广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司 523000
摘要：机场救援消防车底盘系统因特殊的使用要求，使其性能及技术应用达到了重型越野汽车技术的最高水平。随着我国重型越野车辆研究、制造水平的提高，我国已经在此领域进行了一些研究和试验。
关键词：消防车；底盘；设计
0 引言
通过对国内消防车现状进行考察，发现国内没有完全自主知识产权的机场消防车专用底盘，少数厂家采用的都是国外进口的载货车底盘改装的，从而使消防车的产品质量、技术开发、结构组成等都存在不足。某公司研发了一种满足现代化机场需求，具有大载质量、适应多种复杂路况、高机动性、高越野性等特点的机场消防求援专用底盘。它应用了新型轮边减速器、流线型铝质蒙皮驾驶室、宽体式一体车架、空气弹簧和推力杆悬架机构等，在设计技术、制造工艺等方面均有突破性进展，并且遵循了系列化、功能化和多元化的特点，更合理地发挥了消防车的整体效能。
1 机场救援消防车的特点及分类
1.1机场救援消防车的特点
机场救援消防车应具有尽可能好的灭火机动性和一定的救援能力。它应具有快速反应能力，边行驶边喷射灭火剂的能力，以及营救机上乘员、重要物资和飞机的能力。因此消防车上应有供从事救援工作的消防员乘坐的、足够多的座位，非常优秀的人机工程环境，高度自动化的操纵系统，车上装载大量的水和一定比例的泡沫灭火剂以及干粉灭火剂，并配备所需的救援器材和安全设备。
1.2机场救援消防车的分类
根据机场消防灭火战术的需要，机场救援消防车大致可分成两种：一是快速先遣车（简称 RIV），也称头车。它的灭火能力较小，但反应速度特别快。发动机不用预热，并可在外部进行启动。气温在 7℃以上的机场跑道路面上，满载（4×4 车型 25 吨左右，6×6 车型 35 吨左右，8×8 车型 45 吨左右）时 0km/h～80km/h 加速时间不得超过 25s，最高车速在110km/h 以上，并要求具有非常好的全地面行驶能力。它的作用是在大型消防车之前到达飞机出事地点，对失控或失事飞机进行降温、灭火扑救、努力控制火势、防止火势蔓延，并尽力协助乘员逃生和转移重要物资。二是大型消防车（包括主力泡沫车（GTLF）和涡喷消防车），也称主车。这种车载有大量的水、泡沫液，有的还装有干粉、哈龙灭火剂，它的灭火能力较大，消防作战适应性强，装备器材齐全，是机场发生飞机失事时的主要灭火、救援车辆。主车满载行驶时可在 0～40s 内由静止状态加速到 80km/h，最高车速在 100km/h 以上，并要求具有非常好的全地面行驶能力。目前的发展趋势之一是将二者合一，既能达到快速调动又能具有足够的消防救援能力。
2分系统结构特点
2.1驾驶室系统
2.2悬架系统
前悬架为纵置式钢板弹簧，并装有横向稳定杆。后悬架为空气弹簧悬架 （单桥四气囊结构），保证双桥载荷平衡，二、三桥两侧共用一个高度阀，调整空气簧高度，后悬架加 V 型推力杆、横向稳定杆。
2.3制动系统
整车设有行车制动、驻车制动、辅助制动等 3 套独立的制动系统。
行车制动：双回路气压制动，作用于所有车轮上，脚踏板操纵。
驻车制动：弹簧储能式断气制动，可兼作紧急制动。
辅助制动：为发动机制动。
2.4转向系统
转向系统采用的是循环球曲柄指销式整体式动力转向器。前桥液压助力机械操纵式转向，转向系统设有主泵、应急泵和活塞式转向动力缸。
此机场救援消防车通过采用与上装一体化设计的宽体式车架，供底盘行驶使用的大功率电控水冷发动机、变矩器、自动变速箱 （含分动箱）、动力传动总成散热系统，通过传动轴将动力传到车桥和车轮实现车辆的高速行驶；设有的带动消防泵等上装设备使用的大功率辅助发动机，通过特殊设计的联轴器与上装设备连接，实现上装的独立工作。
2.5起动系统
起动系统由起动机、起动开关装置组成。起动机为双线制封闭式直流复激齿轮移动式起动机，额定电压为 24 V，额定功率为 7 kW。预热起动开关通过电磁式控制装置来控制起动机主电路的通、断以及将电磁开关产生的电磁力通过杠杆和拨叉推动起动机驱动齿轮向前移动，实现与发动机飞轮的啮合和分离。起动机电气系统原理图见图下。
3机场救援消防车底盘系统的性能分析
