CN107031864A - 一种大型运输机多功能地面保障车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型运输机多功能地面保障车，包括：汽车底盘（1）、安装在汽车底盘上的箱体（2）及箱体（2）内部安装的设备；其中，箱体（2）前部安装有空调系统（4）和发电机组（15），中部安装有空气压缩机（13）与进气滤清器（6），后部安装有柴油发动机组（7）、冷冻水箱（9）及折板式消声装置（10）；所述箱体（2）上安装有第一蓄电池组（11），用于启动柴油发动机组（7），汽车底盘（1）上安装有第二蓄电池组（18），用于启动汽车底盘发动机，同时为控制系统供电；以柴油发动机（7）作为动力源，发动机的输出轴与空气压缩机（13）相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型运输机多功能地面保障车，属于飞机地面保障设备，主要为某大型运输机提供高压气源与空调供风。
背景技术
随着新型战机的不断研制，国际上大、中型飞机不断涌现，其复杂的系统对相应的地面保障车辆提出了更高的要求。
目前，国内外大、中型飞机的航空涡轮风扇主发动机要求地面气源起动装备（如气源车）提供高压力（300kPa～600kPa）、大流量（≥60m3/min）的压缩空气来驱动其起动机涡轮实现带转转速。我国为大型运输机与大型民用客机配套的气源车还在研制阶段，仍然依赖进口产品。
国际上，美制气源起动车的额定排气压力为300kPa.A左右，主要用于波音、麦道等专机。俄制气源起动车的供气压力可达450kPa.A以上，供气流量为60m3/min，但是该车结构复杂、造价昂贵、操作和维修难度很大，而且装备采购、备件供应、后期维修十分困难。因此，开展大型飞机气源起动装备技术研究，突破技术壁垒，研发具有自主知识产权的气源起动装备，对于提升大型飞机训练作战的保障能力，十分迫切且意义重大。
目前飞机地面保障车辆主要有电源车、空调车、气源车、油泵车、牵引车等。这些设备种类繁多，单独配置这些设备，设备转场能力差，使用维护很不方便，而且飞机全寿命期投资总费用巨大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种为某大型运输机提供发动机起动供气与加温供气、环控系统高压供气、驾驶舱与电子设备舱空调通风的多功能地面保障车，供气压力高、流量大，能够满足目前大、中型运输机与民用客机的高压供气与空调供风需求。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种大型运输机多功能地面保障车，包括：
汽车底盘（1）、安装在汽车底盘上的箱体（2）及箱体（2）内部安装的设备；其中，箱体（2）前部安装有空调系统（4）和发电机组（15），中部安装有空气压缩机（13）与进气滤清器（6），后部安装有柴油发动机组（7）、冷冻水箱（9）及折板式消声装置（10）；所述箱体（2）上安装有第一蓄电池组（11），用于启动柴油发动机组（7），汽车底盘（1）上安装有第二蓄电池组（18），用于启动汽车底盘发动机，同时为控制系统供电；以柴油发动机（7）作为动力源，发动机的输出轴与空气压缩机（13）相连。
优选的是，所述柴油发动机组（7）与空气压缩机（13）通过高弹性联轴器联接，空气压缩机（13）与进气滤清器（6）相连，空气压缩机（13）出口设置有排空管路，多余的气体通过溢流阀（17）排出；所述空气压缩机（13）产生的高温高压的气体分为两路，一路通过电动调节阀（21）送往高压供气管路（22），进而为飞机提供高压高温的气体，另一路通过电动开关阀（19）送往空调系统（4），进而为飞机提供空调供风。
