馬全海， 張 超， 楊金鑫

（陜西重型汽車有限公司， 陜西 西安 710200）

全掛式平板拖車簡稱全掛車， 其自身無動力裝置， 行駛時需要有牽引車 （也稱主車） 進行拖帶。 通常由一輛或多輛全掛車和一臺牽引車組成汽車列車， 來進行貨物運輸或大型設備搬運工作， 廣泛應用于機場、 港口等區(qū)域。 全掛車上荷載全部由自身承擔， 與牽引車僅由脫鉤、 電氣和制動管路連接。

越野全掛車是行駛路況和工作環(huán)境更為復雜、 惡劣的全掛車， 通常由越野汽車拖帶， 組成汽車列車， 完成相應作業(yè)任務。 越野全掛車具有高機動能力、 高生存能力、 高改裝能力、 高可靠性、 高環(huán)境適應性等特點， 其通常會配備一些專用輔助設備， 以及在設計中多采取冗余功能措施。

越野全掛車電氣系統(tǒng)相較其牽引車較為簡單， 一般包括電連接器及轉接裝置、 信號照明裝置、 ABS防抱死制動系統(tǒng)、 其它選用裝置等， 但設計中需要著重考慮與各種牽引車的適配性、 電氣系統(tǒng)可拓展性和工作可靠性。

1 研究內(nèi)容

本文以越野全掛車為對象， 以其潛在工作環(huán)境和使用工況為出發(fā)點， 從總體技術方案到各分系統(tǒng)內(nèi)容， 依次介紹越野全掛車電氣系統(tǒng)設計方案、 設計過程及注意事項等。

2 技術方案

2.1 總體技術方案

越野全掛車電氣系統(tǒng)需采用總線和硬線相結合的架構，以實現(xiàn)其與牽引車之間的信息交互和電氣系統(tǒng)高拓展性。該架構由硬線給電控單元供電和控制全掛車信號照明裝置，通過總線將ABS系統(tǒng)和其它選用裝置 （如中央充放氣系統(tǒng)）的狀態(tài)及故障信息進行實時上傳， 然后通過牽引車相關電控單元完成數(shù)據(jù)交換。 該架構中全掛車總線系統(tǒng)作為獨立的總線網(wǎng)絡， 可增加其它電控單元， 實現(xiàn)拓展功能。 全掛車電氣系統(tǒng)網(wǎng)絡架構如圖1所示。

圖1 越野全掛車電氣系統(tǒng)網(wǎng)絡架構圖

2.2 電連接器及轉接裝置

1） 電連接器

可供越野全掛車選擇的電連接器包括7芯24V標準型（24N）、 24V 15芯型和制動系統(tǒng)24V型， 它們分別滿足GB/5053.1、 GB/T 20717和ISO-7638-1標準。 以上標準對它們內(nèi)部的芯腳功能做了定義， 具體見表1~表3。

表1 7芯24V電連接器芯腳定義

表2 24V 15芯電連接器芯腳定義

表3 制動系統(tǒng)24V電連接器芯腳定義

經(jīng)查閱相關資料， 目前主流的越野牽引車在車架尾部設置有7芯24V標準型 （24N） 電連接器和24V15芯型電連接器各1個。 該越野牽引車還對24V15芯型電連接器的芯腳功能在GB/T 20717基礎上進行了適應性調整， 調整后的芯腳定義見表4。

表4 24V15芯電連接器芯腳功能適應性調整

結合前文所述越野全掛車總體技術方案， 可知經(jīng)適應性調整后的24V15芯電連接器在基本涵蓋了越野全掛車所需的全部電氣功能之外還有芯腳預留， 因而在設計時可僅選用1個該電連接器布置于全掛車前端。

2） 轉接裝置

為使越野全掛車能與配備多種型式電連接器的牽引車進行適配， 并最大程度實現(xiàn)全掛車上電氣系統(tǒng)功能， 越野全掛車可設計配備15芯轉接電纜、 7芯轉15芯轉接電纜和二合一轉接電纜等轉接裝置， 使用時視情況與牽引車實現(xiàn)電氣連接， 其中后兩者線纜兩端插頭內(nèi)芯腳對應關系如圖2和圖3所示。

