Раздел 3

ОСНОВНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОЖАРНЫЕ АВТОМОБИЛИ

Глава 8 основные пожарные автомобили общего применения

Основные пожарные автомобили – автомобили тушения – предназначены для доставки к месту вызова личного состава, огнетушащих веществ и тушения пожаров. К ним относятся: пожарные автоцистерны, автонасосы, автомобили первой помощи, мотопомпы, приспособленная техника предприятий.

Подразделения ГПС оснащаются только автоцистернами, автонасосами, пожарными автомобилями первой помощи и мотопомпами. Остальная пожарная техника используется в соответствующих министерствах и будет рассмотрена специально.

8.1. Пожарные автоцистерны и автонасосы

Пожарные автоцистерны (АЦ) предназначены для тушения пожаров, доставки к месту вызова боевых расчетов, огнетушащих веществ (ОТВ) и пожарно-технического вооружения (ПТВ). На них в качестве ОТВ используется вода и пенообразователь для тушения пеной.

Пожарные АЦ используются как самостоятельные боевые единицы с подачей воды из собственной цистерны, открытого водоема или водопроводной сети. Может использоваться также пенообразователь как из бака АЦ, так и из постороннего источника.

Для выполнения основных функций пожарные надстройки АЦ включают цистерны для воды и баки для пенообразователя, пожарные насосы с трансмиссиями к ним, водопенные коммуникации и приводы управления механизмами.

Все элементы пожарных надстроек размещаются в кузовах, смонтированных на шасси грузовых автомобилей (рис.8.1).

В ГПС используется большое число различных модификаций АЦ, сооруженных на полноприводных или неполноприводных шасси грузовых автомобилей производства различных заводов. Их пожарные надстройки укомплектованы элементами одинакового назначения. Однако на них используются пожарные насосы с различными характеристиками, цистерны и пенобаки с различной вместимостью, водопенные коммуникации могут быть по-разному скомпонованными. Поэтому становится целесообразным изучение типичных элементов пожарных надстроек различных АЦ.

Рис. 8.1. Автоцистерна пожарная АЦП-6/6-40(Урал-5557-10):

1 – шасси автомобиля Урал; 2 – ствол лафетный; 3 – цистерна; 4 – отсек размещения ПТВ; 5 – насосный отсек; 6 – насосная установка

Цистерны и баки для огнетушащих веществ. Цистерны для водыизготовляют вместимостью от 0,8 до 9 м³. Их вместимость является основой для классификации АЦ. При вместимости цистерн до 2 м³АЦ называютлегкими. При вместимости от 2 м³и до 4 м³– средними, а при вместимости 4 м³и более –тяжелыми.

Для конструирования цистерн используются углеродистые стали. Внутренние их поверхности защищают от коррозии специальными антикоррозионными покрытиями. На некоторых АЦ для этой цели используется анодная защита.

Для предотвращения замерзания воды в зимнее время цистерны оборудуются обогревом. Он может осуществляться автономными теплогенераторами, теплом отработавших газов двигателя или электрическими обогревателями. На некоторых АЦ устанавливаются цистерны с теплоизоляционным слоем, например полиуретаном.

Заводы также изготовляют цистерны из стеклопластика. Такие цистерны не требуют защиты от коррозии, они легче цистерн из углеродистой стали. Кроме того, они характеризуются хорошими теплозащитными свойствами.

К конструкциям цистерн предъявляется ряд общих требований. Для осмотра и технического обслуживания цистерны должны иметь люки диаметром более 450 мм. Внутри цистерн для гашения колебаний жидкости должны устанавливаться волноломы. Цистерны должны быть приспособлены для заполнения водой насосом АЦ или другим насосом. В них необходимы устройства, предотвращающие создание избыточного давления при их заполнении, обеспечивающие непрерывный или дискретный контроль за их заполнением водой, а также полным сливом её.

В поперечном сечении цистерны могут иметь эллиптическую форму или форму, близкую к квадратной, но с закругленными углами. Цистерны с эллиптической формой сечения устанавливают на пожарных автомобилях на шасси ГАЗ и др. Установка таких цистерн позволяет более полно использовать ширину шасси и способствует снижению центра массы автомобиля.

Цистерны различаются размерами, размещением люков, отстойников, деталей крепления и т.д., но все же они имеют много общих элементов. На рис. 8.2 показано устройство цистерны на пожарных автомобилях АЦ-40(131)137, АЦ-40(130)63Б и др. Обечайка 15с обеих сторон закрыта приваренными днищами. Над верхней частью обечайки из отверстия выходит установленная в цистерне контрольная труба2. Сверху она закрыта крышкой1. При переполнении цистерны лишняя вода по этой трубе будет выливаться.

