CN109723546A - 一种清扫车风机动力系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种清扫车风机动力系统,安装于清扫车,包括副发动机和离心风机,副发动机的飞轮安装有离合器,离合器为膜片弹簧离合器,带有离合拨叉手柄;离合器输出轴上安装有传动轮,与离心风机的传动轮通过传动带传动连接;还包括一电动推杆,电动推杆用于控制离合拨叉手柄;电动推杆、副发动机的转速传感器都电连接至清扫车的控制系统;控制系统用于控制离合器以半联动软结合方式进行启动离心风机;半联动软结合指电动推杆采用分段间断式缩回直至离合器完全结合,当副发动机转速稳定于怠速状态,电动推杆缩回,当副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回。本发明实现了低负载平稳启动,启动瞬间传动系统冲击小、副发动机负载低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及清扫车动力系统领域,尤其是涉及的是一种清扫车风机动力系统及其控制方法。
背景技术
机场跑道的清洁卫生,不仅是为了保证环境的干净整洁,更是为了保证飞机安全起飞和降落。现有机场清扫车主要有吸扫和吹扫两种方式,为使大型清扫车的吹扫头和吸嘴头具有较大强度的风量,以满足清扫需求,符合机场道路极高清洁度要求,必须配置有大功率的风机,而风机的动力传动系统是保证清扫车正常工作的重要机构。
中国专利2016209886417,公开了一种清扫车的动力传动系统,发动机离合器总成的控制端传动连接离合器分离气缸的活塞杆,依次传动连接的发动机、发动机离合器总成、风机离心离合器、风机从动轮和风机,依次传动连接的发动机离合器总成、高压水泵气动膜片式离合器、高压水泵从动轮和高压水泵。该专利采用的是风机离心离合器驱动风机,虽然能避免熄火和发动机损坏等效果。但是,离心离合器存在可靠性较低、成本高等,不利于降低设备成本;而且,离心离合器本身结构尺寸的限制,导致能传递的扭矩小,传动动力有限,不符合大功率清扫车的需求;其次,为满足发动机怠速时离合器分离要求,离心离合器接合转速起始值一般设在900-1000转/分,而发动机需要达到1700转/分以上离心离合器才能达到完全结合状态,保证离合器安全可靠工作,因此,离心离合器适用转速范围窄,特别不适用于发动机低转速时工作。
中国专利2014205155061的背景技术提及,洗扫两用车的副发动机与高压风机连接的离合器为膜片弹簧离合器,膜片弹簧离合器包括离合器壳、飞轮、从动盘、膜片弹簧式压盘总成,膜片弹簧式压盘总成与飞轮通过螺栓连接固定、且两者处于不断旋转的状态;该从动盘与输出轴连接;结合时,采用膜片弹簧压紧,膜片弹簧压紧压盘、从动盘与飞轮,带动从动盘与飞轮一起旋转,输出动力,分离时,压盘与从动盘分离,切断动力输出。但是,现有洗扫车风机的膜片弹簧离合器只有两种状态:结合、分离;离合器由分离到结合瞬间,速度快、时间短,发动机、离合器输出轴及传动系统将受到冲击,增加启动瞬间发动机负载,大大降低发动机及传动系统寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种清扫车风机动力系统及其控制方法,风机的离合器采用电动推杆控制其半联动软结合,实现低负载平稳启动,降低启动瞬间对副发动机及传动系统冲击。
为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种清扫车风机动力系统,安装于清扫车,包括副发动机和离心风机,副发动机的飞轮安装有离合器,离合器为膜片弹簧离合器,带有离合拨叉手柄;离合器输出轴上安装有传动轮,与离心风机的传动轮通过传动带传动连接;还包括一电动推杆,电动推杆用于控制离合拨叉手柄;电动推杆、副发动机的转速传感器都电连接至清扫车的控制系统;控制系统用于控制离合器以半联动软结合方式进行启动离心风机;半联动软结合指电动推杆采用分段间断式缩回直至离合器完全结合,当副发动机转速稳定于怠速状态,电动推杆缩回,当副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回。
