21世纪初国内、外消防车辆装备发展趋势的研究3927.docx

21世纪初国内、外消防车辆装备发展趋势的研究范桦 研究员万明 副研究员公安部消防防局消防防部队装装备质量量管理站站摘要：根据据20000以来来后国内内、外消消防技术术装备的的新发展展，介绍绍了消防防车底盘盘、泵、炮炮以及容容罐的最最新研究究成果和和消防车车的新技技术，并并对它们们的发展展方向及及应用前前景作了了预测和和分析，这这对于我我国的消消防车研研制以及及消防车车的正确确使用有有一定指指导意义义。关键词：消消防装备备；消防车车；使用用；趋势势Abstrractts: Bassed on thee neew ddeveeloppmennt oof ffiree teechnniquue eequiipmeent in dommesttic andd abboarrd aafteer 220000, tthe neww teechnniquue aand stuudy ressultt arre iintrroduucedd onn thhe ffolllowiing asppectts, succh aas cchasssiss, ppumpp, ffiree moonittor andd taankeer oof ffiree veehiccless inn thhis artticlle. Thee deevellopmmentt diirecctioon aand forregrrounnd aare preedicctedd annd aanallyzeed, whiich cann suuppoort a ccerttainn meeaniing to thee sttudyy annd uusinng oof tthe firre vvehiiclees.Keywoordss: ffiree eqquippmennt; firre vvehiiclees; usiing; trrendd1 消防车辆装装备发展展方向1.1 消防车底盘盘我国和欧洲洲的消防防车，目目前大多多使用已已定型的的普通商商用底盘盘。美国国消防车车多采用用为消防防车专门门设计的的专用底底盘，而而且底盘盘是由消消防车辆辆制造厂厂按所设设计消防防车的特特殊要求求进行制制造。尤尤其是机机场消防防车使用用的底盘盘，由军军用底盘盘改进而而来，表表现出的的优异性性能远优优于使用用普通商商用底盘盘的消防防车辆。但但是，这这种专用用底盘由由于产量量很小，配配件供应应和维修修网点很很难满足足需要。为了兼顾这这两种模模式的优优点，避避免缺点点，近年年来欧洲洲正在考考虑由汽汽车制造造厂在已已定型的的普通商商用底盘盘的基础础上做适适应消防防车辆的的二次开开发，来来满足消消防车的的特殊要要求。由由于这种种底盘是是从普通通商用底底盘经二二次开发发而来，其其零、部部件大部部分与商商用底盘盘相同，所所以兼顾顾了配件件和维修修网点。1.2 消防泵近几年我国国消防泵泵，从早早先的单单级泵一一种品种种形成了了今天常常压消防防泵、中中压消防防泵、中中低压消消防泵、高高低压消消防泵等等多品种种、多规规格的格格局，可可以满足足各种消消防车对对水泵的的要求。而而在欧美美国家，车车用消防防泵的设设计理念念和研发发水平较较国内又又达到了了一个新新高度。