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东风猛士军用越野车

WWW.JOBS.CN 2012-05-10 16:00:38 来源:中国工作网 评论:0

  简介

  东风猛士是我国第一部三代高机动性军用越野车,它实现了部队装备的跨越式发展。对于中国汽车自主研发也有积极的促进作用。猛士的定型总共用了五年的时间,累计63台样车的试制,通过了115万公里的道路强化测试,并完成了热区、沙漠、高原、寒区、沿海环境适应性试验。

  定位为轻型4X4,总质量5吨,装置质量1.75吨,牵引质量2吨。搭载康明斯直四柴油增压引擎的车型国产率接近100%,是一款完全拥有自主知识产权的产品。目前,全球军用越野车已经迈入第三代,它所倡导的是高机动性,而其中由美国通用生产的Humvee具有标杆意义。Humvee,这是一款多用途高机动性四轮驱动车(High Mobility Mutlpurposc Wheeled Vehicle-HMMWV),现在美军方昵称为Humvee,民用版本则称之为Hummer(悍马)。它尽最大可能符合现代战争的需求,不仅可以适应复杂的路况,还可以在运输人员、架设机枪、救护伤员、发射导弹方面具备相应的功能。包括日,韩,俄,法等国家等先后以Hunmvee为蓝本开发出相应的车型,为提高我军装备技术水平,打赢现代化战争,2002年我军决定研制这种最先进的车型。

  2006年12月猛士顺利通过军检的猛士将在今年正式纳入军方采购计划。而现在,猛士项目总设计师同我们透露,该研发队伍已经开始着手第二个三代高机动性军用越野车的研制,未来车辆将朝着防红外线,防隐形,无人驾驶等方向进展,而且主动式空气悬挂也是重点的开发项目。

  毫不避讳的说东风猛士的确是基于美国原版Humvee重新开发设计的,这也包括目前世界上其他国家的高机动性军用越野汽车。而东风猛士在解决材料及制造工艺等各方面的难题后,在整体性能上已经超越了目标样车,并且实现了近乎100%的国产率。拥有完全的自主知识产权是军用越野车所具备的最基本特征。在东风汽车有限公司总部我们见到了这款具有重大意义的国产Humvee。

  整车造型非常宽厚,高宽比为0.91,极低的重心创造了最佳的稳定性。配合底盘的调教,猛士在弯中的横向G值最高可承受0.4G。这是专业车手驾驶高性能车辆在专业赛道上才可能体会到的数值。

  Humvee虽然拥有众多的优势,但其本身缺乏必要的自我防护措施,因此它也成为炸弹,地雷,火箭炮最热衷的攻击目标。猛士在这一方面吸取了前车之鉴,为整车设计了装甲防弹,并通过了军方的爆破实验。

  车身下的独立悬架的设计也十分醒目。这也是猛士在开发之初的一个难题,即在非独立悬挂和独立悬挂之间的艰难选择;选择了独立悬挂之后,如何提高悬挂的使用寿命等等。独立悬挂显然可以应付更大的地面落差,并且可以有效的保证轮胎的抓地力;但是除此,独立悬挂面临着造价昂贵,结构复杂等问题。而且猛士比Humvee加大悬架动行程70%,提高缓冲能力2.89倍,但同时对车架、螺旋弹簧、三角臂耐久性是一个极为严峻的考验。通过无数次的严格测试才解决上述问题。

  由来

  东风1.5吨级高机动性军用越野汽车为轻型4X4,总质量5吨,装载质量1.75吨,牵引质量2吨的军用越野汽车,是一个系列化、多用途、全新三代高技术的基型战术平台,它的官方名字为“猛士”。

  美军对高机动性有明确的定义,要求非常规的动力性、越野通过性,最突出的是坏路、无路面的平顺性而得到的快速。Humvee是美军唯一称为高机动性的第三代,被国际评为当代最优秀的军车。从2002年开始奥、俄、日、法、意这些军事工业强国也先后推出同类产品。

  为提高我军装备技术水平,打赢现代化战争,2002年部队决定研制这种最先进的车型,2003年初东风争得这一研制任务。

  工作依据

  部队研制总要求的目标车型为当前的Humvee,并吸取以上其它各车型优点作为起点。但Humvee的技术性能还不满足我军作战需要,要求做到:

