機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)的設(shè)計(jì)

曹剛,程凱華,紀(jì)淑霞,商現(xiàn)偉

(泰安航天特種車(chē)有限公司，山東泰安 271000)

機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)的設(shè)計(jì)

曹剛,程凱華,紀(jì)淑霞,商現(xiàn)偉

(泰安航天特種車(chē)有限公司，山東泰安 271000)

機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)因特殊的使用要求，其性能及技術(shù)都應(yīng)達(dá)到重型越野汽車(chē)技術(shù)的最高水平。針對(duì)以上特點(diǎn)自主研發(fā)了機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)，應(yīng)用新型輪邊減速器、流線(xiàn)型鋁質(zhì)蒙皮駕駛室、寬體式一體車(chē)架、空氣彈簧和推力桿懸架機(jī)構(gòu)等，在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝等方面均有突破性進(jìn)展，并且遵循了系列化、功能化和多元化的特點(diǎn)，更合理地發(fā)揮了消防車(chē)的效能，解決了車(chē)輛加速性能不足、車(chē)輛最高車(chē)速較低、高速行駛穩(wěn)定性不高、高速行駛時(shí)無(wú)法實(shí)施救援、空滿(mǎn)載車(chē)輛高度變化過(guò)大等難題。

消防車(chē); 底盤(pán); 輪邊減速器

Abstract:For special use requirement to airport rescue fire engine chassis system, its performance and technology should be to the highest levels of heavy-off-road vehicle technology. In view of the above characteristics, self-help airport rescue fire engine special chassis was independently developed by a company.In the special chassis, new wheel reductor, stream lined aluminum skin cab, wide-body integration frame, air spring and thrust rod suspension mechanism were applied. In design and manufacturing process, breakthrough progress had gained, and it followed the characteristics of seriation, functionalization and diversity. So the efficiency of the engine is exerted better. The problems including insufficiency acceleration ability, low top speed,poor high-speed stability, unable to rescues at high speed, excessive height change under idle condition and fully loaded condition,are solved.

Keywords:Fire engine; Chassis; Wheel reductor

0 引言

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)消防車(chē)現(xiàn)狀進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)沒(méi)有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)場(chǎng)消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)，少數(shù)廠家采用的都是國(guó)外進(jìn)口的載貨車(chē)底盤(pán)改裝的，從而使消防車(chē)的產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)組成等都存在不足。某公司研發(fā)了一種滿(mǎn)足現(xiàn)代化機(jī)場(chǎng)需求，具有大載質(zhì)量、適應(yīng)多種復(fù)雜路況、高機(jī)動(dòng)性、高越野性等特點(diǎn)的機(jī)場(chǎng)消防求援專(zhuān)用底盤(pán)。它應(yīng)用了新型輪邊減速器、流線(xiàn)型鋁質(zhì)蒙皮駕駛室、寬體式一體車(chē)架、空氣彈簧和推力桿懸架機(jī)構(gòu)等，在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝等方面均有突破性進(jìn)展，并且遵循了系列化、功能化和多元化的特點(diǎn)，更合理地發(fā)揮了消防車(chē)的整體效能。

1 消防車(chē)的整體組成

機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變矩器、自動(dòng)變速箱、車(chē)橋、懸架、車(chē)輪、車(chē)架、駕駛室、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、電氣等系統(tǒng)。整車(chē)主要結(jié)構(gòu)組成和三維實(shí)體模型見(jiàn)圖1—2。

消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)的3根車(chē)橋?yàn)槌瑢? m重載車(chē)橋，一橋與車(chē)架通過(guò)鋼板彈簧懸掛連接，二橋和三橋與車(chē)架通過(guò)空氣懸掛連接(即一橋懸架裝置為鋼板彈簧，二、三橋采用空氣懸掛，空氣彈簧上端與空氣簧支座連接，下端置于空氣彈簧橫梁上)，所述空氣懸掛裝置包括空氣彈簧、V形推力桿，I形推力桿和平衡軸。一橋?yàn)檗D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，二橋?yàn)樨炌?qū)動(dòng)橋，三橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)型式為6×6全輪驅(qū)動(dòng)。車(chē)架上設(shè)置有輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)聯(lián)軸器與上裝設(shè)備連接。

駕駛室總成通過(guò)四點(diǎn)懸浮減震裝置安裝在車(chē)架前部，車(chē)架下部安裝3根車(chē)橋，前一后二布置，駕駛室下部是供底盤(pán)行走使用的發(fā)動(dòng)機(jī)和變矩器，駕駛室后部是通過(guò)聯(lián)軸器為上裝提供力的輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，自動(dòng)變速箱安裝在車(chē)架中部，汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中共有傳動(dòng)軸4根，均為開(kāi)式管狀帶滾針軸承的萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)型式。

2 分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

(1)駕駛室系統(tǒng)

