专利名称：双发式消防车的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双发式消防车的驱动装置，具体的，涉及一种双发式消防车的背负式发动机驱动水泵的动力驱动装置。
背景技术：
目前，具有喷水功能的消防车大量应用于各种场合，例如工厂、机场、人口密集的商业区等。常规的消防车都是在底盘发动机与离合器之间安装夹心取力器，通过取力器输出动力来驱动水泵，从而实现喷水灭火的目的。但是，对于某些场合来说，例如在机场执勤的消防车，其区别于常规消防车的一个 最重要的特点是要求响应速度快、加速时间短。同时，消防车要求具有边行走边作战的能力，而且车辆行驶速度一般不低于40km/h，这就对底盘发动机的功率和性能提出非常高的要求。为满足这一要求，国内外大多数厂商生产的消防车通常采用双发配置结构，即一个底盘两台发动机；一个发动机是底盘自带，另一台发动机采用后置背负式，专用于驱动水泵运转。对于采用后置背负式发动机的机场消防车来说，常规的驱动结构是在后置发动机飞轮端设置离合器(其常见的控制方式包括气动和机械两种方式)和取力器，通过离合器控制取力器的接合与断开以实现水泵的运转或停转。这种常规的双发式消防车虽然可以实现消防作业目的，但由于采用了取力器及与其配合的机械式离合器，不可避免的增加了整个系统的零部件数量，使得系统结构复杂、体积庞大、设备笨重、故障率高、造价高昂，不能适用于日益严格的消防作战要求，特别是不能满足于机场消防车对于高机动性、高可靠性、作业高效率的要求。基于上述原因，有必要开发一种新型的双发式消防车，这种消防车的驱动结构简单，操作方式简单高效，适合日益发展的消防行业的技术要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种双发式消防车的驱动装置，其通过采用电磁离合器控制背负式发动机与水泵传动轴的接合与断开，从而避免采用传统的取力器和机械式离合器的复杂结构，简化了驱动装置的结构，降低了成本。根据本发明的一个方面，提供了一种双发式消防车的驱动装置，用于输出动力驱动水泵运转，所述装置包括发动机10，用于输出动力驱动水泵运转；电磁离合器11，连接在所述发动机10和传动轴12之间，用于控制控制发动机与传动轴的接合与断开；和传动轴12，连接在所述电磁离合器11和水泵之间，用于将所述发动机10输出的动力传递给水泵以驱动水泵运转。优选的，所述电磁离合器11包括主动盘110，该主动盘的内侧连接到发动机10的飞轮端面上；从动盘111，相邻的设置在所述主动盘的外侧，使得该从动盘的内侧与该主动盘隔开一定距离的间隙；和线圈112，固定设置在所述从动盘111外侧的瓢壳组件上，用于在通电时产生电磁耦合力。优选的，所述主动盘110和从动盘111相对的侧面分别安装有摩擦盘1100和摩擦盘1110，所述摩擦盘的表面处理成粗糙表面。优选的，所述主动盘110的摩擦盘1100通过弹簧1101固定连接到主动盘110上，使得电磁耦合力消失时摩擦盘1100在弹簧的弹力作用下脱离从动盘的摩擦盘1110。可选的，所述摩擦盘1100,1110的表面上设置有相互咬合的啮合齿。其中，所述从动盘111与所述传动轴12固定连接,使得所述从动盘的旋转能带动该传动轴的旋转。其中，所述主动盘110和从动盘111以同轴的方式安装在发动机的中心旋转轴上。优选的，所述间隙大小设置在O. 7-lmm范围内。 可选的，所述电磁离合器11还包括控制器，用于控制电磁离合器的接合与断开。可选的，所述控制器连接在电磁离合器的线圈112上，用于控制线圈112的通电和断电。其中，所述控制器包括直流电源1120，用于为线圈112供电；和开关1121，用于控制线圈112的通电和断电。可选的，所述控制器还包括保险1122，用于在控制器的电路发生故障时保护电磁
宦人興两口名> O如上所述，本发明的双发式消防车的驱动装置解决了常规的双发式消防车背负发动机通过匹配取力器与水泵连接的复杂，冗繁结构，取而代之的是通过在发动机飞轮端加装电磁离合器来直接驱动水泵，使得水泵的运转与否直接通过电控按钮就可以实现。
图I显示了常规的双发式消防车的驱动装置示意图；图2显示了本发明的双发式消防车的驱动装置示意图；图3显示了本发明实施例的电磁离合器的结构示意图；图4显示了本发明另一实施例的电磁离合器的结构示意图；图5显示了本发明的双发式消防车的后置发动机驱动装置的详细结构图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式