优选的,离心风机的蜗壳一侧设有进风室,进风室与蜗壳同轴连通;离心风机的进风口开设于进风室的顶端,离心机的出风口位于蜗壳的底端;进风室的远离离心风机的一侧还开有补风门,补风门正对于离心风机的转轴,补风门由气缸控制。
优选的,补风门由气缸控制上下翻转以实现开闭。
优选的,补风门由上半门和下半门构成,上半门和下半门活动铰接;气缸的自由端连接于上半门。
本发明还提供了一种清扫车风机动力系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、电动推杆推出,离合器为分离状态,副发动机启动至怠速。
S2、电动推杆缩回从而带动离合拨叉手柄,离合器开始结合,离心风机启动,副发动机因负载增加而降速。
S3、副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回而离合拨叉手柄随之停止,离合器位于半联动状态。
S4、副发动机转速稳定并恢复至怠速,电动推杆继续缩回,离合器继续结合,离心风机随之升速,副发动机因负载增加而降速。
S5、副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回而离合拨叉手柄随之停止。
S6、不断重复步骤S4-S5,直至离合器达到完全结合状态。
进一步的,A值为600-700转/分。
进一步的,步骤S1-S6期间,补风门为开启状态。或者,步骤S1-S6期间,补风门为关闭状态;离合器完全结合后,补风门维持关闭或呈开启状态。
通过采用上述的技术方案,本发明的有益效果是:本发明采用膜片弹簧离合器作为离心风机的离合装置,具有传递扭矩大、可靠性高、成本低等特点。
膜片弹簧离合器具有弹性,离合拨叉手柄行程短,且本发明要实现的半联动结合的慢结合方式,因此对离合拨叉手柄控制精准度要求极高。而气缸和液压缸因传动介质具有可压缩性,具有一定弹性,控制精度较差,因此容易发生操作失控现象,同时液压缸还易因低温等恶劣环境发生故障。因此,本发明以电动推杆控制离合器的离合拨叉手柄,电动推杆相较于液压缸和气缸,其具有高刚性、抗冲击力、超长寿命、操作维护简单、控制精度高、具有自锁功能、温度适应范围广等特点,可以在恶劣环境下无故障工作。
本发明中离合器采用的是半联动软结合的方式,即电动推杆采用分段间断式缩回直至离合器完全结合,当副发动机转速稳定于怠速状态,电动推杆缩回,当副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回。该结合方式实现了低负载平稳启动,启动瞬间传动系统冲击小、副发动机负载低等特点,有利于降低成本,提高可靠性。
在离心风机启动期间(即离合器软结合期间),可以将离心风机蜗壳的同轴补风门关闭,以进一步降低发动机启动瞬间的负载。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为离心风机与离合器的结构示意图;
图3为补风门的结构示意图;
主要附图标记说明:(1、副发动机;2、离心风机;3、离合器;4、传动带;5、离合拨叉手柄;6、电动推杆;7、进风室;8、补风门;9、气缸;10、出风口;11、进风口)。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。
需要注意的是,本发明中所提及的方向术语,如:上、下、前、后、左、右、顶、底、内、外等,是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-3所示,一种清扫车风机动力系统,安装于清扫车车厢,用于为清扫车的吸扫和/或吹扫提供动力源。清扫车风机动力系统,包括副发动机1和离心风机2,车厢的侧面开有散热窗,以供副发动机1和离心风机2散热,并为离心风机2提供气流。具体的,副发动机1的飞轮(未标记)安装有离合器3,离合器3的输出端安装有传动轮(未标记),通过传动带4与离心风机2的传动轮(未标记)传动连接,从而驱动离心风机2驱动。本发明的离合器3为膜片弹簧离合器,具有传递扭矩大、可靠性高、成本低等特点。膜片弹簧离合器的常态为离合器结合,推动分离轴承时离合器分离,离合器的外壳外有一离合拨叉手柄5,通过操作离合拨叉手柄5控制离合器3的离合。如图2所示,离合拨叉手柄5由电动推杆6控制,电动推杆6的一端固定于车厢内的支撑架(未标记),另一端与离合拨叉手柄5连接。电动推杆6具有高刚性、抗冲击力、超长寿命、操作维护简单、控制精度高等特点,可以恶劣环境下无故障工作。电动推杆6和副发动机1的转速传感器都电连接至清扫车的控制系统。本发明的控制系统安装有半联动软结合系统,以控制离合器采用半联动软结合方式进行启动离心风机2。半联动软结合指:电动推杆6采用分段间断式缩回直至离合器3完全结合,当副发动机1转速稳定于怠速状态,电动推杆6缩回,当副发动机1降速至A值,电动推杆6停止缩回,A值是指600-700转/分中的任一值。本发明整个启动过程一般不超过10秒。