以以压力为为泵设计计原则的的概念已已经淡化化，普遍遍采用通通过流量量的调节节来实现现从低压压到高压压的作战战功能,采用这这种设计计原则设设计的消消防泵，当当流量小小时工作作压力很很高，可可以达到到1.88MPaa甚至更更高，随随着流量量的增加加，其出出口压力力也随着着降低，这这样当单单车做战战时，可可以通过过高压将将水送到到较远的的火场，当当接力供供水时，又又可采用用大流量量供水向向火场输输送大量量水流，摆摆脱了外外界条件件对消防防车使用用的限制制,在客客观上取取得了更更大的主主动。1.3 消防炮目前，一般般国内重重型消防防车配备备的水炮炮流量在在每秒660升左左右,射射程可达达到600米以上上，并正正朝着每每秒800升、1100升升更大流流量和更更远射程程的趋势势发展。而而且发展展了有线线遥控、无无线遥控控技术，使使电控炮炮逐渐取取代老式式手动操操纵炮。国外近年来来积极发发展大流流量，远远射程的的消防炮炮。已有有100000ll/miin(1166ll/seec)dde 炮炮装上了了消防车车。另外外已有3300ll/seec的移移动炮问问世。还还发展了了多用途途炮，将将泡沫炮炮和干粉粉炮或其其他炮集集成在一一起。通通过模拟拟技术实实现了在在驾驶室室内通过过操纵杆杆控制消消防炮流流量、压压力和喷喷射角度度。1.4 容罐近年来我国国消防车车的容罐罐体材质质，已经经实现由由普通碳碳钢向不不锈钢转转变，但但由于不不锈钢这这几年连连续涨价价使制造造成本大大幅增加加。在国国外，消消防车容容罐的990 %以上都都使用一一种新材材质。这这种由PPP及PPE两种种材质混混合而成成的材料料，结构构上有一一定强度度，抗腐腐蚀性极极佳，并并能抗紫紫外线的的照射，不不会硬化化或脆化化。国内内不少进进口的消消防车上上也有应应用。15系列列化、标标准化和和通用化化由于地域、使使用习惯惯及保护护的对象象不同，消消防队对对消防车车的要求求都不相相同，但但这样会会给生产产带来很很大不便便，而且且使生产产成本增增加。为为了解决决这个问问题，国国外采用用了以下下几种方方法： 相同的的器材在在不同车车上尽量量放在相相同位置置； 将能够够标准化化的部件件尽量标标准化，例例如：泵泵房、器器材箱等等； 将尽可可能多的的部件通通用化； 尽量采采用同一一生产企企业的底底盘；16微型型消防车车、消防防摩托车车和森林林消防车车为解决普通通消防车车因道路路等原因因而到不不了的现现场及时时扑灭火火灾的问问题，近近年来国国内开发发了多种种微型消消防车和和消防摩摩托车。消消防摩托托车是在在摩托车车底盘上上固定安安装了便便携式脉脉冲、连连续喷射射灭火装装置和手手抬机动动消防泵泵等消防防器具。另外，森林林消防车车以越野野性好、爬爬坡能力力强、使使用安全全可靠的的履带式式底盘为为基础，在在提高发发动机功功率后，上上车部分分配备了了消防水水泵、水水箱、水水炮、水水枪、等等消防灭灭火设备备，前部部安装了了一个全全液压驱驱动的绞绞盘用于于沼泽地地的自救救，后部部设置了了一个全全液压操操纵可折折叠的特特种悬挂挂犁用于于开辟防防火隔离离带。2 消防车新技技术2.1 CAFSCAFS是是英文CComppresss AAir Foaam SSysttem的的缩写，中中文意为为“压缩空空气泡沫沫系统”。又由由于这种种系统大大多用于于A类泡泡沫，所所以国内内一般称称为“压缩空空气A类类泡沫系系统”。但近近年来这这种系统统越来越越多的用用于A类类和B类类泡沫。CAFS的的研究始始与500年代初初，但真真正大规规模使用用是在880年代代中、后后期。下下2111 CAAFS工工作原理理CAFS采采用机械械方式将将压缩空空气与水水和泡沫沫原液相相混合产产生高度度气泡化化和高能能量的机机械泡沫沫。其工工作原理理图见图图1。