第三章举高类消防车

第三章举高类消防车【学习要求】本章主要以登高平台车为例，介绍举高消防车的结构、原理，重点介绍举高消防车维护保养的内容。通过学习，掌握举高类消防车主要结构原理、操作注意事项，通过实际保养训练，掌握消防车的故障诊断、排除方法和保养技能。第一节举高类消防车总体介绍举高类消防车指装备有支撑系统、回转盘、举高臂架和灭火装置，可进行登高灭火和救援的消防车。举高类消防车主要有云梯消防车、登高平台消防车和举高喷射消防车三种。一、举高消防车的分类和用途（一）按举高消防车底盘承载能力分类1轻型消防车消防车底盘的厂定最大总质量大于1800kg，但不大于6000kg的消防车。2中型消防车消防车底盘的厂定最大总质量大于6000kg，但不大于14000kg的消防车。3重型消防车消防车底盘的厂定最大总质量大于14000kg的消防车。（二）按举高类消防车用途分类举高类消防车根据举高臂架系统和配备的消防装备的不同，以及在功能和用途上的差异，可分为登高平台消防车、举高喷射消防车和云梯消防车三种。1登高平台消防车（如图5-3-1所示）指装备折叠式或折叠与伸缩组合式臂架、载人平台、转台及灭火装置的举高消防车。车上设有工作平台和消防水炮（水枪），供消防人员进行登高扑救高层建筑、高大设施等火灾，营救被困人员，抢救贵重物资以及完成其他救援任务。图5-3-1登高平台消防车2举高喷射消防车（如图5-3-2所示）指装备折叠式或折叠与伸缩组合式臂架、转台及灭火装置的举高消防车。消防人员可在地面遥控操作臂架顶端的灭火喷射装置在空中向施救目标进行喷射扑救。该车用于扑灭高层建筑火灾，特别是石油化工等行业的火灾。图5-3-2举高喷射消防车3云梯消防车（如图5-3-3所示）指车上设有液压伸缩云梯、工作平台、升降斗及灭火水枪，供消防人员登高进行灭火和营救被困人员的举高消防车。其梯架结构为开口槽型桁架式。适用于高层建筑火灾现场的人员快速营救。图5-3-3云梯消防车（三）按臂架的结构型式分类1曲臂举高消防车臂架是由铰接的多节臂组成，车辆处于行驶状态时，臂架折叠；工作状态时，通过各自的变幅机构举升臂架。2直臂举高消防车臂架是由多节同步伸缩臂组成，工作状态时，由伸缩油缸及链绳机构驱动。3组合臂举高消防车臂架是由同步伸缩的多节臂和铰接臂组成。二、举高类消防车基本结构举高类消防车由一般汽车底盘、取力装置、支撑系统、回转系统、举升系统、水路系统、液压系统、电气系统和安全保险装置等组成。从整体结构上看，分上车和下车两大部分，上车和下车以回转支撑、中心回转体为连接，通过液电控制系统将其紧密地连成一体。上车主要由转台、臂架、上车消防水路、工作平台等部分组成；下车主要由底盘、副车架及支腿、走台板、器材箱总成、下车消防系统、取力装置等部分组成。整车由底盘侧窗取力器驱动高压齿轮泵为液压系统提供动力，电器系统与气路系统配合实现取力操纵和油门控制。整车的安全保护措施由电气系统实现。（一）底盘底盘是整车的骨架，也是消防车的行驶装置。其主要功能是将消防车各总成和部件连成一个整体，并支撑全车重量。整机所有总成部件都直接或间接地安装在底盘上，因而要求它具备优良的动力性能、机动性能和操纵稳定性三大基本性能，而且必须工作可靠。如图5-3-4所示为消防车专用奔驰底盘。图5-3-4底盘（二）取力装置一般消防车油泵和水泵的运转，是靠发动机动力并通过取力器传动轴来驱动。取力装置由取力器、传动轴和液压泵及水泵等组合而成。目前国产消防车取力装置按取力部位不同，有下列三种型式。1动力从变速器侧窗取出它的输出功率较小，不能全功率输出。2动力从变速器后端的二轴取出简称夹心式取力器,它的位置在变速器后部，分动器的前端面紧贴变速器的后端面。输出输入轴中心平面在纵轴线的垂直平面内，有两根输出轴分别驱动消防上装和底盘。3动力从变速器后端传动轴处取力，分动箱设置在变速器后部的前后传动轴之间，并悬置在两纵梁之间。（三）副车架和支腿副车架是装在汽车底盘大梁上的附加车架，其作用一是布置和承载上车全部构件，二是在作业时起支撑作用，保证整车平衡、可靠。