根据国际民航组织（ICAO）统计，飞机失事有91%发生在飞机起飞或降落时，即大多数发生在沿整个跑道中心线两旁 600m 的区域以及备用跑道上，其中 71%的失事飞机因失火而烧毁。由于飞机着火时所燃烧的多半是燃油、聚合物材料和轻金属，会产生大量的有毒气体和浓烟，起火后机上乘员可以逃生的时间非常短促，因此机场救援消防车必须在最短的时间内赶到出事地点，使得在这个逃生的时间内，火势得到及时地控制并帮助机上乘员撤离和物资转移。国际民航组织明确规定：机场救援消防车到达机场起落区域任何部分的响应时间应不超过三分钟，最好不超过二分钟。
为了满足标准 MH7002-94《民用航空运输机场消防站装备配备》 的要求，有效地进行灭火救援，机场救援消防车所选用的底盘系统必须确保在所要求的响应时间内赶到飞机失事地点。虽然机场跑道区是平坦的，但通常都可能有一些障碍，如沟、松泥等，机场救援消防车必须越过这些障碍才能到达属于机场消防范围的所有可能失事地点；另外，车辆还必须能在湿滑跑道上保持良好的附着能力和操控稳定性。这就要求机场救援消防车的底盘系统的性能达到以下要求：
3.1 越野机动性强，必须是全轮驱动；底盘车架及悬架系统必须有适当的强度和刚度；最小离地间隙和接近角、离去角等应满足越野行驶的要求，能使底盘在较高车速（90 km/h 以上）时具有良好操纵稳定性和舒适性。这些要求目前只有高越野性能的军用汽车底盘系统（最好为独立悬架）能够满足。
3.2 比功率要大，一般要求达到 15 以上，这样才能保证动力性能优越，加速性能好、最高车速快。这要求4×4车型的发动机输出功率达到375kW以上；6×6 车型的发动机输出功率达到 525kW 以上；8×8 车型的发动机输出功率达到 675kW 以上。这就需要采用带电控燃油喷射系统和废气再循环控制的大马力发动机，以及与之相匹配的动力传动系统。
3.3 传动系统应尽量采用自动变速器，驾驶和操作要灵敏、方便、可靠、集中、高效，这要求有电子化的操纵系统和电控传动系统，自动化程度非常高。
3.4 稳定性能好、重心低，即越野行驶时具有良好的横向稳定性，一般要求车辆能在 20%（约 10°）的侧倾斜坡上行驶，并仍具有良好的操作稳定性，最新国际行业组织还要求能在 30%侧倾斜坡上停驻。这需要严格控制汽车重心的高度，并再设计中使用较大的轮距；整车的重心必须布置在整车的中心面附近，整车高度也要尽可能的低。
3.5 制动系统必须是双重独立系统，当主制动系统失效时，另一独立系统还可以作用于制动器，保证制动系统的安全可靠性。主制动器应能使满载车辆在 50%斜坡上停住。这需要开发新型的制动系统，应用防抱死制动系统（ABS）、防滑控制系统（ASR）等先进技术来保证制动系统的性能满足使用要求。
3.6 可视度延伸到车顶的挡风玻璃和宽大的侧窗，必要时安装雷达系统和摄像机，提供全方位的视野；驾驶室内所有的玻璃都有电动加热功能。
3.7 电气系统要满足整车的电子使用环境，需采用CAN/LIN技术。为了满足各子系统的实时性要求，有必要对汽车公共数据实行共享，如发动机转速、车轮转速、油门踏板位置等。但每个控制单元对实时性的要求是因数据的更新速率和控制周期不同而不同的。这就要求其数据交换网是基于优先权竞争的。
3.8 车辆行驶时，车内噪声必须控制在 85 分贝以内。
3.9 节能环保。应用符合更高排放标准（EURO-4、EURO-5）的大马力发动机，发展新型能源动力技术，甚至是纯电动技术的动力系统。
3.10 车辆维修、保养接近性好，便于日常保养。
4未来的发展趋势
机场救援车底盘未来的发展趋势主要有两个方面：一是继续提高动力性能，加快反应速度，提高救援能力；二是环保。
对于机场救援车，应用纯电动技术也是一项非常有前途的研究方向。基于机场救援车的使用环境，机动范围一般在几十公里以内，如果技术上能使车载电池的质量和存储的能量能够满足底盘快速反应和车上救援消防设备的使用要求，这种几乎零污染的底盘系统无疑将具有更大的优势。
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论文作者:廖剑锋,谢水东
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/10
标签：消防车论文; 机场论文; 底盘论文; 系统论文; 发动机论文; 能力论文; 起动机论文; 《基层建设》2016年11期论文;