优选的是，所述空调系统（4）包括两路相同的涡轮制冷系统，其中每一路制冷系统都包含Ⅰ级换热器、Ⅱ级换热器、压气机、涡轮冷却器、回热器、冷凝器、高压水分离器、除冰电动调节阀与调温调节阀，其中，Ⅰ级换热器出口与压气机入口相连、压气机出口与Ⅱ级换热器入口相连、Ⅱ级换热器出口与回热器热边入口相连、回热器热边出口与冷凝器热边入口相连、冷凝器热边出口与水分离器入口相连、水分离器出口与回热器冷边入口相连、回热器冷边出口与涡轮入口相连、涡轮出口与冷凝器冷边入口相连、冷凝器冷边出口与混合腔相连，两路制冷气体在混合腔进行混合，并通过下游手阀调节到相应的流量，以分别供给驾驶员座舱空调风与电子设备舱空调风。
优选的是，还设置有测控系统，所述测控系统包含安装于车箱体（2）上的控制面板（3）及安装于车箱体（2）内部的控制电器柜（12）；所述控制面板（3）上安装有人机交互屏、控制按钮与报警显示灯，用于实时显示各传感系统采集的数据、显示并记录报警信息与设置控制参数；所述电器柜（12）内安装有可编程控制器（PLC）模块、电源、断路开关、继电器、空气开关。
优选的是，所述可编程控制器（PLC）模块，用于对电动调节阀（21）、溢流阀（17）与电磁阀进行集中控制，并结合安全阀（20）的自动卸压功能，实现稳定气源的控制。
本发明与现有飞机地面保障车辆相比，具备如下特点：
1、具备为某大型运输机提供发动机起动供气与加温供气、环控系统高压供气、驾驶舱与电子设备舱空调通风等多种功能，集成度高，减少了部队飞机配套装备的数量，提高了设备转场的能力；
2、多功能地面保障车降低了飞机全寿命期投资总费用，且相比飞机上APU，燃油量少，运行经济；
3、多功能地面保障车供气流量大，压力高，是国际上供气压力领先的飞机发动机气源起动车；
4、环境适应范围广，在环境温度为-40℃～+55℃、海拔高度为0m～4411m的环境条件下，多功能地面保障车都能为某大型运输机提供正常保障；
5、多功能地面保障车利用空气压缩机产生的高压气源输送给涡轮进行空调制冷，避免采用压缩机及制冷剂，无环境污染，无需为压缩机提供功率，节约能源。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
图1为本发明的空调系统原理图；
图2为本发明的外形结构图；
图3为本发明的设备布置图；
图4是本发明的设备布置图。
其中：
（1）—汽车底盘，（2）—箱体，（3）—控制面板，
（4）—空调系统，（5）—排气消声器，（6）—进气滤清器，
（7）—柴油发动机组，（8）—排烟消声器，（9）—冷冻水箱，
（10）—折板式消声装置，（11）—第一蓄电池组
（12）—电器柜，（13）—空气压缩机，（14）—电子设备舱空调供风管，（15）—发电机组,（16）—驾驶舱空调供风管，（17）—溢流阀，
（18）—蓄第二蓄电池组，（19）—电动开关阀，（20）—空全阀，
（21）—电动调节阀，（22）—高压供气管路。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
具体来说，如图所示，一种大型运输机多功能地面保障车，包括：
汽车底盘（1）、安装在汽车底盘上的箱体（2）及箱体（2）内部安装的设备；其中，箱体（2）前部安装有空调系统（4）和发电机组（15），中部安装有空气压缩机（13）与进气滤清器（6），后部安装有柴油发动机组（7）、冷冻水箱（9）及折板式消声装置（10）；所述箱体（2）上安装有第一蓄电池组（11），用于启动柴油发动机组（7），汽车底盘（1）上安装有第二蓄电池组（18），用于启动汽车底盘发动机，同时为控制系统供电；以柴油发动机（7）作为动力源，发动机的输出轴与空气压缩机（13）相连。
