论述消防车底盘改装设计

论述消防车底盘改装设计

陈乐林杨金凤

广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司523400

摘要：阐述了消防车底盘具备的特点、底盘改装的要求及改装设计的关键要点。就消防车辆底盘改装部件的设计提出相应观点和建议。

关键词：消防车底盘;特点;改装要求;设计

引言：目前，全球做消防车的企业几乎都不是自己生产底盘的，大多是采用其它专用车底盘改装后，加装罐体，消防泵炮管路系统以及其它相应功能的消防设备或器材，除了某些机场消防车底盘，是专用外，其它消防车底盘都是没有专用的底盘，而消防车底盘选型和改装的设计对整车性能影响很大。因而对底盘进行分析和研究很有必要。

一、消防汽车底盘应具备的主要特点

消防车按照功能分主要有灭火类消防车，举高类消防车，专勤类消防车和保障类消防车。如果按照结构类，可分为罐类、举高类和特种类等消防车。按照灭火类可分为水罐类消防车，供水类消防车，泡沫类消防车，虽然各种功能的消防车承担的任务不同，但是消防车底盘除具备发动机功率大、反应速度快、承载能力强、涉水深等特点外，还应具备长时间工作、可靠性高等特点。消防车辆必须24h备勤，时刻要保持良好性能做好出发准备。根据消防车辆功能、实际用途以及消防汽车上装设备的需要，在消防车辆底盘改装时要侧重考虑如下几点：

底盘改装时要考虑消防车的上装功能，为警报灯具、消防泵、器材室、罐体和取力装置等机件预留安装位置。

改装后重心设计要低，提高整车的抗侧翻能力，满足快速出动要求，增大行驶安全性。

改装时注意底盘的散热系统，便于消防车长时间停车工作。

改装时不应减弱底盘制动系统，保证满载高速行驶的制动可靠性。

改装底盘驾乘室时，增大座椅间距和内部高度，以便乘坐多名消防员，配备带空气呼吸器支架的座椅，既能提高乘坐的舒适性，又能快速响应。人机工程化设计，方便消防员上下车，合理布置驾乘室内操控设备，使其更宽广的驾驶和瞭望视野。

二、消防车辆底盘改装的目的

消防车底盘一般采用二类汽车底盘改装，即在不带上装设备的具备正常行驶条件汽车底盘，在二类底盘上加装消防车所承担的功能设备进行改装。底盘改装的目的是使底盘能够与消防上装配合，避免与上装发生干涉。主要分为以下：驾驶室后排改装，后悬改装，后保险杠总成，油箱及吊架改装，电瓶架改装，取力器冷却系统等，在进行设计时应注意以下几点：

进行底盘改装前应仔细阅读底盘改装手册。

底盘改装时应尽量避免在大梁上进行打孔。

绝对不允许在底盘大梁的上下平面上打孔。

在进行设计时请先确认你所需要进行改装的项目（例如是否需要进行驾驶室后排改装，是否需要制作保险杠，是否需要进行后悬改装，是否需要进行油箱和电瓶的移位等等）。

参考整车布置图及底盘图纸（或底盘技术规格书），考虑油箱、电瓶及储气筒等大件的位置，防止与上装的消防栓注水管、储物箱踏板等发生干涉。

考虑各件移位后是否需要进行支架的改装（因底盘大梁的形状前后不同）。

考虑是否要加装取力器冷却系统。

三、底盘改制前的要求

3.1发动机冷却

消防车用底盘当需要停车状态驱动大功率负荷时，其发动机的冷却应加装冷却系统，附加冷却系统的冷却介质与发动机冷却水不能相混。并在最低处有放尽冷却介质的装置。附加冷却介质系统应保证在消防车设计的各种工况下都能将发动机温度控制在负荷要求的范围。

3.2功率输出装置

3.2.1对需要有动力输出的消防车底盘应安装功率输出装置。若驱动的负载大于发动机额定输出功率的60%以上时，应安装夹心式功率输出装置或断轴式功率输出装置。

3.2.2夹心式功率输出装置或断轴式功率输出装置宜加装强制冷却器,强制冷却器的液体冷却介质不应与功率输出装置的润滑油相混。冷却介质的流量应能调节,并在最低处有放尽冷却介质的装置。

3.2.3功率输出装置的操纵按钮旁应有中文指示和工作指示灯，断轴式功率输出装置的操纵按钮在驱动消防泵的位置应有防止误操作机构。

3.2.4功率输出装置在额定负载工况下持续工作时间不应小于6h，最高油温不应大于100℃。

3.3离合器

加装夹心式功率输出装置后，离合器接合应平稳，分离彻底，工作时不应有异响、抖动或不正常打滑现象。

3.4变速器

加装夹心式功率输出装置后，变速器的操作应平稳可靠，无卡阻、跳档、脱档现象。运行中应无异响，换档杆及其传动杆件不应与其他部件干涉。

3.5传动轴

3.5.1加装功率输出装置后，如对行驶驱动传动轴进行了改制，应对传动轴动平衡进行校核，校核结果符合底盘的动平衡的要求。

3.5.2功率输出装置与负载相连的传动轴应校核动平衡，保证运行平稳，不发生振抖和异响。

3.6排气系统

3.6.1排气口不应朝着操作人员或者消防车右侧。

3.6.2排气管不应布置在可能导致部件或消防装置过热的地方。

3.6.3排气管应安装消声器。

3.6.4排气管系统暴露的地方应设置保护装置以防止可能对操作人员带来的伤害。

3.7制动系统

3.7.1空气制动系统的压缩空气不能用于顶升气垫、气动工具等抢险救援设备。

3.7.2当消防车使用底盘制动系统的压缩空气作为气动阀等部件的气源时，应从底盘制造厂规定的取气部位取气，并在取气管路中安装控制阀和过滤器，管路材料应与底盘制动系统管路相同而颜色不同。

