雙向行駛隧道消防車電器系統(tǒng)電路

周文生

（集瑞聯(lián)合重工有限公司，安徽 蕪湖 241080）

雙向行駛隧道消防車電器系統(tǒng)電路

周文生

（集瑞聯(lián)合重工有限公司，安徽 蕪湖 241080）

介紹雙向行駛隧道消防車的產(chǎn)品配置及特點(diǎn)。從電源系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、刮水系統(tǒng)、油門系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等5大系統(tǒng)，詳細(xì)介紹雙向行駛隧道消防車的電器系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。

雙向行駛隧道消防車；產(chǎn)品配置；特點(diǎn)；電器系統(tǒng)；電路設(shè)計(jì)

集瑞聯(lián)合卡車與四川森田消防裝置制造有限公司聯(lián)合開發(fā)的第3代EXORCIST雙向行駛多功能消防車，致力于解決隧道及狹窄巷道等特殊環(huán)境下的消防滅火救援問題。該消防車采用訂制專用雙向行駛消防車底盤，消防配備與底盤整體設(shè)計(jì)，無縫對(duì)接，對(duì)于特殊的消防環(huán)境具有極強(qiáng)的適應(yīng)性。該車兼顧多種消防車的眾多功能，通過了各種特殊環(huán)境的道路試驗(yàn)和火場(chǎng)試驗(yàn)，產(chǎn)品成熟、穩(wěn)定、可靠，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和使用性。圖1為雙向行駛多功能消防車所研制的專用底盤。

圖1 雙向行駛多功能消防車專用底盤

1 配置、性能參數(shù)及特點(diǎn)

1.1 車輛配置及性能參數(shù)

雙向行駛多功能消防車配置及性能參數(shù)如下。

1）底盤配置 驅(qū)動(dòng)形式4×2，發(fā)動(dòng)機(jī)YC6K1038-40，前后橋制動(dòng)形式為前鼓/后鼓，電子制動(dòng)WABCO ABS，車架規(guī)格300 mm×80 mm（8+5），蓄電池2×195 Ah，輪胎規(guī)格385/65R22.5，駕駛室規(guī)格：四川森田消防裝備制造有限公司設(shè)計(jì)的白車身。

2）尺寸參數(shù) 外廓尺寸10 150 mm×2 500 mm× 3 200 mm，軸距5 500 mm，前輪距/后輪距2 060/2 060 mm，離地間隙350 mm，接近角18°，離去角18°。

3）質(zhì)量參數(shù) 底盤整備質(zhì)量10 000 kg，滿載質(zhì)量15 000 kg。

4）性能參數(shù) 最高車速≥90 km/h，最大爬坡度≥40%，加速行駛外最大噪聲≤84 dB（A），最小轉(zhuǎn)彎直徑≤25 m，制動(dòng)距離≤37 m（滿載、車速60 km/h），駐車停放坡度≥30%。

1.2 特點(diǎn)

雙向行駛專用車是針對(duì)隧道、巷道等狹窄道路作業(yè)的特殊用途和工作環(huán)境所專門研發(fā)的。雙向駕駛消防救援車具有獨(dú)特的雙駕駛室和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，無需掉頭倒車，可靈活穿越隧道。該消防車兩頭各有一個(gè)駕駛室，一般有發(fā)動(dòng)機(jī)的一側(cè)為主駕駛室，另一側(cè)為副駕駛室。主駕駛室為1座，副駕駛室雙排5座，2個(gè)駕駛室共用一個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的控制可以從主駕駛室一端一鍵切換至副駕駛室一端，瞬間實(shí)現(xiàn)反方向行駛，操作十分簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)瞬間轉(zhuǎn)換［1］。主、副駕駛室前配有電動(dòng)遙控消防炮，在主駕駛右側(cè)，安裝水霧排煙系統(tǒng)，用于火場(chǎng)排煙。雙向行駛多功能消防車具有如下特點(diǎn)。

1）底盤性能優(yōu)越 該車底盤由集瑞聯(lián)合卡車設(shè)計(jì)并完成制造，搭載聯(lián)合動(dòng)力380馬力發(fā)動(dòng)機(jī)和雙環(huán)自動(dòng)變速器，動(dòng)力強(qiáng)勁；底盤可實(shí)現(xiàn)前后雙轉(zhuǎn)向，進(jìn)退自如，具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性能；所有底盤部件均來自國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，產(chǎn)品可靠性高。