优选的是，所述柴油发动机组（7）与空气压缩机（13）通过高弹性联轴器联接，空气压缩机（13）与进气滤清器（6）相连，空气压缩机（13）出口设置有排空管路，多余的气体通过溢流阀（17）排出；所述空气压缩机（13）产生的高温高压的气体分为两路，一路通过电动调节阀（21）送往高压供气管路（22），进而为飞机提供高压高温的气体，另一路通过电动开关阀（19）送往空调系统（4），进而为飞机提供空调供风。
优选的是，所述空调系统（4）包括两路相同的涡轮制冷系统，其中每一路制冷系统都包含Ⅰ级换热器、Ⅱ级换热器、压气机、涡轮冷却器、回热器、冷凝器、高压水分离器、除冰电动调节阀与调温调节阀，其中，Ⅰ级换热器出口与压气机入口相连、压气机出口与Ⅱ级换热器入口相连、Ⅱ级换热器出口与回热器热边入口相连、回热器热边出口与冷凝器热边入口相连、冷凝器热边出口与水分离器入口相连、水分离器出口与回热器冷边入口相连、回热器冷边出口与涡轮入口相连、涡轮出口与冷凝器冷边入口相连、冷凝器冷边出口与混合腔相连，两路制冷气体在混合腔进行混合，并通过下游手阀调节到相应的流量，以分别供给驾驶员座舱空调风与电子设备舱空调风。
优选的是，还设置有测控系统，所述测控系统包含安装于车箱体（2）上的控制面板（3）及安装于车箱体（2）内部的控制电器柜（12）；所述控制面板（3）上安装有人机交互屏、控制按钮与报警显示灯，用于实时显示各传感系统采集的数据、显示并记录报警信息与设置控制参数；所述电器柜（12）内安装有可编程控制器（PLC）模块、电源、断路开关、继电器、空气开关。
优选的是，所述可编程控制器（PLC）模块，用于对电动调节阀（21）、溢流阀（17）与电磁阀进行集中控制，并结合安全阀（20）的自动卸压功能，实现稳定气源的控制。
更具体地说，所述箱体上安装有压气机进风百页、换热风扇排风百页、柴油发动机消声百叶、隔声装置与消声降噪材料，箱体顶部还安装有排气、排烟罩；所述动力系统包括柴油发动机、水箱、供油部件、冷却部件、加热器等；所述压气系统包括空气压缩机、润滑油箱、溢流阀、安全阀等；所述空调系统包含两路涡轮制冷系统，每一路制冷系统包含Ⅰ级换热器、Ⅱ级换热器、压气机、涡轮冷却器、回热器、冷凝器、高压水分离器、电动调节阀等，两路涡轮制冷系统下游设置有混合腔，用于混合流量并再分配，最终通过驾驶舱送风管路与电子设备舱送风管路分别供给飞机使用；所述供电系统包含汽车底盘启动蓄电池、柴油发动机的启动蓄电池及一台发电机组，测控系统既可从发电机组取电，同时也可以从汽车底盘蓄电池取电，取电来源通过断电开关进行切换选择；所述降噪系统包括箱体的隔声与消声装置，柴油发动机排烟消声器与水箱冷却风扇折板式消声装置，空气压缩机进气消声器，柴油发动机与空气压缩机减振器、空调系统减振垫等；所述测控系统包括电器控制柜、核心部件可编程控制器（PLC）、参数测量系统与显示控制系统等。
所述柴油发动机底部安装有独立的燃油油箱，可供机组正常运行不少于4小时，同时柴油发动机上安装有冷冻液加热器，可在设备运行之前对柴油发动机进行暖机，保证柴油发动机能够在寒冷的环境下正常启动。
所述压气系统在空气压缩机出口安装有排空管路，多余的排空气体由主送风管路进入溢流阀，再送入排空管路，由箱体顶端排出。测控系统在调节飞机所需供气压力与供气流量的过程中将多余的气体从排空管路排出，从而实现稳定气流的控制。压气系统产生的高压、高温的气源可用于多功能地面保障车的空调系统，也可用于起动飞机发动机、为飞机发动机进行加温、为飞机发动机导向叶片进行外部加温或为飞机机上空调系统提供气源。
