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五轴越野-从美军重装托盘运输系统(PLS) 明日情报

 昵称9893420 2019-10-17

五轴越野车M1074。

五轴越野-从美军重装托盘运输系统(PLS)说起

美军重装托盘运输系统(PLS)

在开始之前,有必要跟大家解释一下什么是重装托盘运输系统(PLS)。PLS是一套基于重型越野卡车的后勤保障装备系统,该系统于1993年开始服役于美军,它能提供远距离战略机动、近距离战术保障、作战单元补给,遂行现代化高机动性作战装备的军需保障任务,为战斗装备输送各种弹药补给的重要后勤保障系统。它包括了M1074和M1075型10×10全轮驱动的五轴越野整体自装卸车,M1076型标准化全挂车,M1077型标准化托盘。

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PLS系统的构成

其中,M1074与M1075的区别在于是否带有折叠式随车吊,用于M1076型全挂车货物装卸或者用于M1077所载标准集装箱内货物的装卸。

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带吊机的M1074型五轴越野车

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不带吊机的M1075型五轴越野车

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M1076型标准化全挂车

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M1077型标准化托盘

我们文章开始的图片是一个组合运输的状态,不带吊机的M1075五轴越野车载着M1077型标准化托盘,并牵引车满载的M1076型全挂车,可谓是全副武装了。

下面我们就开始介绍这款五轴全轮驱动越野车,以M1074为例。

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M1074 型越野车基本参数

M1074是一款10×10五轴全轮驱动的越野车,从基本的动力性参数上来说还是不错的,汽车设计上评价一辆车的动力性基本有三个指标:最高车速、最大爬坡度,百公里加速时间。从上面的参数表可知,最高车速可达到91km/h,最大爬坡度可达60%。最大爬坡度的概念我们之前的文章解释过,有必要再解释一下,60%的坡度可以理解为在100米的水平距离内爬升60米高,折算成角度大约31°。经常在4S店碰到“专业”销售员大肆宣扬“这车动力性好,可以爬60°坡“,每当听到这,内心总会升起一个声音“臣妾做不到啊”。

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M1074的驾驶室

M1074的驾驶室依然沿用了越野之王M977的两门两座的驾驶室,前部的大斜角保证了整车的接近角,发动机置于驾驶室后部,降低了驾驶室的高度,有利于控制整车的高度,可以用C-17和C-5A型运输机进行战略转移运输。说句题外话,一个国家的定位与作战范围的不同,使得一国在武器装备的研制上就会显出不同的具体要求。作为美国来讲,老子天下第一,世界警察,需要在世界范围内进行作战,这就需要我所有地面的武器、装备能满足空运的需求,当然也可以通过船舶进行运输,但时效性就会不足。而我国防御性作战的定位就使得我国的装备,在战略转移上特别在意铁路运输时是否超限,因为在我国的国界范围内铁路运输要比空运来的更方便。

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M1074的发动机(Detroit Diesel 8V92TA)

M1074早期车型M1074A0采用了Detroit Diesel公司生产的V型8缸两冲程柴油发动机,排量达到12.1L,最大输出功率可达500HP,与M977所采用的发动机属于同一系列。由于1995年以后,该系列发动机逐渐退出市场,后续该车型的发动机更换为卡特彼勒公司生产的Caterpillar C-15型600HP四冲程柴油发动机,排量也达到了15.2L。

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Caterpillar C-15 600HP发动机

由于发动机的更换,变速箱也由最初的美国Allison生产的CLT-755 ATEC型液力自动变速箱(该变速箱有 5个前进挡和1个倒挡)更换为了其公司生产的4500SP系列的6前进挡的液力自动变速箱。分动箱也由Oshkosh 公司生产的55000两挡分动箱更换为其生产的36000系列两挡分动箱,其实这等于是对M1074车型的动力系统进行了一次配置升级,其车型号也变为M1074 A1。

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Allison 4500系列液力自动变速箱

以下为小编愿与众位探讨的内容,谬误之处,烦请众高人指正。

一般对于车轴数大于4的自行式全轮驱动的车辆来说,其技术难度与4轴及以下的车不在一个层次上。由于驱动车轴数的增加,对车辆的悬架,转向、车桥动力分配等均提出了不同的要求。

