雙髮式消防車的驅動裝置的製作方法

2023-05-28 05:33:11

專利名稱：雙髮式消防車的驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙髮式消防車的驅動裝置，具體的，涉及一種雙髮式消防車的背負式發動機驅動水泵的動力驅動裝置。
背景技術：
目前，具有噴水功能的消防車大量應用於各種場合，例如工廠、機場、人口密集的商業區等。常規的消防車都是在底盤發動機與離合器之間安裝夾心取力器，通過取力器輸出動力來驅動水泵，從而實現噴水滅火的目的。但是，對於某些場合來說，例如在機場執勤的消防車，其區別於常規消防車的一個 最重要的特點是要求響應速度快、加速時間短。同時，消防車要求具有邊行走邊作戰的能力，而且車輛行駛速度一般不低於40km/h，這就對底盤發動機的功率和性能提出非常高的要求。為滿足這一要求，國內外大多數廠商生產的消防車通常採用雙發配置結構，即一個底盤兩臺發動機；一個發動機是底盤自帶，另一臺發動機採用後置背負式，專用於驅動水泵運轉。對於採用後置背負式發動機的機場消防車來說，常規的驅動結構是在後置發動機飛輪端設置離合器(其常見的控制方式包括氣動和機械兩種方式)和取力器，通過離合器控制取力器的接合與斷開以實現水泵的運轉或停轉。這種常規的雙髮式消防車雖然可以實現消防作業目的，但由於採用了取力器及與其配合的機械式離合器，不可避免的增加了整個系統的零部件數量，使得系統結構複雜、體積龐大、設備笨重、故障率高、造價高昂，不能適用於日益嚴格的消防作戰要求，特別是不能滿足於機場消防車對於高機動性、高可靠性、作業高效率的要求。基於上述原因，有必要開發一種新型的雙髮式消防車，這種消防車的驅動結構簡單，操作方式簡單高效，適合日益發展的消防行業的技術要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種雙髮式消防車的驅動裝置，其通過採用電磁離合器控制背負式發動機與水泵傳動軸的接合與斷開，從而避免採用傳統的取力器和機械式離合器的複雜結構，簡化了驅動裝置的結構，降低了成本。根據本發明的一個方面，提供了一種雙髮式消防車的驅動裝置，用於輸出動力驅動水泵運轉，所述裝置包括發動機10，用於輸出動力驅動水泵運轉；電磁離合器11，連接在所述發動機10和傳動軸12之間，用於控制控制發動機與傳動軸的接合與斷開；和傳動軸12，連接在所述電磁離合器11和水泵之間，用於將所述發動機10輸出的動力傳遞給水泵以驅動水泵運轉。優選的，所述電磁離合器11包括主動盤110，該主動盤的內側連接到發動機10的飛輪端面上；從動盤111，相鄰的設置在所述主動盤的外側，使得該從動盤的內側與該主動盤隔開一定距離的間隙；和線圈112，固定設置在所述從動盤111外側的瓢殼組件上，用於在通電時產生電磁耦合力。優選的，所述主動盤110和從動盤111相對的側面分別安裝有摩擦盤1100和摩擦盤1110，所述摩擦盤的表面處理成粗糙表面。優選的，所述主動盤110的摩擦盤1100通過彈簧1101固定連接到主動盤110上，使得電磁耦合力消失時摩擦盤1100在彈簧的彈力作用下脫離從動盤的摩擦盤1110。可選的，所述摩擦盤1100,1110的表面上設置有相互咬合的嚙合齒。其中，所述從動盤111與所述傳動軸12固定連接,使得所述從動盤的旋轉能帶動該傳動軸的旋轉。其中，所述主動盤110和從動盤111以同軸的方式安裝在發動機的中心旋轉軸上。優選的，所述間隙大小設置在O. 7-lmm範圍內。 可選的，所述電磁離合器11還包括控制器，用於控制電磁離合器的接合與斷開。可選的，所述控制器連接在電磁離合器的線圈112上，用於控制線圈112的通電和斷電。其中，所述控制器包括直流電源1120，用於為線圈112供電；和開關1121，用於控制線圈112的通電和斷電。可選的，所述控制器還包括保險1122，用於在控制器的電路發生故障時保護電磁
