大流量泵浦消防車結(jié)構(gòu)簡析

北京中卓時(shí)代消防裝備科技有限公司 劉勇 姚廣偉 宋淼 郭穎

通過對(duì)國內(nèi)大流量泵浦消防車結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，介紹了該車的用途、主要性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)組成及其工作原理，并對(duì)整車的取水動(dòng)力系統(tǒng)、增壓動(dòng)力系統(tǒng)及整車控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹說明。

大流量泵浦消防車（以下簡稱泵浦車）主要用于大型石化火災(zāi)的撲滅、大型洪災(zāi)的排澇以及遠(yuǎn)距離輸送飲用水等救援場(chǎng)合，通常與水帶敷設(shè)車配合組成遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)一起使用。由于石化企業(yè)一般臨海，撲滅大型火災(zāi)時(shí)從海里取水即可，此時(shí)利用泵浦車可直接遠(yuǎn)距離供水至滅火現(xiàn)場(chǎng)。

現(xiàn)介紹一款泵浦消防車，其采用大功率增壓泵對(duì)消防用水進(jìn)行二次增壓，可達(dá)到以30000L/min的流量供至3000m以外的地方，大大提升了泵浦車的作業(yè)效率及作業(yè)性能。

大流量泵浦車概述

某型泵浦消防車采用某品牌底盤改裝，以車輛為中心，可對(duì)半徑60m、垂直高度30m以內(nèi)的水源進(jìn)行取水。取水流量達(dá)30000L/min，經(jīng)增壓泵組加壓后可供至3000m以外的滅火地點(diǎn)，取水流量可同時(shí)滿足8～10臺(tái)主戰(zhàn)類消防車或者10～12臺(tái)移動(dòng)消防炮不間斷進(jìn)行用水。該車型集取水、增壓功能于一體，整車高度集成，是大型火災(zāi)撲滅的有效利器。

整車主要由副車架、取力傳動(dòng)系統(tǒng)、取水液壓系統(tǒng)、直臂吊、增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、增壓泵、控制系統(tǒng)以及箱體等組成。駕駛室采用雙門形式布置，可搭載乘員3人（含駕駛員）。在駕駛室內(nèi)部可以完成取水液壓系統(tǒng)全功率取力器以及吊機(jī)系統(tǒng)變速箱取力器的掛合。直臂吊機(jī)由一臺(tái)無線遙控器進(jìn)行控制，駕駛?cè)藛T一人可操作吊機(jī)在30min之內(nèi)完成對(duì)取水泵的取放。

1.主要技術(shù)參數(shù)

車輛外形尺寸為11800mm×2500mm×3950mm（長×寬×高），驅(qū)動(dòng)形式為6×4，整車總質(zhì)量為30400㎏，取水流量為30000L/min，供水距離為3000m，供水壓力為1.0MPa，取水距離為60m，取水高度為30m，液壓系統(tǒng)工作壓力為30MPa,直臂吊機(jī)最大工作幅度為17.5m，供水管口徑為DN300mm，整車持續(xù)作業(yè)能力為7×24 h。

2.整車結(jié)構(gòu)組成及工作原理

2.1 整車結(jié)構(gòu)組成

某型泵浦消防車主要結(jié)構(gòu)組成見圖1，主要由底盤、箱體、取水液壓系統(tǒng)、取水泵、增壓泵、取水直臂吊機(jī)、增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、取水液壓卷盤、傳動(dòng)系統(tǒng)、副車架、離合器、控制系統(tǒng)、器材箱和吊機(jī)液壓系統(tǒng)等組成。

整車傳動(dòng)系統(tǒng)包括兩部分，一個(gè)是取水動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)；另外一個(gè)是增壓動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖1 某型泵浦消防車結(jié)構(gòu)組成

圖2 整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖

2.2 取水動(dòng)力系統(tǒng)主要工作原理

取水動(dòng)力系統(tǒng)主要工作原理為：底盤全功率取力器通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)液壓泵，液壓泵額定工作轉(zhuǎn)速為1500～1700r/min；液壓泵將液壓油通過取水液壓油管輸送至取水泵液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)帶動(dòng)離心泵進(jìn)行取水作業(yè)。底盤變速箱取力器驅(qū)動(dòng)直臂吊機(jī)液壓油泵，通過吊機(jī)液壓油管控制吊機(jī)的舉升及回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)取水泵的取放，同時(shí)控制液壓卷盤的回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)取水液壓油管的收放。