Рис. 8.2. Цистерна:

1, 4 – крышки; 2 – контрольная труба; 3 – горловина; 5 – кронштейн; 6 – труба; 7 – штуцер; 8 – заборная труба; 9 – отстойник; 10 – рычаг; 11 – кран; 12 – стремянка; 13 – волнолом; 14 – крышка горизонтального люка; 15 – обечайка; 16 – передняя опора; 17, 20 – амортизаторы; 18 – болт; 19 – задняя опора; 21 – брусок; 22 – гидроконтакт

На верхней части цистерны имеется горловина 3. Она обеспечивает доступ внутрь цистерны для ее осмотра и ремонта. Горловина закрывается крышкой4с резиновым уплотнением.

В днище имеется отстойник 9. Слив отстоя производится через кран11, который открывается с помощью рычага10.

Забор воды осуществляется по трубе 8. На заднем днище цистерны на кронштейне5установлен тахометр. Штуцер7и труба 6 служат для подсоединения водопенных коммуникаций.

В переднем днище имеется горловина горизонтального люка 14. Для уменьшения силы удара жидкости о стенки цистерны при изменении скорости движения автомобиля установлены волноломы. Для измерения уровня заполнения цистерны водой установлены гидроконтакты22.

Цистерна закрепляется в трех точках. В передней части опора16шарнирная, к ней болтами18закреплены амортизаторы17. В задней части двумя опорами19через амортизаторы20на брусках21цистерна устанавливается на раму и крепится стремянками12.

Цистернами такого типа оборудованы многие АЦ на шасси ЗИЛ, Урал и др.

Другой тип цистерн используется на АЦ-3-40(4326), АЦ-5-40(4925) и др. Основой их является (рис. 8.3) корпус4с ребрами жесткости5со скругленными углами. В верхней части цистерны имеется люк6, предназначенный для осмотра и очистки внутренней полости. Люк закрывается крышкой6, к которой приварен патрубок7для наполнения цистерны водой.

В нижней части цистерны имеется патрубок 9для соединения ее с насосом, сливной патрубок10и нижний конец сливной трубы11.

Цистерна имеет пять датчиков 8уровня воды, представляющих собой пластмассовую пробку с впаянными в нее электродами. При достижении воды уровня датчиков происходит замыкание электрической цепи и на щите приборов загорается соответствующий светодиод. Световоды сигнализации уровня воды в цистерне расположены на панелях приборов, установленных в насосном отсеке и кабине водителя.

Цистерна 4установлена на кронштейнах2, прикрепленных к балкам рамы шасси1. Крепление цистерны осуществляется хомутами3, закрепленными болтами с гайками на кронштейнах2.

Баки для пенообразователяизготовляют вместимостью от 0,08 до 1 м³, они должны составлять не менее 6 % от вместимости цистерны. Их конструируют из нержавеющей стали. Трубопроводы и арматура к ним должны изготовляться из коррозионностойких по отношению к пенообразователям материалам. Конструкция пенобаков должна исключать пролив пенообразователя из баков при движении АЦ и при его подаче в насос. Конструктивными мерами или компоновочными приемами должна обеспечиваться положительная температура пенообразователя в баках.

Рис. 8.4. Бак пенообразователя:

1 – днище; 2 – обечайка; 3 – горловина; 4 – крышка; 5 – волнолом; 6 – отстойник; 7 – заглушка; 8 – штуцер

На современных АЦ пенобаки могут иметь разную конструкцию. На рис. 8.4 представлен пенобак цилиндрической формы с окружностью в поперечном сечении. Бак состоит из обечайки 2с двумя днищами1. Бак заполняют пенообразователем через горловину3, закрываемую крышкой4. Отстой из отстойника6сливают через отверстие, закрываемое пробкой7. Внутри бака имеются волноломы5. Пенообразователь поступает в насос по трубопроводу, подсоединенному к штуцеру8.

На АЦ нового поколения баки в поперечном сечении имеют форму квадрата с закругленными углами (рис. 8.5). На верхней части бака 4установлена заливная горловина5с присоединенной к ней рукавной головкой6. Внизу закреплен вентиль7для поступления пенообразователя к насосу.

Бак крепится хомутами 3гайкой2к подрамнику.

Пенобаки размещают, как правило, в насосном отсеке.

Приводы пожарных насосов.Кинематические схемы приводов ПН одинаковы на всех АЦ. Они включают соединенные последовательно с двигателем шасси коробку отбора мощности, карданную передачу и промежуточную опору. В приводах пожарных насосов автоцистерн на шасси КамАЗ используются дополнительные зубчатые передачи в качестве мультипликаторов.

