[科普中国]-宿营车

宿营车的设计概述

西藏地区海拔高、道路差、地形复杂，对防控队装备的机动性能要求较高，目前还没有一套完备的疾控装备应对突发性传染病事件。因此急需一种具有良好机动性能、自我保障功能完善、可在突发性传染病现场快速展开、进行突发性传染病防控的作业平台，进一步提升西藏自治区应对突发性传染病事件的防控能力。在这套装备中，野外宿营车主要满足疾控装备工作人员的住宿等生活保障需求。在研制宿营车的过程中要充分考虑到人员保障需求与野外作业环境，车厢采用双侧扩展结构，为保障舱室环境配置了车厢空调系统。在车厢的扩展结构设计中，目前采用的扩展机构有液压扩展机构、液压人工扩展机构和机械压簧扩展机构，考虑到可靠性与操作性，野外宿营车采用机械压簧式扩展结构。野外宿营车采用EQ2102 越野汽车底盘改装，以满足野外条件下汽车行驶要求。

1 宿营车车厢结构设计野外宿营车以EQ2102 越野汽车底盘改装，并设置车架，用于承载、安装双面扩展车厢等上装设备。采用矩形管和型钢焊接，副车架与车架用U 型螺栓固定。副车架与上装的扩展车厢用螺栓固定，车厢采用双侧扩展大板厢式结构。车厢收拢外形为标准车厢。车厢采用机械压簧扩展方式，扩展车厢两侧对称。扩展顶板与固定顶板采用通铰链在削角的小斜面上连接；扩展底板与固定底板也是采用通铰链连接，扩展底板展开后与固定底板的上表面齐平；扩展侧板由2 块板组成，扩展侧板用铰链与前后扩展端板连接。一侧车厢展开的顺序首先是扩展顶板，其次是扩展底板，然后是前扩展端板（扩展侧板与扩展端板一起旋转90°）和后扩展端板，最后是展开扩展侧板。车厢采用夹层大板结构，由车厢大板、大板联接角形件、包角等组成。夹层大板其骨架为铝合金型材，内外蒙皮为合金铝板，中间填充聚氨酯泡沫塑料。

车厢扩展方式为机械压簧与人力辅助相结合的方式，完成对顶、底板的扩展与撤收。顶板的支撑元件为机械压簧，扩展装置为双层套筒内装压簧结构，外套筒在上，内套筒在下。外套筒的一端与扩展顶板上的支座铰接，内套筒的一端与固定在间壁上的支座铰接。当展开顶板时，在人力辅助下，将扩展顶板拉启约10°左右，扩展顶板便可在机械压簧的作用下，开启至80°左右位置，这时用辅助支撑装置将顶板支撑固定。撤收时，先收起辅助支撑装置，用钩杆拉住顶板上的钩环，用力将顶板拉下至垂直位置，即完成顶板的撤收。扩展底板的扩展装置安装于舱内，通过柔性钢丝绳及导向轮将扩展底板与机械压簧连接起来。当展开底板时，需工作人员将锁紧底板的插销打开，然后用钩杆将底板拉至水平位置，再打开调平支撑装置支撑于地面上；撤收时，先收起调平支撑装置，再用钩杆将扩展底板推起至锁固位置，并用插销锁紧。

2 宿营车总体布局研究与设计车厢内部空间分为住宿间和卫生间 2个部分。住宿间设置7套可拆卸高低床可供 14 人在车内宿营，高低床拆卸收拢后，可在固定车厢位置布置会议桌，形成会议室。卫生间位于车厢后部，内部布置有 1 套打包马桶、1套热水器、1 套洗手池和 1 个水箱。车内还配备2 顶充气式生活帐篷及相关的生活和工作设施，2 顶充气式生活帐篷展开后可容纳16 张床位，满足16 人住宿需求。帐篷移动式暖风机为帐篷提供暖风保障，从而确保良好的野外宿营环境。

3车厢环境控制3.1 车厢密封

撤收后车厢的密封：车厢的扩展顶板撤收后为车厢的侧板。侧板与固定厢体的底板以及前、后板之间采用压缩式橡胶条密封，侧板下部中间位置有一道偏心式锁固机构，保证橡胶密封条能被均匀压缩至8 mm（压缩量4 mm），侧板顶边铰链处外边加防雨密封条。扩展后车厢的密封：扩展底板与固定厢体底板之间的密封为压缩式橡胶条密封，密封条在固定厢体底板上，压缩量4 mm，靠底板自重压倒密封条。扩展底板与扩展端板（前、后）及扩展侧板之间采用橡胶条压缩式密封，密封条在扩展底板上，压缩量4 mm，由扩展底板及扩展端板（前、后）、侧板之间的设计间隙保证压缩量。扩展端板（前、后）与固定厢体的前、后加强侧板之间采用压缩式橡胶密封，压缩量4 mm，由扩展端板与固定侧板的间隙及扩展端板的定位装置保证。扩展顶板与扩展端板（前、后）、扩展侧板之间采用压缩式密封，密封条在扩展端板及扩展顶板上，压缩量4 mm。靠扩展顶板自重及压紧装置保证压缩量。扩展顶板与固定厢体采用压缩式密封，密封条与扩展顶板相联。