图1 CAAFS工工作原理理图1-泡沫泵泵2-消防泵泵3-单向阀阀4-消防炮炮5、66-压缩缩空气接接入口77-压缩缩空气气气源88-喷射射器99-卷盘盘 系统由消防防泵2供供水，在在泵的出出口处有有一转换换阀，不不出泡沫沫时，转转换阀接接通左侧侧的管路路，水直直接流向向消防炮炮。当需需要出泡泡沫时，使使转换阀阀接通左左侧管路路，此时时消防泵泵的出水水与从泡泡沫泵11输出的的泡沫原原液相混混。混合合液延管管路向至至各喷射射口输送送，在管管路的适适当位置置（例如如5和66处）加加入压缩缩空气，最最后由喷喷射器喷喷出。 在消防防泵的整整个流量量范围内内保证水水与泡沫沫原液的的比例正正确为了达到这这个要求求，机械械控制方方式已很很难满足足要求，所所以美国国和欧洲洲的CAAFS普普遍采用用了电动动泡沫泵泵与信号号反馈式式控制的的组合方方式。这这种控制制方式见见图2。图2 电动动泡沫泵泵与信号号反馈式式控制原原理图1-流量计计2-电动泡泡沫泵安装在消防防泵出口口处的流流量计11采集泵泵的流量量参数并并将此参参数反馈馈至控制制单元，控控制单元元将流量量计采集集的流量量参数与与预先设设定的水水A类类泡沫原原液的比比例进行行计算并并将计算算得到的的所需泡泡沫原液液流量值值转变为为电信号号用以控控制电动动泡沫泵泵2的转转速从而而达到在在消防泵泵整个流流量范围围内保持持混合比比不变的的要求。 水和压压缩空气气压力均均衡 在CAAFS工工作时，水水和压缩缩空气的的压力始始终要保保持均衡衡。为了了达到这这一目的的，目前前CAFFS均预预先设定定压缩空空气的压压力（一一般为00.7-0.99MPaa），然然后由控控制装置置均衡消消防泵出出口压力力。水和和压缩空空气的压压力差应应控制在在±10内 。由由于系统统的压力力是动态态平衡，当当原动机机转速变变化或外外部条件件变化（如如喷射口口数量的的改变等等）时均均能引起起系统压压力的波波动。为为了防止止水、泡泡沫原液液和压缩缩空气相相互倒流流，在系系统的出出水管路路、泡沫沫管路和和压缩空空气管路路内均应应安装单单向阀。 2122 CAAFS系系统的发发展趋势势 简化操操作CAFS操操作时除除调节泵泵出水压压力外还还要同时时调节压压缩空气气压力和和泡沫泵泵出口压压力并使使这三者者均衡。除除此之外外还要调调节压缩缩空气流流量、水水流量和和泡沫液液流量来来调节泡泡沫的干干、湿度度。如此此复杂的的操作不不但容易易误操作作，操作作人员须须经过严严格培训训而且工工作时操操作人员员非常容容易疲劳劳。欧美美各国都都借助于于电子和和自动控控制技术术，大力力开发操操作简单单的压缩缩空气泡泡沫系统统，并取取得了很很大进展展。目前前，高度度自动化化的CAAFS系系统操作作人员只只须打开开出水球球阀，压压缩空气气开关和和泡沫泵泵开关，设设定好水水和泡沫沫液比例例即可，其其他的一一切均是是自动控控制的。见见图3和和图4：图3简化前前的压缩缩空气泡泡沫A类类泡沫系系统操纵纵面板图4简化后后的压缩缩空气泡泡沫A类类泡沫系系统操纵纵面板 简化结结构由于多了压压缩空气气系统，所所以CAAFS结结构比普普通泡沫沫系统复复杂的多多。结构构复杂造造成制造造成本高高，售价价高、维维护困难难、容易易损坏。这这也是制制约CAAFS普普及的几几个主要要因素。美美国目前前正在开开发使用用压缩空空气瓶替替代空气气压缩机机的系统统(储能能式压缩缩空气泡泡沫系统统)。小型化化国外研制一一种小型型化，组组合式的的CAFFS。其其基本原原理是，动动力和泵泵采用普普通的手手抬泵，用用高强度度玻璃钢钢做水罐罐和泡沫沫罐，用用压缩空空气瓶做做空气源源，将这这些组合合在一块块平板上上。平时时系统放放在库房房内，一一旦需要要，吊起起直接放放到皮卡卡车上即即可使用用。