如图3所示,离心风机2的蜗壳一侧设有进风室7,该进风室7罩于蜗壳的轴向进风口。离心风机2的进风口11设于进风室7的顶端,连通至垃圾箱以实现吸扫功能;其出风口10位于离心风机2的底端。进风室7远离离心风机2的一侧还开有补风门8,补风门8正对应于离心风机2的转轴,实现轴向补风为吹扫提供气流,于进风口11的进风量无法满足吹扫功能的要求时备用,相较于进风口11的进风路线,先向下再进行90°拐弯变水平直线进风,该补风门8的进风路线通畅、风阻较小,有利于提高吹扫功能的吹射风压和风速。
如图3所示,气缸9的一端连接于进风室7的顶端,一端连接于补风门8中上部,补风门8由气缸9控制于竖直面上下翻转以实现开闭。补风门8由上半门81和下半门82构成,上半门81和下半门82活动铰接在一起,气缸9的活动端连接于上半门81。补风门8采用上下翻转且上下分节结构设计,适用于大尺寸补风门8,补风门8开启时,下半门82在重力作用下自动下垂,避免补风门8与其他机构发生干涉(清扫车空间有限,副发动机的车厢部分安装有其他机构)。
实施例2
一种清扫车风机动力系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、关闭补风门8,电动推杆6推出,离合器3为分离状态,副发动机1启动至怠速(800转/分)。
S2、电动推杆6缩回从而带动离合拨叉手柄5,离合器3开始结合,离心风机2启动,副发动机1因负载增加而降速。
S3、副发动机1降速至700转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止,离合器3位于半联动状态。
S4、副发动机1转速稳定并恢复至怠速,电动推杆6继续缩回,离合器3继续结合,离心风机2随之升速,副发动机1因负载增加而降速。
S5、副发动机1降速至700转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止。
S6、重复步骤S4-S5若干次,直至离合器3达到完全结合状态,开启补风门8进行吹扫作业。
实施例3
一种清扫车风机动力系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、关闭补风门8,电动推杆6推出,离合器3为分离状态,副发动机1启动至怠速(800转/分)。
S2、电动推杆6缩回从而带动离合拨叉手柄5,离合器3开始结合,离心风机2启动,副发动机1因负载增加而降速。
S3、副发动机1降速至600转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止,离合器3位于半联动状态。
S4、副发动机1转速稳定并恢复至怠速,电动推杆6继续缩回,离合器3继续结合,离心风机2随之升速,副发动机1因负载增加而降速。
S5、副发动机1降速至600转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止。
S6、重复步骤S4-S5若干次,直至离合器3达到完全结合状态,补风门8维持关闭状态,进行吸扫作业。
实施例4
一种清扫车风机动力系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、开启补风门8,电动推杆6推出,离合器3为分离状态,副发动机1启动至怠速(800转/分)。
S2、电动推杆6缩回从而带动离合拨叉手柄5,离合器3开始结合,离心风机2启动,副发动机1因负载增加而降速。
S3、副发动机1降速至650转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止,离合器3位于半联动状态。
