大型飞机高空作业平台牵引车研发设计方案

费秀刚

（空军南苑场站专用车辆技术保障队，北京 100076）

大型飞机高空作业平台牵引车研发设计方案

费秀刚

（空军南苑场站专用车辆技术保障队，北京 100076）

本文介绍了一种针对运20、伊尔76及其它最大起飞质量200吨以上的大型飞机保障特点专门研制的一型大型飞机高空作业平台牵引车研发设计方案，该设计方案主要包括总体布置、传动系统、转向系统、制动系统、高空作业平台等部分，通过综合集成，将高空作业功能与飞机牵引（顶推）功能整合在一型车辆装备上，有效实现了专用车辆的综合化，有利于节省采购费用和保障人员。

大飞机；高空作业平台；牵引车；设计方案

大型飞机一般指最大起飞重量超过100吨的飞机，以运20、伊尔76等大型飞机为例，其最大起飞质量均为200吨级。据了解，飞机的牵引、顶推需要飞机牵引车保障，而大型飞机上部以及垂尾上部分设备的日常检查维护则需要高空作业车保障，为此，将高空作业功能与飞机牵引、顶推功能通过工程技术手段整合在一型装备上，减少装备型号，实现车辆装备的综合化、多功能化，对于节省装备采购费用和保障人员具有一定的现实意义。

大型飞机高空作业平台牵引车是紧密结合大型飞机外场保障的勤务需求，针对运20、伊尔76及其它最大起飞质量200吨以上的大型飞机保障特点专门研制的一型专用车辆，该车集飞机牵引、顶推及高空维护作业等功能于一身，有效实现了专用车辆的综合化，有利于节省采购费用和保障人员。该车适用于在机场跑道、停机坪、飞机掩体和机库等平坦硬地上使用，主要用于飞机检查、维护时移动飞机和将机务人员安全可靠地举升到距地面20m及以下的高度，为飞机进行检查、维护、清理等作业，额定可牵引、顶推飞机的重量为200t。

1 总体布置方案

本高空作业平台牵引车设计方案设计了两套驾驶系统，可实现双向驾驶，有利于更精准实施飞机牵引、顶推作业。其中，主驾驶室为前置式平头车，驾驶室为单座双开门，位于前端中部，其两侧为站人平台，车尾另有一个敞开式驾驶平台。车架设计为一个整体框架式刚性结构，发动机及变量泵横置于车身中前部，中后部设置高空作业平台的回转底座；车身纵向空间的上部为高空作业平台的伸缩臂，下部主要布置马达及传动机构；车身中段两侧布置燃油箱、液压油箱、电瓶及储气罐。车头、车尾共装有4部倒车雷达。车身装有四只10t级液压支腿，除了在高空作业平台使用时可提供40 t·m的稳定力矩外，尚可用于更换车辆轮胎使用。车架按刚性结构设计，采用Q345钢板和矩型管组焊而成。在车身两侧设置了八个拉环，便于吊装和运输时加固作业，见图1～4。

图1 整车外部三视图

图2 整车布置图

图3 高空作业状态图（1）

图4 高空作业状态图（2）

2 传动系统方案

本高空作业平台牵引车设计方案中传动系统由一个变量泵、两个变量马达及两档变速箱和驱动桥组成，变量马达通过各自的两档变速箱与转向驱动桥相连接，变速箱设有牵引及空驶两个档位，采用电控气动切换。其中，变速箱为自主设计，设有牵引及空驶两个档位，其中，空驶档速比为1.139，牵引档速比为3.268；最大可输入转矩1500N·m；采用电控气动切换；箱内还设有手动驻车制动机构，单桥制动即可满足满载3.5%、空载30%坡道上的驻车要求，该制动器为湿式锥面结构，可用于紧急情况下的手刹辅助制动。

传动系统由一个控制器对液压泵和前/后变速箱实施动力传动控制，控制器接收到高低档和前进后退开关给出的指令，分别控制前/后变速箱的高低换挡和液压泵的前进后退动作，发动机根据前加速踏板或后加速踏板的信号输出动力给液压泵，液压泵根据发动机的转速和控制器的指令，分别控制前液压马达和后液压马达的转速、扭矩和正反转，通过前变速箱和后变速箱将动力传递给前驱动桥和后驱动桥，实现四轮驱动。传动系统原理图如图5所示。

图5 传动系统原理图

3 转向系统方案

本高空作业平台牵引车设计方案中转向系统为通过前、后方向盘上的四只转向阀控制前、后转向驱动桥上的4只液压缸并通过相应的电磁换向阀组，实施转向操控。通过电控编程方式，可有前轮转向、后轮转向、四轮转向及蟹行转向共四种转向模式，并可实此外，设有3mL电动应急泵，持续工作时间大于1小时，可在被动牵引（车辆损坏）时，为转向系统提供短时动力。四种转向模式示意图见图6所示。

