大型飛機高空作業(yè)平臺牽引車研發(fā)設計方案

費秀剛

（空軍南苑場站專用車輛技術保障隊，北京 100076）

大型飛機高空作業(yè)平臺牽引車研發(fā)設計方案

費秀剛

（空軍南苑場站專用車輛技術保障隊，北京 100076）

本文介紹了一種針對運20、伊爾76及其它最大起飛質量200噸以上的大型飛機保障特點專門研制的一型大型飛機高空作業(yè)平臺牽引車研發(fā)設計方案，該設計方案主要包括總體布置、傳動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、高空作業(yè)平臺等部分，通過綜合集成，將高空作業(yè)功能與飛機牽引（頂推）功能整合在一型車輛裝備上，有效實現(xiàn)了專用車輛的綜合化，有利于節(jié)省采購費用和保障人員。

大飛機；高空作業(yè)平臺；牽引車；設計方案

大型飛機一般指最大起飛重量超過100噸的飛機，以運20、伊爾76等大型飛機為例，其最大起飛質量均為200噸級。據了解，飛機的牽引、頂推需要飛機牽引車保障，而大型飛機上部以及垂尾上部分設備的日常檢查維護則需要高空作業(yè)車保障，為此，將高空作業(yè)功能與飛機牽引、頂推功能通過工程技術手段整合在一型裝備上，減少裝備型號，實現(xiàn)車輛裝備的綜合化、多功能化，對于節(jié)省裝備采購費用和保障人員具有一定的現(xiàn)實意義。

大型飛機高空作業(yè)平臺牽引車是緊密結合大型飛機外場保障的勤務需求，針對運20、伊爾76及其它最大起飛質量200噸以上的大型飛機保障特點專門研制的一型專用車輛，該車集飛機牽引、頂推及高空維護作業(yè)等功能于一身，有效實現(xiàn)了專用車輛的綜合化，有利于節(jié)省采購費用和保障人員。該車適用于在機場跑道、停機坪、飛機掩體和機庫等平坦硬地上使用，主要用于飛機檢查、維護時移動飛機和將機務人員安全可靠地舉升到距地面20m及以下的高度，為飛機進行檢查、維護、清理等作業(yè)，額定可牽引、頂推飛機的重量為200t。

1 總體布置方案

本高空作業(yè)平臺牽引車設計方案設計了兩套駕駛系統(tǒng)，可實現(xiàn)雙向駕駛，有利于更精準實施飛機牽引、頂推作業(yè)。其中，主駕駛室為前置式平頭車，駕駛室為單座雙開門，位于前端中部，其兩側為站人平臺，車尾另有一個敞開式駕駛平臺。車架設計為一個整體框架式剛性結構，發(fā)動機及變量泵橫置于車身中前部，中后部設置高空作業(yè)平臺的回轉底座；車身縱向空間的上部為高空作業(yè)平臺的伸縮臂，下部主要布置馬達及傳動機構；車身中段兩側布置燃油箱、液壓油箱、電瓶及儲氣罐。車頭、車尾共裝有4部倒車雷達。車身裝有四只10t級液壓支腿，除了在高空作業(yè)平臺使用時可提供40 t·m的穩(wěn)定力矩外，尚可用于更換車輛輪胎使用。車架按剛性結構設計，采用Q345鋼板和矩型管組焊而成。在車身兩側設置了八個拉環(huán)，便于吊裝和運輸時加固作業(yè)，見圖1～4。

圖1 整車外部三視圖

圖2 整車布置圖

圖3 高空作業(yè)狀態(tài)圖（1）

圖4 高空作業(yè)狀態(tài)圖（2）

2 傳動系統(tǒng)方案

本高空作業(yè)平臺牽引車設計方案中傳動系統(tǒng)由一個變量泵、兩個變量馬達及兩檔變速箱和驅動橋組成，變量馬達通過各自的兩檔變速箱與轉向驅動橋相連接，變速箱設有牽引及空駛兩個檔位，采用電控氣動切換。其中，變速箱為自主設計，設有牽引及空駛兩個檔位，其中，空駛檔速比為1.139，牽引檔速比為3.268；最大可輸入轉矩1500N·m；采用電控氣動切換；箱內還設有手動駐車制動機構，單橋制動即可滿足滿載3.5%、空載30%坡道上的駐車要求，該制動器為濕式錐面結構，可用于緊急情況下的手剎輔助制動。

傳動系統(tǒng)由一個控制器對液壓泵和前/后變速箱實施動力傳動控制，控制器接收到高低檔和前進后退開關給出的指令，分別控制前/后變速箱的高低換擋和液壓泵的前進后退動作，發(fā)動機根據前加速踏板或后加速踏板的信號輸出動力給液壓泵，液壓泵根據發(fā)動機的轉速和控制器的指令，分別控制前液壓馬達和后液壓馬達的轉速、扭矩和正反轉，通過前變速箱和后變速箱將動力傳遞給前驅動橋和后驅動橋，實現(xiàn)四輪驅動。傳動系統(tǒng)原理圖如圖5所示。

圖5 傳動系統(tǒng)原理圖

3 轉向系統(tǒng)方案

本高空作業(yè)平臺牽引車設計方案中轉向系統(tǒng)為通過前、后方向盤上的四只轉向閥控制前、后轉向驅動橋上的4只液壓缸并通過相應的電磁換向閥組，實施轉向操控。通過電控編程方式，可有前輪轉向、后輪轉向、四輪轉向及蟹行轉向共四種轉向模式，并可實此外，設有3mL電動應急泵，持續(xù)工作時間大于1小時，可在被動牽引（車輛損壞）時，為轉向系統(tǒng)提供短時動力。四種轉向模式示意圖見圖6所示。

