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玩的就是高度定制 全面解析北美消防车之驾驶室底盘篇

文章来源:本站原创 发布时间:2022-06-23 点击数:

  提到美式消防车,你会想到什么?是第五大道上震耳欲聋的汽笛,还是亮瞎眼的LED移动灯光秀,就像这样。

  在北美,在小部分消防车使用长头/平头商用底盘(Commercial Chassis)的同时,大多数消防车采用了平头专用定制底盘(Custom Chassis)。大多数消防设备制造商都选择了自己制造底盘,以适合自家上装的特殊要求,并且满足消防队需求同时保持自己品牌的特别造型。

  定制底盘从草图开始,消防队采购部门就可以与代理商商讨消防队的需求和要求。例如有的消防队喜欢长轴距,有的消防队喜欢大马力这些都可以满足。而不受到商用底盘各种限制。

  这意味着很多时候同一型号定制消防车底盘,但却有不同细节设计,当然现在很多城市热衷于一次采购多台消防车以获得更好的优惠价。

  由于在设计上就考虑到上装因素,因此定制底盘采用了更低重心设计以确保更高安全系数同时减少侧翻风险。

  典型4门商用底盘可容纳 5 人。最重要的是,但在放置SCBA 座椅(带有呼吸器气瓶)的座椅后,将会变得十分拥挤,大大降低成员舒适度。虽然加长驾驶室是一个选择,但此举被迫失去上装空间例如只能采用更小的水箱和泡沫箱。

  加长轴距是一个方案,但这将导致消防车整体长度加长从而导致在部分城市狭窄街道空间难以机动。然而在一些大规模企业例如炼油厂和化工企业,由于空间足够大他们可以拉长轴距并不是问题。

  然而在定制底盘,由于采用平头设计,意味着可以实现超大尺寸乘员舱可以实现舒适容纳至少6人的情况下,消防队采购部门可以更具当地气候,任务类型可以进行实际需要。

  这台皮尔斯泵车交付给加拿大阿尔伯塔省小城市AIRDRIE就采用了加大驾驶室设计,在拥有大功率车顶空调的同时增加了大尺寸玻璃幕驾驶室以运行消防人员有更多的作业空间同时可以在冬天作为一个临时人员庇护所以应对最冷零下50的温度!

  将车辆的前转向桥放在前门后面的平头定制底盘上显然有助于转向角度并减少轴距,部分平头定制底盘甚至提供60°转弯夹角以提供更加的机动性。

  商用底盘上的长头设计前轴往往更靠前,导致轴距更长,转弯半径更大从而导致在狭窄区域难以有效靠近事发区域,并且如果选择前轴宽胎其转向能力会更差。

  在安全性能方面,专用底盘驾驶室需要达到美国消防协会 (National Fire Protection Association)的碰撞标准以及防火标准,而商用底盘仅需要达到美国联邦车辆法规(Federal Motor Vehicle Safety Standards),NAPA标准规定了一系列比FMVSS更加严格的标准,以最大限度保护消防人员安全。

  Spartan和皮尔斯(Pierce)是北美两家率先引入一系列安全系统的制造商,特别是在2012年开始,两家制造商就引入了一系列例如安全气囊,主动安全系统等一系列乘员保护系统,以提高旗下产品安全系数。而在2015年左右,两家制造商亦在底盘上引入ESP(电子稳定系统),EBS(电子线控刹车),以进一步提高底盘稳定性

  而在近几年来商用车底盘也提供了一系列先进安全装置,而在某些安全功能方面甚至超越了专用底盘,至于哪个更安全?这很难说清。

  北美大多数消防车定制底盘均考虑了一系列消防救援面临的挑战,例如长时间高功率供水带来的发动机扇热问题,以及驾驶室底盘要面临着高温烘烤。然而还要考虑到电子设备在极端环境下正常工作。

  制造商通常通过加装更大尺寸的散热器,以及采用更强的隔热性材料,更加的电子系统绝缘,线路保护布置以及保护套以增强消防车辆在长时间运行时带来的挑战,有些时候消防车需要坚持超过24小时的高马力输出。

  平均而言,定制底盘的成本将比商用底盘高出约 60,000 美元,这考虑到制造商的成本。

  与普通大批量生产商用底盘相比定制底盘通常为纯手工制造,从消防部门采购人员与项目设计师探讨当地消防部门需求 ,到手工制造工序,在北美人工薪水下,消防车变得十分昂贵。