В карданных передачах используется от одного до трех карданных валов базового шасси, соединяемых промежуточными опорами.

Коробка отбора мощности, промежуточные опоры и редукторы специально разработаны для автоцистерн.

Коробки отбора мощности (КОМ).Они, как правило, механические, одноступенчатые.

КОМ АЦ на шасси ГАЗ установлена на боковом люке раздаточной коробки. От КОМ крутящий момент передается на насос через два карданных вала, соединенных промежуточной опорой. Ее конструкция представлена на рис. 8.6.

Промежуточная шестерня 8находится в постоянном зацеплении с шестерней первичного вала раздаточной коробки. Шестерня8вращается на двух подшипниках11, закрепленных на оси10. Ось фиксируется стопорной пластиной9. На шлицах вала5может с помощью штока3перемещаться шестерня6. При таком ее положении, как показано на рисунке, мощность будет передаваться на фланец13соединительной муфты. Передний конец штока3соединен тягой с рычагом включения, который находится в кабине.

Перед включением пожарного насоса рычаг раздаточной коробки необходимо поставить в нейтральное положение и включить прямую передачу на коробке передач.

На крышке люка 1смонтирован змеевик (на рисунке не показан) для охлаждения коробки отбора мощности во время ее работы на пожарном насосе. Змеевик включен в дополнительную систему охлаждения АЦ. Охлаждение осуществляется водой из пожарного насоса.

Рис. 8.6. Коробка отбора мощности:

1 – крышка люка; 2 – корпус коробки; 3 – шток; 4 – шариковые подшипники; 5 – вал; 6 – ведомые шестерни; 7 – крышка подшипника; 8 – шестерня промежуточная; 9 – пластина стопорная; 10 – ось; 11 – подшипник; 12 – манжета; 13 – фланец

Рис. 8.7. КОМ автомобиля на шасси ГАЗ:

1 – ведущий вал с муфтой; 2 – зубчатое колесо; 3 – ось; 4 – промежуточное зубчатое колесо; 5 – ведомые шестерни к потребителю энергии; 6 – ведомый вал с муфтой; 7 – зубчатая муфта; 8 – зубчатое колесо; 9 – ведомый вал с муфтой к трансмиссии автомобиля; 10 – шестерня; 11 – шток; 12 – теплообменник

Конструкция КОМ, установленных на ряде пожарных автомобилей, имеет некоторые особенности (рис. 8.7). Ведущий вал 1соединен с первичным валом коробки передач. На нем закреплена шестерня10, на которой находится зубчатая муфта7. На роликовом подшипнике установлено зубчатое колесо2. С ним в зацеплении постоянно находятся зубчатые колеса4и5. В положении, указанном на рисунке, КОМ выключена. При перемещении штока11механизма управления в левую сторону ведущая зубчатая муфта7будет соединена с зубчатым колесом2. Таким образом, крутящий момент будет передаваться зубчатыми колесами4и5к ведомому валу 6 с муфтой к потребителю. При перемещении штока11в правую сторону зубчатая муфта7соединит зубчатые колеса10и8. При этом вращающий момент будет подведен к ведущему валу9с муфтой и к трансмиссии автомобиля.

Охлаждение КОМ осуществляется водой от пожарного насоса, подводимой к теплообменнику 12, установленному в масляной ванне.

В некоторых конструкциях АЦ-0,8-30/2(530104) теплообменник в виде радиатора устанавливают на коробке передач, к которой присоединены КОМ. Теплообменник и коробка передач разделены разделительной ребристой перегородкой. Нагретое масло в коробке передач постоянно отбрасывается вращающимися шестернями на охлажденную перегородку радиатора и тем самым снижает его температуру.

КОМ АЦ на шасси ЗИЛ.Механическая, одноступенчатая с передаточным числом 1,176 (рис. 8.8).

Детали КОМ заключены в чугунный корпус 2. Он же является крышкой коробки передач. Включение требуемой передачи производится перемещением вилок переключения13на штоках1рычагом3. Основные детали КОМ: ось17, промежуточная шестерня14, ведомая шестерня5, первичный вал18и вторичный вал8, зубчатая муфта7, подшипники6, сальник10, фланцевая муфта11. Ось17закреплена в корпусе КОМ. На ней на роликовых конических подшипниках установлена промежуточная шестерня14. Она находится в постоянном зацеплении с шестерней ведущего вала18шестерней коробки передач.

