水陸兩棲車新型傳動系統(tǒng)設計

張吉宏

摘 要：水陸兩棲車以其獨到的水、陸通過性能，有著廣泛的民用和軍用市場。國內外各種兩棲車應運而生，但常見的傳動系統(tǒng)設計過于復雜，生產成本高，操縱繁瑣。文中介紹了一種新型傳動系統(tǒng)，應用車用變速箱的成熟技術實現(xiàn)了兩棲車的水、陸動力分動功能。經過陸上和海上試驗，產品各項性能達到了設計目標。

關鍵詞：水陸兩棲車；傳動系統(tǒng)；變速箱

中圖分類號：U469 文獻標識碼：A

近年來，隨著市場的需求，水陸兩棲車無論是民用還是軍用方面，國內外都投入大量資金進行生產研發(fā)。水陸兩棲車可以廣泛應用于商業(yè)娛樂、搶險救災、邊防巡邏、搶灘登陸等領域。它很好地實現(xiàn)了水、陸兩種工況的無縫對接。要想使水陸兩棲車實現(xiàn)良好的行駛性能，就要對水上推進方式進行合理地選擇。目前，常采用的推進系統(tǒng)為輪胎劃水、履帶劃水、螺旋槳推進、噴水推進器推進和加掛舷外機等幾種方式。為了實現(xiàn)我公司兩棲車的水、陸高速行駛，淺灘快速登陸的設計要求，我們采用了噴水推進器作為水上動力推進方式。

一、新型傳動系統(tǒng)觀點的提出

水陸兩棲車兼有水上和陸上行駛的雙重功能，輪胎劃水和履帶劃水用的是陸上動力傳動系統(tǒng)，采用螺旋槳、噴水推進器或加掛舷外機都需要水、陸兩套動力傳動系統(tǒng)。常見的噴水推進式兩棲車動力傳遞路線如圖1所示。

其不足之處有如下幾點：

1.需要設計一個分動箱，用于發(fā)動機動力在水、陸兩種模式之間切換。分動箱使得兩棲車重量增加、尺寸加大，結構復雜，生產成本和周期相應增加。

2.需要兩套操縱機構。一套是變速箱換檔機構，另一套是分動箱分動機構。結構復雜，換檔手柄多，駕駛人員操縱繁瑣，容易誤操作導致事故發(fā)生。

3.動力傳遞路線長，傳動效率降低，如圖2所示。

經過認真研究，多方案討論，最后決定采用下面的兩棲車新型傳動系統(tǒng)設計方案，對水、陸兩套動力傳動機構進行了整合。

本新型傳動系統(tǒng)改進了結構設計，使得產品結構更緊湊，重量減輕，占用空間小，生產成本降低，操縱簡便。

二、傳動系統(tǒng)原理

圖3為水陸兩棲車新型傳動系統(tǒng)原理圖。發(fā)動機總成1與離合器總成2連接，向后再與變速箱第一軸3連接。發(fā)動機、離合器殼體11和變速箱殼體10用螺栓連接成一體。變速箱一個操縱桿控制6個檔位，4個前進檔、一個倒檔和一個船用檔。在陸上行走時，發(fā)動機動力經過離合器傳入變速箱。駕駛員可以根據(jù)路況來選擇一檔至四檔。動力通過變速箱各檔位齒輪傳遞到差速器總成9，最后經過兩側的半軸傳遞到輪邊機構7上，完成了陸上行駛過程。兩棲車入水后，駕駛員踩離合，變速箱掛入船用檔。松離合后，發(fā)動機動力經過離合器、變速箱第一軸、船用檔同步器5傳遞到變速箱第三軸6，最后經過船用輸入齒輪、船用輸出齒輪傳遞到噴水推進器8上，從而完成了水上動力傳遞過程。

三、使用效果

為了減輕重量，離合器殼體和變速箱殼體均采用鋁合金材料。齒輪及齒輪軸為優(yōu)質合金鋼。產品加工后安裝到兩棲車上，經過路面和海上各種工況長時間試驗，新型傳動系統(tǒng)完全滿足設計要求。水、陸工況切換迅速，檔位清晰，行駛平順。

結論

國內外兩棲車種類繁多，動力傳動系統(tǒng)設計各式各樣，但設計宗旨是在滿足功能要求的基礎上，將結構簡化，成本降低。本新型兩棲車傳動系統(tǒng)摒棄了常見的結構形式，采用技術成熟的車用變速箱與水、陸分動箱合二為一的設計思路，實現(xiàn)了傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設計，達到了預期的效果。

參考文獻

[1]楊楚泉.水陸兩棲車輛原理與設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003：107-116.

[2]朱珉虎.高速艇與游艇設計手冊[M].北京：珠海出版社，2008：173-188.