全地形車關(guān)鍵技術(shù)研究

謝觀福+等

摘 要：全地形車的最大特點(diǎn)是可以在普通車輛難以機(jī)動(dòng)的地形上行走自如，包括沙漠、雪地、沼澤、公路及內(nèi)陸江河、湖泊、水路等地形。具體介紹了全地形底盤的傳動(dòng)、行走、懸掛、轉(zhuǎn)向、俯仰、水中驅(qū)動(dòng)等相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：全地形車；動(dòng)力系統(tǒng)；傳動(dòng)系統(tǒng)；鉸接轉(zhuǎn)向技術(shù)

中圖分類號(hào)：U489 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.088

1 全地形車概述

全地形車最早出現(xiàn)于瑞典、蘇聯(lián)等少數(shù)幾個(gè)位于北半球的國(guó)家，最大的特點(diǎn)是可以在普通車輛難以機(jī)動(dòng)的地形上行走自如，具有良好的陸上、水上機(jī)動(dòng)性能，適應(yīng)力強(qiáng)，可在極端天氣環(huán)境中使用。

2 全地形車的整體結(jié)構(gòu)

全地形車由前、后兩車體鉸接組成，前車為駕駛和動(dòng)力車，后車為運(yùn)輸車，前、后兩車都有驅(qū)動(dòng)力。如圖1所示，該車主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、分動(dòng)箱、驅(qū)動(dòng)橋、車架、車廂、履帶行走系統(tǒng)、絞接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、水中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、操縱駕駛系統(tǒng)、儀表電器系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部分組成。其中，全地形底盤車的核心和特有部件主要為動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、行走及懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向及俯仰系統(tǒng)和水中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

1—?jiǎng)恿皞鲃?dòng)系統(tǒng)；2—轉(zhuǎn)向及俯仰系統(tǒng)；3—行走及懸掛系統(tǒng)；4—水中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

圖1 全地形車整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3 動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)介紹

全地形車主要采用全液壓傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)兩種傳動(dòng)技術(shù)。動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)布置如圖2所示，主要由變速箱、分動(dòng)器、前后驅(qū)動(dòng)橋、傳動(dòng)軸等組成。液力機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

1—前驅(qū)動(dòng)橋；2—分動(dòng)箱；3—變速箱；4—發(fā)動(dòng)機(jī)；5—傳動(dòng)軸；6—后驅(qū)動(dòng)橋

圖2 動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖

4 行走及懸掛技術(shù)介紹

全地形車需能在復(fù)雜路面上快速行駛，越野速度不低于60 km/h。為了減輕地面對(duì)設(shè)備的震動(dòng)，提高駕駛舒適性，采用了橡膠扭簧彈性減震、橡膠履帶行走系統(tǒng)二級(jí)減震系統(tǒng)，行走架和機(jī)體采用板簧連接，支重輪和行走架采用橡膠扭簧減震。減震系統(tǒng)不但要將沖擊能量吸收掉，還需傳遞整機(jī)重量，受力情況復(fù)雜。

履帶行走系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)輪、減震器、支重輪、扭桿彈簧、拖帶輪、履帶、漲緊輪等。履帶式行駛系統(tǒng)的特點(diǎn)為支撐面積大，接地比壓小，具有較強(qiáng)的通過(guò)性，能在山地、雪地、沼澤地、沙漠等復(fù)雜地形上行走。

5 轉(zhuǎn)向及俯仰系統(tǒng)技術(shù)介紹

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向鉸接機(jī)構(gòu)組成，主要實(shí)現(xiàn)裝備的轉(zhuǎn)向、車體的俯仰通過(guò)功能。

5.1 轉(zhuǎn)向功能

前后車體通過(guò)鉸接裝置連接，當(dāng)駕駛員操縱方向盤時(shí)，依靠轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)向油缸推拉，液壓系統(tǒng)使左油缸壓縮，右油缸伸出，使前后鉸接的兩車形成一定的夾角，實(shí)現(xiàn)鉸接轉(zhuǎn)向，如圖3所示。

5.2 俯仰功能

圖3 鉸接結(jié)構(gòu)圖 圖4 俯仰系統(tǒng)裝置

俯仰系統(tǒng)裝置主要由前車車體、鉸接裝置、俯仰油缸、后車車體組成。俯仰油缸在前車與鉸接機(jī)構(gòu)上都布置有鉸接點(diǎn)，鉸接機(jī)構(gòu)又與后車連接，使前、后車與鉸接裝置連為一體。當(dāng)俯仰缸活塞收縮時(shí)，前車車體以前車后接地點(diǎn)為俯仰中心轉(zhuǎn)動(dòng)，前車可上翹一定角度，實(shí)現(xiàn)垂直越障，如圖4所示。

6 水中驅(qū)動(dòng)技術(shù)介紹

全地形車水中驅(qū)動(dòng)采用螺旋槳推進(jìn)器，可獲得10～15 km/h的浮渡速度。該方案主要有傳動(dòng)效率比較高、螺旋槳推進(jìn)器能適應(yīng)水中有雜物的工況這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。單道管螺旋槳推進(jìn)器如圖5所示。

1—驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；2—水流導(dǎo)管；3—螺旋槳

圖5 單道管螺旋槳推進(jìn)器簡(jiǎn)圖

7 結(jié)束語(yǔ)

全地形車通過(guò)采用雙車體結(jié)構(gòu)、前后驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)、鉸接轉(zhuǎn)向技術(shù)、扭簧懸掛行走技術(shù)、水中驅(qū)動(dòng)技術(shù)等非常有特色和先進(jìn)的特種車輛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了車輛的工況高適應(yīng)性。全地形車技術(shù)應(yīng)用非常廣，可以推廣到工程車輛、救援裝備等領(lǐng)域。新興移山（天津）重工有限公司是一個(gè)歷史悠久的工程機(jī)械、特裝裝備設(shè)計(jì)制造企業(yè)，通過(guò)全地形技術(shù)的研究，現(xiàn)已研制出了高機(jī)動(dòng)工程機(jī)械、高機(jī)動(dòng)搶險(xiǎn)救援車。

〔編輯：王霞〕