宦人興兩口名> O如上所述，本發明的雙髮式消防車的驅動裝置解決了常規的雙髮式消防車背負發動機通過匹配取力器與水泵連接的複雜，冗繁結構，取而代之的是通過在發動機飛輪端加裝電磁離合器來直接驅動水泵，使得水泵的運轉與否直接通過電控按鈕就可以實現。


圖I顯示了常規的雙髮式消防車的驅動裝置示意圖；圖2顯示了本發明的雙髮式消防車的驅動裝置示意圖；圖3顯示了本發明實施例的電磁離合器的結構示意圖；圖4顯示了本發明另一實施例的電磁離合器的結構示意圖；圖5顯示了本發明的雙髮式消防車的後置發動機驅動裝置的詳細結構圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實施方式
並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本發明的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。圖I顯示了常規的雙髮式消防車的驅動裝置示意圖。常規的雙髮式消防車採用雙發配置結構，即一個底盤兩臺發動機，其中一臺發動機是底盤自帶，用於驅動車體行走；另一臺發動機採用後置背負式配置，專用於驅動水泵運轉。圖I中僅顯示出用於驅動水泵的背負式發動機驅動結構。如圖I所示，常規的雙髮式消防車的驅動裝置包括後置式發動機I、取力器2、離合器3和傳動軸4。
後置式發動機I用於輸出動力驅動水泵5運轉。取力器2設置在發動機I和水泵5之間，通過與發動機的接合和斷開實現水泵的運轉或停轉。具體來說，取力器2與發動機I之間設置有離合器3，通過離合器3來控制取力器2與發動機I的接合和斷開。另一方面，取力器2通過傳動軸4與水泵5連接，通過傳動軸將動力傳遞給水泵。當取力器與發動機飛輪接合上時，將發動機輸出的動力通過取力器傳遞到傳動軸，進而傳遞到水泵以驅動水泵運轉，噴灑出水；當取力器與發動機飛輪斷開時，發動機輸出的動力不會取力器傳遞到傳動軸和水泵，從而使水泵停轉。取力器與發動機之間的接合和斷開通過離合器的開合實現。離合器3設置在發動機I與取力器2之間，用於控制取力器與發動機飛輪之間的接合和斷開。現有技術的雙髮式消防車通常採用機械式離合器，包括氣動式離合器(利用氣體壓力實現離合器開合)和純機械式離合器(僅利用機械聯動結構實現離合器開合)，通過機械的方式操作離合器，實現取力器與發動機的接合和斷開。由上可見，傳統的雙髮式消防車由於採用了取力器和機械式離合器，不可避免的 具有下述缺陷(1)整體重量大為實現這種驅動結構，需要安裝的設備很多，如離合器，取力器，油門踏板總成等，其中取力器的重量最大，如果加上發動機自重的話，整個後置系統淨重約2噸多；(2)軸向尺寸大由於離合器和取力器都安裝在發動機飛輪端前側，與發動機成軸向布置，而取力器本身的尺寸也較大，在集成後導致整個系統的軸向尺寸很長，佔用空間大，車輛裝配困難；(3)故障機率高由於整個後置背負系統是由多個複雜部件組成，因此，發生故障的部位會增加，出現故障的機率也相應增大；(4)成本高常規的後置背負系統結構複雜，組成部件多，導致價格居高不下。圖2顯示了本發明的雙髮式消防車的驅動裝置示意圖。如圖2所示，本發明的雙髮式消防車的驅動裝置包括發動機10、電磁離合器11和傳動軸12。