摘要：為了避免空調(diào)壓縮機(jī)支架座的固定螺栓頻繁因金屬疲勞而斷裂，對(duì)它的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改動(dòng)，從而優(yōu)化它的整體強(qiáng)度。通過分析它的功能，確定它的性能需求，明確其結(jié)構(gòu)組成上的部件，最后對(duì)其升級(jí)改造。經(jīng)過升級(jí)改造后的空調(diào)支架座，整體強(qiáng)度明顯增加，為車輛空調(diào)壓縮機(jī)提供穩(wěn)定的支撐。減振裝置能夠過濾大部分的沖擊載荷，避免了固定螺栓因金屬疲勞而斷裂，實(shí)現(xiàn)支架座與車身能夠可靠的連接，從而穩(wěn)定承托空調(diào)壓縮機(jī)機(jī)體。

關(guān)鍵詞：空調(diào)壓縮機(jī);支架座;緊固螺栓;單自由度;減振裝置

中圖分類號(hào)：U469 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

車輛原空調(diào)壓縮機(jī)支架座采用的是懸臂梁結(jié)構(gòu)，支架座與發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是通過6支直徑為10mm的螺栓連接固定，空調(diào)壓縮機(jī)與支架座是通過4支直徑為10mm的螺栓連接固定?？照{(diào)壓縮機(jī)動(dòng)力皮帶依靠一個(gè)皮帶張緊輪實(shí)現(xiàn)皮帶的預(yù)緊。

由于該車輛空調(diào)壓縮機(jī)支架座彎梁與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的連接螺栓頻繁因金屬疲勞出現(xiàn)斷裂的情況，為了在根本上改善這一狀況，故對(duì)原車空調(diào)壓縮機(jī)支架座進(jìn)行升級(jí)改造。

1原支架座的影響與連接螺栓斷裂的原因分析

當(dāng)使用原支架座時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶通過安裝皮帶張緊輪實(shí)現(xiàn)預(yù)緊功能，但是皮帶張緊輪并不能吸收空調(diào)壓縮機(jī)起動(dòng)或關(guān)閉時(shí)的瞬時(shí)沖擊。經(jīng)過分析，原支架座是采用懸臂梁的形式，它的固定螺栓需要承受支架座自重以及空調(diào)壓縮機(jī)總成的重力，需要承受動(dòng)力皮帶傳遞的拉力與彎矩，需要承受車身振動(dòng)的瞬時(shí)沖擊等。而且支架座與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的固定螺栓剛好處于應(yīng)力集中的區(qū)域，固定螺栓極其容易因?yàn)榻饘倨诙鴶嗔选?/p>

由于沒有配備適當(dāng)?shù)臏p振緩;中裝置，當(dāng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并帶動(dòng)皮帶輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生極大的瞬時(shí)沖擊力，并直接作用在空調(diào)壓縮機(jī)皮帶輪。此時(shí)，曲軸軸承以及相關(guān)聯(lián)的固定螺栓，都會(huì)受到很大瞬時(shí);中擊，損害相當(dāng)大，加快了固定螺栓的金屬疲勞速度。

2升級(jí)改造后的空調(diào)壓縮機(jī)支架座性能分析

改造升級(jí)后的空調(diào)壓縮機(jī)支架座實(shí)物如圖1所示。其組成部分包括：上翹板、轉(zhuǎn)軸、軸座、下底板、彈簧組以及相應(yīng)的固定螺栓。該支架座采用的是鉸接結(jié)構(gòu)形式，上翹板能夠繞轉(zhuǎn)軸左右轉(zhuǎn)動(dòng)30°，并與空調(diào)壓縮機(jī)通過4組固定螺栓進(jìn)行固定。

上翹板通過轉(zhuǎn)軸與軸座相連，其中靠近空調(diào)壓縮機(jī)皮帶端并列安裝2個(gè)軸座。因?yàn)樵撎幊惺芷У睦蛷澗?，并列安裝2個(gè)軸座能改善軸座與轉(zhuǎn)軸接觸面的受力條件，增加整體強(qiáng)度。軸座用螺栓（每個(gè)軸座需要4組固定螺栓）安裝固定在下底板。支架座可以通過調(diào)整安裝位置，或者調(diào)整空調(diào)壓縮機(jī)安裝位置，保持皮帶輪組處于一個(gè)平面內(nèi)。

同時(shí)考慮到功能需求，還設(shè)計(jì)增加了彈簧組減振裝置，兼顧減振以及皮帶組的預(yù)緊功能。對(duì)比原車皮帶輪組，減少使用皮帶張緊輪，整體的設(shè)計(jì)更加簡單實(shí)用，后期的維護(hù)保養(yǎng)也更加簡便，費(fèi)用也相對(duì)減少。

2.1支架座的角度可調(diào)節(jié)

