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                艾利逊自动挡是绝对主力 康明斯佩卡底特律明争暗斗 全面解析北美消防车之动力篇

                时间:2022-02-17 11:02来源:邢凯杰作者:渝新

                在1970-1994年,坚固可靠的底特律柴油(Detroit Diesel戴姆勒北美旗下品牌)的71/92系列二冲程柴油发动机曾经是消防部门的头号所选,而在1995年到2010年,卡特彼勒和康明斯和底特律均加入了发动机竞争但底特律60系列仍然是最热门的发动机选择。
                但在2010年后,卡特彼勒离开了公路发动机市场,市场上仅剩下戴姆勒旗下的底特律主打的DD13/DD16以及康明斯的L9,X12,X15,虽然两款发动机竞争,但康明斯销量远超了底特律。作为市场领导者,Spartan和皮尔斯在2020年6月开始提供PACCAR MX-13作为选择。
                 
                2022年,随着戴姆勒底特律柴油改变战略优先提供西星和福莱纳卡车,底特律于2020年7月宣布2021年12月之后不再向第三方市场公路客车和消防车提供发动机产品,市场上剩下了康明斯和PACCAR MX-13 。
                康明斯目前主打康明斯L9,X12,X15三款发动机,从450马力到605马力,考虑到需要符合EPA最新标准,全数发动机均采用了EGR(废气再循环),DOC(柴油氧化催化剂),DPF(柴油碳微粒滤清器)以及需要尿素溶液的SCR(选择性催化还原)。康明斯为了减少在执勤DPF再生的机率(要知道,DPF再生尾气温度极高,对火场十分危险)而特意加装了DPF再生控制系统,可以提前对DPF进行再生清洁。
                PACCAR MX-13仅提供510马力
                 
                定制排气系统还标配了发动机排气释压阀以利用排气压力配合缓速器辅助空气刹车,以减少刹车系统磨耗。
                而在变速器方面,北美消防车均采用艾利逊(Allison)行星齿轮带有液力变矩器自动变速器,艾利逊从1970年代开始就向消防车市场提供自动变速器,从2档,3档一直发展到90年代4档,2000年代5档,2006年开始6档设计。
                 
                艾利逊(Allison)EVS™为消防市场提供的应急车辆专用变速器系列,其包括了更强劲的转速换挡,更强劲的缓速器设置以应对消防车辆的实际操作应用,但重型定制底盘基础还是基于4000 EVS, 4500 EVS, 4700 EVS, 4800 EVS, 4850 EVS。
                变速器控制面板
                 
                与手动变速器相比,自动变速器能让消防人员更加专注与路面状况以及降低他们对换挡问题困扰,因为他们必须以最快速度到达火场。
                 
                与AMT变速器相比,艾利逊变速器带有液力变矩器可以实现不间断动力换挡,以具备让搭载沉重设备的消防车具备更好的性能。
                 
                水泵驱动:
                 
                北美消防水泵驱动有3种设计,包括发动机直接驱动,变速器PTO驱动,以及传动轴分开式驱动设计(需要将变速器挂入D(前进档))。
                 
                发动机直接驱动:

                发动机直接驱动主要式用于大流量工业消防车,其取力器直接通过发动机飞轮驱动这样不会受限于变速器或者传动轴损失部分动力,例如下图的Ferrara 大流量车型搭载US Fire Pump的达到6250加仑(23658.82升),而经过加压后达到12500加仑(47317.65升)的流量。
                 
                变速器PTO驱动:
                旧款艾利逊变速器PTO亦需要挂入D(前进挡)才能激活水泵,而新的无需挂入前进挡,仅需按下Mode选项Power Take-Off就可以激活水泵。
                 
                在2021年开始,艾利逊升级了全新PTO设计,以实现1:1传动,意味着发动机可以605马力输入,PTO亦会605马力输出,北美主流为1500加仑(5678.118L升)的水泵意味着大约325马力输出。
                 
                传动轴分开式驱动设计:
                这轴设计是通过一个机械装置将传动轴分开,前半段传动轴与后半段传动轴断开以驱动水泵。其通过一个中转器实现,中转器带有一个换档叉,以结合不同齿轮以实现行驶或者驱动水泵。 
                 
                为了配合变速器和发动机产生的巨大热量, 巨无霸散热器亦是必备选择,其尺寸达到(1,396平方英寸 /9,006 平方厘米),以确保动力系统能够长时间在高输出功率下运行,而Ferrara消防车甚至提供(2000平方英寸/12903.2 平方厘米)的巨无霸散热器以达到大流量消防车散热需求。
                 
                电动消防车:
                 
                随着进一步发展,电动消防车也提上了日程,豪士科旗下的皮尔斯和REV Group旗下的Spartan开推出电动消防车系列,以符合环保需求。
                 
                PIERCE ® VOLTERRA™ 电动消防车平台:
                 
                皮尔斯VOLTERRA™系列消防车采用了豪士科获得专利的并联电动传动系统,其中包括了:
                 
                1.电动无级变速器(EMIVT)配合500千瓦(670马力)永磁同步电机
                 
                2.150千瓦时集成车载电池
                 
                3.电动水泵驱动,以驱动高达2000加仑(7 570.82357 )水流量水泵
                 
                4.康明斯X15 605马力柴油发动机以及180千瓦快充系统
                在消防站充电
                发动机充电
                 
                SPARTAN ®Vector™电动消防车平台
                SPARTAN ®Vector™采用了来自BAE系统公司的全新混合动力系统,以及东芝提供的电池,其中包括:
                1.电动无级变速器(EMIVT)配合500千瓦(670马力)永磁同步电机
                2.400千瓦时集成车载电池
                2.电动水泵驱动,以驱动高达2000加仑(7 570.82357 )水流量水泵
                 
                3.康明斯X15 605马力柴油发动机以及250千瓦快充系统
                 
                与卢森堡亚RT消防车采用小发动机不同,北美皮尔斯和Spartan均选用北美最大马力的公路发动机康明斯X15 605马力型号,因为考虑到制造商不想出现驱动系统出现亏电现象,目前两家制造商甚至寻求比605马力更大马力的发动机!
                 
                电驱动带来的优势:
                 
                1:加速快,考虑到电机起步扭力大,两款消防车产品加速度均达到ARFF机场消防车标准。
                 
                2:低排放和噪声,在电池足够电量下,发动机不参与工作,因此处于熄火状态。
                 
                3:更快响应速度,传统消防车您需要花掉至少10秒-15秒启动发动机,而电驱动可以2秒钟内起步。
                 
                4:泵启动速度更快,传统消防车需要花45秒到60秒启动水泵,而电驱动水泵可以即可启动。
                 
                无论欧式消防车还是美式消防车,其DNA就是帮助消防人员执行救援任务和解救群众,我呼吁大家见到消防车出动就礼让出通道,让他们快速通过,因为也许是一条条生命在等待营救。

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