客车冷却角传动系统设计方案

中图分类号：U463.2 文献标识码：A

0引言

由于提升整车动力性等原因，发动机功率逐渐加大，加上排放法规的升级，特别是国六排放的实施，发动机散热量越来越大，原有常规的横置散热器冷却形式无法满足大功率发动机的散热需求。客车大功率发动机散热器的传动较多采用角传动电磁离合器方式，原有角传动轴布置方案为角传动安装在底盘车架，采用钢丝减振垫连接。根据市场反馈，该安装结构不牢靠，常由于钢丝减振垫开裂、支架松动等造成角传动器损坏，需开发新的安装结构解决问题。

1角传动结构市场问题反馈

某市场上运行的一批公交车，在车辆运行一段时间后，原车冷却系统采用的角传动电磁离合器安装有松动现象。用于角传动器安装的减振垫损坏，导致角传动器失衡，损坏风扇叶及散热器总成（图1）。

经过分析，原有结构中风扇角传动器采用钢丝减振垫安装在底座，底座又被固定于底盘车架上。钢丝减振垫本身为缠绕型，压缩及扭转后容易脱落或损坏;而角传动器安装底座直接安装于车架上，也容易受到发动机振动影响;另外再有风扇运转时的振动影响，最终导致角传动器高速运转时晃动严重，风扇叶就会与护风罩干涉而断裂。

2优化设计结构

2.1优化角传动与电磁离合器结构形式

常见的角传动电磁离合器有2种：一种为角传动器与电磁离合器一体式结构，为独立的2个部件;另一种为角传动器与电磁离合器分体结构。该车采用的是角传动器与电磁离合器一体式结构（图2），角传动器与电磁离合器集成于一体，电磁离合器布置在角传动器的输入端。这种一体式结构的质量较大，对安装支架的结构要求较为严格，对安装减振垫的刚度及硬度要求匹配也比较严格。

为了避免大质量角传动器的安装影响，重新优化角传动布置结构，调整为角传动器与电磁离合器分体结构（图3）。电磁离合器与角传动器分离，为2个独立的安装部件。电磁离合器与中间过渡皮带轮集成在一起，可将传动力提前切断。

发动机起动时，离合器是处于分离状态，传动到角传动器部分是永磁铁力作用下的低速转动，因此受力很小、较柔和，对齿轮箱的冲击振动较小，大大提高角传动器和传动轴的运行寿命，而减少了冲击振动的风扇运行也较为平稳。

2.2角传动器整车安装结构优化

根据现有车型的市场反馈故障分析，导致风扇断裂甚至散热器损坏的原因是钢丝减振垫缠绕结构不可靠，减振性能也没有橡胶垫隔振效果好。由于實车散热器结构及强度的影响，无法把角传动器集成于散热器一体式安装，该情况下，角传动器只能维持单独安装于底盘车架上。

另外受风扇启停及运行的扭矩影响，应避免角传动器产生的振动传导于整车上，也避免发动机振动直接传递给角传动器，角传动器安装支架需要安装减振垫。同时，针对车辆的售后，为了便于维护人员操作，需要重新开发新的橡胶减振垫替代钢丝垫进行安装，结构形式如图4所示。

减振垫的选用及安装要求较为严格，其安装间距也不宜太小，根据角传动器厂家安装推荐，角传动器输出轴向减振垫安装间距不应小于125mm，空间允许的情况下可适当加大安装间距，保证角传动器运行平稳。该车方案为更换橡胶减振垫的同时，优化了底座安装支架，实车更改后暂无异常问题反馈。

2.3集成于散热器一体式结构推荐

针对市场反馈的问题，逐一排查我司其他车型安装，后续优化为角传动电磁离合器安装于散热器本体上，组合一个散热总成。然后整个散热总成安装于整车上，可以有效利用散热器本身的减振垫进行减振（图5）。对角传动器来说，减少减振垫的安装，可避免性能不佳或者减振垫老化影响角传动器本体的运行，避免造成风扇磨框、风扇损坏或护风罩损坏等现象。即优先推荐采用该种布置结构。

3结论

后置客车大功率发动机进行布置时，由于整车发动机舱的空间限制，散热总成只能采用纵向布置，此时风扇的传动装置需采用角传动冷却形式。通过市场的反馈，角传动器集成于散热器一体式布置结构较为优化，运行可靠平稳，为后续新设计车型提供参考。

作者简介：

陈瑞林，本科，工程师，研究方向为客车设计。