3.7.3制动管路及用气部件不应与车架的刃边、撑杆、螺栓头或支架等接触。若无法避免，应采取护圈，波形管或橡胶夹片等保护措施。

3.74制动管路及用气部件气路应采用紧固措施与车架固定，紧固措施的间距不大于600mm应采用隔热保护管路。

3.7.5制动管路及用气部件气管路应避免接触蓄电池酸性液体等有害液体，尼龙管路不应涂漆。

3.7.6经改制后的空气系统或液压系统不应漏气或漏油。

3.8燃料系统

3.8.1燃料箱及燃料管路应坚固并固定牢靠，不会因振动和冲击而发生损坏和漏油现象。

3.8.2燃油箱的加油口及通气口应保证车辆晃动时不漏油。

3.8.3燃料箱的加油口及通气口不应对着排气管的开口方向，且应距排气管的任一部位300mm以上，否则应设置有效的隔热装置。燃油箱的加油口和通气口应距裸露的电气接头及外部可能产生火花的电气开关200mm以上。

3.8.4燃料箱的加油口和通气口不应设置在有成员的车辆内，改装不应影响燃油箱中输油管的拆装。

3.9保险杠

3.9.1后保险杠总成在设计时应注意，在上装空载的情况下，必须保证保险杠的下边缘离地高度小于550（GB11567.2-2017汽车和挂车后下部防护要求中规定）。

3.9.2后保险杠的的离地高度也不可太低，否则会影响整车的离去角，最佳尺寸应为450-550mm左右。

3.9.3后保险杠尽可能的靠近车辆后部的位置，但其后边缘必须超出整车长度。

3.9.4请大家注意：检测后保险杠离地高度时为整车空载时检测，检测离去角时为整车满载时检测。

四、改装部件的设计

要对选定后的底盘进行合理设计。主要考虑传动系、制动系、电器、取力器等的设计。

4.1传动轴的设计

消防车底盘改装时尽量不改变传动轴的轴距，对于确需要变动轴距的消防车，在设计时要考虑以下两点:

4.1.1消防车满载静止时，两传动轴的夹角不大于3°～4°，如果传动轴夹角过大，会使传动效率降低，磨损加快。

4.1.2若轴距加大后，传动轴应加长，此时要计算传动轴的临界转速ncr，具体如下:

ncr=1.2×108

式中:ncr———临界转速，r/min;

L———两个万向节的中心距，mm;

D，d———传动轴的外径和内径，mm;

为了保证传动轴工作正常，传动轴设计的实际最高安全工作转速nmax≤0.7ncr。

虽然传动轴长度可以增加，当轴距改变时，转弯半径会改变，轴距增大时转弯半径增大，限制了车辆的灵活性，因此轴距不宜增加过多。

4.2制动系统的设计

消防车承担着急难险重任务，制动系统的好坏对消防车辆的安全性有重大影响。

车辆制动系统在车辆出厂时已经安装完毕，但是提供制动系统的动力源———储气筒位置根据车辆实际改装情况可能需要重新设计。储气筒内的压缩空气是提供制动系统的动力源，为保证安全，储气筒内的气体压力不得超过833kPa。为保证储气筒工作正常，储气筒装有压力安全阀和排水阀，在设计储气筒时要考虑这些阀门操纵手柄的方便，同时还要便于检查和维修。

4.3用电设备的设计

消防车辆用电设备较多，例如照明消防车附带升降灯、器材保障车载有充气泵，这些设备都需要电源。当消防车辆所装用的发电机、蓄电池的功率和容量足够时，车载设备可直接接上底盘电路。当各种用电设备需要延长导线时，应尽量采用与底盘上型号相同、颜色相同的导线，便于识别，两根导线的固定管夹的间距应在200～800mm之间，防止两根导线粘连。

4.4取力器的设计

取力器是消防车辆比较重要的部分，消防车辆车载水泵都是以底盘自身的发动机为动力源，经过取力器，用来驱动水泵工作，因此，取力器的安装设计非常重要。根据取力器设计的位置，取力器的取力方式可分为前置、中置和后置三种基本形式，消防车主要是中置和后置两种形式，两种设计方式特点如下:

4.4.1中置式。传动损失小，整车布局合理，操作方便，维修不便，消防车载水罐后移易使后桥承重增大。

4.4.2后置式。操作维修方便，但传动链过长易造成动力损失，传动轴、万向节易出现故障。

每种形式的取力器各有优点，也有缺点，选择哪种形式的取力器设计主要考虑车载水泵、发动机功率和车身尺寸，既要使车载水泵功率发挥到最大，又要便于出火警时快速操作水泵和水泵出现故障时有一定的空间维修，同时要考虑车身尺寸的限制。

结束语

由于消防车辆的特殊用途，消防车辆底盘短期内仍然是种类多、改装多，而消防车辆担负的功能又决定了消防车辆底盘必须质量好、可靠性高，因此，在改装消防车底盘时要切实做到实用、安全、可靠，确保消防车辆发挥最大效能。

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