客車空調壓縮機總成隔振與皮帶穩定運行的機構的製作方法
2023-05-30 10:30:11 3
本發明涉及的客車生產製造領域，更具體地說是一種客車空調壓縮機總成隔振與皮帶穩定運行的機構。
背景技術：
大多數客車的空調壓縮機總成一般是由發動機等驅動裝置驅動，該壓縮機總成與發動機通過懸置隔振後，安裝在車身大梁上，由於隔振後兩者都在相對於大梁發生相對運動，因此，中心距不可避免的要發生變化，中心距的變化會對皮帶產生激勵作用，經常使皮帶發生很大的振動，特別是在發動機轉速範圍內，皮帶橫向振動的固有頻率與發動機、壓縮機的激勵耦合，會發生數次共振，測試發現，共振時皮帶振幅可達到了幾十毫米，共振使車內振動噪聲均出現惡化，乘坐舒適性下降。另外一方面，皮帶共振也嚴重危害了皮帶的壽命、影響皮帶運行的可靠性，特別是穩定性，如果皮帶發生翻帶問題，會使空調壓縮機停止工作，影響在炎熱夏季乘坐客車的乘客，降低客車的舒適性。
如圖1所示，現有技術的客車結構中，動力總成（1）通過其上發動機皮帶輪（11）和皮帶（4）驅動壓縮機總成（2）上的過渡皮帶輪（23）轉動，再由過渡皮帶輪（23）驅動壓縮機總成（2）上的壓縮機皮帶輪（21）和發電機皮帶輪（22）轉動運行，該壓縮機總成（2）底部的轉軸（8）限制該壓縮機總成（2）只能繞其轉動，同時，該壓縮機總成（2）上設置的螺杆（9）一頭鉸接安裝在車身大梁（3）上，另一頭設有螺母（91），該螺母（91）在螺杆（9）上通過設置的減振彈簧（7）可轉動旋緊調節設置，通過旋轉該減振彈簧（7），再對壓縮機總成（2）的安裝板（10）產生作用力，讓壓縮機總成（2）有順時針方向轉動的趨勢，通過這種方法張緊皮帶（4）。另一方面，所述轉軸（8）的外表面套設有一環型橡膠墊（12），通過該環型橡膠墊（12）來隔離振動。
現有技術客車結構的缺點：①由於皮帶輪之間需要保持平面度的要求，不希望讓壓縮機總成有擺動，基於穩定性考慮，環型橡膠墊的剛度只有設計的非常大，使變形位移極小，幾乎就是剛性，無法產生隔振效果，甚至使振動放大；②此處減振彈簧的主要作用是提供皮帶張力，不是隔離振動，由於動力總成和壓縮機總成都是通過各自懸置安裝到車身大梁上，工作時振動會產生位移，不可避免使皮帶的長度跟著發生變化；③該結構中，壓縮機總成繞轉軸轉動，該運動在皮帶長度方向和橫向的激勵方向都有分量，容易激勵皮帶，使皮帶也發生振動；④該皮帶在安裝時有2360N的力，這個力存在於動力總成和壓縮機總成之間，單獨對於動力總成來說，沒有得到平衡，會將其向一個方向施加作用，對動力總成懸置系統產生不利影響，包括懸置隔振降低，懸置限位間隙減少甚至會碰到限位塊，一旦碰到限位塊，發動機的振動將不經過衰減的進行傳遞。
所以，在客車生產製造的行業領域中，為了協調各結構的矛盾，需要開發出一種既能滿足隔振的要求，又能滿足皮帶的張緊力需求和皮帶運行的穩定機構。
技術實現要素：
本發明公開的是一種客車空調壓縮機總成隔振與皮帶穩定運行的機構，其主要目的在於克服現有技術存在的上述不足和缺點，提供一種新型機構，它不僅可以滿足客車空調壓縮機總成的隔振要求，而且又能夠滿足皮帶的張緊力要求以及皮帶運行，使客車各結構可以非常穩定地運行。
本發明採用的技術方案如下：