  1)汽车的承载能力要提高17%;以满足运载、火力和防护的提升;

  2)为满足承载和提高车速,动力要能提高25%;

  3)制动、驻坡、操纵稳定性要大幅提高,以适应载荷、动力的提高;

  4)要拓展到短头加大改装空间,增加乘员;

  5)为加大作战半径,油耗要能降低30%,续驶里程要提高50%;

  6)要适应更恶劣的气候条件、更复杂的地理环境,提高电子通信能力;

  7)要更舒适;更平顺;以加大极限路面车速;

  8)耐久性要大幅提高;以提高车辆的服役周期;

  这种全面的技术提升,研制工作必然是一个高起点的自主创新。

  过程回顾

  按照装备研制程序,分概念样车、初样车、正样车三个阶段。每个阶段又有设计、试制、试验三个节点评审。

  概念样车阶段:方案设计构建全车三维数字模型,对整车和各系统进行仿真分析,对各零部件进行有限元计算。

  对目标样车进行性能和可靠性试验,找出问题和薄弱环节作为工程设计的参考。

  在工程设计中,对承载系,转向系,制动系,冷却系、传动系、电器进行全新的设计;对动力系、ABS(ASR)系统进行集成创新。

  初样车阶段:对各总成进行台架试验,整车性能试验,环境适应性试验,分别对车身、车架、悬架、制动、ABS(ASR)进行验证试验、各种武器的试用和三轮可靠性强化试验。

  正样车验证阶段:总装汽车试验场进行严格的定型基地试验:全面的性能和可靠性试验,热区、沙漠、高原、寒区、沿海环境适应性试验,空投试验,在新疆喀什、黑龙江密山、成都川藏线、广东沿海进行部队试验;06年10月全部定型试验完成。试验表明:该车型全部达到研制总要求的各项规定。06年12月通过陆装定委会设计定型审查。

  历时五年,全体研制人员日日夜夜的辛勤设计,累计63台样车的试制,115万公里道路强化试验,12500小时总成台架试验,东风公司全面、透彻、高质量完成研制任务。

  整车技术特点

  系列化

  贯彻模块化设计思路,多种车身和多种动力总成,形成长头短头两大系列,组成轻型高机动性车族。

  长头系列包括:单双排软硬顶,溜背软硬顶,厢式硬顶、高硬顶8种主要车型。

  同一底盘平台开发出短头软硬顶2种主要车型,形成短头车型系列。

  软顶篷布、侧窗可拆,前风窗能翻倒,可装轻机、重机,软硬顶车内中央有安放台和踏板,顶部可加装重机高机榴弹发射器的武器转盘,后箱有导弹发射平台,使该车型成为武器、计算机、信息通讯系统、雷达、GPS的机动平台,形成轻型高机动性轮式作战系统。

  高机动性

  1)战略机动性:车架上的系留点、系固点,牵引钩,吊钩,可以方便的使用伊尔-76、运八等飞机、登陆舰船运载,伊尔-76空投、直-8A、黑鹰直升机吊运。

  2)战役机动性:装东风112千瓦四缸增压中冷柴油机,膜片离合器和五档变速器,得到很好的经济性,续驶里程900km。装145千瓦V8电控增压柴油机和四档液力自动变速器。0~80 km/h加速时间在17秒,最高车速达135 km/h,续驶里程超过600km。还可装ISDe东风康明斯高压共轨电控发动机,能同时得到更好的动力性、经济性和排放水平。以上这三种动力配置的理论爬坡度都达到100%。

  3)战术机动性:

  ①地形通过性:接近角70°,离去角45°,纵向通过角31.5°,最小离地间隙410mm,最大行驶侧坡40%,最小转弯直径15m。

  ②地面通过性:大直径、宽断面、无内胎子午线轮胎,中央充放气系统,轮胎气压连续可调,胎面接地比压可降到140Kpa。

  ③越野平顺性:双横臂螺旋弹簧独立悬架,大容量减震器和低气压轮胎结合,使整车平顺性,B级路面疲劳工效时间超过17小时,达到轿车水平。实现了三代高机动性越野车D级路面最大平均车速超过40km/h的要求(二代只有30km/h)。