  定制底盘制造意味着底盘,驾驶室和车身饰板都由制造商自己完成。当然,一些部件例如车桥,刹车系统以及动力系统上的发动机/变速器均外购。

  然而部分消防车制造商也生产自家车桥例如Oshkosh旗下皮尔斯的TAK-4 独立前悬挂, TAK-4 独立后悬挂以及REV Group旗下Spartan也将推出自家的独立悬挂。

  然而商用底盘为大规模生产,例如Kenworth肯沃斯,之后送往消防车制造进行定制,制造商仅需加装上装和进行车辆调配之后就可以交付车辆给客户了。

  大多数消防车制造商仅提供2轴/3轴最多4轴定制底盘,然而随着近年来时代变迁,消防车开始往大吨位发展,例如水罐消防车和重型抢救车,使得客户不得不转向商用底盘。

  北美基本上每个重型卡车制造商均生产适合消防车的底盘,而且每个卡车制造商都有适合指引基于消防车辆制造商,这些要求也没有太多特别之处因为消防设备不一定比卡车行业的大件重,并且每个制造商产品都可以配备北美消防车标配的艾利逊(Allison)EVS™自动变速器,所以这意味着并不是难题。

  消防车制造商为上装厂家制定了一系列方案,以帮助上装指定可行方案,并且可以更具钻孔位置固定上装。

  要知道,研发一款底盘成本时十分高昂,制造商不可能为了部分小众市场而花巨资研发的多轴底盘设计。大多数消防车制造商最多4轴定制底盘,随着近年来曲臂登高消防车以及更大吨位的水罐消防车等开始热门化,商用底盘也变得更加有优势。

  2019年,芬兰博浪涛公司(Bronto Skylift Oy Ab)在推出北美296英尺(90米),331.4(101米),341.21英尺(104米),367.5英尺(112米)型号登高消防车,这些消防车上装由博浪涛提供,并且在E-ONE工厂整合。

  这些消防车底盘由北美特种底盘制造商TOR提供,这些底盘均采用了北美消防业界流行的康明斯发动机+Allison自动变速器,以适应驾驶人员和维护人员。而E-ONE仅提供上装支持设备。

  大部分专用底盘制造商仅提供11吨级车桥,然而如果是商用底盘,客户可以采购重型化车型例如肯沃斯C500或者西星6900,这些车型可以提供重载级别例如行星齿轮轮减桥,以及多层车架设计,以容纳更大的载重。

  与定制底盘不同,商用底盘可以将车辆送去代理商维护。而往往专用底盘需要等待部件到达,因为很多配件是定制并且很少由代理商会有存货,一些小城镇消防部门亦选择商用底盘为主。

  在某些重型化车型例如肯沃斯C500或者西星6900,其可以选择2000 平方英寸/12903.2 平方厘米散热器,意味着在安装更强的水泵时依旧可以压制住高温问题,而定制底盘由于受限于驾驶室地板高度而无法实现超大尺寸散热器装配。

  此外,由于长头商用卡车发动机位于前部,意味着其可以减少热量进入驾驶室,比定制底盘隔热更好。

  与定制底盘需要前倾驾驶室相比,商用长头卡车只需打开引擎盖即可,从而使得维护更加轻松,并且商用卡车对所有发动机机件布置都有周到考虑,意味着无需为了某个零件维护而需要移开其他零部件。

  商用底盘上的长头设计前轴往往更靠前,导致轴距更长,转弯半径更大从而导致在狭窄区域难以有效靠近事发区域,并且如果选择前轴宽胎其转向能力会更差,但对于一些空旷区域来说并不成问题。

  4门商用底盘可容纳 5 人。最重要的是,但由于在放置SCBA 座椅(带有呼吸器气瓶)的座椅后,将会变得十分拥挤,大大降低成员舒适度。虽然加长驾驶室是一个选择但会影响到上装空间,也许加长轴距是一个方案,但这将导致消防车整体长度加长从而导致在狭窄空间难以机动。

  在北美,大多数消防车驾驶室采用铝+高强度钢支撑柱结合结构,部分驾驶室的高强度车顶可以承载60公吨压力,以最大限度保证人员安全。

  北美消防车驾驶室大多数可以承载8名乘员,其中8个座椅为有6个(最多7个)带空呼支架/气瓶座椅SCBA,并且拥有足够宽的空间以供人员活动快速上下车,并且加强化踏板和扶手以减少人员受伤可能,为了减少积雪堆积,不少新消防车不少还带有自动登车梯,以覆盖登车梯区域。