駕駛室為金屬整體式，采用鋁合金粘結(jié)技術(shù)，鋁板蒙皮，流線(xiàn)型設(shè)計(jì)，雙排三座，可前翻轉(zhuǎn)15°。主駕駛側(cè)后排加指揮員座椅，內(nèi)置空調(diào)、暖風(fēng)除霜;駕駛室頂蓋右側(cè)后部開(kāi)有天窗，允許一人從天窗進(jìn)出。座椅采用懸浮液壓減震裝置的多功能司機(jī)座椅，駕駛室下護(hù)板采用整體花紋鋁板，氧化處理，上保險(xiǎn)杠采用鋁板。

駕駛室車(chē)門(mén)開(kāi)度大于85°，天窗開(kāi)啟角度大于100°。駕駛室懸置為全浮式懸置，電動(dòng)(手動(dòng)備用)液壓雙缸翻轉(zhuǎn)。設(shè)有雨刷、遮陽(yáng)板、組合后視鏡、空調(diào)器和暖風(fēng)除霜裝置等。駕駛室還具有良好的防震、防腐、除霜、保溫和密封性。駕駛室的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

(2)懸架系統(tǒng)

前懸架為縱置式鋼板彈簧，并裝有橫向穩(wěn)定桿。后懸架為空氣彈簧懸架(單橋四氣囊結(jié)構(gòu))，保證雙橋載荷平衡，二、三橋兩側(cè)共用一個(gè)高度閥，調(diào)整空氣簧高度，后懸架加V型推力桿、橫向穩(wěn)定桿。

(3)制動(dòng)系統(tǒng)

整車(chē)設(shè)有行車(chē)制動(dòng)、駐車(chē)制動(dòng)、輔助制動(dòng)等3套獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng)。

行車(chē)制動(dòng)：雙回路氣壓制動(dòng)，作用于所有車(chē)輪上，腳踏板操縱。

駐車(chē)制動(dòng)：彈簧儲(chǔ)能式斷氣制動(dòng)，可兼作緊急制動(dòng)。

輔助制動(dòng)：為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

(4)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的是循環(huán)球曲柄指銷(xiāo)式整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。前橋液壓助力機(jī)械操縱式轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)有主泵、應(yīng)急泵和活塞式轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸。

此機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)通過(guò)采用與上裝一體化設(shè)計(jì)的寬體式車(chē)架，供底盤(pán)行駛使用的大功率電控水冷發(fā)動(dòng)機(jī)、變矩器、自動(dòng)變速箱(含分動(dòng)箱)、動(dòng)力傳動(dòng)總成散熱系統(tǒng)，通過(guò)傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳到車(chē)橋和車(chē)輪實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的高速行駛；設(shè)有的帶動(dòng)消防泵等上裝設(shè)備使用的大功率輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器與上裝設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)上裝的獨(dú)立工作。

(5)起動(dòng)系統(tǒng)

起動(dòng)系統(tǒng)由起動(dòng)機(jī)、起動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置組成。起動(dòng)機(jī)為雙線(xiàn)制封閉式直流復(fù)激齒輪移動(dòng)式起動(dòng)機(jī)，額定電壓為24 V，額定功率為7 kW。預(yù)熱起動(dòng)開(kāi)關(guān)通過(guò)電磁式控制裝置來(lái)控制起動(dòng)機(jī)主電路的通、斷以及將電磁開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電磁力通過(guò)杠桿和撥叉推動(dòng)起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的嚙合和分離。起動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖4。

3 總結(jié)

某公司自主研發(fā)的消防車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)車(chē)，載質(zhì)量大，車(chē)輛平順性、行駛穩(wěn)定性好，車(chē)輛還具有防腐性，輕量化更加完美，車(chē)輛舒適性、安全保障性能優(yōu)越，能夠使車(chē)輛高速順利通過(guò)各種路況。自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的消防專(zhuān)用底盤(pán)與上裝很好的匹配，提高了車(chē)輛的安全性能，為國(guó)產(chǎn)消防車(chē)的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

【1】 李晶,張連民.淺析國(guó)產(chǎn)消防車(chē)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2008，6(3).

【2】 姬永興,劉玉身.國(guó)內(nèi)外渦噴消防車(chē)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2007(9).

【3】 李博,鄭宇龍,劉常青.機(jī)場(chǎng)救援消防車(chē)底盤(pán)系統(tǒng)研究[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù),2010(1):7-11.

【4】 梅振.消防車(chē)底盤(pán)呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)——2013北京消防展專(zhuān)用底盤(pán)面面觀[J].商用汽車(chē),2013(12):13-16.

DesignoftheAirportRescueFireEngineSpecialChassis

CAO Gang,CHENG Kaihua,JI Shuxia,SHANG Xianwei

(Taian Aerospace Special Vehicle Co.,Ltd., Taian Shandong 271000,China)

2014-05-23

曹剛(1981—),男,工學(xué)學(xué)士,從事特種重型汽車(chē)的設(shè)計(jì)及研發(fā)。E-mail：jieyingyingjie@163.com。