置，具有操縱省力、維修保養(yǎng)方便、分離徹底、接合柔和等特點。而具有良好的散熱能力，壓盤壓力和摩擦片的摩擦系數變化小，工作穩(wěn)定。風機可從靜止狀態(tài)緩慢啟動逐漸被加速到同步發(fā)動機轉速，啟動風機的過程無沖擊振動。單向楔塊超越離合器定位精確、有效防止逆轉，消除風機反帶副發(fā)動機隱患，延長了副發(fā)動機的使用壽命，降低了用戶的使用成本。

[1] 孔慶堂，段維民.楔塊式超越離合器的結構及其應用[J].新技術新工藝.1990.3:28-29.