發動機10為背負式發動機，用於輸出動力以驅動水泵運轉，可以根據水泵的軸功率選擇合適功率的發動機。電磁離合器11連接在發動機10和傳動軸12之間，用於控制發動機與傳動軸的接合與斷開。電磁離合器的規格參數可以根據發動機10的參數進行選擇定製。電磁離合器11與發動機10連接，通過電磁耦合方式控制電磁離合器的接合與斷開，從而實現發動機與傳動軸12的接合與斷開，進而控制水泵5的旋轉和停轉。傳動軸12連接在電磁離合器11和水泵之間，用於將發動機10輸出的動力傳遞給水泵以驅動水泵運轉。可見，本發明的雙髮式消防車避免採用現有消防車後置發動機的取力器與水泵連接的複雜冗繁結構，通過電磁離合器來直接驅動水泵，通過電控按鈕實現水泵的運轉與停轉控制，從而大大簡化了雙髮式消防車的驅動裝置的結構，減少了裝置需要的零部件數量。電子操控結構相比於機械操控結構有利於減少設備體積和重量，簡化操作方式，提高操作穩定性。圖3顯示了本發明實施例的電磁離合器的結構示意圖。如圖3所示，用於本發明雙髮式消防車的電磁離合器11包括主動盤110、從動盤111和線圈112。主動盤110的內側(發動機側)連接到發動機的飛輪端面上，使得發動機飛輪的旋轉能夠帶動主動盤的旋轉，主動盤110的外側(從動盤側)面向從動盤111。從動盤111相鄰的設置在主動盤110的外側，使得其內側與主動盤110隔開一定距離的間隙do從動盤111連接到傳動軸12上，使得從動盤111的旋轉能帶動傳動軸12的旋轉。主動盤和從動盤以同軸的方式安裝在發動機的中心旋轉軸上。線圈112設置在從動盤111的外偵牝並固定在電磁離合器的瓢殼組件上，用於在通電時產生電磁耦合力。優選的，電磁離合器的主動盤、從動盤相對的表面均安裝有主動盤摩擦盤1100和從動盤1110，摩擦盤的表面處理成粗糙表面，用於在主動盤與從動盤接合時增大接合力，使得二者的接合旋轉更加穩固。優選的，摩擦盤的表面可以處理成具有花紋或圖案的粗糙表面。進一步，可以在主動盤摩擦盤1100和從動盤1110的表面上設置可以相互咬合的嚙合齒(例如鋸齒狀或柱狀)，從而進一步的增大主動盤與從動盤的接合力。如圖3所示，主動盤摩擦盤1100通過彈簧1101固定連接在主動盤110上，彈簧1101設置成具有收縮彈力，彈力大小設置成小於電磁耦合力，使得通電耦合時摩擦盤1100可以克服彈簧的收縮彈力貼合在從動盤的摩擦盤1110上，並且在斷電時使得摩擦盤1100 在彈簧的彈力作用下可以脫離從動盤的摩擦盤1110並返回初始位置，從而使得主動盤與從動盤解除接合。在圖3所示的實施例中，採用了螺旋彈簧，彈簧的數量和位置可以根據電磁離合器的參數靈活設定。例如，可以沿著主動盤的圓周面均勻設置5個、6個甚至更多的彈簧。圖4顯示了本發明另一實施例的電磁離合器的結構示意圖。在圖4所示的電磁離合器中，沿著主動盤表面等間距的示例性設置了 6個彈簧片1101，每個彈簧片的一端部(例如圖中的近圓心端A端)固定連接到主動盤110上，另一端部(例如圖中的遠離圓心端B端)固定連接到摩擦盤1100上。彈簧片1101到初始狀態沒有形變，此時摩擦盤1100緊貼到主動盤110上。當線圈112通電時，摩擦盤1100在電磁力的作用下向遠離主動盤的方向移動並與從動盤的摩擦盤1110貼合，使得彈簧片1101產生形變，從而對摩擦盤1100產生朝向主動盤的拉力；當線圈112斷電時，電磁力消失，摩擦盤1100在彈簧片1101的拉力作用下靠向主動盤，從而脫離從動盤的摩擦盤1110。圖4中示例性顯示了 6個彈簧片，沿著主動盤圓周均勻排列，但本發明不限制於此，彈簧的數量和位置可以根據電磁離合器的參數靈活設定。下面介紹通過電磁離合器驅動水泵的原理。