论文消防车取力器设计方法，该文是设计方法方面有关毕业论文提纲范文跟消防车和取力器和初探有关本科毕业论文范文.
随着我国经济建设的快速发展,高层建筑越来越多,大型石化企业不断涌现,消防安全显得越来越重要,对消防车也提出了更高的要求.取力器作为消防车的动力输出装置,通常被称为消防车的“心脏”.它的可靠性将影响消防车性能的发挥. 按取力器所处位置可分为发动机取力、变速器取力和传动轴取力.变速器取力又可分为：变速器一轴取力（夹心式）、变速器上盖取力、变速器侧取力和变速器后取力.目前国内中重型水罐消防车、泡沫消防车多采用将取力器置于主离合器和变速器之间的夹心式取力器和置于变速器后传动轴上的传动轴式取力器两种形式.夹心式取力器如图1．传动轴式取力器如图2所示.
夹心式取力器将主发动机的动力从变速器一轴上取出,经取力器中齿轮组变速后输出,通过传动轴驱动消防泵,可实现双动功能（即驻车和行车时消防泵都能工作）.传动轴取力器安装在变速器后,将传动轴截断,又称断轴式取力器.传动轴取力器一般在驻车时使用.
1．取力点的选择 取力点就是消防泵在额定转速工作时对应发动机的转速.取力器设计不仅仅是取力器自身结构的设计,而更重要的则是取力器与发动机、消防泵等部件的合理匹配设计,其作用是将发动机动力有效地传送到消防泵,满足消防泵各种工况要求.因此,取力点选择合理与否直接关系到消防泵及整车性能的发挥.
取力器与发动机、消防泵合理搭配组合起来使消防车在GB 7956-87《消防车消防性能要求试验方法》规定的各种负载下稳定运转,并且使各部件的性能得到最大的发挥.发动机是消防车的动力源,取力点一般应选在最大功率对应转速n1与最大扭矩对应转速n2之间,发动机外特性曲线如图3所示.若转速小于n1,即取力点过于靠前,则可能出现发动机输出功率小于负载功率,造成“大”发动机拖不动“小”负载的现象,若转速大于n2,即取力点过于靠后,则会造成发动机毫无必要地在高速下工作.这两种情况下发动机的动力性不佳、燃油经济性较差,工作不稳定.
选择取力点还要考虑发动机有一定的功率储备.若选定的消防泵功率与该取力点下发动机功率接近或相等,消防泵的性能就很难发挥,易出现发动机过热、磨损加剧等现象.由此可见,消防泵功率必须小于匹配点对应转速下发动机负荷特性曲线上的功率.消防泵与发动机的功率匹配可参照GB 7956.2-2014《消防车第2部分：水罐消防车》,消防泵的轴功率与发动机总功率之比：汽油机不大于55%．柴油机不大于60%.
2．速比的确定 根据GA 39.5-92《泡沫消防车通用技术条件》附录A对取力器速比的选择规定：功率输出装置的增速比,推荐不小于消防泵的额定转速与发动机额定转速之比的1.21-f音,即：
另外．GB 7956.2-2014《消防车第2部分：水罐消防车》中规定取力器的增速比不应大于1.5．以上三者结合起来就可以确定取力器的速比. 1．取力器的方案设计 现以夹心式取力器为例,介绍取力器的设计过程.在设计取力器前,首先要了解变速器结构,尤其是变速器一轴处结构形式,以及变速器润滑油路的布置.由于取力器安装在变速器和离合器壳体之间,空间位置显得尤为重要.要对所选底盘进行测量,主要测量取力器安装处的空间尺寸.例如,变速器一轴中心距离大梁的高度、变速器与离合器结合面的形状、连接孔尺寸等.还要注意结合面处有无凸起,在设计取力器箱体时要进行避让,如图4所示.
离合在取力器的设计中是重中之重,取力器的离合方式有：输入轴离合、中间轴离合和输出轴离合.输入轴离合和输出轴离合各有优缺点.输入轴离合的优点是润滑充分、整机转动惯量小、对变速器换挡影响小,缺点是制造难度大、有脱挡的风险、维修困难等；输出轴离合的优点是易于加工、维修方便,缺点是输出轴滚针轴承润滑困难；中间轴离合由于采用拨齿轮的形式,容易遇到齿顶对齿顶的情况,故一般很少采用.
取力器的控制方式有气动式、液动式、电动式,绝大多数消防车都采用气动方式,只有没有气源的消防车才采用电动式和液动式.气动式的控制过程是：用电磁阀控制气路的通断,当气路通气时,气缸推动离合套运动,将主从动件连为一体,动力输出；当气路断气时,气缸中弹簧复位,推动离合套运动,将主动件与从动件脱离,无动力输出.液动式与气动式控制过程类似.电动式一般采用电磁铁及电动推杆的形式,直接用电路的通断就可以控制执行元件.
以上几点确定后,结合前面确定好的速比就可以作详细方案.夹心式取力器一般采用一组或两组齿轮来传递功率,要对齿轮、轴、轴承进行强度校核.如果中心高过高,飞溅润滑不好,需考虑强制润滑.由于受空间位置限制,取力器加油量有限,加之取力器处在发动机后,受发动机的热辐射影响,温度问题成了取力器设计的难点.《消防车》第2部分：水罐消防车(GB7956.2-2014)标准中规定：水罐车连续运行6小时,取力器润滑油温度应小于100.C．取力器输出轴轴承座温度应小于100.C.因此还要有强制冷却措施.一般在取力器润滑油中设置冷却管或者在强制润滑油路中设置冷却器,对润滑油进行冷却.
2．取力器主要零件的设计 在取力器的所有零件中最主要的是箱体和一轴.箱体的设计中要考虑很多因素,外部与变速器和离合器壳体连接,内部用来支撑齿轮组.箱体的下半部分轮廓一般都随变速器的外形,上部分要随整车的布置情况来定,要避让离合器上的助力缸以及起动电机等；一轴的设计是把原变速器一轴加长取力器箱体的厚度,一轴两头的齿轮和花键与原变速器一轴保持一致.如果无法得到这些参数就必须对原变速器一轴齿轮及花键进行测绘.汽车上的齿轮有的是非标的,有的还是高制齿.对于进口变速器,在测绘齿轮及花键参数时还要参考相关国外标准.
消防车取力器的设计不仅仅是一个齿轮箱的设计,更重要的是与发动机、消防泵等部件的合理匹配,其囊括了发动机、离合器、变速器、消防泵以及汽车控制系统的知识,只有对汽车、消防设备有较深入的了解,设计出的产品才能更好地满足消防车使用的要求.
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参考文献：
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