所述两路涡轮制冷系统还分别包含一路加热调温管路与一路除冰管路。所述加热调温管路为从空气压缩机出口引一路高温高压的气体至空调系统出口的驾驶舱供风管路或电子设备舱供风管路，进行冷热调温，从而实现温度的精确控制与调节；所述除冰管路为从空气压缩机出口引一路高温高压的气体至冷凝器，防止冷凝器在环境温度较低的情况下结冰堵塞，导致温度不稳定。
设备正常运行时，空气通过箱体上的进气百叶进入箱体，经过空气滤清器进行过滤与消声，空气滤清器与压缩机相连，气体在压缩机中被压缩成高温高压的气体，然后分为两路，分别送往气源系统与空调系统，两路送风管路上分别设置有电动调节阀，以控制压缩气体的走向。
本发明与现有飞机地面保障车辆相比，具备如下特点：
1、具备为某大型运输机提供发动机起动供气与加温供气、环控系统高压供气、驾驶舱与电子设备舱空调通风等多种功能，集成度高，减少了部队飞机配套装备的数量，提高了设备转场的能力；
2、多功能地面保障车降低了飞机全寿命期投资总费用，且相比飞机上APU，燃油量少，运行经济；
3、多功能地面保障车供气流量大，压力高，是国际上供气压力领先的飞机发动机气源起动车；
4、环境适应范围广，在环境温度为-40℃～+55℃、海拔高度为0m～4411m的环境条件下，多功能地面保障车都能为某大型运输机提供正常保障；
5、多功能地面保障车利用空气压缩机产生的高压气源输送给涡轮进行空调制冷，避免采用压缩机及制冷剂，无环境污染，无需为压缩机提供功率，节约能源。
参照附图2、图3与图4，一种大型运输机多功能地面保障车，主要包括汽车底盘（1）、安装在汽车底盘上的箱体（2）及箱体（2）内部安装的特装设备。箱体（2）前部安装有空调系统（4）和发电机组（15），中部安装有空气压缩机（13）与进气滤清器（6），后部安装有柴油发动机组（7）、冷冻水箱（9）及折板式消声装置（10）。所述柴油发动机组（7）与空气压缩机（13）通过高弹性联轴器联接，空气压缩机（13）与进气滤清器（6）相连，空气压缩机（13）出口设置有排空管路，多余的气体通过溢流阀（17）排出。空气压缩机（13）产生的高温高压的气体分为两路，一路通过电动调节阀（21）送往高压供气管路（22），进而为飞机提供高压高温的气体，另一路通过电动开关阀（19）送往空调系统（4），进而为飞机提供空调供风。多功能地面保障车正常运行时，其核心部件可编程控制器（PLC）对电动调节阀（21）、溢流阀（17）与电磁阀进行集中控制，并结合安全阀（20）的自动卸压功能，可很好地实现稳定气源的控制。
参照附图1的空调系统（4）工作原理，所述空调系统（4）包括两路相同的涡轮制冷系统，其中每一路制冷系统都包含Ⅰ级换热器、Ⅱ级换热器、压气机、涡轮冷却器、回热器、冷凝器、高压水分离器、除冰电动调节阀与调温调节阀等设备。Ⅰ级换热器出口与压气机入口相连、压气机出口与Ⅱ级换热器入口相连、Ⅱ级换热器出口与回热器热边入口相连、回热器热边出口与冷凝器热边入口相连、冷凝器热边出口与水分离器入口相连、水分离器出口与回热器冷边入口相连、回热器冷边出口与涡轮入口相连、涡轮出口与冷凝器冷边入口相连、冷凝器冷边出口与混合腔相连，两路制冷气体在混合腔进行混合，并通过下游手阀调节到相应的流量，以分别供给驾驶员座舱空调风与电子设备舱空调风。
所述测控系统包含安装于车箱体（2）上的控制面板（3）及安装于车箱体（2）内部的控制电器柜（12）。所述控制面板（3）上安装有人机交互屏、控制按钮与报警显示灯等，用于实时显示各传感系统采集的数据、显示并记录报警信息与设置控制参数等；所述电器柜（12）内安装有PLC模块、电源、断路开关、继电器、空气开关等电器元器件。
