ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА Москва 2012 МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ Академия Государственной противопожарной службы М. Д. Безбородько, М. В. Алешков, В. В. Роенко, А. В. Рожков, Н. И. Ульянов, С. А. Шкунов, А. В. Плосконосов, В. А. Пряничников ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА Под редакцией заслуженного деятеля науки РФ доктора технических наук, профессора М. Д. Безбородько Допущено Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в качестве учебника для курсантов и слушателей по очной и заочной формам обучения Москва 2012 УДК 621.65:614.8(075.8) ББК 31.56+38.96 Рецензенты: Кандидат технических наук, старший научный сотрудник заместитель начальника ФГУ ВНИИПО МЧС России В. В. Пивоваров Начальник отдела ТСП ЦОД ФПС МЧС России П. С. Быков Заместитель начальника кафедры пожарной техники Ивановского института ГПС МЧС России О. А. Семенов Пожарная техника : учебник / М. Д. Безбородько, М. В. Алешков, П46 В. В. Роенко и др. ; под ред. М. Д. Безбородько. – М. : Академия ГПС МЧС России, 2012. – 437 с. ISBN 978-5-9229-0012-6 В учебнике изложены основы устройства пожарных машин, их систем и механизмов. Большое внимание уделено их техническим возможностям, особенностям работы систем, проверке их технической готовности и техническому состоянию. В разделе «Техническая служба» рассмотрены следующие темы: основы организации технического обеспечения, основы обеспечения технической готовности пожарных машин, оценка технического состояния пожарных машин, условия продления срока службы. Учебник написан в соответствии с программой Государственного стандарта дисциплины «Пожарная техника» по специальности 330400 «Пожарная безопасность» и предназначен для курсантов и слушателей, имеющих среднее специальное образование. Учебник написан заслуженным деятелем науки РФ д-р техн. наук, проф. М. Д. Безбородько. Отдельные главы и параграфы написали: гл. 7, 4.9 – В. В. Роенко , В. А. Пряничников, гл. 9 – М. В. Алешков, гл. 11 – М. Д. Безбородько и А. В. Рожков, 4.5 и 4.6 – Н. И. Ульянов, 10.1.1 и 10.1.2 – С. А. Шкунов, 2.2.2.2 и 2.2.3 – А. В. Плосконосов. УДК 621.65:614.8(075.8) ББК 31.56+38.96 ISBN 978-5-9229-0012-6 © Академия Государственной противопожарной службы МЧС России, 2012 © М. Д. Безбородько, 2012 Методические рекомендации МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по изучению курса «Пожарная техника» Последовательность изучения курса. 1. Прочтите методические указания и введение. 2. Прочтите главу учебника. 3. Уясните сущность изложенного материала, подготовьте ответ на вопрос, указанный в конце главы. 4. Выберите контрольные вопросы, как указано в пункте «Работа с учебником». 5. В заключение следует выполнить контрольную работу и курсовой проект. Общие положения. Изучение курса «Пожарная техника» в высших образовательных учреждениях ГПС МЧС России имеет свои особенности, так как для понимания устройства элементов пожарных машин различного назначения и их эксплуатации необходимы глубокие знания специальных разделов физики, курса деталей машин, химии. Не зная основ инженерной графики, невозможно грамотно прочитать чертежи и схемы. Вот поэтому успешное усвоение курса «Пожарная техника» во многом зависит от знания общенаучных учебных дисциплин. Особенностью курса является также и то, что при изучении курса «Пожарная тактика» уже используется знание характеристик мобильных средств пожаротушения (МСП). Важной особенностью является и то, что знания устройства МСП, их технических возможностей, особенностей технического обеспечения применяются при тушении пожаров. Следовательно, изучение курса необходимо для практической деятельности инженеров ГПС. Учебник предназначен для слушателей уже имеющих среднее специальное образование, поэтому важно понять особенность изучения курса пожарной техники в высших образовательных учреждениях. Это обусловлено тем, что в пожарно-техническом училище (ПТУ) уже изучалась пожарная техника. Более того, слушатели, обучающиеся заочно, имеют опыт практической работы. Программы курсов «Пожарная техника» пожарно-технических училищ (ПТУ) и высших образовательных учреждениях ГПС МЧС России согласованы таким образом, что обучение в Академии углубляет и существенно расширяет знания, полученные в ПТУ. Усвоение курса пожарной техники в ПТУ является основой, фундаментом для получения новых знаний, соответствующих высшему образованию, квалификации инженера пожарной безопасности. Получение инженерных знаний при обучении во многом зависит от уровня образования, полученного в ПТУ. 3 Пожарная