圖6 四種轉向模式示意圖

前后駕駛原理：控制器接收到前駕駛切換開關的指令后，控制電控液壓閥組選擇接入前轉向器或后轉向器，實現(xiàn)前后駕駛。

轉向控制系統(tǒng)原理：控制器接收到前輪轉向、后輪轉向、四輪向心轉向和四輪蟹行轉向開關的選擇指令后，先根據前輪偏轉傳感器和后輪偏轉傳感器的檢測數據，控制電控液壓閥組，將發(fā)動機帶動液壓泵產生的壓力油分別經過前橋轉向鎖止裝置和后橋轉向鎖止裝置供給前轉向橋和后轉向橋，分別對四輪進行復位控制。四輪復位后，控制器按轉向輸入指令控制電控液壓閥組，分別對前轉向橋和后轉向橋進行控制，實現(xiàn)前輪轉向、后輪轉向、四輪向心和四輪蟹行等動作。電動應急液壓單元可在發(fā)動機無法啟動的情況下為系統(tǒng)提供應急轉向動力。轉向控制系統(tǒng)原理圖如圖7所示。

圖7 轉向控制系統(tǒng)原理圖

4 制動系統(tǒng)方案

本高空作業(yè)平臺牽引車設計方案中制動系統(tǒng)包括行車制動和駐車制動兩套系統(tǒng)。其中，行車制動為鼓式氣制動，駐車制動設置在前后變速箱內，設有手剎濕式錐面制動機構，除用于駐車制動外，還可用于緊急情況下的手剎輔助制動，操作力矩為100N·m時，錐面徑向制動力矩約為1000N·m，與該部位最大驅動轉矩相當，單橋制動即可滿足30%以下坡道上的駐車要求。

制動控制系統(tǒng)原理：發(fā)動機帶動液壓泵產生的壓力油經過壓力控制閥為蓄能器充能，當需要制動時，操控前制動調節(jié)閥或后制動調節(jié)閥使蓄能器的壓力油流向制動分配閥組，制動分配閥組將壓力油分配給四個車輪制動器，實現(xiàn)四輪制動。當發(fā)動機熄火或無法啟動時，可使用電動應急液壓單元臨時為制動系統(tǒng)提供壓力油，實現(xiàn)應急制動。制動控制系統(tǒng)原理圖如圖8所示。

圖8 制動控制系統(tǒng)原理圖

5 高空作業(yè)平臺方案

本高空作業(yè)平臺牽引車設計方案中布置了高空作業(yè)平臺，最大起升高度為20米，最大回轉半徑為11米，吊籃最大載荷為215kg。高空作業(yè)平臺由回轉底座、折疊臂及三節(jié)伸縮臂構成，采用比例電控液壓驅動完成折疊、伸縮及回轉動作；回轉底座上裝有可持續(xù)旋轉的多油路回轉接頭用以連接車身上的供油系統(tǒng)。本高空作業(yè)平臺以上位操控為主，在吊藍內裝有電控盒，在回轉底座上還設有電控接口及備用電控盒，以在必要時使用下位操控。

高空作業(yè)平臺原理：由上/下位操作轉換開關選擇上位控制手柄或遙控器給出指令，控制器進行指令處理，控制比例閥組，將由發(fā)動機帶動液壓泵產生的壓力油分配給高空作業(yè)平臺動作執(zhí)行單元，實現(xiàn)平臺動作，平臺運動過程中，作業(yè)臂位置檢測傳感器將平臺狀態(tài)反饋給控制器，控制器將平臺狀態(tài)信息發(fā)送到顯示器實時顯示平臺狀態(tài)，作業(yè)欄障礙檢測傳感器將作業(yè)欄周邊的障礙信息反饋給控制器，控制器根據反饋信號控制聲光報警和平臺動作，當作業(yè)欄障礙檢測傳感器誤報或故障時，打開強制開關，系統(tǒng)會屏蔽障礙檢測傳感器和作業(yè)臂位置傳感器的信號，此時可強行對高空作業(yè)平臺進行操作；當遇見緊急突發(fā)事件時可將急停開關按下，控制器接收到急停信號后直接關閉對比例閥組的所有指令，同時將發(fā)動機熄火；當發(fā)動機故障無法啟動時，可采用手動和電動應急單元提供動力，操作閥組控制手柄對高空作業(yè)平臺進行復位操作。高空作業(yè)平臺控制原理圖如圖9所示。

支腿原理：由支腿控制開關發(fā)出指令，支腿控制器進行指令處理，控制支腿控制液壓閥組，將由發(fā)動機帶動液壓泵產生的壓力油分配給支腿動作執(zhí)行單元，完成支腿動作，當發(fā)動機不能啟動時，可使用手動和電動應急單元產生的壓力油為支腿系統(tǒng)提供動力，實現(xiàn)支腿應急回收動作。

圖9 高空作業(yè)平臺控制原理圖

6 結語

大型飛機高空作業(yè)平臺牽引車是緊密結合大飛機外場保障需要，充分體現(xiàn)工程技術的綜合集成，為大飛機量身設計的一型專用車輛。雙駕駛室設計，精準實現(xiàn)飛機的牽引、頂推作業(yè)，更加貼近使用需求。飛機牽引與高空作業(yè)功能的完美結合，有效實現(xiàn)了專用車輛的綜合化，一定程度上節(jié)省采購費用和保障人員，同時滿足了大飛機保障需要。

TU69

A

1671-0711（2017）05（上）-0153-03