所述箱体（2）上安装有第一蓄电池组（11），用于启动柴油发动机组（7），汽车底盘（1）上安装有第二蓄电池组（18），用于启动汽车底盘发动机，同时可为控制系统供电。
本发明已在某大型运输机的地面保障任务中使用，设备运行正常，满足使用要求。本发明的工作原理如下：
以柴油发动机（7）作为动力源，发动机的输出轴与空气压缩机（13）相连。柴油发动机（7）驱动空气压缩机（13）工作产生高压、高温气源，通过电动阀门（19）或（21）控制送往飞机，用于起动飞机发动机或进入空调系统（4）。当使用其空调工况时，系统关闭高压气源路电动调节阀门（21），打开空调供气路电动开关球阀（19），高压气源进入空调系统（4）冷却后送入飞机，供给驾驶员座舱和电子设备舱空调风。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大型运输机多功能地面保障车，其特征在于，包括：
汽车底盘（1）、安装在汽车底盘上的箱体（2）及箱体（2）内部安装的设备；其中，箱体（2）前部安装有空调系统（4）和发电机组（15），中部安装有空气压缩机（13）与进气滤清器（6），后部安装有柴油发动机组（7）、冷冻水箱（9）及折板式消声装置（10）；所述箱体（2）上安装有第一蓄电池组（11），用于启动柴油发动机组（7），汽车底盘（1）上安装有第二蓄电池组（18），用于启动汽车底盘发动机，同时为控制系统供电；以柴油发动机（7）作为动力源，发动机的输出轴与空气压缩机（13）相连。
2.根据权利要求1所述的大型运输机多功能地面保障车，其特征在于，所述柴油发动机组（7）与空气压缩机（13）通过高弹性联轴器联接，空气压缩机（13）与进气滤清器（6）相连，空气压缩机（13）出口设置有排空管路，多余的气体通过溢流阀（17）排出；所述空气压缩机（13）产生的高温高压的气体分为两路，一路通过电动调节阀（21）送往高压供气管路（22），进而为飞机提供高压高温的气体，另一路通过电动开关阀（19）送往空调系统（4），进而为飞机提供空调供风。
3.根据权利要求1所述的大型运输机多功能地面保障车，其特征在于，所述空调系统（4）包括两路相同的涡轮制冷系统，其中每一路制冷系统都包含Ⅰ级换热器、Ⅱ级换热器、压气机、涡轮冷却器、回热器、冷凝器、高压水分离器、除冰电动调节阀与调温调节阀，其中，Ⅰ级换热器出口与压气机入口相连、压气机出口与Ⅱ级换热器入口相连、Ⅱ级换热器出口与回热器热边入口相连、回热器热边出口与冷凝器热边入口相连、冷凝器热边出口与水分离器入口相连、水分离器出口与回热器冷边入口相连、回热器冷边出口与涡轮入口相连、涡轮出口与冷凝器冷边入口相连、冷凝器冷边出口与混合腔相连，两路制冷气体在混合腔进行混合，并通过下游手阀调节到相应的流量，以分别供给驾驶员座舱空调风与电子设备舱空调风。
4.根据权利要求1所述的大型运输机多功能地面保障车，其特征在于，还设置有测控系统，所述测控系统包含安装于车箱体（2）上的控制面板（3）及安装于车箱体（2）内部的控制电器柜（12）；所述控制面板（3）上安装有人机交互屏、控制按钮与报警显示灯，用于实时显示各传感系统采集的数据、显示并记录报警信息与设置控制参数；所述电器柜（12）内安装有可编程控制器（PLC）模块、电源、断路开关、继电器、空气开关。
5.根据权利要求4所述的大型运输机多功能地面保障车，其特征在于，所述可编程控制器（PLC）模块，用于对电动调节阀（21）、溢流阀（17）与电磁阀进行集中控制，并结合安全阀（20）的自动卸压功能，实现稳定气源的控制。
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