安源牌客车空调制冷机组断皮带的处理

刘奇荣，胡 江

（江西应用工程职业学院，江西 萍乡 337042）

1 要解决的问题

型号为PK611000 安源牌大客车，整车整备质量10200kg，发动机功率220 马力，外型长11450 mm，宽2500mm，高3320mm。此车型的空调压缩机的传动皮带，即使是进口高级皮带，工作不到1 小时就会过热而被拉断，使空调系统形同虚设。

2 检查分析

经检查此空调系统为非独立式空调系统，压缩机和发电机都是依靠发动机主轴通过皮带传递动力和扭矩的，膨胀阀、冷凝器、蒸发器、管路、操纵面板及辅助装置等没有出现故障，制冷剂也充足，故障可能出在压缩机部分。安源牌PK611000 型客车空调制冷机组压缩机采用德国Bock公司原装进口FKX40／650N 大排量压缩机，并配有完善的怠速提升控制装置，可靠性好，运行寿命长，适用于大马力后置式客车安装使用，空调机组运行具有强弱两档制冷和通风功能，且能实现自动控制为增加车内新鲜空气而设有电动可调控制新风引入系统及负离子发生装置，以满足用户的不同乘务需求。

2.1 FKX40／650N 型制冷压缩机的工作原理

当空调系统启动时，压缩机电磁离合器吸合，发动机通过皮带驱动压缩机，气态的HFC-I34a制冷剂被压缩机吸入，经压缩后成为高温高压气体送入冷凝器液化，同时向车外周围空气放热，液态的制冷剂经干燥、脱水过滤后，流至膨胀阀，经节流减压成低温低压雾状工质进入蒸发器，蒸发而吸收热量，经蒸发器翅片与空气换热，致使车厢内空气温度下降。从蒸发器出来的制冷剂蒸气通过低压管被压缩机再吸入，周而复始进行制冷循环，从而把车厢内热量不断带到车外，达到制冷目的。同时，由于蒸发器表面温度低于空气零点，导致流经表冷气的空气中的水分不断被冷凝成为露水流出车外，从而达到去湿目的。

2.2 故障产生的原因

（1）现场观察情况。检查压缩机和电磁离合器都正常，唯有传动装置即连结发动机与压缩机及发电机的皮带不是断就是过热磨损，天天调换，即使是调换进口高级皮带也是如此。经现场观察，压缩机安装于汽车主发动机附近，出厂安装时加装了过渡轮，此过渡轮一方面可调整皮带的张力，另一方面可使压缩机转速比发动机转速略有提高。安装时应保证发动机皮带轮的带槽与压缩机离合器皮带轮的带槽在同一平面内，而现实是压缩机皮带轮移出50mm，皮带松紧应能调整，松紧程度为在皮带中间施加98N（10kgf）的力，其挠曲量为10～12mm。

（2）技术参数检查及分析。①发动机皮带轮端面与压缩机皮带轮端面不在同一平面内，压缩机移出50mm 的距离；②过渡轮与压缩机皮带轮也不在同一平面内，并张得过紧，使皮带增加负荷和轮槽磨檫；③连结发动机和压缩机的皮带型号为：VOLTA POWER XPB 2000Li，1800lLi，1500Li；④量得压缩机和发动机轮心距离为777mm，预计改为700mm 左右；⑤发动机皮带轮外径Φ188 mm，槽宽16mm，皮带齐外径面；⑥压缩机皮带轮外径Φ240mm，槽宽17mm，皮带低外径面，每边2mm；⑦压缩机轮轴线与底板底面高差244mm；⑧压缩机轮轴线与底板表面高差188mm；⑨压缩机皮带轮与发动机皮带轮，两轮轴心高差188mm；⑩张紧轮（过度轮）安装在压缩机底板上直接张紧发动机和压缩机间的皮带。

由于以上原因，使皮带易断或过热磨损严重，要天天调换。

3 技改方案

技改有三套配套方案：第一，前两种方案都想采用安装过渡轮，因为过渡轮一方面可张紧皮带，起调节皮带张力的作用。第二，因为D发＜D 过（带轮直径D），D 过＞D 压。据N1／N 2=D2／D1，则可使压缩机转速略有提高，保持压缩机的转速与技改前相同。

第一套方案见图1。

图1 第一种方案

此种方案的特点是：（1）安装了过渡轮。（2）它属于三级传动，D发＜D 过，D 过＞D 压，D 压＞D 发。从转速的关系来看，使用过渡轮，压缩机转速比未使用过渡轮压缩机转速稍有提高，n使＞n未，就更好地使压缩机起到制冷制热的效果。（3）从受力方面来分析：过渡轮材料采用45＃钢，过渡轮自重10kg。而支承板厚δ过＜δ压＜δ发，所以有点头重脚轻，有振动，地脚稳定性不太好，皮带与带轮轮槽磨插增大，维修调节困难，容易引起压缩机皮带轮与发动机皮带轮不共面，造成皮带交叉磨损，皮带会磨插过热而被拉断，因此苹矿通程汽修公司、制冷设备厂及安源客车厂都就此方案进行过安装，但效果不佳，所以不可取。