圖2 7芯轉15芯轉接電纜芯腳對應關系

圖3 二合一轉接電纜芯腳對應關系

2.3 信號照明裝置

越野全掛車的信號照明系統(tǒng)一般包括后部燈具和平臺側標志燈 （帶回復反射器）。 后部燈具用于提醒后方車輛該全掛車的動作、 位置及輪廓信息。 側標志燈則用于指示全掛車側面輪廓信息。 為便于燈具布置， 提升車輛整體性和維修性， 后部燈具多選用組合式燈具， 組合燈具需包括轉向燈、 位置燈、 制動燈、 倒車燈等功能。 各燈具在縱向、橫向、 高度方向上的布置均要滿足GB-4785中對應要求。此外， 為減少越野全掛車行駛時障礙物對燈具鏡面的損害，可考慮對后部組合燈具增加燈具防護罩。 防護罩采用的結構， 需與越野全掛尾部協(xié)調一致， 相輔相成。

2.4 ABS防抱死系統(tǒng)

ABS防抱死系統(tǒng)的作用為控制車輪制動力大小， 防止制動時車輪抱死， 以此提高行車安全性， 其包括ABS電控單元、 電磁閥、 輪速傳感器等。 越野全掛車一般需配備全通道的ABS控制系統(tǒng)， 以應付其復雜惡劣的環(huán)境工況， 即若全掛車為3軸， 則匹配6S6M控制系統(tǒng)； 若全掛車為2軸，則匹配4S4M控制系統(tǒng)。

越野全掛車ABS系統(tǒng)在布置時要考慮ABS電控單元的防護問題。 首先， ABS電控單元自身要具備相應的防護等級要求； 其次， 在不影響其它系統(tǒng)和線束布置的前提下， 盡量將電控單元布置到高的位置， 以防止進水和污漬侵入。

為便于維修， 越野全掛車ABS防抱死系統(tǒng)要具備故障報警功能， 當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 電控單元可將故障信息通過硬線和總線傳遞出去。

2.5 線束系統(tǒng)

車輛的各種電器零件通過線束實現(xiàn)物理連接， 線束是車輛電氣的網(wǎng)絡主體， 是車輛安全運行的基本保障。

越野全掛車線束沿車架左/右縱梁從前至后布置， 包括ABS線束和燈具線束。 ABS線束連接ABS電控單元、 輪速傳感器和電磁閥。 燈具線束連接電連接器和各燈具。 燈具線束和ABS線束之間有對接端口， 實現(xiàn)ABS系統(tǒng)供電和故障信息傳遞等。

需注意的是， 相比普通車輛， 越野全掛車對線束系統(tǒng)的防護性有更高的要求， 具體涉及線束固定和線束外包材料選取兩個方面。 選用耐磨性更好的外包材料包裹線束、在合適位置設置線束固定點、 潛在跳動位置預留夠線束長度， 通過以上等措施降低線束拉斷和磨損的風險， 以此保證電氣系統(tǒng)的可靠性。

2.6 其它選用裝置

參照ABS防抱死系統(tǒng)和線束系統(tǒng)的介紹， 結合要加裝的其它系統(tǒng)的具體使用工況和工作要求， 必要時可在越野全掛車上增加多余的電連接器和轉接裝置， 以此實現(xiàn)加裝系統(tǒng)的功能和保持與主車的電氣連接， 對這些內(nèi)容在此不再進行贅述。

3 結論

本文以越野全掛車為對象， 從總體技術方案到各分系統(tǒng)內(nèi)容， 依次介紹了其電氣系統(tǒng)設計方案、 設計過程及注意事項等內(nèi)容， 特別突出了掛車與牽引車間電連接器和轉接裝置的介紹， 可為類似設計提供參考。