并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。图I显示了常规的双发式消防车的驱动装置示意图。常规的双发式消防车采用双发配置结构，即一个底盘两台发动机，其中一台发动机是底盘自带，用于驱动车体行走；另一台发动机采用后置背负式配置，专用于驱动水泵运转。图I中仅显示出用于驱动水泵的背负式发动机驱动结构。如图I所示，常规的双发式消防车的驱动装置包括后置式发动机I、取力器2、离合器3和传动轴4。
后置式发动机I用于输出动力驱动水泵5运转。取力器2设置在发动机I和水泵5之间，通过与发动机的接合和断开实现水泵的运转或停转。具体来说，取力器2与发动机I之间设置有离合器3，通过离合器3来控制取力器2与发动机I的接合和断开。另一方面，取力器2通过传动轴4与水泵5连接，通过传动轴将动力传递给水泵。当取力器与发动机飞轮接合上时，将发动机输出的动力通过取力器传递到传动轴，进而传递到水泵以驱动水泵运转，喷洒出水；当取力器与发动机飞轮断开时，发动机输出的动力不会取力器传递到传动轴和水泵，从而使水泵停转。取力器与发动机之间的接合和断开通过离合器的开合实现。离合器3设置在发动机I与取力器2之间，用于控制取力器与发动机飞轮之间的接合和断开。现有技术的双发式消防车通常采用机械式离合器，包括气动式离合器(利用气体压力实现离合器开合)和纯机械式离合器(仅利用机械联动结构实现离合器开合)，通过机械的方式操作离合器，实现取力器与发动机的接合和断开。由上可见，传统的双发式消防车由于采用了取力器和机械式离合器，不可避免的 具有下述缺陷(1)整体重量大为实现这种驱动结构，需要安装的设备很多，如离合器，取力器，油门踏板总成等，其中取力器的重量最大，如果加上发动机自重的话，整个后置系统净重约2吨多；(2)轴向尺寸大由于离合器和取力器都安装在发动机飞轮端前侧，与发动机成轴向布置，而取力器本身的尺寸也较大，在集成后导致整个系统的轴向尺寸很长，占用空间大，车辆装配困难；(3)故障几率高由于整个后置背负系统是由多个复杂部件组成，因此，发生故障的部位会增加，出现故障的几率也相应增大；(4)成本高常规的后置背负系统结构复杂，组成部件多，导致价格居高不下。图2显示了本发明的双发式消防车的驱动装置示意图。如图2所示，本发明的双发式消防车的驱动装置包括发动机10、电磁离合器11和传动轴12。发动机10为背负式发动机，用于输出动力以驱动水泵运转，可以根据水泵的轴功率选择合适功率的发动机。电磁离合器11连接在发动机10和传动轴12之间，用于控制发动机与传动轴的接合与断开。电磁离合器的规格参数可以根据发动机10的参数进行选择定制。电磁离合器11与发动机10连接，通过电磁耦合方式控制电磁离合器的接合与断开，从而实现发动机与传动轴12的接合与断开，进而控制水泵5的旋转和停转。传动轴12连接在电磁离合器11和水泵之间，用于将发动机10输出的动力传递给水泵以驱动水泵运转。可见，本发明的双发式消防车避免采用现有消防车后置发动机的取力器与水泵连接的复杂冗繁结构，通过电磁离合器来直接驱动水泵，通过电控按钮实现水泵的运转与停转控制，从而大大简化了双发式消防车的驱动装置的结构，减少了装置需要的零部件数量。电子操控结构相比于机械操控结构有利于减少设备体积和重量，简化操作方式，提高操作稳定性。图3显示了本发明实施例的电磁离合器的结构示意图。如图3所示，用于本发明双发式消防车的电磁离合器11包括主动盘110、从动盘111和线圈112。主动盘110的内侧(发动机侧)连接到发动机的飞轮端面上，使得发动机飞轮的旋转能够带动主动盘的旋转，主动盘110的外侧(从动盘侧)面向从动盘111。从动盘111相邻的设置在主动盘110的外侧，使得其内侧与主动盘110隔开一定距离的间隙do从动盘111连接到传动轴12上，使得从动盘111的旋转能带动传动轴12的旋转。主动盘和从动盘以同轴的方式安装在发动机的中心旋转轴上。线圈112设置在从动盘111的外侦牝并固定在电磁离合器的瓢壳组件上，用于在通电时产生电磁耦合力。优选的，电磁离合器的主动盘、从动盘相对的表面均安装有主动盘摩擦盘1100和从动盘1110，摩擦盘的表面处理成粗糙表面，用于在主动盘与从动盘接合时增大接合力，使得二者的接合旋转更加稳固。优选的，摩擦盘的表面可以处理成具有花纹或图案的粗糙表面。进一步，可以在主动盘摩擦盘1100和从动盘1110的表面上设置可以相互咬合的啮合齿(例如锯齿状或柱状)，从而进一步的增大主动盘与从动盘的接合力。