無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)技術(shù)分析

徐峰 趙宇

摘 要：飛機(jī)牽引車是一種應(yīng)用于飛機(jī)地勤作業(yè)的重要車輛，由于飛機(jī)自身限制使得飛機(jī)在進(jìn)入機(jī)庫、跑道等區(qū)域時(shí)必須要使用飛機(jī)牽引車牽引飛機(jī)移動(dòng)到指定位置，通過使用飛機(jī)牽引車能夠快速、方便地牽引飛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)。新時(shí)期，我國航空工業(yè)獲得了長足的進(jìn)步和發(fā)展，尤其是航空運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)更是呈蓬勃發(fā)展之勢，這無疑使得飛機(jī)牽引車有著更為廣闊的應(yīng)用前景。文章在分析無桿飛機(jī)牽引車特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對無桿飛機(jī)牽引車的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：無桿飛機(jī)牽引車；機(jī)輪捕獲；轉(zhuǎn)向；制動(dòng)

中圖分類號：V351.34 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）10-0094-02

Abstract： Aircraft tractor is an important vehicle used in aircraft ground handling. Because of the limitation of aircraft itself， aircraft must use aircraft tractor to pull aircraft to the designated position when entering hangar， runway and other areas， and can be quickly and conveniently towed aircraft for movement through the use of aircraft tractor. In the new era， the aviation industry of our country has made great progress and development， especially the aviation transportation industry is developing vigorously， which undoubtedly makes the aircraft tractor have a wider application prospect. Based on the analysis of the characteristics of the rodless aircraft tractor， this paper analyzes its essentials.

Keywords： rodless aircraft tractor； wheel capture； steering； braking

前言

飛機(jī)牽引車在機(jī)場地勤作業(yè)中有著重要的應(yīng)用。在飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)的過程中需要確保其具有良好的牽引能力尤其是要能夠滿足對一些大型、重型飛機(jī)的牽引。飛機(jī)牽引車處需要具有良好的牽引能力外還需要具有靈活的可操作性、轉(zhuǎn)向能力和制動(dòng)性能用以滿足飛機(jī)的牽引需求。無桿飛機(jī)牽引車是飛機(jī)牽引車中的一種重要車型，其具有良好的可操作性和較小的轉(zhuǎn)彎半徑能夠在復(fù)雜的機(jī)場環(huán)境中完成飛機(jī)牽引作業(yè)。本文將在分析無桿飛機(jī)牽引車特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)中的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹。

1 飛機(jī)牽引車的特點(diǎn)及總體設(shè)計(jì)要求

飛機(jī)牽引車在機(jī)場中有著重要的應(yīng)用，結(jié)合飛機(jī)牽引車的形式主要將飛機(jī)牽引車分為無桿和有桿兩大類。有桿飛機(jī)牽引車主要指的是在飛機(jī)牽引車與待牽引飛機(jī)之間通過桿件進(jìn)行連接，飛機(jī)牽引車所產(chǎn)生的牽引載荷和對牽引方向的控制需要借助桿件這一媒介。有桿飛機(jī)牽引車出現(xiàn)時(shí)間較長在國內(nèi)應(yīng)用較多也較為廣泛。與有桿飛機(jī)牽引車不同的是無桿飛機(jī)牽引車直接通過抱輪系統(tǒng)與待牽引飛機(jī)的前輪相連，通過飛機(jī)牽引車自身所帶的抱輪系統(tǒng)來固定和引導(dǎo)待牽引飛機(jī)前起落架的自由度，無桿飛機(jī)牽引車在牽引作業(yè)時(shí)其抱輪系統(tǒng)需要向飛機(jī)前起落架施加向上的作用載荷確保飛機(jī)前起落架離開地面用以更好的實(shí)現(xiàn)對于飛機(jī)的牽引作業(yè)。相對于無桿飛機(jī)牽引車有桿飛機(jī)牽引車的牽引載荷作用直接，但轉(zhuǎn)彎半徑較大、牽引速度低、牽引作業(yè)穩(wěn)定性較高。而無桿飛機(jī)牽引車由于將牽引抱輪機(jī)構(gòu)整合在飛機(jī)牽引車中，使得飛機(jī)牽引車結(jié)構(gòu)緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)小半徑的轉(zhuǎn)彎，牽引作業(yè)靈活性高、速度快。無桿飛機(jī)牽引車依靠復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)飛機(jī)前機(jī)輪抱輪作業(yè)，從而使得飛機(jī)牽引車的復(fù)雜性提高和可維護(hù)性降低。