經(jīng)過升級(jí)改造的支架座，通過松緊支架座彈簧組壓緊螺母來調(diào)節(jié)支架座上翹板的角度（圖2），實(shí)現(xiàn)改變壓縮機(jī)皮帶輪以及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸皮帶輪的中心距，為傳動(dòng)皮帶的裝配以及更換提供可操作的空間。由于空調(diào)壓縮機(jī)是通過皮帶傳動(dòng)的，必須設(shè)置預(yù)緊裝置，保證皮帶的張緊度，確保皮帶緊貼皮帶輪組并正常傳動(dòng)。通過松緊支架座彈簧組壓緊螺母可以調(diào)節(jié)支架座彈簧伸縮量，從而間接調(diào)節(jié)皮帶的張緊度，保證皮帶平穩(wěn)可靠帶動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)工作。

2.2支架座彈簧組的緩沖作用

支架座彈簧采用雙彈簧結(jié)構(gòu)（大套?。?個(gè)彈簧的勁度系數(shù)（k）以及螺旋方向不一致，但自由高度（H）一致，以防止彈簧出現(xiàn)共振的情況，同時(shí)保證傳動(dòng)皮帶張緊力穩(wěn)定在工作值，進(jìn)而確保皮帶能夠可靠帶動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)工作。

2.3空調(diào)壓縮機(jī)的重心偏置

空調(diào)壓縮機(jī)安裝固定在支架座上翹板時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)重心偏置在支架座轉(zhuǎn)軸的左側(cè)，使壓縮機(jī)與上翹板在僅受重力的情況下，圍繞轉(zhuǎn)軸傾向左側(cè)（圖3）。這時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪的中心距最小。當(dāng)安裝好減振彈簧組時(shí)，不斷擰緊彈簧壓緊螺母，上翹板圍繞轉(zhuǎn)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

此時(shí)，上翹板相當(dāng)于一個(gè)杠桿，轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)，壓縮機(jī)的重力作用于左端，向下;減振彈簧張力作用在右端，也是向下。上翹板在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程，空調(diào)壓縮機(jī)重心始終偏置在支架座轉(zhuǎn)軸的左側(cè)，上翹板的右翼始終壓緊減振彈簧組。當(dāng)上翹板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到最大角度時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)皮帶輪與發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪的中心距最大。

依靠支架座彈簧組的緩;中作用，空調(diào)壓縮機(jī)曲軸以及軸封承受的交變載荷減少，使用壽命得以延長，大大降低了車輛空調(diào)系統(tǒng)的維修保養(yǎng)費(fèi)用，提高了空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性以及經(jīng)濟(jì)性，間接提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4三種情況下的支架座的受力分析

空調(diào)壓縮機(jī)是由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)直接通過皮帶輪組傳動(dòng)的，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪的速度與空調(diào)壓縮機(jī)皮帶輪的線速度是一致的。車輛在不同的運(yùn)行情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率是變化的，而車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同樣隨著功率的變化而變化，空調(diào)壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速也是變化的。

（1）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未起動(dòng)時(shí)，支架座僅受靜力載荷，受到皮帶的拉力、彎矩作用，以及壓縮機(jī)的重力和減振彈簧組的彈力作用。

（2）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)但未開啟空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)皮帶輪組空轉(zhuǎn)，但壓縮機(jī)不工作，支架座受到皮帶的拉力、彎矩，以及壓縮機(jī)的重力和減振彈簧組的彈力。此時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)傳遞到支架座，支架座承受了多方向的振動(dòng)。支架座通過翹板轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，利用減振彈簧組吸收豎直方向的振動(dòng)。

（3）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并開啟空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，壓縮機(jī)開始工作。由靜止到運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，皮帶的拉力會(huì)突然增加并傳遞到支架座上，使壓縮機(jī)與上翹板整體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度。支架座受到的皮帶拉力、彎矩以及壓縮機(jī)的重力和減振彈簧組的彈力更大。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)以及壓縮機(jī)工作的振動(dòng)都會(huì)傳遞到支架座。支架座通過翹板轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，利用減振彈簧組吸收豎直方向的抖動(dòng)。

通過分析，鉸接式支撐座比懸臂梁式支撐座能更好地滿足性能需求，可靠性更強(qiáng)，更加適宜用作客運(yùn)車輛空調(diào)壓縮機(jī)支架座。

3結(jié)束語

通過對(duì)原車空調(diào)壓縮機(jī)支架座升級(jí)改造，改善了支架座的受力結(jié)構(gòu)，同時(shí)減少皮帶漲緊輪使用，提高了空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)于客運(yùn)車輛空調(diào)壓縮機(jī)支架座的選取，鉸接式支撐座比懸臂梁式支撐座能更好地滿足性能需求，可靠性更強(qiáng)。選取承受動(dòng)載荷以及靜載荷的總成的載具時(shí)，應(yīng)該考慮裝置運(yùn)行時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)應(yīng)的載具應(yīng)該具有緩沖裝置，用以減少對(duì)載具固定螺栓的應(yīng)力。通過皮帶輪組傳動(dòng)的總成，應(yīng)該具備預(yù)緊以及調(diào)節(jié)皮帶輪之間中心距的裝置，而且要保證皮帶撓度值盡量小。