如图3所示，主动盘摩擦盘1100通过弹簧1101固定连接在主动盘110上，弹簧1101设置成具有收缩弹力，弹力大小设置成小于电磁耦合力，使得通电耦合时摩擦盘1100可以克服弹簧的收缩弹力贴合在从动盘的摩擦盘1110上，并且在断电时使得摩擦盘1100 在弹簧的弹力作用下可以脱离从动盘的摩擦盘1110并返回初始位置，从而使得主动盘与从动盘解除接合。在图3所示的实施例中，采用了螺旋弹簧，弹簧的数量和位置可以根据电磁离合器的参数灵活设定。例如，可以沿着主动盘的圆周面均匀设置5个、6个甚至更多的弹簧。图4显示了本发明另一实施例的电磁离合器的结构示意图。在图4所示的电磁离合器中，沿着主动盘表面等间距的示例性设置了 6个弹簧片1101，每个弹簧片的一端部(例如图中的近圆心端A端)固定连接到主动盘110上，另一端部(例如图中的远离圆心端B端)固定连接到摩擦盘1100上。弹簧片1101到初始状态没有形变，此时摩擦盘1100紧贴到主动盘110上。当线圈112通电时，摩擦盘1100在电磁力的作用下向远离主动盘的方向移动并与从动盘的摩擦盘1110贴合，使得弹簧片1101产生形变，从而对摩擦盘1100产生朝向主动盘的拉力；当线圈112断电时，电磁力消失，摩擦盘1100在弹簧片1101的拉力作用下靠向主动盘，从而脱离从动盘的摩擦盘1110。图4中示例性显示了 6个弹簧片，沿着主动盘圆周均匀排列，但本发明不限制于此，弹簧的数量和位置可以根据电磁离合器的参数灵活设定。下面介绍通过电磁离合器驱动水泵的原理。电磁离合器11采用外接电源供电,通过电子开关控制电磁离合器的通电和断电，实现通电接合、断电分离。当通电后，线圈112通电产生磁力，通过从动盘将主动盘吸过来并贴合。主动盘和从动盘相互贴合的表面均安装有摩擦盘，使得贴合更加紧密牢固。发动机飞轮的旋转带动主动盘旋转，当主动盘与从动盘通过电磁耦合力紧密贴合后，主动盘的旋转带动从动盘旋转，进而带动与从动盘固定连接的传动轴的旋转。这样，发动机旋转的动力就通过电磁离合器传递到水泵。另外，当电磁离合器断电后，线圈磁力消失，主动盘外侧的摩擦盘在弹簧片的作用下回弹并与从动盘的摩擦盘分离，从而切断了发动机与传动轴的连接，中止动力传输，使水泵停止运转。在使用过程中，操作者仅需要通过操作外部电源按键的通断就能实现水泵的运行与停止，操作简单方便。
从上述描述可知，发动机的动力输出主要通过电磁离合器的主动盘与从动盘的贴合与分离来实现。如上所述，从动盘与主动盘之间设置成隔开一定距离的间隙d。在电磁离合器的电功率等其他参数确定的情况下，该间隙距离的大小会影响到电磁离合器的起动、运转、停止操作的可靠性。间隙过小会导致离合器带载起动，起动扭矩大，功率消耗多，并可能导致断电分离失效。间隙过大会导致通电接合失效，造成水泵无法正常起动，或者水泵运转时断时续。因此，设置并控制好电磁离合器的主动盘与从动盘之间的间隙距离对于保证离合器的正常工作比较重要。在实际装配过程中，可以通过配套的工装和卡尺测量并控制该间隙。在本发明的优选实施例中，优选的将该间隙大小设置在O. 7-1_范围内，可以确保电磁离合器的正常有效工作。图5显示了本发明的双发式消防车的后置发动机驱动装置的详细结构图。如图5所示，本发明的双发式消防车的后置发动机通过电磁离合器耦合到传动轴上，从而仅通过电磁离合器的开合直接控制发动机与传动轴之间的动力传递。相对于现有 技术的双发式消防车，不需要采用体积庞大、笨重的取力器和机械式离合器，简化了驱动结构和驱动方式，并使得水泵的驱动操作更加稳定高效。图5还示出了本发明电磁离合器的控制器，电磁离合器的控制器用于控制电磁离合器的接合与断开。具体来说，控制器连接在电磁离合器的线圈112上，用于控制线圈112的通电和断电。如图5所示，该控制器包括直流电源1120和开关1121。直流电源优选的采用24V直流电源，用于为线圈供电。开关1121优选的采用电控按钮，用于操作者随时控制电磁离合器(线圈)的通电和断电，进而控制水泵的运转和停转。优选的，在控制器的直流电源1120—侧还设置有保险1122，优选的采用10安培的保险，用于在控制器的电路发生故障时及时有效保护离合器。相对于现有技术来说，根据本发明的双发式消防车的后置发动机驱动装置具有下述明显的优点(I)结构简单整套动力驱动装置的核心部件仅包括电磁离合器，结构简单，易于安装，便于操作；(2)可靠性高由于结构简单，原理清晰明了，整套装置故障发生率低，可靠性高；(3)重量轻相对于上述常规的动力驱动装置，通过使用电磁离合器来驱动水泵，整套背负系统可减轻近800公斤；(4)外形尺寸小相对于上述常规的动力驱动装置，改用电磁离合器后，轴向尺寸仅在原来发动机飞轮端面基础上，向前延伸135. 5mm,而传统装置的相应数据约为900_;(5)成本低电磁离合器的使用大大简化了结构，降低了成本，传统的动力驱动系统的制造成本至少约12万以上，本发明的动力驱动装置可以节约成本至少I. 7万以上。应当理解的是，本发明的上述具体实施方式
仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
权利要求
1.一种双发式消防车的驱动装置，用于输出动力驱动水泵运转，所述装置包括 发动机(10),用于输出动力驱动水泵运转； 电磁离合器(11)，连接在所述发动机(10)和传动轴(12)之间，用于控制控制发动机与传动轴的接合与断开；和 传动轴(12)，连接在所述电磁离合器(11)和水泵之间，用于将所述发动机(10)输出的动力传递给水泵以驱动水泵运转。
2.根据权利要求I所述的驱动装置，所述电磁离合器(11)包括 主动盘(110)，该主动盘的内侧连接到发动机(10)的飞轮端面上； 从动盘(111)，相邻的设置在所述主动盘的外侧，使得该从动盘的内侧与该主动盘隔开一定距离的间隙；和 线圈(112)，固定设置在所述从动盘(111)外侧的瓢壳组件上，用于在通电时产生电磁耦合力。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，所述主动盘(110)和从动盘(111)相对的侧面分别安装有摩擦盘(1100)和摩擦盘(1110)，所述摩擦盘的表面处理成粗糙表面。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，所述主动盘(110)的摩擦盘(1100)通过弹簧(1101)固定连接到主动盘(110)上，使得电磁耦合力消失时摩擦盘(1100)在弹簧的弹力作用下脱离从动盘的摩擦盘(1110)。
5.根据权利要求3所述的驱动装置，所述摩擦盘(1100,1110)的表面上设置有相互咬合的哨合齿。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的驱动装置，所述从动盘(111)与所述传动轴(12)固定连接，使得所述从动盘的旋转能带动该传动轴的旋转。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的驱动装置，所述主动盘(110)和从动盘(111)以同轴的方式安装在发动机的中心旋转轴上。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的驱动装置，所述间隙大小设置在O.7-1_范围内。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的驱动装置，所述电磁离合器(11)还包括控制器，用于控制电磁离合器的接合与断开。
10.根据权利要求9所述的驱动装置，所述控制器连接在电磁离合器的线圈(112)上，用于控制线圈(112)的通电和断电，所述控制器包括直流电源(1120)，用于为线圈(112)供电；和开关(1121)，用于控制线圈(112)的通电和断电，所述控制器还包括保险(1122)，用于在控制器的电路发生故障时保护电磁离合器。
全文摘要
本发明公开了一种双发式消防车的驱动装置，用于输出动力驱动水泵运转，所述装置包括发动机(10)，用于输出动力驱动水泵运转；电磁离合器(11)，连接在所述发动机(10)和传动轴(12)之间，用于控制控制发动机与传动轴的接合与断开；和传动轴(12)，连接在所述电磁离合器(11)和水泵之间，用于将所述发动机(10)输出的动力传递给水泵以驱动水泵运转。根据本发明，可以避免采用常规的双发式消防车背负发动机中的取力器与水泵连接的复杂冗繁结构，仅通过电磁离合器就可以电控方式直接驱动水泵的运转和停转，大大简化了装置结构，减少了零部件数量，降低了装置成本，提高了操作稳定性。
文档编号A62C27/00GK102963250SQ20121042775
公开日2013年3月13日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者尹富强, 何永成, 李党, 赵俊朋, 刘勇 申请人:北京中卓时代消防装备科技有限公司