2）駕駛室舒適安全 駕駛室源自歐洲頂級(jí)消防車設(shè)計(jì)理念，依據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，具有很高的舒適性及安全性。駕駛室內(nèi)、外飾采用新型進(jìn)口高分子阻燃復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、韌性高、表面柔性高等特點(diǎn)。2個(gè)駕駛室各配備一套高品質(zhì)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)（含倒車?yán)走_(dá)及倒車影像）和行駛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。駕駛室操控方面，采用了飛機(jī)駕駛艙設(shè)計(jì)理念，底盤儀表、顯示及操作單元和消防儀表、顯示及操作單元分區(qū)集成于駕駛員可操作空間范圍內(nèi)，使得該消防車在行進(jìn)過程中能同時(shí)使用上裝設(shè)備，便于火場(chǎng)推進(jìn)。

3）消防設(shè)備齊全 配備標(biāo)準(zhǔn)的A類泡沫系統(tǒng)、高性能細(xì)水霧排煙系統(tǒng)以及車前炮滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧車身自保系統(tǒng)等。全車細(xì)水霧噴淋自保系統(tǒng)分布于駕駛室、車廂頂部、駕駛室前、各車輪上方、燃油箱上方等位置，確保整車自身安全。水泵系、液壓設(shè)備接口全由集中液壓?jiǎn)卧峁﹦?dòng)力，可靠性及穩(wěn)定性高，且易于控制。同時(shí)配備1套1拖2車載消防設(shè)備操控系統(tǒng)，1套控制模塊，2套操控界面，其中一套操控界面位于泵房?jī)?nèi)用于車下操作，一套操控界面集成于主駕駛室儀表板，用于車上操作。

2 電源系統(tǒng)介紹

雙向駕駛消防救援車由于上裝功能較多及從安全、可靠性出發(fā)，整車采用雙線制回路設(shè)計(jì)。因雙向行駛消防救援車輛從商用車底盤發(fā)展而來，所以整車采用24 V電壓系統(tǒng)。考慮到上裝用電器用電量較大，故蓄電池采用195 Ah，發(fā)電機(jī)采用28 V/110 A。

為了有效控制車輛靜態(tài)電流，對(duì)蓄電池進(jìn)行保護(hù)，保證車輛在接受出行任務(wù)情況下，車輛能夠正常起動(dòng)，因此在蓄電池正極處設(shè)置了K00手動(dòng)機(jī)械開關(guān)。

電源系統(tǒng)負(fù)極設(shè)計(jì)采用兩路控制，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU及K0電磁開關(guān)控制線圈直接與蓄電池負(fù)極相連，起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等大功率電器件則受K0電磁式開關(guān)控制，更加安全地進(jìn)行整車斷電。圖2為雙向行駛多功能消防車電源系統(tǒng)電路圖。

3 燈光系統(tǒng)介紹

為了確保汽車的行駛安全，汽車上裝有多種外部照明及信號(hào)裝置。外部照明裝置主要包括前照燈、前霧燈、倒車燈及牌照燈等，外部信號(hào)裝置主要包括后霧燈、制動(dòng)燈、停車燈、位置燈、示廓燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈等［2］。下面分別介紹雙向行駛隧道消防車的室內(nèi)頂燈及室外燈光的控制設(shè)計(jì)。

3.1 駕駛室外燈光控制邏輯要求

主副駕駛室均裝有2套燈光裝置，即前組合燈（遠(yuǎn)光、近光、日間行車燈、轉(zhuǎn)向燈、前霧燈），后組合燈（后霧燈、倒車燈、制動(dòng)燈、位置燈、轉(zhuǎn)向燈）。主駕駛室燈光控制與副駕駛燈光控制方式一致。通過對(duì)組合開關(guān)的公共端進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)主副駕燈光系統(tǒng)的互鎖功能，圖3為雙向行駛多功能消防車室外燈光系統(tǒng)電路圖。主、副駕行駛燈光控制邏輯要求如下：①主駕駛室行駛時(shí)，主駕駛室前部燈光有效，尾部燈光失效；副駕駛室尾部燈光有效，前部燈光失效。②副駕駛室行駛時(shí)，副駕駛室前部燈光有效，尾部燈光失效；主駕駛室尾部燈光有效，前部燈光失效。③左右轉(zhuǎn)向功能只能單側(cè)控制，互相鎖止，危險(xiǎn)報(bào)警開關(guān)可以雙側(cè)控制。

3.2 室內(nèi)頂燈控制邏輯要求

主副駕的2個(gè)駕駛室內(nèi)頂燈分別受門開關(guān)和儀表板上的頂燈開關(guān)控制，門開關(guān)優(yōu)先。在門開的狀態(tài)下，頂燈一直亮，而操作頂燈開關(guān)并無反應(yīng)。故不管是主駕駛室行駛還是副駕駛室行駛，頂燈均可工作。圖4為雙向行駛多功能消防車室內(nèi)燈光系統(tǒng)電路圖。

4 刮水系統(tǒng)