悬架

对于M1074来说,车桥全部采用了整体式车桥,悬架也就是非独立悬架,其车桥布置形式为前二后三,也既分动箱前有两个车桥、分动箱后有三个车桥。对于整体式车桥的非独立悬架来讲,几组车桥的悬架应当或近似平衡悬架,才能保证车辆在通过崎岖越野路面时,全部轮子都能有效附着地面,不会造成轴荷转移而超过单桥极限载荷。如此,M1074的前双桥采用了与M977相同的平衡悬架(不了解的同学点击:越野之王-美军重型高机动战术卡车M977【多图】)。在后期的升级版本中,M1074将前双桥更换为了独立悬架。

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M1074升级版的独立悬架双前桥

M1074的后三桥的平衡悬架则采用了一种组合式的悬架,特点是第3桥采用了美国韩瑞森的单摆臂式的空气悬架,第4、5桥则采用了与前双桥类似的悬架结构。

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第3轴的单摆臂空气悬架

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第4、5轴的平衡悬架

严格意义上说,4、5轴的悬架算是平衡悬架,但3、4、5轴的悬架组合起来不完全是平衡悬架,在一般的路面上,3轴空气悬架根据其感载阀对悬架高度进行控制,勉强还能维持三轴载荷的平衡,但在完全越野路面情况下,路面起伏较大,三轴空气悬架的响应能力恐不能满足要求,有可能会造成3轴把4、5轴支起的极端情况,造成3轴短时负荷严重超载,有可能对车桥及悬架造成致命伤害,但此类情况发生几率较小。应当说,此种组合方式以最小的经济成本(悬架基本都是钢结构件,皮实耐用)取得了较高的可靠性和基本满足使用需求两个方面的要求,比单纯为提高某一性能而采用其他如油气悬架(油气悬架成本高、可靠性也很难做到很高)等要好。这说明,对车辆这种机电液一体、综合性的产品,某单一特性的极端优势并不一定是整体的优势,只有局部优势融合到整体中去才是真正的具有整体意义的优势。

车桥

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M1074的后三桥

1-第5桥,2-第4桥,3-第3桥

我们知道车辆的驱动力来自于发动机的输出扭矩,经过各级减速装置放大用以驱动车辆,该驱动力的限值则在于路面附着系数和车辆对路面的垂直载荷,因此,对于发动机扭矩分配到各驱动轴应根据其设计的最大轴荷来定,以发挥出最大的驱动力。对于M1074这样的多轴驱动的车辆来说,来自发动机与变速箱的扭矩,经分动箱进行前后分扭输出后,向后输出到三个桥,从上面三个桥的图片上,我们可以判定动力是由3、4、5桥依次传递的。而前面我们说到该三个桥的悬架近似一组平衡悬架,那么我们可以近似认为三个桥的轴荷相等,那么对于三个桥所应当分得的扭矩之比应为1:1:1。那么对于贯通桥第3桥和第4桥,其每个桥的前后分扭比应当为1:2和1:1。如此,则此车的每一桥都是不一样的,这实际上增加了后勤维护保养的难度的。驱动轴数越多,此种问题也会越突出,我想,这也可能是俄罗斯研制混合动力多轴车的原因之一吧(不了解的同学点击:惊爆!俄罗斯公布新能源洲际导弹运输车?)。因为如果采用电机直驱车桥或采用轮边电机,都会将动力系统的传递链缩短,甚至可以将驱动单元打包成一个单一的模块,剩下的对多轴车来讲就是排列组合了。

转向

对于多轴车辆来说,尤其是非转向轴数(这里指驱动轴,非驱动轴不再考虑之内)至多不超过两个,否则因转向引起的轮胎磨损是不能接受的。M1074就采用了一、二、五轴转向,非转向驱动轴数为2。M1074采用的是机械传动液压助力的转向方式,带应急转向功能,即当车辆行驶时,发动机突然遭遇故障停机,液压油泵停止工作,液压助力消失,此时单靠人力是很难进行转向使车辆靠边停车的。应急转向的功能就在于此,它由置于分动箱上的油泵提供液压动力来源,因为只要车辆还在惯性行驶的情况下,分动箱就能够运转提供给油泵动力,该动力油经转向应急阀进入车辆正常行驶时的液压助力管路为转向提供助力,以使驾驶员能够安全靠边停车。

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M1074液压助力转向系统示意图(带应急转向)

下面来几张转向实物照片,请各位体会。

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一桥转向的方向机(车架内侧)

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二桥转向的方向机

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五桥转向的方向机

下面请再欣赏一组大图。

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