副车架总成为基础件，由四个支腿撑起，承受着整车的质量和所有外载负荷，保证整机在360°范围内的任何位置作业都是安全的。全方位作业时每个支腿的受力必须大于零。如图5-3-5所示为消防车底盘用副车架。图5-3-5副车架支腿一般由固定支腿和活动支腿组成，活动支腿在水平支腿油缸的作用下在固定支腿箱内来回运动，以完成支腿的水平伸缩运动。整机的支起是靠垂直支腿油缸伸缩来实现的，垂直油缸支起后为防止油缸下沉，在保证整机稳定作业的基础上，一般在垂直油缸上设置双向液压锁进行保护。一般消防车使用H型支腿，可以把支腿跨距做得比较大，这样稳定性比较好。每个支腿都可以进行单独的调整，以利于整车在不平的场地也能进行有效的工作。每个支腿下方都配有照明灯，既可作为安全指示灯，又可做夜间工作照明用。如图5-3-6所示为消防车其中一种结构形式的支腿。图5-3-6支腿（四）变幅机构变幅机构由变幅油缸、平衡阀等组成，其功能是驱动臂架变幅。如图5-3-7所示为一消防车的变幅机构。图5-3-7变幅机构（五）伸缩机构伸缩机构由伸缩油缸、平衡阀、板式链、链轮等组成，其功能是驱动臂架伸缩。（六）回转机构回转机构由液压马达、回转减速机、回转小齿轮构成，其功能是传递扭矩使转台回转。液压马达的制动器为常闭式制动器。如图5-3-8所示为一消防车的回转机构，图中可以看到回转马达。图5-3-8回转机构（七）回转支撑回转支撑装于副车架上，支撑着转台及连接在转台上的上装，在水平方向360°连续回转作业。（八）中心回转体中心回转体由旋转体、固定体、液压油道、电缆通道、水路通道及导电环组成，以此实现液、电的上、下车输送，保证上车在360°连续旋转时，油路、电路和水路畅通。中心回转体为全密封式，避免了因尘污、水浸而发生的断路或短路现象。如图5-3-9所示为消防车用中心回转体。图5-3-9中心回转体（九）转台总成转台为承上启下的重要结构件，上部装有臂架、变幅油缸和操纵台，下部装于下车副车架上。如图5-3-10为一消防车的转台总成。图5-3-10转台总成（十）电气控制系统电气控制系统是由电控器、安全保障系统、警报通信系统、照明系统等组成。电气系统与液压系统、气路系统配合实现整车的操作。1电控器电控器由电比例手柄、放大板、电磁阀、逻辑电路等组成，实现对各类电液比例阀及液压油缸等执行元件的控制。2安全保障系统安全保障系统由各类检测开关、传感器、逻辑电路、监控装置、备用动力及应急操作装置等组成，构成整车安全作业的防护体系。3警报通信系统警报通信系统由警灯、电子报警器、对讲机和电铃等组成，如图5-3-11所示，沟通上、下车之间联系，保证工作过程中的通信联络及预警。如图5-3-12左图所示为安装在驾驶室内的电子警报器，警报器上接有对讲机；右图所示为安装在消防车尾部的警灯。图5-3-11警报通信系统图5-3-12探照灯4照明装置照明装置由工作照明灯、探照灯、警示灯、标志灯等组成，保障安全作业。如图5-3-12所示为安装在消防车工作平台上的探照灯。（十一）液压系统液压系统采用电液比例控制技术，为开式系统，是由液压泵、电比例操纵阀、压力阀、流量阀、油箱、滤油器、马达、油缸、管路、接头体等组成，在电气系统的控制下实现整车的操作。（十二）操纵台由按钮、开关、指示灯、仪表、显示屏、操作手柄等组成，根据其操纵位置及功能分为下车操纵台、泵室操纵台、转台操纵台、工作平台操纵台。如图5-3-13所示为一消防车转台操纵台。图5-3-13操纵台（十三）工作平台工作平台（如图5-3-14所示）铰接于臂前端，平台的正面开有活动门，当靠近高层建筑的窗口时，可放下翻转踏板便于救援。平台上装有水炮操纵机构，可仰俯和左右摆动进行高空喷射。亦设有外供接口，可快速安上水带，携带水枪进入建筑物内部灭火。平台前方装有的喷淋装置喷出水雾，保护平台正常工作。平台上还可以安装救生通道或缓降器，被救人员可以自由控制下降速度。图5-3-14工作平台（十四）调平机构调平机构能保证工作平台始终保持水平状态。