техника Поэтому для усвоения курса «Пожарная техника» необходимо вспомнить соответствующие разделы курса, изучавшиеся в ПТУ. Работа с учебником. Перед началом изучения курса «Пожарная техника» на сборах слушателей им читаются установочные лекции, на которых даются рекомендации по усвоению материала всего курса. При этом уделяется внимание в основном изложению наиболее трудных для усвоения вопросов. Кроме того, более детально излагаются вопросы выполнения расчетно-графических работ и курсовых проектов или работ. Обычно учебный материал, составляющий основу их выполнения, излагается в учебнике. Кроме этого, для выполнения контрольных работ и курсовых проектов имеются методические пособия. В контрольной работе необходимо ответить на 5–6 вопросов. Контрольные вопросы выбираются в следующей последовательности: 1. По последнему числу номера зачетной книжки определяются номера глав с контрольными вопросами. При этом с нечетными числами определяются только главы с нечетными номерами, а с четными – только главы с четными номерами. 2. По предпоследней цифре номера зачетной книжки определяются номера вопросов в выбранных главах, на которые необходимо дать письменный ответ. Примечание. Цифре «0» (ноль) соответствует вопрос номер 10. На основании опыта изучения курса наиболее рациональной является следующая последовательность: – прочитать и осмыслить текст изучаемой темы. Контроль понимания легко осуществлять мысленно, отвечая на сформулированные в конце каждой главы вопросы; – в случае, когда необходимо дать письменный ответ на поставленный вопрос, целесообразно поступать следующим образом: прежде всего следует четко уяснить содержание вопроса, который требует письменного ответа; внимательно прочитать в учебнике раздел главы (или параграфа), в котором излагается материал, имеющий отношение к рассматриваемому вопросу. Прочитав материал, определите главное, которое составит основу ответа. Ответ изложите в свободной форме, не переписывая его из учебника; при изложении ответа на контрольный вопрос можно приводить иллюстрации в виде графиков, схем, диаграмм. Их изложение следует сопровождать краткими пояснениями или выводами (заключениями); 4 Методические рекомендации в подтверждение своих ответов можно использовать нормативную документацию. При этом необходимо указывать ее источники (указать его наименование, номер и дату утверждения); возможно использовать материал любых других источников, указывая их названия. Следует также использовать материал, накопленный в пожарных подразделениях; в вопросах с описанием конструкции пожарной машины или пожарно-технического оборудования можно дать описание особенностей использования, обслуживания или ремонта любой другой пожарной машины (аналогичного типа), имеющейся в пожарной части или гарнизоне пожарной охраны, в которой Вы служите. 3. Рекомендованные расчетно-графические и контрольные работы, а также курсовые проекты (работы) являются завершающими в изучении определенных разделов учебной программы. Поэтому рекомендуется их выполнять только после изучения учебного материала, предшествующего разделу расчетно-графической работы. Это позволит более рационально и осознанно выполнять эти работы. 5 Пожарная техника ВВЕДЕНИЕ Учебник написан в соответствии с программой обучения в Академии ГПС МЧС России для слушателей, окончивших пожарно-технические училища (ПТУ), и предназначен как для слушателей основного факультета, так и обучающихся на факультете заочного обучения. Эта категория учащихся должна знать устройство и назначение пожарно-технического оборудования, пожарных автомобилей (особенно общего применения). Их уровень среднего специального технического образования достаточен для выполнения функций начальника караула. Поэтому при разработке учебника в нем исключено описание пожарно-технического оборудования, снаряжения, огнетушителей, пожарных рукавов. В соответствии с ГОСТ 12.2.047-86 ССБТ пожарная техника включает технические средства предотвращения, ограничения развития, тушения пожара, защиты людей и материальных ценностей. К ней относятся мобильные средства пожаротушения, оборудование, спасательные устройства, ручной и механизированный инструмент, средства индивидуальной защиты пожарных, огнетушители, установки пожаротушения и сигнализация. В этом учебнике рассматриваются только пожарные автомобили и дана дополнительная информация по новым пожарным автомобилям общего применения, уделено большое внимание пожарным автомобилям целевого применения. При этом рассматриваются не только особенности их устройства, но и конструкции их агрегатов и