2.3 增壓動(dòng)力系統(tǒng)主要工作原理

增壓動(dòng)力系統(tǒng)主要工作原理為：增壓發(fā)動(dòng)機(jī)末端安裝離合器，然后再通過聯(lián)軸器與增壓泵連接。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與增壓泵一致，直接驅(qū)動(dòng)增壓泵進(jìn)行增壓作業(yè)。

車輛進(jìn)行工作時(shí)，先由直臂吊機(jī)將取水泵放入水中，通過液壓卷盤末端的鋼絲繩將取水泵放入水中。最遠(yuǎn)取水距離達(dá)60m，垂直高度達(dá)30m。

由于該系統(tǒng)需要長時(shí)間進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)且驅(qū)動(dòng)液壓泵的功率較大，故底盤發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一般要求不得低于500hp。取水泵放入水中后結(jié)合底盤全功率取力器，取水液壓系統(tǒng)開始工作，取水泵葉輪快速旋轉(zhuǎn)，取水后通過DN250水帶輸入至增壓泵中。液壓系統(tǒng)工作壓力達(dá)30MPa，取水流量達(dá)30000L/min。取水后的壓力僅為0.25MPa，無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送。若需要輸送至3000m以外則必須進(jìn)行增壓。

取水泵取上的水進(jìn)入至增壓泵，然后進(jìn)行二次增壓。增壓泵為單級(jí)離心泵形式，由一臺(tái)1200hp的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。啟動(dòng)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)后結(jié)合增壓離合器，此時(shí)增壓泵組開始工作。逐步提升增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速至1600r/min，使增壓泵的額定工作壓力達(dá)到1.2 MPa，可以30000L/min的流量輸送至3000m以外的地方。

3.整車控制系統(tǒng)

整車上裝與底盤通訊采用CAN總線1939協(xié)議進(jìn)行通訊，作業(yè)控制系統(tǒng)見圖3?？刂葡到y(tǒng)主要分“取水控制區(qū)”（顯示器左側(cè)）和“增壓控制區(qū)”（顯示器右側(cè)）兩個(gè)控制單元，中部為顯示裝置。同樣，顯示器也分為兩個(gè)顯示單元，分別顯示取水控制單元和增壓控制單元。

當(dāng)需要進(jìn)行取水作業(yè)時(shí)，首先按下“吸水取力”，通過選擇A泵或者B泵吸水來控制取水泵的通斷。然后通過“油門+”或者“油門-”控制取水液壓泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制取水的流量，液壓系統(tǒng)工作壓力、工作轉(zhuǎn)速、取水流量等實(shí)時(shí)通過顯示器進(jìn)行觀察。

圖3 作業(yè)控制系統(tǒng)

當(dāng)需要進(jìn)行增壓作業(yè)時(shí)，首先啟動(dòng)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，然后結(jié)合離合器，通過“油門+”或者“油門-”來控制增壓泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制增壓泵的工作壓力以及水流量，同樣增壓系統(tǒng)工作壓力、工作轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過顯示器進(jìn)行觀察。

整車主要在取水和增壓兩部分進(jìn)行控制。取水動(dòng)力源自于底盤，通過底盤取力器輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)，故通過CAN總線對(duì)底盤轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制則可以達(dá)到液壓系統(tǒng)的壓力和流量控制，進(jìn)而控制取水能力的大??；增壓動(dòng)力源自于上裝背負(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)，同樣通過CAN總線控制背負(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制增壓泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制增壓泵的壓力和流量，最終控制供水能力的大小。

結(jié)語

通過對(duì)泵浦消防車結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，分析了該類型車輛的工作原理及系統(tǒng)組成。對(duì)整車的結(jié)構(gòu)及布置形式、整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)加以解析及說明，該種結(jié)構(gòu)布置形式的泵浦車消防在產(chǎn)品先進(jìn)性、操作方便性以及使用可靠性等方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)。