客車空調壓縮機總成隔振與皮帶穩定運行的機構，包括動力總成、壓縮機總成和車身大梁，所述動力總成上設有發動機皮帶輪，所述壓縮機總成上設有壓縮機皮帶輪、發電機皮帶輪和過渡皮帶輪，該過渡皮帶輪與發電機皮帶輪分別布設在該壓縮機皮帶輪的左、右兩側，且該過渡皮帶輪與發電機皮帶輪分別通過一皮帶與所述壓縮機皮帶輪相驅動連接設置，所述發動機皮帶輪與該過渡皮帶輪通過一皮帶相驅動連接設置；所述動力總成與所述壓縮機總成之間裝設有第一連接杆，該第一連接杆沿著所述發動機皮帶輪與過渡皮帶輪的中心距的方向設置，所述壓縮機總成的底部左、右兩側與車身大梁之間分別裝設有第二連接杆和一減振彈簧，所述第二連接杆指向所述過渡皮帶輪的中心點，並與所述第一連接杆相垂直的方向設置。
更進一步，所述第一連接杆與第二連接杆的兩端分別設有一鉸接件，該第一連接杆和第二連接杆分別通過該鉸接件連接設置。
更進一步，所述第二連接杆有兩組，分別設置在所述過渡皮帶輪前、後兩側的壓縮機總成底部。
更進一步，所述動力總成懸置裝設在所述車身大梁上部。
更進一步，所述發動機皮帶輪與所述過渡皮帶輪的中心距與水平面的夾角為35°～55°。
更進一步，所述發動機皮帶輪與所述過渡皮帶輪的中心距與水平面的夾角為45°。
更進一步，所述第一連接杆與第二連接杆分別為剛性連接杆體。
通過上述對本發明的描述可知，和現有技術相比，本發明的優點在於：
本發明通過在動力總成和壓縮機總成之間增加第一連接杆，沿著所述發動機皮帶輪與過渡皮帶輪的中心距的方向設置，第一連接杆與兩者之間通過鉸接件連接，該皮帶安裝產生的2360N的力將與第一連接杆進行抵消，由於是鉸接連接，動力總成對壓縮機總成的作用力只沿著第一連接杆的長度方向作用，不約束其它方向的自由度。
第二，由於第一連接杆是剛性材質的，所述發動機皮帶輪與過渡皮帶輪的中心距將不發生變化，皮帶長度方向將不產生激勵作用。
第三：第二連接杆通過鉸接件分別與車身大梁和壓縮機總成連接，且第二連接杆與第一連接杆垂直，會產生兩個方面作用力的效果：從動力總成對壓縮機總成的作用力來看，鉸接連接使動力總成對壓縮機總成產生的作用力只沿著第一連接杆的方向，由於第一連接杆與第二連接杆相互垂直，在第二連接杆方向的作用力為零，避免了動力總成的振動向壓縮機總成傳遞。
第四：從皮帶的作用力來看，由於第一連接杆的存在，皮帶由於沿著其長度方向不產生激勵作用，只會沿著橫向產生激勵，第二連接杆垂直於第一連接杆又約束了皮帶橫向，使其橫向也不產生激勵，即使皮帶在轉速範圍內存在共振頻率，由於沒有激勵來源，也不會發生共振，這樣就保證了皮帶的穩定運行。
第五：由於鉸接件和第一連接杆、第二連接杆的存在，整個壓縮機總成只有繞過渡皮帶輪的中心轉動的自由度，通過合理選擇減振彈簧，可設計該自由度的固有頻率為5~6Hz左右，工作時該6缸發動機3階、壓縮機2階激勵頻率分別為40Hz、30Hz，因此，系統頻率與較低的激勵頻率比值為5.5左右，根據機械振動的基本原理，符合工程上頻率比2~5範圍，產生較好的隔振效果。同時，壓縮機在工作時產生的不平衡激勵，主要方向為迴轉方向和垂直方向，本結構將對於其產生的迴轉方向的激勵產生極其良好的減振效果，對於垂直方向的激勵也將產生較好的減振效果。
附圖說明
圖1是本發明現有技術的結構示意圖。
圖2 是本發明的結構示意圖。
圖中的標記說明。
動力總成 1 發動機皮帶輪 11。
壓縮機總成 2 壓縮機皮帶輪 21。
發電機皮帶輪 22 過渡皮帶輪 23。
車身大梁 3 皮帶 4。
第一連接杆 5 鉸接件 51。
第二連接杆 6 減振彈簧 7。
轉軸 8 螺杆 9 。
