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        輪式多功能森林小型消防車的設計

        我國對森林消防領域的研究設計重點集中在履帶式森林小型消防車上,對輪式森林小型消防車的研究很少,小型消防車上的消防設備也局限于水、水泵和噴槍等常規設備,對泡沫滅火、滅火機、脈沖等滅火方式和設備的研究甚少。筆者研究設計出了一款輪式多功能森林小型消防車,可在地形比較復雜的特殊區域工作,可迅速抵達火災現場,運用其多功能消防設備控制、撲滅森林火災。
      輪式多功能森林小型消防車的設計
        1 多功能森林小型消防車車身結構設計

        為了在滿足國標要求的基礎上盡可能提高綜合性能,選擇多功能森林小型消防車底盤大總質量為16 000kg,尺寸設定為長8 068 mm、寬2 496 mm、高3 180 mm、軸距為4 600 mm、前后輪的軸距均為2 072 mm。為了提高消防人員的滅火效率,在森林小型消防車車身設計時,左右共空出了12個格子存放各種滅火裝備,消防裝備放置在車身兩邊以方便火場救火快速取用,車頭方向可容納6人進行作業,滅火裝置位于車后部,水與泡沫為分開放置形式,以便根據實際情況取用滅火劑。工作時,滅火劑由管路從車身箱體容器中輸入車尾部滅火設備進行滅火。車身結構如圖1所示。

        2 多功能森林小型消防車功能設計

        1)滅火性能

        滅火性能是小型消防車的基本性能。水是許多國家首選的森林大火消防介質,但常規水的密度大且效率不高。該小型消防車在常規水滅火的基礎上,應用壓縮氣體泡沫裝置為主滅火系統。國標要求:泡沫小型消防車的泡沫混合液流量≤20 L/s時,發泡倍數(20℃)必須≥5,射程≥30m。為了實現此要求,該小型消防車采用“氣液比例混合發泡器”技術提高滅火泡沫細密均勻度,提高后的泡沫附著性能好,抗燒性能強。由于壓縮泡沫的密度非常小,其輸送距離可達3 km,揚程高達300 ITI,泡沫噴距、噴高30~40m,現場作業移動便捷,為高遠距離和艱困環境突發火災的及時施救提供了保障,發泡倍數可達8倍。小型消防車還具有輔助消防裝備,如方便裝載的水泵、風力滅火器、林地切割器等。
      輪式多功能森林小型消防車的設計
        2)動力性能

        擁有較好動力性能的森林小型消防車可及時到達火災現場,迅速解決火災問題。國標規定:重型小型消防車的高車速不小于90 km/h,o~60 km/h的加速時間不大于45 s。為滿足動力需求,經過初步估算后選配功率為229 kW的WD 615.87型發動機,根據發動機外特性曲線和其他基本參數設計小型消防車的小傳動比、大傳動比為5.01、80?紤]森林小型消防車的運行環境以及傳動系統組成,選配擁有lo個檔位的HWl5710C型變速器及速比為5.73的主減速器。

        3)越野性能

        越野性能是指車輛在復雜路況上行駛時,通過各種障礙的能力,具體表現為爬坡能力、軟地面通過能力、沼澤地通過能力以及跨越壕溝的能力等。越野性能的影響因素有動力性能、驅動模式、底盤剛性、離地間隙和輪胎等。目前,市場上的森林小型消防車多數選用履帶式底盤,雖然有較好的越野性能,但行駛速度慢,易對路面造成破壞。因此,該森林小型消防車設計為四輪驅動式底盤,同時選配大功率發動機和直徑1.24 in的車輪。

        4)行車障礙清除能力

        該森林小型消防車設計了如圖2所示的前頂撞裝置,擋板由兩塊鋼板壓成,并以一定夾角焊接,刀片采用鉸接的方式固定在擋板下方,擋板后方的橫梁和支架采用矩形鋼焊接,整個頂撞裝置通過兩個支架焊接在車前方。這種裝置是森林滅火和保障救災人員安全的一種有效工具,可使小型消防車在行駛過程中對低矮的灌木雜草進行清剿,開辟道路,幫助小型消防車快速通過或切斷火勢的蔓延。
      輪式多功能森林小型消防車的設計
        5)開挖防火帶能力

        森林小型消防車可以借助犁體在森林大火蔓延的方向橫向耕翻出防火隔離帶,同時翻起的土垡將地表的灌木叢與雜草完全覆蓋,有效防止火勢向外蔓延。該森林小型消防車設計的鏵式防火犁布置在小型消防車的后方,采用3個鏵式犁組成開溝器刀片組;設計了上、中、下三個懸架,其中上懸架與小型消防車固接起到支撐作用,同時還在中間懸架與下懸架之間設計了兩個彈簧,目的是當刀片部分遇上堅固物體時,可以實現回彈的作用;設計了液壓缸及液壓回路。

        6)信功能

        該森林小型消防車自主設計研發了“北斗與GPS綜合火災定位評估通信裝置”,利用北斗與GPS綜合定位火災評估系統將火災地點定位,結合分析功能可以確定評估火災等級,指揮中心通過衛星監測火災蔓延發展趨勢并迅速做出決策,實時指揮消防人員作戰。
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