  ④越野机动性:特大行程的独立悬架,柔性的车架和车身,适应更大地面落差,加大胎面与起伏路面的附着机率,增加了汽车的越野能力。全时四轮驱动,高低两速,轴间带差速锁。轮间带限滑差速器与ASR系统结合,选装5.4吨拉力绞盘,提高无路地面的通过性、越障和自互救能力。

  以上这些高机动性能的综合集成,使该车型既能高速行驶于铺装路面,又能快速行驶于急造军路、乡村土路,还能顺畅通过无路地区。大动力、高平顺性、高通过性,这就是三代高机动性的最大特点。它能克服其它越野车型无法通过的地面和适应的环境。

  优良的战场适应性

  整车高宽比为0.91,质心低,稳定性好,武器执行高度低,便于隐蔽。

  轮距与轮式装甲车、载货运输车一致,方便急造军路运行。

  泄气可行驶轮胎,轮胎被击穿后,能继续行驶30km。

  全面的安全性

  双回路液压制动系统,前后盘式制动器,四通道ABS,中央盘式驻车制动,使整个制动系统稳定、可靠。

  变速比动力转向。高速直驶稳定,中低速转弯轻便。理想的稳态转向特性使方向准确、稳定。

  全封闭断面车架纵梁,吸能式转向管柱。撞击可折式发动机罩,大直径防滚翻架,提高乘员安全性。

  维修性

  电控发动机车型带故障自诊断系统,提高维修的方便性。

  全地域、全气候环境适应性

  增压柴油机使得整车有更好的高原特性。

  进气预热,低温电瓶,暖风和大功率空调,大直径冷却风扇和耐高低温材料的使用,使该车型的高低温适应性超过战技指标要求。

  电器元件的设计选型和屏蔽,使整车有很好的电磁兼容性。

  各主要总成均达到1米以下浸渍要求。电器件均采用强防水标准,传动系采用集中通气系统。使整车可在0.75米,加装辅助装置可在1.2米长时间涉水行驶。

  电器件采用高防盐雾标准,螺栓采用达克罗工艺,车身车架采用阴极电泳,高耐腐蚀性加厚底漆、面漆;篷布、座垫采用防霉变材料,大大提高整车防绣防腐能力。

  关键技术

  1、总体设计

  中置发动机、人员乘坐在车架外侧、室内中央有战斗平台,使整车得到最小的高度和最大的离地间隙。

  应用可靠性设计理论,通过传动系静强度和疲劳强度优化匹配,采用轻质材料,零部件多功能化实现整车轻量化。通过承载系统结构件优化设计,采用优质材料和先进工艺,在提高承载能力的同时实现了整车轻量化,使质量利用系数提高10%。

  2、造型设计

  计算机造型,绘制内外效果图,制作1:1模型。整车外型符合国际军车发展潮流。而“猛士”更加有灵气,内饰舒适、简洁。发动机罩盖、灯具、前格栅等造型组合突出猛士形象,形成东风新一代军车标志,使得整体风格威武、霸气;更加有激情、有跃跃欲势的视觉冲击。

  3、车身设计

  作战与运载统一,长头、短头;硬顶、软顶相结合,单排、双排、溜背、厢式结构并存。腰线上下两部分相对独立方便的实现了车身不同型式,零部件通用化程度高。还设计了装甲防弹。

  通过计算机辅助设计,完成车身结构、风道流体动力学分析。采用钢铝混合,铆钉连接,突出军车效果。实现了柔性车身多点悬置、SMC发动机罩在大扭转情况下的等应力设计,提高可靠性、密封性。

  4、动力传动系统

  发明了独特的冷却风扇驱动装置,解决了总布置引起的斜置水箱和大功率发动机的冷却问题。大功率时比Humvee最高环境适应温度提高17℃。

  创新设计离合器,实现了小直径离合器盖,大直径摩擦片,离合器压盘力大,分离力小的设计。

  全面掌握了全时四驱分动器的设计和制造技术;攻克了薄壁铝合金壳体,小模数行星齿轮、前后扭矩合理分配及轴间差速锁止,无声大扭矩链条传动的设计和制造难题。

  通过分体式铝合金壳体驱动桥、大承载大滑移等速万向节半轴、轮边减速器的开发。攻克了自适应限滑差速器的开发和制造技术难关,解决了桥边、轮边、万向节双向防渗漏、防尘、防泥水等密封性技术难题。