雙向駕駛消防救援車主駕駛室右側(cè)安裝了消防水炮，在工作時(shí)嚴(yán)重影響著駕駛員右側(cè)區(qū)域視野，因此在右側(cè)門窗處增加單刮臂刮水器。由于消防水炮工作時(shí)，噴射范圍廣，同時(shí)影響車前視野，為了保證足夠良好的視野狀態(tài)，側(cè)刮水器工作必須與前刮水器同時(shí)工作，因此在主駕刮水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮聯(lián)動(dòng)。為了便于各駕駛室內(nèi)駕駛員觀察周邊視野，主副駕刮水系統(tǒng)工作狀態(tài)均由各駕駛室乘員自主控制開啟和關(guān)閉。具體刮水系統(tǒng)電路圖見圖5。

5 油門設(shè)計(jì)要求

雙向駕駛消防救援車共有2路行駛油門、3路遠(yuǎn)程油門。行駛油門分別位于主駕駛室腳踏板處和副駕駛室腳踏板處。由于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU輸出只有一組行駛油門，設(shè)計(jì)時(shí)必須要通過主副駕駛室工作狀態(tài)來進(jìn)行自動(dòng)切換。考慮到實(shí)際消防員戰(zhàn)斗需求，遠(yuǎn)程油門共設(shè)計(jì)3路，分別位于主駕駛室室內(nèi)操作臺(tái)和副駕駛室室內(nèi)操作臺(tái)及車下消防設(shè)備面板操作臺(tái)。3路遠(yuǎn)程油門必須要實(shí)現(xiàn)相互自鎖，保證消防隊(duì)員人身安全。發(fā)動(dòng)機(jī)為電控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程油門使能開關(guān)及遠(yuǎn)程油門傳感器只有一路輸出，因此需要通過外圍電路設(shè)計(jì)來滿足功能需求。現(xiàn)代電控發(fā)動(dòng)機(jī)具備診斷功能，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器連接狀態(tài)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)通常會(huì)考慮將主駕駛室行駛油門傳感器和遠(yuǎn)程油門傳感器設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài)。圖6為雙向行駛多功能消防車油門系統(tǒng)電路圖。

圖4 雙向行駛多功能消防車室內(nèi)燈光系統(tǒng)電路圖

6 空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)稱。在炎熱的夏季或寒冷的冬季，空調(diào)作為改善室內(nèi)環(huán)境舒適性的主要途徑，正在人們的生活中發(fā)揮重要的作用。汽車作為生活中主要的交通工具，其駕駛室環(huán)境更加惡劣（冬冷夏熱），因此汽車也需要使用空調(diào)來改善駕駛室內(nèi)的環(huán)境舒適性。汽車空調(diào)的功能是用來調(diào)節(jié)駕駛室和車廂內(nèi)空氣的溫度、濕度和潔凈度，并使車廂內(nèi)空氣流通，讓駕駛員和乘客感到舒適的一種汽車附屬裝置。對(duì)現(xiàn)代汽車而言，空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)成為車輛的必選配置。

圖5 雙向行駛多功能消防車刮水系統(tǒng)電路圖

為了便于各駕駛室內(nèi)駕駛員方便控制駕駛室內(nèi)環(huán)境，主副駕空調(diào)系統(tǒng)工作狀態(tài)均由各駕駛室乘員自主控制開啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)風(fēng)量。圖7為雙向行駛多功能消防車空調(diào)系統(tǒng)電路圖。

圖7 雙向行駛多功能消防車空調(diào)系統(tǒng)電路圖

7 結(jié)語(yǔ)

集瑞聯(lián)合卡車雙向行駛特種專用車底盤的電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了車輛雙向行駛的邏輯控制需求。通過電控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主副駕駛室互鎖操作。該車型的成功開發(fā)，為隧道等狹長(zhǎng)環(huán)境下的消防救援作業(yè)，提供了有效的解決方案，也標(biāo)志著聯(lián)合卡車開始聚焦消防行業(yè)。

［1］ 劉勇.德國(guó)曼TGM雙頭車底盤實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)彎半徑［J］.駕駛園，2014（4）：32.

［2］ 張小虞.汽車工程設(shè)計(jì)手冊(cè)（設(shè)計(jì)篇）［K］.北京：人民交通出版社，2000.

（編輯 凌 波）

Introduction to Electrical System Circuit of Two-way Tunnel Fire Truck

ZHOU Wen-sheng
（C&C Trucks Co.， Ltd.， Wuhu 241080， China）

This paper introduces the product configuration and characteristics of two-way tunnel fire truck. Its electrical system circuit design is demonstrated， which includes power， lighting， rain-whip， oil and air-conditioning system.

two-way tunnel fire truck； product configuration； characteristic； electrical system； circuit design

U469.68

A

1003-8639（2017）04-0029-07

2016-09-14

周文生（1986-），男，安慶人，系統(tǒng)主管。