一種用于道路交通障礙車輛應急救援的重型輔助輪設計

2020-08-19 08:07:18魏玉宏1劉小艷1盧峰2廖廣宇2

專用汽車 2020年8期

魏玉宏1 劉小艷1 盧峰2 廖廣宇2

WEI Yu-hong et al

1.徐州徐工隨車起重機有限公司江蘇徐州 221000

2.廣東粵運交通拯救有限公司廣東廣州 510000

1 前言

大貨車在高速公路特別是在隧道內發生單方事故，車輛自燃、輪胎燒毀、車橋移位等導致交通中斷，這類事故在以往的救援工作中需要5～7 h才能完成，費時費力[1]。如何規范、安全高效完成道路交通障礙車輛的清障作業是高速公路管理部門重點關注的問題。

面對輪胎燒毀、車橋移位的火燒車事故現場，常規的清障方法是[1]：

a.搶修，更換輪胎，修復移位的車橋至可托舉、牽引的狀態，然后由清障車托牽完成清障作業。這種方法的難點在于：搶修難度大，特別是車橋的搶修，難度大、搶修的時間長，往往需要5～8 h，嚴重影響道路車輛通行。

b.調用一臺大型平板貨運車，將火燒車直接吊裝至平板上，采用背載托運的方式完成清障作業。這種方法的難點在于：受限隧道高度的限制，大貨車起吊難度大，放置在平板上難度更大，同時，放上平板后存在超高的風險，在通過橋梁、收費站時，無法通過。

國內也有單位采用一種俗稱“抬轎子”的創新救援方法[1]，大大縮短了救援時間。但是“抬轎子”方法需要兩輛清障車聯合救援，前車牽引、后車被動跟隨，兩車駕駛員需要緊密配合，且行駛速度緩慢，適合隧道等低矮空間短距離事故車輛轉運，如圖1所示。

圖1 “抬轎子”拯救方法

通過研究分析，筆者基于用戶單位“安全、高效”的救援需求，設計了一種重型輔助輪的應急救援方案，通過外接清障車液壓和氣壓動力源，無線或手動操作前進、后退、轉向等自行走功能，在事故車輛后橋附近快速架設重型輔助輪，可在30 min內完成救援工作，有效提高應急救援效率。該設計用輔助輪代替事故車輛后橋行走，同時用清障車托牽事故車前橋，前車托牽、后部輔助行走，即可以滿足事故車輛安全、快速、遠距離轉運的需求。下面對重型輔助輪進行詳細介紹。

2 重型輔助輪結構及主要參數

重型輔助輪由離合減速機構、連接座、承載車架、限位座、限位叉架、懸掛系統、液壓和氣壓快插接口、驅動橋、制動系統、隨動橋和固定橫梁組成，具有前進、后退、轉向、駐車和行車制動功能。其中，離合減速機構由馬達、制動器、減速器、連接法蘭、離合器、手動離合裝置和輸出法蘭組成。

如圖2、3所示，連接座與驅動橋連接；固定橫梁固定在承載車架上平面，限位座嵌套在固定橫梁上，可橫向左右滑動。每根固定橫梁上嵌套有兩個限位座。限位叉架嵌套在限位座內，可360°轉動。連接法蘭與連接座連接，輸出法蘭與驅動橋法蘭連接，傳遞扭矩。液壓快插接口與馬達液壓工作油口A和B連接，固定在承載車架前端、離合減速機構上方位置。離合器可配手動、液壓、氣壓離合裝置中任一種，手動離合裝置固定在承載車架前端、離合減速機構上方位置。

重型輔助輪可自備液壓和氣壓動力源，也可利用液壓和氣壓快插接口從外部動力源輸入。

當采用外部動力源輸入時，快插接口固定在承載車架前端、離合減速機構上方位置。如圖2所示，正對接口、從左向右依次為掛車氣路接口，左制動氣室接口A，右制動氣室接口B，液壓工作油口A和B。

圖2 重型輔助輪

圖3 離合減速機構

表1 設備主要參數

3 重型輔助輪工作原理

當重型輔助輪采用外部動力源驅動和控制時，首先將外部動力源氣壓和液壓輸出接口A和B與重型輔助輪液壓和氣壓快插接口連接，如圖4、5所示，將切換閥切換到離合減速機構，同時操作手動離合裝置，將離合減速機構離合器閉合、進行扭矩傳遞。

當采用外部動力源輸入時，液壓和氣壓控制閥工作方式，可采用手動或電控任一種。液壓和氣壓控制閥采用無線遙控操控方式進行說明如下：

a.前進。如圖5所示，操控液壓控制閥，液壓控制單元A口輸出壓力油進入離合減速機構，驅動驅動橋前進，隨動橋隨動前進。

b.后退。如圖5所示，操控液壓控制閥，液壓控制單元B口輸出壓力油進入離合減速機構，驅動驅動橋后退，隨動橋隨動后退。

c.前進并向左轉向。如圖4、5所示，同時操控液壓控制閥和氣壓控制閥，液壓控制單元A口輸出壓力油進入離合減速機構，氣壓控制單元A口輸出氣壓進入驅動橋左制動氣室、左側輪轂制動，驅動橋右側輪轂前進并向左轉向，隨動橋隨動轉向。

d.后退并向右轉向。如圖4、5所示，同時操控液壓控制閥和氣壓控制閥，液壓控制單元B口輸出壓力油進入離合減速機構，氣壓控制單元B口輸出氣壓進入驅動橋右制動氣室、右側輪轂制動，驅動橋左側輪轂后退并向右轉向，隨動橋隨動轉向。

e.駐車制動。當液壓控制單元和氣壓控制單元A口和B口都不工作時，重型輔助輪通過離合減速機構制動器實現駐車制動。

f.行車制動。行車前，操作手動離合裝置，將離合減速機構離合器打開,解除扭矩傳遞；斷開左制動氣室接口A，右制動氣室接口B，液壓工作油口A和B；掛車氣路接口保持連接狀態，行車時，前車制動后部輔助輪聯動。

g.針對不同事故車輛縱梁寬度進行適應性調節。根據不同事故車輛縱梁橫向的寬度尺寸，通過移動限位座進行寬度調節，通過旋轉限位叉架實現叉架對縱梁的橫向自由度的約束。

4 應急救援方案

事故現場情況復雜，需要操作人員根據實際工況靈活處置。筆者只通過設備本身的功能和特點對應急救援方案進行說明，如圖6所示。

圖4 氣路原理圖

圖5 液壓原理圖

圖6 應急救援方案

用戶單位接到事故車輛救援需求；清障車和重型輔助輪快速到達事故現場；根據現場工況合理布置清障車和重型輔助輪位置（如圖7所示）；操作清障車吊臂至事故車輛后橋上方進行吊裝（如圖8所示），同時分別連接清障車尾部和輔助輪上液壓和氣路接口、輸入動力（如圖9所示）；利用清障車自身配置的無線遙控器操作輔助輪自行走、在事故車后懸大梁下方快速架設輔助輪（如圖10所示）代替事故車后橋行走；將事故車大梁與輔助輪可靠固定（如圖11所示）；同時將清障車恢復至行車狀態并行駛到事故車前端、托牽事故車前輪胎，將事故車快速托離現場（如圖12所示）。