систем. По окончании обучения в Академии слушатели станут инженерами, в перспективе – руководителями различного ранга. Поэтому им необходимы дополнительные знания специальных пожарных автомобилей, их комплектования, особенностей применения. При этом уделяется большое внимание пожарным автомобилям, предназначенным для проведения аварийно-спасательных работ. Инженеры противопожарной службы – организаторы тушения пожаров. Успешное тушение пожаров во многом обусловлено содержанием пожарной техники в состоянии высокой технической готовности, которой способствует рациональная организация технического обеспечения, включающая техническое обслуживание и ремонт пожарных машин. Для изучения этих вопросов в учебнике изложены основы организации технической службы, решение задач продления срока службы пожарных автомобилей, повышение качества обслуживания и т. д. ГПС оснащается значительным количеством мобильных средств пожаротушения (МСП), выполненных в различных модификациях. Это создает значительные трудности их изучения, для которого возможны два варианта. 6 Введение Можно изучать устройство большего или меньшего количества МСП. При этом выяснится все общее, присущее всем им. В сравнении различных МСП станут видны особенности каждого из них. Этот вариант требует больших затрат времени. При этом будет освоен большой объем информации, не всегда имеющей практическое применение. Это обусловлено тем, что из большого числа моделей ПА в пожарных частях и даже регионах используется сравнительно небольшое их количество. Второй вариант заключается в изучении отдельных МСП, исходя из общих принципов их устройства и работы. Эти принципы определяются тем, что МСП как средства механизации тушения пожаров должны, во-первых, находиться в состоянии высокой технической готовности. Этим обеспечивается минимальное время следования на пожары. Во-вторых, как основные, так и специальные ПА должны способствовать как минимальному времени локализации пожаров, так и их ликвидации. Усвоение общих принципов устройства МСП, знание технических основ создадут предпосылки для изучения мобильных средств пожаротушения, которыми оснащены пожарные части (или регионы). Это особенно важно для слушателей заочного обучения, имеющих среднее специальное образование и опыт практической работы. Это позволит им непосредственно на практике изучать устройство и особенности эксплуатации МСП различного назначения. Следовательно, этот принцип основан, в известной мере, на сочетании теории с практикой. Особенность заочного образования определяется тем, что основу его реализации составляет самостоятельная работа учащихся, которые на сборах получают только общие направления изучения разделов программы или отдельных тем. Кроме того, обычно уделяется большое внимание объяснению наиболее сложных разделов программы. Поэтому слушателям перед началом самостоятельной работы с учебником целесообразно предварительно просмотреть изучаемые темы, постараться уяснить сущность, основу каждой из них. По окончании изучения каждой темы необходимо устно или письменно кратко ответить на контрольные вопросы, приводимые в конце каждой главы. При написании учебника в основу были положены нормативнотехническая документация ГПС МЧС РФ, инструкции заводовизготовителей пожарных машин. Использовались также результаты диссертационных работ Б. А. Максимова, В. В. Роенко, К. Н. Степанова, М. В.Алешкова, Ю. М. Кисляка, А. С. Чирко, Ю. В. Морозюка, Г. И. Егорова, выполненных под руководством профессора М. Д. Безбородько, а также работы Н. И. Ульянова. 7 Пожарная техника Глава 1. ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ 1.1. Пожарный автомобиль. Особенности эксплуатации Государственная противопожарная служба (ГПС) МЧС России осуществляет тушение пожаров и проведение аварийно-спасательных работ, сопровождающих их. Для выполнения этих задач ГПС оснащена более 14 тыс. основных пожарных автомобилей (ПА), около 3 тыс. специальных ПА и до 13 тыс. единиц оперативно-служебного транспорта. Ориентировочно можно считать, что ПА основного назначения в своих цистернах содержат 45–55 тыс. тонн воды и около 3 тыс. пенообразователя. На ПА различного назначения в пожарных частях насчитывается около 200 наименований пожарно-технического и аварийно-спасательного оборудования. Общие требования к пожарной технике и пожарным автомобилям установлены Федеральным законом «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». На основании регламента установлены следующие требования: – пожарная техника должна обеспечивать возложенные на нее функции в условиях пожаров; – конструктивное