3.2 空调系统

3.2.1 暖风系统

车厢暖风系统由独立燃油暖风机、暖风机箱、进风管、回风管和出风管及控制系统组成。采用内循环方式，出风口和回风口均在车厢内。

3.2.2 空调系统

车厢安装FKWD-40/BP 空调器，以满足车厢内制冷需求。在制冷运转时，低温、低压的制冷剂（R22）蒸汽由压缩机压缩成高温高压的蒸汽，通过室外侧的风冷式冷凝器放出热量，冷凝为高压饱和液体，然后经过毛细管节流降压进入室内侧的蒸发器中，并在其内部进行沸腾、汽化吸热，与室内的热空气进行热交换。被冷却降温的空气由离心风扇吸入，再进入室内，完成室内的通风冷却循环，使室内温度降低。同时，湿度也因冷凝水的排出而降低。室外侧的冷凝器空气冷却循环由轴流风扇完成，被冷却的空气从风机电动机吸入而直接吹出，不断带走冷凝的热量并排至室外。如此反复以达到降低室内温度的目的。

空调设备制热时，压缩机不工作，热量由装在蒸发器中的6 根500 W 电热管产生，室内侧离心风扇运转使室内冷空气吸入，经蒸发器后，从出风口吹出，如此反复使室内升温。

4结论野外宿营车选用东风EQ2102 越野汽车底盘改装，车厢采用机械压簧式双侧扩展结构，双面扩展车厢的扩展结构采用板块式结构，两侧对称。扩展顶板与固定顶板采用通铰链在削角面上连接；扩展底板与固定底板同样也是采用通铰链连接，扩展底板展开后与固定底板的上表面齐平；扩展侧板由4 块板组成，扩展侧板用铰链与前后扩展端板连接。同时，车厢内根据人员生活需求设置了住宿间和卫生间，同时配置空调机、暖风机等环境保障设备，较好地满足了野外条件人员的住宿要求。1

运兵宿营车1 概述运兵宿营车是针对部队官兵进行紧急兵员运输时，能够提供临时指挥和休息场所，并能够满足各种野外作业和考察要求的车辆。目前，国内的运兵宿营车大多由厢式货车改装而成，不能满足运兵和野外长时间作业的要求，无法提供充足的宿营空间。2006年，某公司开发出一款由载货汽车改装而成的运兵宿营车，但是该宿营车缺少空调，舒适性和便捷性较差。2011年，某公司开发了一款由大客车改装而成的运兵宿营车，该车采用液压装置控制侧围宿营板伸展，操作便捷。该宿营车的第二代产品采用分块集成活动板房的设计，空间较大，并在一定程度上满足了保暖和防水等功能，能够满足一个排单位的运兵和宿营要求。但是，活动板房设计的车体刚性较小，外伸部分量过大。为了解决此问题，对原设计进行了改进，设计了一种基于电机控制的一键式外伸运兵宿营车。本文将从总设计、专用拓展机构设计、密封保温设计3个方面对新型运兵宿营车进行介绍。

2总体设计2.1 总体布局

新型运兵宿营车采用半承载式车身设计，整车车身基于空气动力学原理，前挡风玻璃采用大倾角设计，能够有效降低风阻系数，并采用双曲面夹层玻璃，提高安全性。车身侧围拓展舱采用铝合金材质，提升了拓展舱的强度，减轻了自重，有效提升了宿营的安全系数。

宿营车底架均采用矩型及特殊无缝异形钢管焊接成格栅式底架，通过有限元分析，对底架和整体车架的结构刚度在各种工况下进行验证，以保证车辆在满载长途行驶、宿营及低等级路面的结构强度；拓展侧围全部采用铝合金矩形管材，材质为6061-T5，能够在保证结构强度的前提下，减轻侧围的质量。宿营车顶板蒙皮采用冷轧钢板，通过焊接、铆接将前后围玻璃钢成型板连接到前后围骨架上，整车蒙皮焊接、粘接到位，保证不变形。

车内座椅采用8排2+2的布置形式，可以满足（32+1）名乘员的乘坐需要。侧围两侧可向外拓展，拓展舱地板即成铺位，座椅靠背可以向前翻，形成铺位，由左右两侧拓展舱地板及座椅形成的铺位可以满足乘员的睡眠空间要求，内空间可分为乘坐区（宿营区）、储物区、驾驶区。乘坐区设有紧急出口扶梯，在进行宿营时，乘坐区可扩展成为宿营区，储物区为日常考察和运兵等任务提供储物空间。

2.2密封及保温设计

2.2.1 车厢密封设计

侧围拓展舱采用二重密封结构，一重是拓展舱周边型材嵌有密封条，保证宿营时，拓展舱的密封性和保暖性；第二重是在车体骨架框周边与拓展舱之间嵌有双重密封条，保证车辆正常行驶和拓展时，车内的相对密闭环境，实现双重密封，保证使用要求，双重密封如图4所示。

