一种用于道路交通障碍车辆应急救援的重型辅助轮设计

魏玉宏1 刘小艳1 卢峰2 廖广宇2

WEI Yu-hong et al

1.徐州徐工随车起重机有限公司江苏徐州 221000

2.广东粤运交通拯救有限公司广东广州 510000

1 前言

大货车在高速公路特别是在隧道内发生单方事故，车辆自燃、轮胎烧毁、车桥移位等导致交通中断，这类事故在以往的救援工作中需要5～7 h才能完成，费时费力[1]。如何规范、安全高效完成道路交通障碍车辆的清障作业是高速公路管理部门重点关注的问题。

面对轮胎烧毁、车桥移位的火烧车事故现场，常规的清障方法是[1]：

a.抢修，更换轮胎，修复移位的车桥至可托举、牵引的状态，然后由清障车托牵完成清障作业。这种方法的难点在于：抢修难度大，特别是车桥的抢修，难度大、抢修的时间长，往往需要5～8 h，严重影响道路车辆通行。

b.调用一台大型平板货运车，将火烧车直接吊装至平板上，采用背载托运的方式完成清障作业。这种方法的难点在于：受限隧道高度的限制，大货车起吊难度大，放置在平板上难度更大，同时，放上平板后存在超高的风险，在通过桥梁、收费站时，无法通过。

国内也有单位采用一种俗称“抬轿子”的创新救援方法[1]，大大缩短了救援时间。但是“抬轿子”方法需要两辆清障车联合救援，前车牵引、后车被动跟随，两车驾驶员需要紧密配合，且行驶速度缓慢，适合隧道等低矮空间短距离事故车辆转运，如图1所示。

图1 “抬轿子”拯救方法

通过研究分析，笔者基于用户单位“安全、高效”的救援需求，设计了一种重型辅助轮的应急救援方案，通过外接清障车液压和气压动力源，无线或手动操作前进、后退、转向等自行走功能，在事故车辆后桥附近快速架设重型辅助轮，可在30 min内完成救援工作，有效提高应急救援效率。该设计用辅助轮代替事故车辆后桥行走，同时用清障车托牵事故车前桥，前车托牵、后部辅助行走，即可以满足事故车辆安全、快速、远距离转运的需求。下面对重型辅助轮进行详细介绍。

2 重型辅助轮结构及主要参数

重型辅助轮由离合减速机构、连接座、承载车架、限位座、限位叉架、悬挂系统、液压和气压快插接口、驱动桥、制动系统、随动桥和固定横梁组成，具有前进、后退、转向、驻车和行车制动功能。其中，离合减速机构由马达、制动器、减速器、连接法兰、离合器、手动离合装置和输出法兰组成。

如图2、3所示，连接座与驱动桥连接；固定横梁固定在承载车架上平面，限位座嵌套在固定横梁上，可横向左右滑动。每根固定横梁上嵌套有两个限位座。限位叉架嵌套在限位座内，可360°转动。连接法兰与连接座连接，输出法兰与驱动桥法兰连接，传递扭矩。液压快插接口与马达液压工作油口A和B连接，固定在承载车架前端、离合减速机构上方位置。离合器可配手动、液压、气压离合装置中任一种，手动离合装置固定在承载车架前端、离合减速机构上方位置。

重型辅助轮可自备液压和气压动力源，也可利用液压和气压快插接口从外部动力源输入。

当采用外部动力源输入时，快插接口固定在承载车架前端、离合减速机构上方位置。如图2所示，正对接口、从左向右依次为挂车气路接口，左制动气室接口A，右制动气室接口B，液压工作油口A和B。

图2 重型辅助轮

图3 离合减速机构

表1 设备主要参数

3 重型辅助轮工作原理

当重型辅助轮采用外部动力源驱动和控制时，首先将外部动力源气压和液压输出接口A和B与重型辅助轮液压和气压快插接口连接，如图4、5所示，将切换阀切换到离合减速机构，同时操作手动离合装置，将离合减速机构离合器闭合、进行扭矩传递。

当采用外部动力源输入时，液压和气压控制阀工作方式，可采用手动或电控任一种。液压和气压控制阀采用无线遥控操控方式进行说明如下：

a.前进。如图5所示，操控液压控制阀，液压控制单元A口输出压力油进入离合减速机构，驱动驱动桥前进，随动桥随动前进。

b.后退。如图5所示，操控液压控制阀，液压控制单元B口输出压力油进入离合减速机构，驱动驱动桥后退，随动桥随动后退。

c.前进并向左转向。如图4、5所示，同时操控液压控制阀和气压控制阀，液压控制单元A口输出压力油进入离合减速机构，气压控制单元A口输出气压进入驱动桥左制动气室、左侧轮毂制动，驱动桥右侧轮毂前进并向左转向，随动桥随动转向。

d.后退并向右转向。如图4、5所示，同时操控液压控制阀和气压控制阀，液压控制单元B口输出压力油进入离合减速机构，气压控制单元B口输出气压进入驱动桥右制动气室、右侧轮毂制动，驱动桥左侧轮毂后退并向右转向，随动桥随动转向。

e.驻车制动。当液压控制单元和气压控制单元A口和B口都不工作时，重型辅助轮通过离合减速机构制动器实现驻车制动。

f.行车制动。行车前，操作手动离合装置，将离合减速机构离合器打开,解除扭矩传递；断开左制动气室接口A，右制动气室接口B，液压工作油口A和B；挂车气路接口保持连接状态，行车时，前车制动后部辅助轮联动。

g.针对不同事故车辆纵梁宽度进行适应性调节。根据不同事故车辆纵梁横向的宽度尺寸，通过移动限位座进行宽度调节，通过旋转限位叉架实现叉架对纵梁的横向自由度的约束。

4 应急救援方案

事故现场情况复杂，需要操作人员根据实际工况灵活处置。笔者只通过设备本身的功能和特点对应急救援方案进行说明，如图6所示。

图4 气路原理图

图5 液压原理图

图6 应急救援方案

用户单位接到事故车辆救援需求；清障车和重型辅助轮快速到达事故现场；根据现场工况合理布置清障车和重型辅助轮位置（如图7所示）；操作清障车吊臂至事故车辆后桥上方进行吊装（如图8所示），同时分别连接清障车尾部和辅助轮上液压和气路接口、输入动力（如图9所示）；利用清障车自身配置的无线遥控器操作辅助轮自行走、在事故车后悬大梁下方快速架设辅助轮（如图10所示）代替事故车后桥行走；将事故车大梁与辅助轮可靠固定（如图11所示）；同时将清障车恢复至行车状态并行驶到事故车前端、托牵事故车前轮胎，将事故车快速托离现场（如图12所示）。