在無桿飛機(jī)牽引車的設(shè)計(jì)過程中首先應(yīng)當(dāng)明確無桿飛機(jī)牽引車中的極大功能部分和各部分的分布。在無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)中主要涉及到以下幾大區(qū)塊：無桿飛機(jī)牽引車的駕駛室、底盤、動(dòng)力單元、液壓單元、電池箱、變速箱、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及無桿飛機(jī)牽引車的液壓抱輪機(jī)構(gòu)等。在無桿飛機(jī)牽引車飛機(jī)駕駛室的設(shè)計(jì)中可以根據(jù)需要合理的對牽引車的駕駛方向進(jìn)行設(shè)計(jì)布局，在提高無桿飛機(jī)牽引車牽引作業(yè)安全性的同時(shí)也為駕駛員提供一個(gè)舒適的駕駛環(huán)境。某型號無桿飛機(jī)牽引車的結(jié)構(gòu)布局如下圖1所示。

2 無桿飛機(jī)牽引車的技術(shù)現(xiàn)狀分析

在無桿飛機(jī)牽引車的設(shè)計(jì)中主要涉及到3大技術(shù)部分：（1）移動(dòng)載車技術(shù)。（2）飛機(jī)前機(jī)輪液壓捕獲和提升牽引技術(shù)。（3）無桿飛機(jī)牽引車的可靠性技術(shù)。

無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)中的移動(dòng)載車技術(shù)：

無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)中的移動(dòng)載車技術(shù)主要涉及到無桿飛機(jī)牽引車自身行駛移動(dòng)能力的設(shè)計(jì)。其包括有無桿飛機(jī)牽引車自身的底盤、懸掛系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向控制、輪組以及最重要的動(dòng)力單元。上述各部分囊括了無桿飛機(jī)牽引車自身各重要單元，在無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)中需要結(jié)合相關(guān)技術(shù)要求合理的進(jìn)行技術(shù)選用：（1）懸掛系統(tǒng)。無桿飛機(jī)牽引車在牽引過程中需要具有良好的穩(wěn)定性?，F(xiàn)今應(yīng)用于車輛的懸掛系統(tǒng)主要有空氣懸掛、液壓懸掛和彈簧懸掛三種，彈簧懸掛成本低穩(wěn)定性較差、液壓懸掛具有較好的穩(wěn)定性和性價(jià)比、空氣懸掛穩(wěn)定性最高但價(jià)格但成本較高。在無桿飛機(jī)牽引車懸掛形式的選擇上需要結(jié)合工作區(qū)的路面情況和成本要求適當(dāng)?shù)脑谏鲜鰬覓煨问街羞x擇兩種并聯(lián)使用。（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。現(xiàn)今應(yīng)用于無桿飛機(jī)牽引車的主要是靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。配置于無桿飛機(jī)牽引車前后橋或是前橋的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠確保無桿飛機(jī)牽引車在牽引作業(yè)中持續(xù)、平穩(wěn)的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，采用無極變速控制從而使得驅(qū)動(dòng)控制更趨方便、靈活。車輛空載時(shí)無桿飛機(jī)牽引車能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速情況下獲得最大的行駛速度，提高了無桿飛機(jī)牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)的耐用性。動(dòng)力通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)而后通過車橋中的差速器和行星齒輪將動(dòng)力矩分配至無桿飛機(jī)牽引車的車輪。無桿飛機(jī)牽引車采用液壓機(jī)械傳動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)的行星齒輪二級減速。采用這一形式作為無桿飛機(jī)牽引車的傳動(dòng)系統(tǒng)將使得無桿飛機(jī)牽引車的傳動(dòng)系統(tǒng)具有簡單、可靠的優(yōu)點(diǎn)，盡管先期投入成本較高但是后期的可維護(hù)性較好、維護(hù)成本低。為提高無桿飛機(jī)牽引車的可靠性，在驅(qū)動(dòng)形式上應(yīng)當(dāng)盡量選擇后輪驅(qū)動(dòng)，在提高無桿飛機(jī)牽引車牽引穩(wěn)定性的同時(shí)降低無桿飛機(jī)牽引車傳動(dòng)體系出現(xiàn)故障的幾率。（3）無桿飛機(jī)牽引車的機(jī)輪捕獲和牽引技術(shù)。機(jī)輪捕獲和牽引技術(shù)是無桿飛機(jī)牽引車的核心，捕獲技術(shù)的優(yōu)劣對于無桿飛機(jī)牽引車機(jī)輪捕獲的可靠性與穩(wěn)定性有著極為重要的影響?，F(xiàn)今應(yīng)用于無桿飛機(jī)牽引車機(jī)輪捕獲的技術(shù)主要有三種：a.依靠牽引桿連接待牽引飛機(jī)的機(jī)輪。b.抱輪機(jī)構(gòu)。抱輪機(jī)構(gòu)采用液壓驅(qū)動(dòng)，依靠液壓推動(dòng)抱輪機(jī)構(gòu)伸出并打開夾持機(jī)構(gòu)，而后移動(dòng)無桿飛機(jī)牽引車將夾持機(jī)構(gòu)打入到待牽引飛機(jī)的前輪范圍內(nèi)，反向收回并閉合夾持機(jī)構(gòu)，拉持前輪至舉升平臺提升舉升平臺，待前輪離地后方可牽引飛機(jī)。無桿飛機(jī)牽引車抱輪機(jī)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)眾多的功能需要將復(fù)雜的液壓系統(tǒng)集中其中，致使無桿飛機(jī)牽引車抱輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜且昂貴，極大的增加了無桿飛機(jī)牽引車的成本。c.拉輪方式。拉輪方式與抱輪方式相類似都是需要將待牽引飛機(jī)的前機(jī)輪移動(dòng)至舉升托盤上，通過抬升前機(jī)輪來實(shí)現(xiàn)對于飛機(jī)的牽引作業(yè)。與抱輪方式不同的是，拉輪方式移動(dòng)待牽引飛機(jī)前輪依靠的是將牽引帶繞緊飛機(jī)前輪并拉動(dòng)牽引帶來帶動(dòng)待牽引飛機(jī)向無桿飛機(jī)牽引車舉升托盤移動(dòng)。相對于一體化的液壓抱輪機(jī)構(gòu)，拉輪方式作業(yè)更趨簡化，在降低成本的同時(shí)提高了無桿飛機(jī)牽引車的可靠性。在無桿飛機(jī)牽引車的設(shè)計(jì)中選用何種飛機(jī)機(jī)輪捕獲方式需要結(jié)合無桿飛機(jī)牽引車的使用需求和成本控制要求來合理的進(jìn)行選擇，確保無桿飛機(jī)牽引車的可靠性和穩(wěn)定。（4）無桿飛機(jī)牽引車的制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在無桿飛機(jī)牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中多采用的是機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，前輪為轉(zhuǎn)向輪并在前橋中加設(shè)應(yīng)急轉(zhuǎn)向裝置用以為無桿飛機(jī)牽引車在高速行駛狀態(tài)下提供良好的轉(zhuǎn)向能力。內(nèi)置于前橋中的應(yīng)急轉(zhuǎn)向裝置能夠在無桿飛機(jī)牽引車突然喪失主動(dòng)力的情況下為轉(zhuǎn)向橋的動(dòng)作提供輔助動(dòng)力，用以保障無桿飛機(jī)牽引車的可操作性。前橋轉(zhuǎn)向最大能夠完成45°以內(nèi)的轉(zhuǎn)向。無桿飛機(jī)牽引車車身結(jié)構(gòu)緊湊，良好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將能夠?yàn)闊o桿飛機(jī)牽引車提供良好的機(jī)動(dòng)性和可操控性。無桿飛機(jī)牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖2所示。