исполнение и используемые материалы пожарной техники должны обеспечивать их безопасность при транспортировке, хранении, эксплуатации и утилизации пожарной техники; – маркировка пожарной техники должна позволять проводить идентификацию изделия; – техническая документация на пожарную технику должна содержать информацию для обучения персонала правилам эффективного применения пожарной техники; – пожарная техника должна подвергаться испытаниям на соответствие ее параметров требованиям пожарной безопасности в соответствии с методами, установленными нормативными документами по пожарной безопасности. Все ПА сооружаются на шасси автотранспортных средств (АТС) различного эксплуатационного назначения, главным образом, отечественного производства. Поэтому становится целесообразным изложить систему их обозначений. В соответствии с нормалью ОН 025.270-06 принята следующая система обозначения АТС (табл. 1.1). 8 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Таблица 1.1 Полная масса, т бортовые До 1,2 1,2–2,0 2,0–8,0 8,0–14,0 14,0–20,0 20,0–40,0 Свыше 40,0 13 23 33 43 53 63 73 Эксплуатационное назначение автомобиля тягачи самосвалы цистерны фургоны 14 24 34 44 54 64 74 15 25 35 45 55 65 75 16 26 36 46 56 66 76 17 27 37 47 57 67 77 специальные 19 29 39 49 59 69 79 Примечание. Классы от 18 до 78 являются резервными и в индексацию не включены. 1-я цифра обозначает класс АТС (грузовых автомобилей) по полной массе, т. 2-я цифра обозначает тип АТС: 1 – легковой автомобиль; 2 – автобус; 3 – грузовой бортовой автомобиль или пикап; 4 – седельный тягач; 5 – самосвал; 6 – цистерна; 7 – фургон; 8 – резервная цифра; 9 – специальное автотранспортное средство. 3-я и 4-я цифры индексов указывают на порядковый номер модели. 5-я цифра – модификация автомобиля. 6-я цифра – вид исполнения: 1 – для холодного климата, 6 – экспортное исполнение для умеренного климата, 7 – экспортное исполнение для тропического климата. Некоторые автотранспортные средства имеют в своем обозначении приставку 01, 02, 03 и т. д., указывающую на то, что эта модель или модификация является переходной или имеет дополнительные комплектации. По данной классификации перед цифровым индексом в большинстве случаев указывается буквенное обозначение завода-изготовителя. Например, ЗИЛ, Урал, КамАЗ и др. В настоящее время осуществляется переход на новую (европейскую) классификацию пожарных автомобилей по величине допустимой полной массы. Пожарные автомобили делятся на три класса: – легкие с полной массой от 2000 до 7500 кг (L-класс); – средние с полной массой от 7500 до 14000 кг (М-класс); – тяжелые с полной массой свыше 14000 кг (S-класс). Сооружение ПА различного назначения на шасси АТС является первой важной их особенностью. Именно ею и обусловливается вторая особенность ПА – они используются в условиях эксплуатации и природноклиматических условиях как и АТС. И, наконец, третьей особенностью ПА 9 Пожарная техника является то, что их применение обусловлено спецификой возникновения пожаров и особенностью их развития. Проанализируем особенности, которые определяют оперативную обстановку в районах или регионах, обслуживаемых пожарными частями. Базовые шасси АТС для ПА. Это означает, что для ПА не создаются специальные шасси. Следовательно, производство пожарно-технической продукции (в том числе, и ПА) во многом упрощается. Для сооружения ПА на АТС потребуются небольшие изменения базового шасси (перемещение бензобака, создание кабины боевого расчета). В эксплуатации при рациональном управлении службой не должно быть затруднений со снабжением пожарных подразделений запасными частями. Однако при этом четко согласовывается грузоподъемность ПА, распределение масс по осям платформы, а также нормативно-техническая документация по техническому обслуживанию ПА и его ремонтам. Особенности использования (применения) ПА (как и АТС) характеризуются как условиями эксплуатации, так и природно-климатическими условиями. Классификация условий эксплуатации представлена в табл. 1.2. Таблица 1.2 Категории условий эксплуатации I II III IV V за пределами пригородной зоны (более 50 км от границы города) Д1 – Р1, Р2, Р3 Д1 – Р4 Д2 – Р1, Р2, Р3, Р4 Д3 – Р1, Р2, Р3 Д1 – Р5, Д2 – Р5, Д3 – Р4, Р5 Д4 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д5 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Условия движения в малых городах (до 100 тыс. жителей и в пригородной зоне) – Д1 – Р1, Р2, Р3, Р4 Д2 – Р1 Д1 – Р5 Д2 –Р2, Р3, Р4, Р5, Д3 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д4 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д5 