  作为消防车的主要部分,驾驶室集成了一切电子设备系统,从动力系统监控系统到消防设备监控系统以方便消防人员可以安全和高效率完成救援任务,然而随着时代的发展,将会有更多电子设备将会集中在消防车上。

  为了保证电子系统在恶劣环境依旧能够顺利运行,制造商采用了特殊兼容防火,防水和防寒材料包裹所以电子系统以及电力系统接头和线路。

  考虑到驾驶室在发动机和变速器等发热零部件上方,消防车制造商均采用了各种隔热材料以降低热量传入驾驶室,并且其装备了车顶大功率空调以确保其不受发动机舱温影响。

  作为消防车的主要部分,驾驶室集成了一切电子设备系统,从动力系统监控系统到消防设备监控系统以方便消防人员可以安全和高效率完成救援任务。

  即使消防车在车库,这些电子设备依旧通过外部电源保持运行,并且外部电源也能保持蓄电池在最佳状态,以确保接到任务立刻出发,电源系统都在墙上, 车辆返回就手动接上,而出警可以通过弹簧直接弹开。

  为了对发动机舱进行发动机和变速器,电池等部件维护,新款消防车均带有电动驾驶室前倾装置,大部分消防车驾驶室都是整体式结构因此必须整体前倾斜,而部分消防车驾驶室采用分体式设计,所以仅仅前倾小部分。

  北美定制消防车底盘大多数为2轴或者3轴,亦有少数公司例如Spartan和E-ONE制造4轴底盘。

  大多数定制消防车底盘均采用双层重型化底盘设计,但为了适应消防行动面临的挑战其底盘均采用了一系列特殊化处理以应对腐蚀和高温,镀锌框架和粉末涂层等工序大大降低了腐蚀问题发生,并且使其寿命长达20年!

  车桥方面大多数消防车底盘采用了美驰Meritor车桥,美驰提供10吨级到18吨级单减速比消防救援车辆专用车桥,其尾牙比包括7.83和9.85两种以顾及高速行驶和长时间在恶劣地形行驶。并且带有独立油泵系统以确保润滑效率和长时间行驶散热效率。

  而制动系统方面,从2006年开始几乎大部分消防车均采用15英寸(38.1厘米)空气盘式制动,空气盘式制动具有制动效果好并且散热快等优点,然而消防车不仅仅有空气盘式刹车为主,亦有Allison变速器缓速器以及排气制动辅助。

  大多数消防车配备有重型保险杠,然而重型背后却可以变成一个储物柜甚至出水口,这些保险杠可以承受以低速撞击5吨重车辆而无需更换。

  悬挂系统就有很多了,钢板弹簧,橡胶悬挂,空气悬挂都有,然而豪士科TAK-4一直作为独特的成员存在,其是独立悬挂。

  2:更大尺寸的制动盘,17英寸(43.2厘米)刹车盘比普通15英寸(38.1厘米)更佳制动效果。

  3:所有TAK-4前后独立悬挂均采用用 445/65R22.5单胎,可以让人员通过目测观察到轮胎状态,以降低安全隐患。

  然而豪士科的TAK-4不仅仅作为前悬挂设计,其选配的后悬挂TAK-4 T3 IRS也是独立悬挂,经过多年发展,新款TAK-4 T3 IRS悬挂系统可以实现单桥承载12吨承载。

  TAK-4 T3 IRS后悬挂除了具备独立悬挂功能外,其还具备尾轴和全轮转向功能,以让车辆在狭窄区域更加具备机动性。

  除了Pierce,Spartan也推出了其自家的前独立悬挂系统,以及研发中的额后悬挂系统亦在2022年推出。

  部分消防局为了应对他们特定区域选择了全轮驱动设计的消防车,北美消防车有两轴全驱动选项,包括Terra Drive Systems旗下EZ Trac提供的液压驱动和传动轴+分动箱两种形式。

  EZ Trac AWD采用液压驱动前桥形式,因此无需对车体悬挂进行升高处理,但速度最高只能达到20英里(32.18688 公里)。

  而部分消防局选择了传动轴驱动前桥+分动箱设计,为了容纳传动轴+分动箱,其底盘不得不被加高,这些消防局通常面临更为恶劣的地形挑战。

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