有两类调平，分别为：1自动调平由角度传感器、控制模块、调平油缸、链及链轮等组成，为电液比例闭环伺服控制系统。角度传感器固定在工作平台上，当测得工作平台发生倾斜时，倾斜信号传到控制模块，控制模块就命令调平油缸动作，带动链、链轮及与链轮为一体的平台转动，从而自动调平。2机械调平采用平行四边形拉杆随动调平原理，由拉杆、滚子链、链轮以及辅助支撑、张紧装置组成。（十五）消防水路系统消防水路系统主要由水泵装置、消防液罐、通水管路、球阀、缓冲器、水炮（泡沫炮）及操纵机构、进出消防液口等组成。如图5-3-15所示为一消防车消防液罐。图5-3-15消防液罐（十六）液压电缆输送系统液压电缆输送系统由金属拖链和导向支架等构成。导向支架固定在伸缩臂头，装有液压电缆管路的输送拖链通过导向支架与伸缩臂一同伸缩，从而实现油管和电缆线的伸缩。如图5-3-16所示为一消防车液压电缆输送系统。图5-3-16液压电缆输送系统第二节举高类消防车液压系统随着科技的不断发展进步及产品国际化配套，目前，国产举高消防车的技术基本上与国际同步接轨，已发展成为机电液光及微电子综合控制的高科技产品。下车支腿控制采用手动操纵或电液操纵，上车的各执行机构采用电液比例复合控制，工作平台的调平系统采用零遮盖，具有位置传感器的伺服比例控制，所有系统均采用开式回路。伸缩臂加曲臂式的举高消防车一般采用具有反馈油路的变量系统，电液比例主控制阀采用定差减压；折叠臂举高消防车一般采用定量系统，电液比例主控制阀采用定差溢流。一般举升高度较低的消防车，由于需要流量小，主控阀采用电比例直接控制；举升高度较高的消防车，需要流量比较大，采用比例减压电磁阀加液控比例主阀的复合控制，以达到很好的比例控制和微动性能。下面以徐工集团生产的CDZ53登高平台消防车为例扼要介绍举高消防车液压系统。一、CDZ53登高平台消防车整机液压系统整机采用先进的电液比例先导控制系统，压力、流量复合控制，负载反馈变量泵，闭环比例调平系统，确保操作方便、动作平稳可靠，具有良好的微动性能。（一）整车液压系统原理整车液压系统原理如图5-3-17所示。油箱中的油液通过吸油滤油器，进入排量为100mL/r压力流量复合控制泵的吸油口，泵出的液压油进入上下车转换阀的进油口，上下车转换阀电磁阀无电时，油液进入下车支腿油路，同时反馈油路用电磁阀通电，泵处在最大排量状态。1支腿动作控制过程当控制四个支腿的八个手动换向阀均处于中位时，泵出的油液无处去，使系统压力升高，油泵内部的压力控制阀起作用，泵的排量几乎为零；当手动换向阀处在工作位置时，泵排出的油液通过手动换向阀进入四个水平支腿油缸和四个垂直腿油缸。为了保护四个水平支腿油缸，使其在外伸过程中不至于推力太大导致活塞杆弯曲，以及防止油缸全部伸出时活动支腿和固定支腿撞击太大，在四个水平腿外伸的油路中设有溢流阀，溢流阀的调定压力为70bar；为了防止车辆在行驶过程中垂直支腿油缸活塞杆由于自重外伸，换向阀的中位选择“Ｏ”型机能；为了防止整车支好后垂直支腿油缸由于受压缩回，在油缸的大腔装有液控单向阀。2上、下车转换控制过程当下车全部支好后，使上、下车转换阀通电，泵排出的油液通过转换阀进入中心回转接头，从而进入上车电液比例控制阀。当电比例先导操纵阀均处中位时，电液控制阀亦处在中位，由于该阀的进油口在中位时是封死的，所以系统压力急剧升高，使泵的压力控制阀起作用，泵处在最小排量。电液比例阀的进油联设有系统压力限制阀，此阀的压力设定为220bar，比泵的压力控制阀的调定压力高出20bar,从而使系统不会产生高压大流量溢流。（二）上车动作控制过程1电液比例先导控制阀电液比例先导控制阀共由四片阀组成，其中伸缩、回转为一组，变幅和曲臂为另一组。每片阀既可单独工作又可同时工作。（电液比例先导控制系统的工作原理后面将详细介绍）2回转控制当回转阀处于工作位置时，压力油在进入回转马达的同时，进入回转减速机的制动器油缸，使制动器打开；同时，反馈油路通过电液