2.2.2 空调系统设计

按行业标准JT/T 216-2006《客车空调系统技术条件》的规定，制冷系统A级性能要求人均最低制冷量不小于560 W，该车乘客为29～33人，计算可知该车型所需最低制冷量为18.48 kW（33人），考虑到冷量损耗、乘客数变化、各地高温负荷工况差异等因素，制冷量要较此值偏大一些。

在设计客车暖气系统时，由于计算整车热负荷方法复杂，故根据JT/T 325-2010《营运客车类型划分及等级评定》的规定，高二级大型客车人均供热量为2 000 kJ/h，HSZ6108SYC客车最多乘坐33人，因此整车理论热负荷为33×2 000=66 000 kJ/h=18.5 kW。由于存在管路以及其他热量损失，拓展后车内空间增大等情况，故 在 理 论 计 算 值 的 基 础 上 加 大75%， 即 实 际 热 负 荷 为18.5×1.75=32.4 kW，因此选用KRBPB3-G一体式电动热泵客车空调，制热量32.5 kW，制冷量37 kW，可完全满足该车在各种使用工况下的制热和制冷需求。车后右侧布置发电机组，在宿营车运行时，车载发电机利用发动机进行发电，发电后对顶置空调进行供电；宿营车停止运行时，可外插接市电AC 220 V或AC 380V，对空调进行供电。

3拓展机构设计车身两侧各设有7 000 mm×1 700 mm×1 700 mm拓展舱，拓展舱由电动拓展机构、轨道、活动伸缩顶及活动折叠底板等部件组成，展开三维效果如图5所示，该系统采用一键操作，可联动工作，拓展舱相关的技术参数如下：展舱尺寸为7 m×1.7 m×1.7 m、展开时间≤60 s、收缩时间≤60 s、最大宽度为5.9 m、宿营人数为29～33人

3.1 电动拓展机构

拓展装置是由电机、减速齿轮箱、锥齿轮组、侧传动轴、内面可滚动支撑、滚珠丝杠等系统组成。左侧电机布置在右后角，为拓展运动提供动力，其旋转运动经过齿轮箱，实现减速增扭的作用后，到达齿轮箱外的锥齿轮。此锥齿轮与螺套一端的锥齿轮相配合，将旋转运动传递给螺套，再通过螺套与滚珠和螺杆的配合，将旋转运动转变为螺套的轴向运动，螺杆的另一端与车体连接，依靠螺套推动拓展舱的伸展收缩。由于螺杆及螺套展开后较长，为了防止产生较大的挠度，在螺套外面采用内面可滚动的支撑作为径向支撑。

减速箱锥齿轮相对于螺杆锥齿轮的另一侧与另一锥齿轮配合，此锥齿轮与侧传动轴固联，通过光杆将旋转运动传递至拓展舱的另一侧，传动轴长度方向设有两个侧支撑座，提高机构刚度。光杆的另一端布置有一个锥齿轮，此锥齿轮与前部螺套端的锥齿轮配合，实现拓展舱两侧两根螺杆协同转动，均衡地为拓展舱提供动力。经过两个锥齿轮副传动，将后部螺套的转动传递给前部螺套，前后两根螺杆螺套的旋向相同。

通过螺杆螺套的结构尺寸设计实现伸缩结构的限位，通过电子电路设计和变速箱的离合器片，实现过载保护，形成具有“机械+电气”的双限位保护系统。

3.2 轨道

轨道采用高强度铝合金材料，多级伸缩套结构，既能够保证伸出长度为1 700 mm的要求，又能够保证承载需要；两侧各采用5根轨道，其中前后两根轨道带电动支脚，在拓展舱伸展时伸出，支撑在地面，满足人员宿营时承载强度、刚度要求。轨道的一端与拓展舱固联，另一端与车架固联，以保证其结构刚度。轨道采用铝合金材料，减轻了自重，降低了对每级伸缩套之间连接刚度的要求，提高了安全性。

3.3 活动拓展舱

宿营拓展舱由多级成型铝板辅以导向定位轨道、折叠支撑架、密封装置、锁紧装置等组成。电机拓展机构提供驱动力，活动拓展舱在导向定位导轨的引导下向外伸展，通过锁紧装置，保证拓展舱展开后，能够稳定地保持在伸展状态。多级结构和密封装置满足拓展后的全天候宿营防雨、防雪、防尘、防风等要求。折叠支撑架作为铝板展开后的支架，密封装置实现铝板间、铝板与车体间，铝板与底板间的密封。

3.4 底板

拓展舱的底板由两块成型铝板铰接而成，与拓展舱侧围和车架之间铰接，平时折叠于侧围板内侧；宿营时，通过拓展动力带动展开平铺于轨道上，与五根轨道及电动支脚共同承重，也可作为拓展时宿营的地板。

4结语该新型运兵野外宿营车采用电机控制逐级拓展舱的伸展，使得宿营搭建速度提升；采用侧围铝合金设计，显著减轻侧围质量，提高了车辆的安全性。与旧款运兵宿营车相比，该新型宿营车的安全性、舒适性和便捷性均得到了显著提升。2