張吉宏

（大連浦州航空科技有限公司，遼寧 大連 116036）

水陸兩棲車新型傳動系統(tǒng)設(shè)計

張吉宏

（大連浦州航空科技有限公司，遼寧 大連 116036）

水陸兩棲車以其獨(dú)到的水、陸通過性能，有著廣泛的民用和軍用市場。國內(nèi)外各種兩棲車應(yīng)運(yùn)而生，但常見的傳動系統(tǒng)設(shè)計過于復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，操縱繁瑣。文中介紹了一種新型傳動系統(tǒng)，應(yīng)用車用變速箱的成熟技術(shù)實現(xiàn)了兩棲車的水、陸動力分動功能。經(jīng)過陸上和海上試驗，產(chǎn)品各項性能達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。

水陸兩棲車；傳動系統(tǒng)；變速箱

近年來，隨著市場的需求，水陸兩棲車無論是民用還是軍用方面，國內(nèi)外都投入大量資金進(jìn)行生產(chǎn)研發(fā)。水陸兩棲車可以廣泛應(yīng)用于商業(yè)娛樂、搶險救災(zāi)、邊防巡邏、搶灘登陸等領(lǐng)域。它很好地實現(xiàn)了水、陸兩種工況的無縫對接。要想使水陸兩棲車實現(xiàn)良好的行駛性能，就要對水上推進(jìn)方式進(jìn)行合理地選擇。目前，常采用的推進(jìn)系統(tǒng)為輪胎劃水、履帶劃水、螺旋槳推進(jìn)、噴水推進(jìn)器推進(jìn)和加掛舷外機(jī)等幾種方式。為了實現(xiàn)我公司兩棲車的水、陸高速行駛，淺灘快速登陸的設(shè)計要求，我們采用了噴水推進(jìn)器作為水上動力推進(jìn)方式。

一、新型傳動系統(tǒng)觀點(diǎn)的提出

水陸兩棲車兼有水上和陸上行駛的雙重功能，輪胎劃水和履帶劃水用的是陸上動力傳動系統(tǒng)，采用螺旋槳、噴水推進(jìn)器或加掛舷外機(jī)都需要水、陸兩套動力傳動系統(tǒng)。常見的噴水推進(jìn)式兩棲車動力傳遞路線如圖1所示。

其不足之處有如下幾點(diǎn)：

1.需要設(shè)計一個分動箱，用于發(fā)動機(jī)動力在水、陸兩種模式之間切換。分動箱使得兩棲車重量增加、尺寸加大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本和周期相應(yīng)增加。

2.需要兩套操縱機(jī)構(gòu)。一套是變速箱換檔機(jī)構(gòu)，另一套是分動箱分動機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，換檔手柄多，駕駛?cè)藛T操縱繁瑣，容易誤操作導(dǎo)致事故發(fā)生。

3.動力傳遞路線長，傳動效率降低，如圖2所示。

經(jīng)過認(rèn)真研究，多方案討論，最后決定采用下面的兩棲車新型傳動系統(tǒng)設(shè)計方案，對水、陸兩套動力傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了整合。

本新型傳動系統(tǒng)改進(jìn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更緊湊，重量減輕，占用空間小，生產(chǎn)成本降低，操縱簡便。

圖1　常見的動力傳遞路線圖

圖2　新型動力傳遞路線圖

圖3　傳動系統(tǒng)原理圖

二、傳動系統(tǒng)原理

圖3為水陸兩棲車新型傳動系統(tǒng)原理圖。發(fā)動機(jī)總成1與離合器總成2連接，向后再與變速箱第一軸3連接。發(fā)動機(jī)、離合器殼體11和變速箱殼體10用螺栓連接成一體。變速箱一個操縱桿控制6個檔位，4個前進(jìn)檔、一個倒檔和一個船用檔。在陸上行走時，發(fā)動機(jī)動力經(jīng)過離合器傳入變速箱。駕駛員可以根據(jù)路況來選擇一檔至四檔。動力通過變速箱各檔位齒輪傳遞到差速器總成9，最后經(jīng)過兩側(cè)的半軸傳遞到輪邊機(jī)構(gòu)7上，完成了陸上行駛過程。兩棲車入水后，駕駛員踩離合，變速箱掛入船用檔。松離合后，發(fā)動機(jī)動力經(jīng)過離合器、變速箱第一軸、船用檔同步器5傳遞到變速箱第三軸6，最后經(jīng)過船用輸入齒輪、船用輸出齒輪傳遞到噴水推進(jìn)器8上，從而完成了水上動力傳遞過程。

三、使用效果

為了減輕重量，離合器殼體和變速箱殼體均采用鋁合金材料。齒輪及齒輪軸為優(yōu)質(zhì)合金鋼。產(chǎn)品加工后安裝到兩棲車上，經(jīng)過路面和海上各種工況長時間試驗，新型傳動系統(tǒng)完全滿足設(shè)計要求。水、陸工況切換迅速，檔位清晰，行駛平順。

結(jié)論

國內(nèi)外兩棲車種類繁多，動力傳動系統(tǒng)設(shè)計各式各樣，但設(shè)計宗旨是在滿足功能要求的基礎(chǔ)上，將結(jié)構(gòu)簡化，成本降低。本新型兩棲車傳動系統(tǒng)摒棄了常見的結(jié)構(gòu)形式，采用技術(shù)成熟的車用變速箱與水、陸分動箱合二為一的設(shè)計思路，實現(xiàn)了傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，達(dá)到了預(yù)期的效果。

[1]楊楚泉．水陸兩棲車輛原理與設(shè)計[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2003：107-116．

[2]朱珉虎．高速艇與游艇設(shè)計手冊[M]．北京：珠海出版社，2008：173-188．

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