CN109723546B - 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 (6)
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，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，补风门由气缸控制上下翻转以实现开闭，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。
2.权利要求1所述的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。
3.根据权利要求2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。
4.根据权利要求2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。
5.根据权利要求2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。
6.根据权利要求2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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