第二套方案见图2。

图2 第二种方案

此种方案设想可把过渡轮（或小点的张紧轮），安装在三个地方：（1）安装在槽钢上（2）安装在压缩机底板上，（3）悬挂在某处，并且过渡轮还必须装有螺旋可升降装置，目的是使皮带张紧，调节张力，特点是便于皮带的装卸。但是第二种方案安装过渡轮，客车场地没有安装位置，所以不可取。

第三套方案见图3。

图3 第三种方案（正确采用的方案）

此种方案是不采用过渡轮而采用整体式移动底板来调节带轮中心距，从而调节皮带张力达到规定的张紧程度。此种方案的优点是减少了过渡轮对皮带的轮槽磨插，车内可有安装位置，而且改造和维修方便，便捷。第三套方案具体如下：

（1）第一种可行性方法：

设定发动机怠速为v=1000rpm 时，查机械加工手册得，每根B型皮带可带负载2.5kW。

①初定中心距a0，则有：

0.7（D1+D2）＜a0＜2（D1+D2）

0.7（188+240）＜a0＜2（188+240）

299.6＜a0＜856

按实际条件暂定a0=700mm

②按中心距，a0=700mm 计算三角B带的长度：

若使用B型三角皮带，标准长度L0=2000mm 的话，则计算长度L′=L0+△L，△L经查得，△L=40mm，所以=2000+40=2040mm，而2072mm＞2040mm，所以采用中心距a0=700mm，标准长度为2000mm 的B 型三角皮带不可行，只有缩短中心距a0。

③若将中心距改定为a0=685mm，则计算长度为：

因为2043≈2040，结果与以上近似相符，于是可采用中心距为685mm，标准长度为2000mm 的B型三角皮带。

（2）第二种可行性方法见图3。

考虑安装皮带方便和不使用张紧轮，将中心距调整为：a0=678mm，则皮带计算长度为：

因为2029≈2040，结果与以上相符，于是可采用中心距 为678mm，标准长度为2000mm 的B型三角皮带。

（3）第三种可行性方法：

若中心距采用a0=600mm，则皮带计算长度为：

因为1873＜2000mm，所以只能采用1800mm 三角带B型皮带。中心距a=600时，则压缩机皮带轮就要水平移动777-600=177mm，而实际车内安装位置最多可移动160mm 所以不可行。

若中心距采用a0=580时，则通过计算皮带的长度得：L′=1833mm。故只能采用1800mm 三角带B型皮带，又因为1833-1800=33mm，而△L=40 mm 则40-33=7 mm，得△L=7mm，所以以中心距a0=580时，则压缩机皮带轮也要水平移动777-580=197 mm，以增大中心距来张紧皮带，客车内安装位置不够，且不现实。因此采用中心距为580mm 时，标准长度为1800mm 的B型三角皮带更是不可行的。

经过以上方案比较，决定采用第三套方案中的第二种方法，中心距为678mm，标准长度为2000mm 的B型三角皮带。

4 处理措施

1）以发动机皮带轮端平面为基准面，调整压缩机皮带轮以及发电机皮带轮端平面与其共面，见图3。

2）拆掉过渡轮减轻皮带负荷，将原来三级皮带传动改为二级皮带传动，并采用整体移动式底座张紧装置，仍然可使压缩机转速达到标准范围：最高转速为（2200～2800 rpm），最低转速为1000rpm，仍然可调节皮带的松紧程度达到标准范围。

3）制作整体移动式底座后，只须调节螺栓就可调节中心距和底座固定（注：采用防震垫圈或防震橡胶垫圈）。

4）整体移动式底座的制作过程见图4所示。

图4 压缩机底板

5 技术改造处理后的效果

技改处理后，皮带减轻了过渡轮对它的负荷和磨损；维修、维护、装卸，调节皮带方便简单，只需调节螺栓；保证了压缩机的工作转速达到标准范围。原来采用进口高级皮带每根按40元算，2根80元，而现在只需要7元一根的普通皮带，2根14元，并且运行了两年多都无需调换，就按一天工作1小时，损失皮带2根计算，那么两年多来可以节约资金50000余元。目前该项技改方案得到了上级的认可，被萍矿集团公司评为科技成果三等奖，该方案已被安源客车空调厂采用，该安源牌系列客车空调传动装置已全部按该方案改造。