多功能能国外已成功功将CAAFS用用于B类类泡沫，生生产出了了既能产产生A类类泡沫又又能产生生B类泡泡沫的消消防车。二二种泡沫沫都使用用压缩空空气泡沫沫系统来来产生泡泡沫。通通过转换换阀来切切换泡沫沫类型。2.2 车载式细水水雾灭火火装置这种装置的的优点是是灭火效效率高，水水渍损失失小，有有一定的的消烟效效果，省省水。缺缺点是射射程较近近，在露露天场所所使用时时效果下下降，所所以这种种装置用用于扑救救建筑内内火灾，初初起火灾灾比较合合适。装装置见图图5。图5高压泵泵细水雾雾喷雾灭灭火装置置结构示示意图1-汽油机机 2-高压泵泵 3-溢流阀阀 4-水箱 5-细细水雾组组合喷枪枪 6-胶管卷卷盘车载式细水水雾灭火火装置的的发展方方向是： 完善雾雾化目前，细水水雾灭火火装置的的雾化情情况还有有待改善善，因为为雾化的的越好，则则灭火效效率越高高，但由由于喷嘴嘴和流道道设计及及加工还还不能十十全十美美，所以以有一部部分水的的雾化还还达不到到细水雾雾的尺寸寸，而且且不同的的细水雾雾装置，这这方面的的差异非非常大。 提高射射程 细水雾的的一个很很大缺陷陷就是射射程短。射射程短就就意味着着消防员员要离火火焰很近近，这将将给消防防员造成成一定的的风险。另另外，射射程短还还意味着着水雾的的穿透力力不足。但但细水雾雾的射程程和穿透透力又与与细水雾雾的雾化化情况相相矛盾，即即雾化越越好则射射程和穿穿透力就就越差，如如何在两两者取得得平衡将将是今后后应该研研究的方方向。2.3 消防车控制制系统 目目前，国国内消防防车和国国外消防防车比较较大的差差距在控控制系统统上。国内的控制制还是比比较传统统的，一一般采用用模拟技技术，而而且集成成度很小小。而国国外一般般采用数数字控制制技术，控控制的集集成度也也很高，可可以实时时显示消消防车的的工作状状态和故故障情况况。目前前，国外外正在发发展远程程控制技技术，即即通过卫卫星通信信方式，采采用先进进的传感感技术将将远程的的消防车车工作状状态和故故障情况况采集后后发往生生产企业业，生产产企业据据此可以以了解消消防车的的使用情情况，若若发现问问题可及及时通知知用户采采取措施施。消防车发动动机控制制器在国国外消防防车上已已经普遍遍使用，它它通过消消防车发发动机的的ECUU接口对对发动机机进行控控制，主主要有以以下功能能： 控制发发动机转转速，可可以按照照事先设设定的要要求对发发动机转转速进行行精确控控制。 可以按按事先设设定的消消防泵出出口压力力对发动动机进行行控制，当当出水流流量减小小时自动动降低转转速以保保证泵出出口压力力不变，反反之也是是如此。 可以将将消防泵泵压力设设定在一一个范围围内，这这样不管管流量如如何，消消防泵出出口压力力始终在在设定的的范围内内。 可以紧紧急停车车。 可以对对发动机机的故障障进行诊诊断和显显示。 可以人人工随意意调节发发动机转转速。 可以预预先设定定发动机机最大转转速和最最小转速速。 可以显显示与发发动机相相联的部部件的工工作状况况（例如如：取力力器与发发动机的的连接情情况、出出水阀的的开度等等）发动机控制制器见图图6。图6 发动动机控制制器24其它它新型消消防车此外，其他他一些新新型消防防车也不不断问世世，如脉脉冲喷射射消防车车、带破破拆功能能的举高高喷射消消防车、液液氮消防防车、隧隧道用消消防车和和跑道泡泡沫敷设设消防车车等。参考资料：1 中国消防手手册第十十二卷第第二篇2 NFPA119011-20003，SStanndarrd ffor Auttomootivve FFiree Appparratuus13