電磁離合器11採用外接電源供電,通過電子開關控制電磁離合器的通電和斷電，實現通電接合、斷電分離。當通電後，線圈112通電產生磁力，通過從動盤將主動盤吸過來並貼合。主動盤和從動盤相互貼合的表面均安裝有摩擦盤，使得貼合更加緊密牢固。發動機飛輪的旋轉帶動主動盤旋轉，當主動盤與從動盤通過電磁耦合力緊密貼合後，主動盤的旋轉帶動從動盤旋轉，進而帶動與從動盤固定連接的傳動軸的旋轉。這樣，發動機旋轉的動力就通過電磁離合器傳遞到水泵。另外，當電磁離合器斷電後，線圈磁力消失，主動盤外側的摩擦盤在彈簧片的作用下回彈並與從動盤的摩擦盤分離，從而切斷了發動機與傳動軸的連接，中止動力傳輸，使水泵停止運轉。在使用過程中，操作者僅需要通過操作外部電源按鍵的通斷就能實現水泵的運行與停止，操作簡單方便。
從上述描述可知，發動機的動力輸出主要通過電磁離合器的主動盤與從動盤的貼合與分離來實現。如上所述，從動盤與主動盤之間設置成隔開一定距離的間隙d。在電磁離合器的電功率等其他參數確定的情況下，該間隙距離的大小會影響到電磁離合器的起動、運轉、停止操作的可靠性。間隙過小會導致離合器帶載起動，起動扭矩大，功率消耗多，並可能導致斷電分離失效。間隙過大會導致通電接合失效，造成水泵無法正常起動，或者水泵運轉時斷時續。因此，設置並控制好電磁離合器的主動盤與從動盤之間的間隙距離對於保證離合器的正常工作比較重要。在實際裝配過程中，可以通過配套的工裝和卡尺測量並控制該間隙。在本發明的優選實施例中，優選的將該間隙大小設置在O. 7-1_範圍內，可以確保電磁離合器的正常有效工作。圖5顯示了本發明的雙髮式消防車的後置發動機驅動裝置的詳細結構圖。如圖5所示，本發明的雙髮式消防車的後置發動機通過電磁離合器耦合到傳動軸上，從而僅通過電磁離合器的開合直接控制發動機與傳動軸之間的動力傳遞。相對於現有 技術的雙髮式消防車，不需要採用體積龐大、笨重的取力器和機械式離合器，簡化了驅動結構和驅動方式，並使得水泵的驅動操作更加穩定高效。圖5還示出了本發明電磁離合器的控制器，電磁離合器的控制器用於控制電磁離合器的接合與斷開。具體來說，控制器連接在電磁離合器的線圈112上，用於控制線圈112的通電和斷電。如圖5所示，該控制器包括直流電源1120和開關1121。直流電源優選的採用24V直流電源，用於為線圈供電。開關1121優選的採用電控按鈕，用於操作者隨時控制電磁離合器(線圈)的通電和斷電，進而控制水泵的運轉和停轉。優選的，在控制器的直流電源1120—側還設置有保險1122，優選的採用10安培的保險，用於在控制器的電路發生故障時及時有效保護離合器。相對於現有技術來說，根據本發明的雙髮式消防車的後置發動機驅動裝置具有下述明顯的優點(I)結構簡單整套動力驅動裝置的核心部件僅包括電磁離合器，結構簡單，易於安裝，便於操作；(2)可靠性高由於結構簡單，原理清晰明了，整套裝置故障發生率低，可靠性高；(3)重量輕相對於上述常規的動力驅動裝置，通過使用電磁離合器來驅動水泵，整套背負系統可減輕近800公斤；(4)外形尺寸小相對於上述常規的動力驅動裝置，改用電磁離合器後，軸向尺寸僅在原來發動機飛輪端面基礎上，向前延伸135. 5mm,而傳統裝置的相應數據約為900_;(5)成本低電磁離合器的使用大大簡化了結構，降低了成本，傳統的動力驅動系統的製造成本至少約12萬以上，本發明的動力驅動裝置可以節約成本至少I. 7萬以上。應當理解的是，本發明的上述具體實施方式