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 в больших городах (более 100 тыс. жителей) – – Д1 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д2 – Р1, Р2, Р3, Р4 Д3 – Р1, Р2, Р3 Д4 – Р1 Д2 – Р5 Д3 – Р4, Р5 Д4 – Р2, Р3, Р4 Д5 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Д6 – Р1, Р2, Р3, Р4, Р5 Примечание. Дорожные покрытия: Д1 – цементобетон, асфальтобетон, брусчатка, мозаика; Д2 – битумоминеральные смеси (щебень или гравий, обработанные битумом); Д3 – щебень (гравий) без обработки, дегтебетон; Д4 – булыжник, колотый камень, грунт и малопрочный камень, обработанные вяжущими материалами, зимники; Д5 – грунт, укрепленный или улучшенный местными материалами; лежневое и бревенчатое покрытия; 10 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Д6 – естественные грунтовые дороги, временные внутрикарьерные и отвальные дороги, подъездные пути, не имеющие твердого покрытия. Тип рельефа местности (определяется высотой над уровнем моря): Р1 – равнинный (до 200 м); Р2 – слабохолмистый (свыше 200 до 300 м); Р3 – холмистый (свыше 300 до 1000 м); Р4 – гористый (свыше 1000 до 2000 м); Р5 – горный (свыше 2000 м). Из этой таблицы следует, что категории условий эксплуатации определяются местом дислокации пожарной части (город, населенный пункт), качеством и состоянием дорожного покрытия и высотой города или населенного пункта над уровнем моря. Обширная территория России характеризуется спектром климатических условий от умеренного до очень холодного климата. Районирование по природно-климатическим условиям представлено в табл. 1.3. Таблица 1.3 Субъекты Российской Федерации Республика Саха (Якутия), Магаданская область Республика Алтай, Республика Бурятия, Республика Карелия, Коми-Пермяцкий автономный округ, Республика Тува. Края: Алтайский, Красноярский, Приморский, Хабаровский. Области: Амурская, Архангельская, Иркутская, Камчатская, Кемеровская, Мурманская, Новосибирская, Омская, Сахалинская, Томская, Тюменская, Читинская, Еврейская автономная область Республика Башкортостан, Удмуртская Республика. Области: Пермская, Свердловская, Челябинская Республика Дагестан, Республика Северная Осетия, Кабардино-Балкарская Республика, Ингушская Республика. Края: Краснодарский, Ставропольский. Области: Калининградская, Ростовская Прибрежные районы морей: Черного, Каспийского, Азовского, Балтийского, Белого, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского, Берингова, Охотского, Японского (с шириной прибрежной полосы до 5 км) Остальные районы России Климатические условия Очень холодный Холодный Умеренно холодный Умеренно теплый, умеренно теплый влажный Районы с высокой агрессивностью окружающей среды Умеренный Примечание. Субъекты Российской Федерации, не указанные в данной таблице, относить к конкретному климатическому району согласно действующим на их территории правительственным документам. 11 Пожарная техника ПА унифицированы и используются по всей территории России, включающей районы с очень холодным (до 5100 км2) и холодным (9600 км2) климатом. Эти районы занимают около 83 % всей территории страны. За последние 10 лет на нее пришлось около 50 % всех пожаров. В зимний период крупные пожары в расчете на 1000 чел. происходят в 20 раз чаще в районах с холодным и очень холодным климатом, чем в районах с умеренным климатом. При этом средняя продолжительность крупного пожара равна 5–6 часам. Категорию условий эксплуатации и природно-климатические условия необходимо учитывать при обосновании выбора ПА для пожарных частей заданного региона. Они важны также и для организации технического обслуживания и ремонта ПА. Нормативы периодичности проведения технического обслуживания (ТО) и ремонта (Р) и трудоемкость выполнения работ установлены для третьей категории условий эксплуатации и умеренного климата. Для районов же с другими условиями нормативы ТО и Р должны корректироваться. Оперативная обстановка в городах и населенных пунктах характеризуется рядом особенностей. Во-первых, пожары возникают в случайные непредсказуемые промежутки времени. Во-вторых, этим обусловлено то, что в определенные дни вызовов на пожары может вообще не быть, а в другие дни может быть по 1, 2, ..., п выездов. Частота выездов в сутки (λ = выезд/сутки) может изменяться в очень широких пределах в зависимости от многих условий, но, главным образом, от численности населения. Так, в г. Подольске при численности населения около 200 тыс. человек частота выездов характеризовалась, как показано на рис. 1.1. Дни Дни 100 50 λ = 3,0 в/сутки 0 0 1 2 3 4 5 6 Рис. 1.1. Выезды ПА на пожары в г. Подольске 12 7 8n вnв Глава 1. Основные части пожарного автомобиля В населенном пункте Кораблино (Рязанская область) частота выездов характеризовалась, как показано на рис. 1.2. 