螺母 91 安裝板 10。
環型橡膠墊 12。
具體實施方式
下面參照附圖說明來進一步地說明本發明的具體實施方式。
如圖2所示，一種客車空調壓縮機總成隔振與皮帶穩定運行的機構，包括動力總成1、壓縮機總成2和車身大梁3，所述動力總成1懸置裝設在所述車身大梁上部。所述動力總成1上設有發動機皮帶輪11，所述壓縮機總成2上設有壓縮機皮帶輪21、發電機皮帶輪22和過渡皮帶輪23，該過渡皮帶輪23與發電機皮帶輪22分別布設在該壓縮機皮帶輪21的左、右兩側，且該過渡皮帶輪23與發電機皮帶輪22分別通過一皮帶4與所述壓縮機皮帶輪21相驅動連接設置，所述發動機皮帶輪11與該過渡皮帶輪23通過一皮帶4相驅動連接設置；所述動力總成1與所述壓縮機總成2之間裝設有第一連接杆5，該第一連接杆5沿著所述發動機皮帶輪11與過渡皮帶輪23的中心距的方向設置，所述壓縮機總成2的底部左、右兩側與車身大梁3之間分別裝設有第二連接杆6和一減振彈簧7，所述第二連接杆6指向所述過渡皮帶輪23的中心點，並與所述第一連接杆5相垂直的方向設置。
如圖2所示，所述第一連接杆5與第二連接杆6的兩端分別設有一鉸接件51，該第一連接杆5和第二連接杆6分別通過該鉸接件51連接設置，所述第一連接杆5與第二連接杆6分別為剛性連接杆體。所述第二連接杆6有兩組，分別設置在所述過渡皮帶輪23前、後兩側的壓縮機總成2底部，所述發動機皮帶輪11與所述過渡皮帶輪23的中心距與水平面的夾角為45°。
本發明通過在動力總成和壓縮機總成之間增加第一連接杆，沿著所述發動機皮帶輪與過渡皮帶輪的中心距的方向設置，第一連接杆與兩者之間通過鉸接件連接，該皮帶安裝產生的2360N的力將與第一連接杆進行抵消，由於是鉸接連接，動力總成對壓縮機總成的作用力只沿著第一連接杆的長度方向作用，不約束其它方向的自由度。
第二，由於第一連接杆是剛性材質的，所述發動機皮帶輪與過渡皮帶輪的中心距將不發生變化，皮帶長度方向將不產生激勵作用。
第三：第二連接杆通過鉸接件分別與車身大梁和壓縮機總成連接，且第二連接杆與第一連接杆垂直，會產生兩個方面作用力的效果：從動力總成對壓縮機總成的作用力來看，鉸接連接使動力總成對壓縮機總成產生的作用力只沿著第一連接杆的方向，由於第一連接杆與第二連接杆相互垂直，在第二連接杆方向的作用力為零，避免了動力總成的振動向壓縮機總成傳遞。
第四：從皮帶的作用力來看，由於第一連接杆的存在，皮帶由於沿著其長度方向不產生激勵作用，只會沿著橫向產生激勵，第二連接杆垂直於第一連接杆又約束了皮帶橫向，使其橫向也不產生激勵，即使皮帶在轉速範圍內存在共振頻率，由於沒有激勵來源，也不會發生共振，這樣就保證了皮帶的穩定運行。
第五：由於鉸接件和第一連接杆、第二連接杆的存在，整個壓縮機總成只有繞過渡皮帶輪的中心轉動的自由度，通過合理選擇減振彈簧，可設計該自由度的固有頻率為5~6Hz左右，工作時該6缸發動機3階、壓縮機2階激勵頻率分別為40Hz、30Hz，因此，系統頻率與較低的激勵頻率比值為5.5左右，根據機械振動的基本原理，產生較好的隔振效果。同時，壓縮機在工作時產生的不平衡激勵，主要方向為迴轉方向和垂直方向，本結構將對於其產生的迴轉方向的激勵產生極其良好的減振效果，對於垂直方向的激勵也將產生較好的減振效果。
上述僅為本發明的具體實施方式，但本發明的設計構思並不僅局限於此，凡是利用此構思對本發明進行非實質性地改進，均應該屬於侵犯本發明保護範圍的行為。