淺談高寒山區(qū)罐類消防車輛底盤選型

王路兵

公安部消防局 北京 100054

淺談高寒山區(qū)罐類消防車輛底盤選型

王路兵

公安部消防局 北京 100054

分析了消防車底盤選型的必要性，闡述了高寒山區(qū)罐類消防車輛底盤選型的基本原則，提出了高寒山區(qū)罐類消防車輛底盤選型時需考慮的重點，為用戶選擇消防車底盤提供了參考。

高寒山區(qū) 消防車底盤 選型

1 引言

目前，我國消防車輛多采用二類底盤改裝設(shè)計，具有品種多、批量小、功能多的特點，用戶需根據(jù)實際需求，從功率匹配、動力輸出、驅(qū)動形式、外形尺寸、采購成本等多方面進(jìn)行綜合比較，合理選型，以購置到滿足實際需求的消防車產(chǎn)品。

2 罐類消防車用底盤選型的必要性

隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，滅火救援任務(wù)的不斷增加，公安消防部隊車輛配備總數(shù)呈跨越式增長，這對車輛選型提出了更高要求。車輛底盤作為消防車功能配置的載體，合理的選型是科學(xué)配備消防車輛的關(guān)鍵，選擇實用性、先進(jìn)性、安全性高的底盤是車輛選型的目標(biāo)。但是，目前國內(nèi)消防車底盤型號多、規(guī)格亂、結(jié)構(gòu)多樣，選型難度較大，其中，罐類消防車是消防車品種中數(shù)量最多，應(yīng)用程度最高的車型，高寒山區(qū)罐類消防車較平原地區(qū)配備車型在動力性、通過性、爬坡能力等方面均有特殊要求，做好罐類消防車用底盤的合理選型就顯得更為重要。

我國分布有青藏、云貴、黃土和內(nèi)蒙古四大高原，缺氧、寒冷、氣壓低是它們共同的特點，同時又具有各自獨特的特征：青藏高原山脈眾多，雪山冰川分布廣泛；云貴高原地面崎嶇，石灰?guī)r、小盆地廣布；黃土高原千溝萬壑，風(fēng)多干旱；內(nèi)蒙古高原戈壁沙漠，地面平坦。罐類消防車在高寒山區(qū)選型要綜合考慮地區(qū)特點，在驅(qū)動形式、動力性能、制動性能、機(jī)動性能、實戰(zhàn)應(yīng)用、產(chǎn)品價格以及針對高寒山區(qū)的適應(yīng)性改進(jìn)等方面平衡，下面就高寒山區(qū)罐類消防車選型做一探索。

3 底盤選型的基本原則

高寒山區(qū)罐類消防車用底盤選型的基本原則如下：

a. 底盤罐類消防車用底盤應(yīng)符合GB 7956.1-2014《消防車通用技術(shù)條件》中5.4的相關(guān)規(guī)定；

b. 底盤應(yīng)技術(shù)成熟、性能可靠、滿足實戰(zhàn)要求、便于維修并價格合理；

c. 底盤應(yīng)適應(yīng)山區(qū)彎道多、坡度大的道路條件；

d. 底盤應(yīng)適應(yīng)高寒地區(qū)溫度低、空氣含氧量低的氣候條件；

e. 底盤應(yīng)考慮污染排放，嚴(yán)格執(zhí)行國家頒布機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少對環(huán)境的影響；

f. 應(yīng)考慮本地區(qū)現(xiàn)有車輛底盤類型，保持部隊使用車型的持續(xù)性。

4 高寒山區(qū)罐類消防車用底盤選型的考慮重點

4.1 驅(qū)動形式

因滅火救援任務(wù)需要，消防部隊配備的罐類消防車機(jī)動性能要求較高，多選用兩軸中型或輕型的4×2型底盤。但由于高寒山區(qū)道路坡度較大，路況較差，越野性能更好的全驅(qū)底盤能夠更好地滿足消防部隊快速到場、快速處置的實際需求。據(jù)調(diào)研，國內(nèi)主要消防車用底盤生產(chǎn)企業(yè)均在積極推進(jìn)4×4型消防車用底盤的研發(fā)、定型以及公告申請等工作，有需求的地區(qū)可及時跟進(jìn)，產(chǎn)品成熟后根據(jù)需求選擇4×4型消防車用底盤。

4.2 動力性能

發(fā)動機(jī)是消防車的動力輸出機(jī)構(gòu)，在連續(xù)高負(fù)荷工作中對其可靠性、動力性要求很高，加之高寒山區(qū)道路坡度大、路況差、空氣含氧量低，發(fā)動機(jī)動力損失，應(yīng)留有較大的動力儲備。低海拔地區(qū)常規(guī)罐類消防車比功率10以上即可滿足市場需求，而高原地區(qū)應(yīng)適當(dāng)提高整車比功率，中型罐類消防車比功率應(yīng)在12以上。但是，發(fā)動機(jī)功率越大，體積也相應(yīng)增大，這對底盤長度、駕駛室高度、器材取放等都會產(chǎn)生影響，選型時應(yīng)在保證動力性的同時，兼顧車輛的機(jī)動性和靈活性。在同等灌容量的情況下，選型時可參照表1選擇整體長度較短，匹配功率大的底盤。