Осевой зазор в конических роликовых подшипниках должен находиться в пределах 0,04 – 0,11 мм. Его измеряют индикатором по осевому люфту промежуточной шестерни14. Устанавливается требуемый зазор с помощью картонных прокладок под фланец, крепящий ось.

Ведомая шестерня 5 с помощью шпонки закреплена на первичном валу18. В шестерне имеется радиальное отверстие, совмещенное с отверстиями в теле вала. По ним подводится масло к подшипнику. Масло выдавливается при контакте боковых поверхностей зубьев промежуточной14и ведомой5шестернями.

Рис. 8.8. КОМ-68Б автоцистерны на шасси ЗИЛ:

1 – шток переключения передач; 2 – корпус; 3 – рычаг переключения передач; 4 – вилка включения; 5 – шестерня, Z =17; 6 – подшипники; 7 – зубчатая муфта; 8 – вторичный вал; 9 – крышка; 10 – сальник; 11 – фланцевая муфта; 12 – рукоятка; 13 – вилка переключения передач; 14 – шестерня, Z = 41(40); 15 – конический роликоподшипник; 16 – стержень включения насоса; 17 – ось шестерни; 18 – первичный вал

В КОМ используются цилиндрические шестерни с косыми зубьями. Возникающие при их вращении осевые усилия воспринимаются коническими роликовыми подшипниками 15и шариковыми подшипниками.

Вторичный вал 8опирается на подшипники. Соединение первичного и вторичного валов осуществляется зубчатой муфтой7. Ее включение производится вилкой4, закрепленной на стержне включения насоса16, перемещаемого рукояткой12. Фиксирование положения вилки включения насоса производится стопором. Таким образом, предотвращается самопроизвольное включение и выключение соединительной муфты.

На выходном конце вторичного вала закреплена на шлицах фланцевая полумуфта. С ее помощью этот вал соединяется с карданным валом привода насоса. Предотвращение вытекания масла осуществляется резиновой манжеткой (сальником) 10, закрепленной на крышке9.

КОМ фиксируется двумя установочными штифтами, размещенными на верхнем фланце коробки передач. Осевой зазор между вершинами зубьев и впадинами зацепляющихся шестерен обеспечивается подбором толщины картонных прокладок между фланцами КОМ и коробки передач. При правильно подобранной толщине прокладок шестерни должны свободно вращаться.

Обкатку КОМ производят в течение 10 ч при частоте вращения вала насоса 2000 мин^-1. Воду подают насосом из открытого водоема двумя стволами с насадкой 19 мм. Затем еще в течение 10 ч работают при частоте вращения вала насоса 2400 мин^-1.

Порядок включения КОМ при установке пожарного автомобиля на водоисточник следующий: выжать педаль сцепления; рычаг коробки передач поставить в нейтральное положение; рычаг КОМ перевести «на себя»; отпустить педаль сцепления.

При движении пожарного автомобиля необходимо выжать педаль сцепления, перевести рычаг КОМ «на себя».

Коробка отбора мощности КОМ-ПМ принципиально не отличается от КОМ-68. Она устанавливается на пожарных автомобилях АЦ-40(43202). Конструктивные особенности заключаются в следующем. Корпус КОМ состоит из двух частей. В нижней части размещен механизм переключения передач, а также ось, на которой установлена промежуточная шестерня.

В верхней части корпуса на подшипниках установлен ведомый вал. На этом валу размещена ведомая шестерня. Она вращается на подшипнике скольжения и находится в постоянном зацеплении с промежуточной шестерней. На шлицах ведомого вала установлена соединительная муфта. При перемещении рычага «на себя» ползун вилкой соединяет муфту 7с венцом шестерни. Фиксатор предотвращает самовыключение муфты.

Смазывание поверхностей трения деталей осуществляется разбрызгиванием масла. К подшипникам качения со стороны, противоположной выходу ведомого вала, масло подается шестеренчатым насосом коробки передач.

Обкатка КОМ производится в течение 4 ч под нагрузкой и 2 ч без нагрузки. Включение ее аналогично включению КОМ-68.

КОМ АЦ на шасси КамАЗ механические, одноступенчатые, одинаковые на всех модификациях шасси.

В отличие от ранее рассмотренных валы и оси этих КОМ расположены не в вертикальной плоскости, а как схематически показано на рис. 8.9. Особенностью их является также то, что на них предусмотрен отбор мощности двумя потребителями – пожарным насосом и приводом, например насосом в гидравлических системах управления.