無桿飛機(jī)牽引車的制動(dòng)系統(tǒng)是牽引車中最重要的組成部分之一，無桿飛機(jī)牽引車的制動(dòng)技術(shù)主要由制動(dòng)、駐車制動(dòng)以及應(yīng)急制動(dòng)三大部分所組成。在無桿飛機(jī)牽引車行駛過程中對于車輛行駛的穩(wěn)定性和安全性要求較高，在無桿飛機(jī)牽引車制動(dòng)技術(shù)中應(yīng)當(dāng)注意選用可靠、高效、平穩(wěn)的制動(dòng)技術(shù)。制動(dòng)系統(tǒng)主要用于無桿飛機(jī)牽引車行駛過程中的減速至停車制動(dòng)。駐車制動(dòng)用以控制無桿飛機(jī)牽引車在停駐時(shí)駐留在原地，避免車輛出現(xiàn)溜坡等的問題。應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)主要用于車輛主制動(dòng)系統(tǒng)喪失制動(dòng)能力時(shí)的應(yīng)急制動(dòng)。此外，應(yīng)用于無桿飛機(jī)牽引車的制動(dòng)技術(shù)還包括穩(wěn)定車速的輔助制動(dòng)系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

無桿飛機(jī)牽引車的發(fā)展和應(yīng)用將極大的提高飛機(jī)牽引的便利性，尤其是對于一些大型飛機(jī)，無桿飛機(jī)牽引車良好的轉(zhuǎn)彎特性將使得其能夠在飛機(jī)牽引中更加游刃有余。本文在分析無桿飛機(jī)牽引車特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對無桿飛機(jī)牽引車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了分析介紹。

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