僅僅用於示例性說明或解釋本發明的原理，而不構成對本發明的限制。因此，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。此外，本發明所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
權利要求
1.一種雙髮式消防車的驅動裝置，用於輸出動力驅動水泵運轉，所述裝置包括 發動機(10),用於輸出動力驅動水泵運轉； 電磁離合器(11)，連接在所述發動機(10)和傳動軸(12)之間，用於控制控制發動機與傳動軸的接合與斷開；和 傳動軸(12)，連接在所述電磁離合器(11)和水泵之間，用於將所述發動機(10)輸出的動力傳遞給水泵以驅動水泵運轉。
2.根據權利要求I所述的驅動裝置，所述電磁離合器(11)包括 主動盤(110)，該主動盤的內側連接到發動機(10)的飛輪端面上； 從動盤(111)，相鄰的設置在所述主動盤的外側，使得該從動盤的內側與該主動盤隔開一定距離的間隙；和 線圈(112)，固定設置在所述從動盤(111)外側的瓢殼組件上，用於在通電時產生電磁耦合力。
3.根據權利要求2所述的驅動裝置，所述主動盤(110)和從動盤(111)相對的側面分別安裝有摩擦盤(1100)和摩擦盤(1110)，所述摩擦盤的表面處理成粗糙表面。
4.根據權利要求3所述的驅動裝置，所述主動盤(110)的摩擦盤(1100)通過彈簧(1101)固定連接到主動盤(110)上，使得電磁耦合力消失時摩擦盤(1100)在彈簧的彈力作用下脫離從動盤的摩擦盤(1110)。
5.根據權利要求3所述的驅動裝置，所述摩擦盤(1100,1110)的表面上設置有相互咬合的哨合齒。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的驅動裝置，所述從動盤(111)與所述傳動軸(12)固定連接，使得所述從動盤的旋轉能帶動該傳動軸的旋轉。
7.根據權利要求1-5中任一項所述的驅動裝置，所述主動盤(110)和從動盤(111)以同軸的方式安裝在發動機的中心旋轉軸上。
8.根據權利要求1-5中任一項所述的驅動裝置，所述間隙大小設置在O.7-1_範圍內。
9.根據權利要求1-5中任一項所述的驅動裝置，所述電磁離合器(11)還包括控制器，用於控制電磁離合器的接合與斷開。
10.根據權利要求9所述的驅動裝置，所述控制器連接在電磁離合器的線圈(112)上，用於控制線圈(112)的通電和斷電，所述控制器包括直流電源(1120)，用於為線圈(112)供電；和開關(1121)，用於控制線圈(112)的通電和斷電，所述控制器還包括保險(1122)，用於在控制器的電路發生故障時保護電磁離合器。
全文摘要
本發明公開了一種雙髮式消防車的驅動裝置，用於輸出動力驅動水泵運轉，所述裝置包括發動機(10)，用於輸出動力驅動水泵運轉；電磁離合器(11)，連接在所述發動機(10)和傳動軸(12)之間，用於控制控制發動機與傳動軸的接合與斷開；和傳動軸(12)，連接在所述電磁離合器(11)和水泵之間，用於將所述發動機(10)輸出的動力傳遞給水泵以驅動水泵運轉。根據本發明，可以避免採用常規的雙髮式消防車背負發動機中的取力器與水泵連接的複雜冗繁結構，僅通過電磁離合器就可以電控方式直接驅動水泵的運轉和停轉，大大簡化了裝置結構，減少了零部件數量，降低了裝置成本，提高了操作穩定性。
文檔編號A62C27/00GK102963250SQ20121042775
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者尹富強, 何永成, 李黨, 趙俊朋, 劉勇 申請人:北京中卓時代消防裝備科技有限公司