На рис. 8.9 представлена кинематическая схема КОМ в развернутом виде. На ее оси 5, закрепленной в корпусе, свободно вращается на шариковых опорах зубчатое колесо 4. Оно находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом первичного вала коробки передач и зубчатыми колесами 3 и 6, свободно вращающимися на валах 2 и 7. Валы 2 и 7, в свою очередь, свободно вращаются на шариковых опорах, закрепленных в корпусе КОМ. Кроме того, как одно целое с валами изготовлены и зубчатые колеса. Соединение зубчатых венцов зубчатых колес 4 и 6 с зубчатыми колесами валов передвижной муфтой с помощью скалки обеспечит передачу мощности от коробки передач через КОМ и фланец 9 муфты к карданному валу, а затем к пожарному насосу.

Привод управления КОМ – электро- пневматический.

Пневмоклапан с электрическим управлением предназначен для включения и выключения КОМ. При включении тумблера «КОМ» на панели управления электромагнит клапана включит поступление воздуха из пневмосистемы в пневмоцилиндр КОМ. Штоки пневмоцилиндров соединены со скалкой 8и1. При включении КОМ загорается светодиод на панели управления в насосном отсеке и в кабине водителя.

Все КОМ смазываются трансмиссионными маслами, используемыми в коробках передач шасси базовых автомобилей. На поверхности трения масло поступает в виде масляного тумана или в каплеобразном состоянии, которые образуются в результате диспергирования масла при вращении зубчатых колес.

Промежуточные опоры.Промежуточные опоры предназначены для сопряжения карданных валов в карданных передачах. Они бывают с длинными и короткими валами.

Промежуточные опоры с длинными валамиустанавливаются на всех АЦ, за исключением АЦ на шасси ГАЗ. Устройство промежуточной опоры показано на рис. 8.10. Вал опоры6вращается на двухрядных радиально-сферических подшипниках4. Применение этих подшипников допускает некоторый перекос валов, что облегчает монтаж приводов.

В приводах АЦ на шасси ГАЗ применяются промежуточные опоры с короткими валами(рис. 8.11). Вал2установлен в корпусе опоры1на двух однорядных шариковых подшипниках3. Карданные валы фланцами муфт соединяются с фланцами6опоры.

Промежуточные опоры не применяются на АЦ со средним расположением пожарного насоса. При этом мощность от двигателя внутреннего сгорания передается на вал пожарного насоса одним кар- данным валом.

Рис. 8.10. Промежуточная опора с длинным валом:

1 – муфта фланца; 2, 7 – сальники; 3 – корпус подшипника; 4 – подшипник; 5 – крышка; 6 – вал; 7 – манжета; 8 – масленка

10

7

8

9

5

6

4

3

2

1

Рис. 8.11. Промежуточная опора с коротким валом:

1 – корпус; 2 – вал; 3 – подшипники; 4 – крышки; 5 – сальники; 6 – фланцевая муфта; 7 – грязеотражатель; 8 – масленка; 9 – прокладка; 10 – стопорное кольцо

Дополнительные зубчатые передачи.Дополнительные передачи применяются только на АЦ, сооружаемых на шасси КамАЗ. На АЦ с пожарными насосами ПЦНВ 4/400 для повышения частоты вращения вала насоса применяется двухступенчатый мультипликатор, изображенный на рис. 8.12. В корпусе1установлены два кронштейна2шариковых подшипников качения. На этих подшипниках и таких же подшипниках, установленных в корпусе1, размещены валы3и9с фланцами муфт. С валом3соединяется карданный вал от КОМ, а с валом9– вал пожарного насоса. Зубчатые колеса на валах закреплены шпонками. На валу5установлены два зубчатых колеса6и7. Каждая пара зубчатых колес имеет передаточное отношение, близкое к 1,7. Это позволяет повышать обороты вала насоса до 6400 об/мин. Расположен механизм в заднем отсеке кузова автоцистерны.

На АЦ с другими типами пожарных насосов в систему привода входит шестеренчатый механизм мультипликатор с паразитным колесом (рис. 8.13). К фланцу муфты на валу2присоединяется карданный вал от КОМ, а к фланцу муфты8– карданный вал к насосу. Передаточное число механизма равно 1,7. Зубчатые колеса3и7закреплены на валах2и6шпонками. Ось4закреплена в корпусе1. Паразитное зубчатое колесо5вращается на оси4.

В качестве опор использованы роликовые конические подшипники качения. Этот механизм применен для экономичности работы двигателя шасси. Это обусловлено тем, что на шасси КамАЗ установлены дизели. Частота вращения вала дизеля близка к требуемой частоте вращения вала пожарного насоса. Поэтому применение механизма с повышением частоты вращения (мультипликатора) обеспечит потребление мощности при более низких и, следовательно, более экономичных скоростных режимах эксплуатации двигателя.