大流量泵浦消防車結構簡析

北京中卓時代消防裝備科技有限公司 劉勇 姚廣偉 宋淼 郭穎

通過對國內大流量泵浦消防車結構進行解析，介紹了該車的用途、主要性能參數、結構組成及其工作原理，并對整車的取水動力系統、增壓動力系統及整車控制系統進行了介紹說明。

大流量泵浦消防車（以下簡稱泵浦車）主要用于大型石化火災的撲滅、大型洪災的排澇以及遠距離輸送飲用水等救援場合，通常與水帶敷設車配合組成遠程供水系統一起使用。由于石化企業一般臨海，撲滅大型火災時從海里取水即可，此時利用泵浦車可直接遠距離供水至滅火現場。

現介紹一款泵浦消防車，其采用大功率增壓泵對消防用水進行二次增壓，可達到以30000L/min的流量供至3000m以外的地方，大大提升了泵浦車的作業效率及作業性能。

大流量泵浦車概述

某型泵浦消防車采用某品牌底盤改裝，以車輛為中心，可對半徑60m、垂直高度30m以內的水源進行取水。取水流量達30000L/min，經增壓泵組加壓后可供至3000m以外的滅火地點，取水流量可同時滿足8～10臺主戰類消防車或者10～12臺移動消防炮不間斷進行用水。該車型集取水、增壓功能于一體，整車高度集成，是大型火災撲滅的有效利器。

整車主要由副車架、取力傳動系統、取水液壓系統、直臂吊、增壓發動機、增壓泵、控制系統以及箱體等組成。駕駛室采用雙門形式布置，可搭載乘員3人（含駕駛員）。在駕駛室內部可以完成取水液壓系統全功率取力器以及吊機系統變速箱取力器的掛合。直臂吊機由一臺無線遙控器進行控制，駕駛人員一人可操作吊機在30min之內完成對取水泵的取放。

1.主要技術參數

車輛外形尺寸為11800mm×2500mm×3950mm（長×寬×高），驅動形式為6×4，整車總質量為30400㎏，取水流量為30000L/min，供水距離為3000m，供水壓力為1.0MPa，取水距離為60m，取水高度為30m，液壓系統工作壓力為30MPa,直臂吊機最大工作幅度為17.5m，供水管口徑為DN300mm，整車持續作業能力為7×24 h。

2.整車結構組成及工作原理

2.1 整車結構組成

某型泵浦消防車主要結構組成見圖1，主要由底盤、箱體、取水液壓系統、取水泵、增壓泵、取水直臂吊機、增壓發動機、散熱器、取水液壓卷盤、傳動系統、副車架、離合器、控制系統、器材箱和吊機液壓系統等組成。

整車傳動系統包括兩部分，一個是取水動力傳動系統；另外一個是增壓動力傳動系統。整車動力傳動系統原理如圖2所示。

圖1 某型泵浦消防車結構組成

圖2 整車動力傳動系統原理圖

2.2 取水動力系統主要工作原理

取水動力系統主要工作原理為：底盤全功率取力器通過傳動軸驅動液壓泵，液壓泵額定工作轉速為1500～1700r/min；液壓泵將液壓油通過取水液壓油管輸送至取水泵液壓馬達，液壓馬達帶動離心泵進行取水作業。底盤變速箱取力器驅動直臂吊機液壓油泵，通過吊機液壓油管控制吊機的舉升及回轉，實現取水泵的取放，同時控制液壓卷盤的回轉實現取水液壓油管的收放。

2.3 增壓動力系統主要工作原理

增壓動力系統主要工作原理為：增壓發動機末端安裝離合器，然后再通過聯軸器與增壓泵連接。增壓發動機轉速與增壓泵一致，直接驅動增壓泵進行增壓作業。

車輛進行工作時，先由直臂吊機將取水泵放入水中，通過液壓卷盤末端的鋼絲繩將取水泵放入水中。最遠取水距離達60m，垂直高度達30m。

由于該系統需要長時間進行連續運轉且驅動液壓泵的功率較大，故底盤發動機的功率一般要求不得低于500hp。取水泵放入水中后結合底盤全功率取力器，取水液壓系統開始工作，取水泵葉輪快速旋轉，取水后通過DN250水帶輸入至增壓泵中。液壓系統工作壓力達30MPa，取水流量達30000L/min。取水后的壓力僅為0.25MPa，無法進行遠距離輸送。若需要輸送至3000m以外則必須進行增壓。

取水泵取上的水進入至增壓泵，然后進行二次增壓。增壓泵為單級離心泵形式，由一臺1200hp的發動機進行驅動。啟動增壓發動機后結合增壓離合器，此時增壓泵組開始工作。逐步提升增壓發動機的轉速至1600r/min，使增壓泵的額定工作壓力達到1.2 MPa，可以30000L/min的流量輸送至3000m以外的地方。

3.整車控制系統

整車上裝與底盤通訊采用CAN總線1939協議進行通訊，作業控制系統見圖3。控制系統主要分“取水控制區”（顯示器左側）和“增壓控制區”（顯示器右側）兩個控制單元，中部為顯示裝置。同樣，顯示器也分為兩個顯示單元，分別顯示取水控制單元和增壓控制單元。

當需要進行取水作業時，首先按下“吸水取力”，通過選擇A泵或者B泵吸水來控制取水泵的通斷。然后通過“油門+”或者“油門-”控制取水液壓泵的轉速，進而控制取水的流量，液壓系統工作壓力、工作轉速、取水流量等實時通過顯示器進行觀察。

圖3 作業控制系統

當需要進行增壓作業時，首先啟動增壓發動機，然后結合離合器，通過“油門+”或者“油門-”來控制增壓泵的轉速，進而控制增壓泵的工作壓力以及水流量，同樣增壓系統工作壓力、工作轉速等數據實時通過顯示器進行觀察。

整車主要在取水和增壓兩部分進行控制。取水動力源自于底盤，通過底盤取力器輸出動力驅動液壓系統，故通過CAN總線對底盤轉速進行控制則可以達到液壓系統的壓力和流量控制，進而控制取水能力的大小；增壓動力源自于上裝背負發動機，同樣通過CAN總線控制背負發動機的轉速來控制增壓泵的轉速，進而控制增壓泵的壓力和流量，最終控制供水能力的大小。

結語

通過對泵浦消防車結構進行解析，分析了該類型車輛的工作原理及系統組成。對整車的結構及布置形式、整車動力傳動系統、整車控制系統等關鍵技術加以解析及說明，該種結構布置形式的泵浦車消防在產品先進性、操作方便性以及使用可靠性等方面都具有較大的優勢。