S4、副发动机1转速稳定并恢复至怠速,电动推杆6继续缩回,离合器3继续结合,离心风机2随之升速,副发动机1因负载增加而降速。
S5、副发动机1降速至650转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止。
S6、重复步骤S4-S5若干次,直至离合器3达到完全结合状态,补风门8维持开启状态,进行吹扫作业。
实施例5
一种清扫车风机动力系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、开启补风门8,电动推杆6推出,离合器3为分离状态,副发动机1启动至怠速(800转/分)。
S2、电动推杆6缩回从而带动离合拨叉手柄5,离合器3开始结合,离心风机2启动,副发动机1因负载增加而降速。
S3、副发动机1降速至700转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止,离合器3位于半联动状态。
S4、副发动机1转速稳定并恢复至怠速,电动推杆6继续缩回,离合器3继续结合,离心风机2随之升速,副发动机1因负载增加而降速。
S5、副发动机1降速至700转/分,电动推杆6停止缩回而离合拨叉手柄5随之停止。
S6、重复步骤S4-S5若干次,直至离合器3达到完全结合状态,补风门8维持开启状态,进行吹扫作业。
以上所述的,仅为本发明的较佳实施例而已,不能限定本发明实施的范围,凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰,皆应仍属于本发明涵盖的范围内。
Claims (9)
1.一种清扫车风机动力系统,安装于清扫车,包括副发动机和离心风机,其特征在于:副发动机的飞轮安装有离合器,离合器为膜片弹簧离合器,带有离合拨叉手柄;离合器输出轴上安装有传动轮,与离心风机的传动轮通过传动带传动连接;还包括一电动推杆,电动推杆用于控制离合拨叉手柄;电动推杆、副发动机的转速传感器都电连接至清扫车的控制系统;控制系统用于控制离合器以半联动软结合方式进行启动离心风机;半联动软结合指电动推杆采用分段间断式缩回直至离合器完全结合,当副发动机转速稳定于怠速状态,电动推杆缩回,当副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回。
2.根据权利要求1所述清扫车风机动力系统,其特征在于:离心风机的蜗壳一侧设有进风室,进风室与蜗壳同轴连通;离心风机的进风口开设于进风室的顶端,离心机的出风口位于蜗壳的底端;进风室的远离离心风机的一侧还开有补风门,补风门正对于离心风机的转轴,补风门由气缸控制。
3.根据权利要求2所述清扫车风机动力系统,其特征在于:补风门由气缸控制上下翻转以实现开闭。
4.根据权利要求3所述清扫车风机动力系统,其特征在于:补风门由上半门和下半门构成,上半门和下半门活动铰接;气缸的自由端连接于上半门。
5.权利要求1-4任一项清扫车风机动力系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、电动推杆推出,离合器为分离状态,副发动机启动至怠速;
S2、电动推杆缩回从而带动离合拨叉手柄,离合器开始结合,离心风机启动,副发动机因负载增加而降速;
S3、副发动机降速至A值,电动推杆停止缩回而离合拨叉手柄随之停止,离合器位于半联动状态;
S4、副发动机转速稳定并恢复至怠速,电动推杆继续缩回,离合器继续结合,离心风机随之升速,副发动机因负载增加而降速;
S5、副发动机再降速至A值,电动推杆停止缩回而离合拨叉手柄随之停止;
S6、不断重复步骤S4-S5,直至离合器达到完全结合状态。
6.根据权利要求5所述清扫车风机动力系统的控制方法,其特征在于:A值为600-700转/分。
7.根据权利要求5所述清扫车风机动力系统的控制方法,其特征在于:A值为700转/分。
8.根据权利要求5所述清扫车风机动力系统的控制方法,其特征在于:步骤S1-S6期间,补风门为开启状态。
9.根据权利要求5所述清扫车风机动力系统的控制方法,其特征在于:步骤S1-S6期间,补风门为关闭状态;离合器完全结合后,补风门维持关闭或呈开启状态。
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