图6 四种转向模式示意图

前后驾驶原理：控制器接收到前驾驶切换开关的指令后，控制电控液压阀组选择接入前转向器或后转向器，实现前后驾驶。

转向控制系统原理：控制器接收到前轮转向、后轮转向、四轮向心转向和四轮蟹行转向开关的选择指令后，先根据前轮偏转传感器和后轮偏转传感器的检测数据，控制电控液压阀组，将发动机带动液压泵产生的压力油分别经过前桥转向锁止装置和后桥转向锁止装置供给前转向桥和后转向桥，分别对四轮进行复位控制。四轮复位后，控制器按转向输入指令控制电控液压阀组，分别对前转向桥和后转向桥进行控制，实现前轮转向、后轮转向、四轮向心和四轮蟹行等动作。电动应急液压单元可在发动机无法启动的情况下为系统提供应急转向动力。转向控制系统原理图如图7所示。

图7 转向控制系统原理图

4 制动系统方案

本高空作业平台牵引车设计方案中制动系统包括行车制动和驻车制动两套系统。其中，行车制动为鼓式气制动，驻车制动设置在前后变速箱内，设有手刹湿式锥面制动机构，除用于驻车制动外，还可用于紧急情况下的手刹辅助制动，操作力矩为100N·m时，锥面径向制动力矩约为1000N·m，与该部位最大驱动转矩相当，单桥制动即可满足30%以下坡道上的驻车要求。

制动控制系统原理：发动机带动液压泵产生的压力油经过压力控制阀为蓄能器充能，当需要制动时，操控前制动调节阀或后制动调节阀使蓄能器的压力油流向制动分配阀组，制动分配阀组将压力油分配给四个车轮制动器，实现四轮制动。当发动机熄火或无法启动时，可使用电动应急液压单元临时为制动系统提供压力油，实现应急制动。制动控制系统原理图如图8所示。

图8 制动控制系统原理图

5 高空作业平台方案

本高空作业平台牵引车设计方案中布置了高空作业平台，最大起升高度为20米，最大回转半径为11米，吊篮最大载荷为215kg。高空作业平台由回转底座、折叠臂及三节伸缩臂构成，采用比例电控液压驱动完成折叠、伸缩及回转动作；回转底座上装有可持续旋转的多油路回转接头用以连接车身上的供油系统。本高空作业平台以上位操控为主，在吊蓝内装有电控盒，在回转底座上还设有电控接口及备用电控盒，以在必要时使用下位操控。

高空作业平台原理：由上/下位操作转换开关选择上位控制手柄或遥控器给出指令，控制器进行指令处理，控制比例阀组，将由发动机带动液压泵产生的压力油分配给高空作业平台动作执行单元，实现平台动作，平台运动过程中，作业臂位置检测传感器将平台状态反馈给控制器，控制器将平台状态信息发送到显示器实时显示平台状态，作业栏障碍检测传感器将作业栏周边的障碍信息反馈给控制器，控制器根据反馈信号控制声光报警和平台动作，当作业栏障碍检测传感器误报或故障时，打开强制开关，系统会屏蔽障碍检测传感器和作业臂位置传感器的信号，此时可强行对高空作业平台进行操作；当遇见紧急突发事件时可将急停开关按下，控制器接收到急停信号后直接关闭对比例阀组的所有指令，同时将发动机熄火；当发动机故障无法启动时，可采用手动和电动应急单元提供动力，操作阀组控制手柄对高空作业平台进行复位操作。高空作业平台控制原理图如图9所示。

支腿原理：由支腿控制开关发出指令，支腿控制器进行指令处理，控制支腿控制液压阀组，将由发动机带动液压泵产生的压力油分配给支腿动作执行单元，完成支腿动作，当发动机不能启动时，可使用手动和电动应急单元产生的压力油为支腿系统提供动力，实现支腿应急回收动作。

图9 高空作业平台控制原理图

6 结语

大型飞机高空作业平台牵引车是紧密结合大飞机外场保障需要，充分体现工程技术的综合集成，为大飞机量身设计的一型专用车辆。双驾驶室设计，精准实现飞机的牵引、顶推作业，更加贴近使用需求。飞机牵引与高空作业功能的完美结合，有效实现了专用车辆的综合化，一定程度上节省采购费用和保障人员，同时满足了大飞机保障需要。

TU69

A

1671-0711（2017）05（上）-0153-03