表1 國產(chǎn)罐類消防車用底盤發(fā)動機(jī)功率參考表

4.3 取力方式

根據(jù)GB 7956.1-2014《消防車通用技術(shù)條件》和GB 32157-2015《消防車用功率輸出裝置》要求，罐類消防車要求長時間穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，一般選用全功率取力器，從高原地區(qū)配備的罐類消防車實際情況看，采用夾心式全功率取力器是較好的選擇。

4.4 制動性能

高寒山區(qū)道路條件復(fù)雜，對車輛制動系統(tǒng)的反應(yīng)靈敏性和制動效果要求較高，但制動系統(tǒng)長時間連續(xù)制動，會導(dǎo)致制動片過熱，制動效能降低，甚至剎車失靈。尤其是很多地區(qū)存在長距離連續(xù)下坡山路，有些地方就曾出現(xiàn)過連續(xù)下坡剎車失靈導(dǎo)致人員傷亡的重大安全事故。為解決制動效能降低問題，應(yīng)選配加裝液力緩速器與發(fā)動機(jī)缸內(nèi)制動配合工作的底盤，可有效解決車輛制動難題。

4.5 車輛通過性能

車輛的通過性是指車輛通過各種道路的能力，在高寒山區(qū)車輛爬坡能力顯得尤為重要，通常需要考慮最小離地間隙、最小轉(zhuǎn)彎半徑、接近角、離去角等多個因素。高原地區(qū)道路條件普遍較差，很多路段容易出現(xiàn)斷裂、塌陷等情況，在部分邊遠(yuǎn)縣城地區(qū)更為突出。從調(diào)研情況來看，建議高原罐類消防車底盤接近角選擇不宜小于24°，離去角不宜小于22°，最小轉(zhuǎn)彎直徑不宜大于17m。

車輛最大爬坡度的計算：

式中，F(xiàn)t為 驅(qū)動力； Ff為 滾動阻力，其中Ff=Gcosαf ，G為車輛自重；f為摩擦系數(shù)，取f=0.02；Fi為上坡時的坡道阻力，F(xiàn)i= Gsina ； Fw為 空氣阻力； Fj為加速阻力；在爬坡過程中，因為速度很慢，空氣阻力Fw≈ 0，加速阻力Fj≈0。

由驅(qū)動力計算公式得：

式中，T 為發(fā)動機(jī)最大扭矩； i為總減速比；n為傳動效率，取n =0.85；r 為車輪半徑。

又由受力分析知：

綜合公式 (2)～(4),計算可得車輛最大爬坡角度，結(jié)合本地道路情況，合理選擇車型。

4.6 高原適應(yīng)性

低壓、低溫和空氣中低氧含量是影響車輛高原環(huán)境適應(yīng)性最重要的環(huán)境因素，消防車輛的選型要考慮車輛動力性能、起步加速性能、熱平衡性能、安全性能和經(jīng)濟(jì)性能等評價指標(biāo)，綜合運用環(huán)境適應(yīng)性機(jī)理分析，結(jié)合高原試驗等手段，做好適合本地區(qū)的車輛選型。國內(nèi)部分底盤生產(chǎn)企業(yè)對高原車輛適應(yīng)性作了長時間的研究，采取了增壓、加大供氣量等手段顯著提高了車輛高原適應(yīng)性，在罐類消防車底盤選型時應(yīng)重點考慮這些進(jìn)行過高原適應(yīng)性改裝的車輛底盤。

4.7 車輛排放

消防車輛應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)國家環(huán)保部要求，選擇符合排放標(biāo)準(zhǔn)的車型。

4.8 車輛防凍性能

高寒山區(qū)普遍存在冰凍期長，晝夜溫差大的特點，低溫啟動性能和連續(xù)工作可靠性在高原罐類消防車選型中也要重點考慮，駕駛室的保溫和空調(diào)作為人機(jī)功效的重要組成部分，在選型時要提出相應(yīng)的技術(shù)要求。

5 結(jié)語

底盤選型是做好整車選型的關(guān)鍵，高寒山區(qū)罐類消防車輛底盤選型應(yīng)綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)性能、實戰(zhàn)應(yīng)用、產(chǎn)品價格多方面的因素，并結(jié)合本地現(xiàn)配車型，保持系列化、通用化，統(tǒng)籌做好消防車輛選型工作。

Discussion on Selection of Chassis of Fire Fighting Vehicle in Cold Mountain Area

WANG Lu-bing

The necessity of the model selection of the fire fighting vehicle chassis was analyzed, expounding the basic principles of the model selection of the tank type fire fighting vehicle in the high and cold mountain area, and puts forward the key point of the model selection of the tank type fire fighting vehicle chassis,providing reference for customer selection.

high and cold mountain area; fire fighting vehicle chassis; model selection

U469.6+8.01

A

1004-0226(2016)12-0111-02

王路兵，男，1982年生，助理工程師，主要從事消防裝備技術(shù)研究工作。

2016-10-19