  5、底盘系统

  进一步实现了柔性车架的等应力设计,使车架寿命提高3倍,全面掌握了双横臂独立悬架、螺旋弹簧的开发和制造技术。加大悬架动行程70%,提高缓冲能力2.89倍,成功解决了车架、螺旋弹簧、三角臂耐久性难题,发明球头新结构,寿命提高3倍。

  根据东风新创立的转向系统设计理论,转向梯形矩形化,优化前轮侧偏角在内外轮的分配,得到理想满意的操纵稳定性。

  创新了中央充放气系统和泄气可行驶、整体式聚氨酯内支撑体技术,发明了内支撑装拆技术,攻克了大直径、宽断面、无内胎子午线轮胎,对开式车轮的设计和制造技术。

  掌握了盘式制动器、转向油压为动力快速响应的助力器的开发、匹配和制造技术,发明了盘式滚动摩擦摇臂推杆驻车制动技术,掌握了ABS(ASR驱动防滑)系统的集成匹配技术。

  创新点

  1、开发理念的创新

  把国际高水平的车型技术作为起点,把全面、科学、前瞻性的赶超要求作为明确目标的高起点的自主创新,是开发理念的创新。

  2、开发手段的创新

  ·采用门式节点的流程管理;

  ·建立最先进的VES质量评价体系;N-PES生产准备质量保证体系;ANPQP供应商品质保证;TASK FORCE质量跟踪体系,是开发方法的创新。

  3、技术创新

  专利受理42项,授权26项。

  其中1、操稳;2、悬架;3、传动系;4、手制动;5、冷却系;6、转向球头;7、车架车身等应力;8、电磁干扰;9、中央充放气;10、轮胎内支撑及拆装是重大技术创新。

  4、创新人才的培养

  通过这些新技术的发明、掌握和运用,使整车技术水平达到或超过目标要求,使我们对什么是高机动性,它的技术路线,它的技术难点等核心问题,认识上有了质的跨越,进入一个新领域,培养出了一批能攀登技术顶峰,能拿下世界高难度的汽车开发人才队伍,并将推动和引导我国军车技术的发展。

  7、技术水平评价

  猛士的参数指标、性能指标全面达到和超过研制总要求12大项规定。

  与目标样车Humvee比,12项中超过项目为10项,1承载能力:质量利用系数提高10%;2动力性经济性:动力性提高25%,油耗要能降低30%;3生存性:续驶里程增加220~500km;4适应性:炎热环境适应温度提高17度;5安全性:制动力加大,驻车制动坡度从17%提高到40%;6平顺性:悬架上跳动行程提高70mm;7操纵稳定性:稳态转向由中性转向转为不足转向;8人机工程:车身密封性、隔音降躁、舒适性大大提高;9维修性:发动机具有故障自诊断系统、10耐久性:悬架转向球头、车架、车身耐久性提高,等方面占有优势。

  12项中通过性参数、运输性2项相当,也是较高水平。

  以上这些最重要指标的超越使猛士技术水平比Humvee有了质的跨越。

  2006年12月12日陆装军工产品定型委员会主持召开了由三总部、各军兵种、研究院所、高校参加的大型设计定型审查会。对猛士的研制工作给予了高度评价,结论是:“达到要求,无遗留技术问题;使我军车辆装备技术水平有较大的突破,达到了国际同类军车先进水平。”

  结语

  东风猛士所有零部件、配套设备、元器件、原材料在国内均有稳定可靠的供货来源;生产线、检测线、模具、工装夹具及工位器具准备就绪;生产、质量、服务人员得到培训,该车型已具备了批量生产能力。

  东风猛士是我军第一个第三代的高机动性军车。东风公司没有辜负全军全国人民的期望,按期圆满地完成了具有完全自主知识产权的1.5吨级高机动性军用越野汽车的研制。实现了部队装备的跨越式发展,创造了中国汽车自主开发史上的奇迹。