300 Дни Дни 200 100 λ = 0,24 в/сутки 0 0 1 2 3 nв n в Рис. 1.2. Выезды ПА на пожары в г. Кораблино ПА должны быть приспособлены ежедневно к постоянной готовности для тушения пожаров. При этом время приведения к требуемой готовности должно быть минимальным. Особенностью использования ПА является также то, что продолжительность следования на пожары, как и их тушение, изменяются в широких пределах. Так, 33–47 % всех выездов осуществляется в течение до 5 мин. Продолжительность следования до 10 мин составляет от 18 до 35 % всех случаев. Однако при следовании по вызовам в отдаленные районы это время может достигать 20–30 мин и более. Продолжительность тушения до 15 мин в городах отмечается почти в 30 % всех пожаров. От 25 до 60 мин тушат около 20 % пожаров. В среднем до 70 % всех пожаров тушат до 60 мин. Таким образом, различная частота выездов и относительно небольшие затраты времени на следование по вызову и тушение пожаров характеризуют особенность эксплуатации ПА. Они и определяют собою условия содержания ПА в состоянии непрерывной готовности и особенности технического обслуживания. 1.2. Базовые шасси пожарного автомобиля Пожарный автомобиль – сложная машина, состоящая из совокупности различных механизмов и систем. Конструкции ПА одного назначения могут быть различными. У большинства же из них принципы устройства основных механизмов одинаковы. Много общего имеют конструкции и компоновки 13 Пожарная техника ПА различного назначения. Однако у всех машин общее то, что их сооружают на шасси АТС, грузовых автомобилей. В каждом АТС выделяют три основные части: шасси, двигатель и кузов. Шасси объединяет следующие группы деталей, механизмов и систем: трансмиссию, несущую систему, мосты, подвеску, колеса, рулевое управление и тормозные системы. Шасси АТС, используемое для сооружения ПА, практически не изменяется. Тип привода выбирается с учетом условий эксплуатации. Пожарные автомобили в зависимости от проходимости делятся на три категории: категория 1 – неполноприводные ПА для дорог с твердым покрытием (нормальной проходимости); категория 2 – полноприводные для передвижения по дорогам всех типов и пересеченной местности (повышенной проходимости); категория 3 – вездеходы-внедорожники для сильно пересеченной местности (высокой проходимости). На полноприводные шасси должны устанавливаться шины, допускающие движение как по грунтовым дорогам, так и по дорогам с твердым покрытием. Конструкция шасси должна допускать установку цепей противоскольжения на ведущие колеса, в том числе, на каждое колесо при двухскатной ошиновке. В конструкции шасси следует предусмотреть установку механизма отбора мощности для привода специальных агрегатов ПА. Системы шасси и двигателя должны обеспечивать работу на месте с отбором до 70 % номинальной мощности. При движении должен быть обеспечен отбор мощности до 20 %. Во всем диапазоне эксплуатационных условий при стационарном отборе мощности на привод пожарного насоса двигатель и дополнительная трансмиссия ПА должны обеспечить непрерывную работу насоса в номинальном режиме в течение 6 часов. Вместимость топливного бака должна быть не менее 400 л, расположение и конструкция наливной горловины топливного бака должны обеспечивать его заправку как механизированным способом, так и вручную из канистры. Должна быть предусмотрена возможность пломбирования сливной пробки и пробки наливной горловины. На шасси устанавливают двигатели внутреннего сгорания и сооружаются кабины (салоны) для личного состава караула и кузов для размещения в нем емкостей для огнетушащих веществ, пожарного оборудования и пожарно-технического вооружения. Для автоцистерн (АЦ) и специальных ПА используется шасси ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, Урал, МАЗ. Они могут быть полноприводными (колесная 14 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля формула 6×6,1; 4×2,2 и др.) и неполноприводными (колесная формула 6×6, 4×2,2 и др.). Это дает возможность выбирать для ПМ шасси с учетом условий заданных регионов, обслуживаемых ГПС. 1.3. Двигатель пожарного автомобиля На шасси ПА применяются четырехтактные карбюраторные двигатели или дизели. Двухтактные двигатели имеют ограниченное применение – только на некоторых мотопомпах. В карбюраторных двигателях смесеобразование бензина с воздухом осуществляется вне их цилиндров. Готовая рабочая смесь поступает в цилиндры двигателя от карбюратора. Эта смесь, при положении поршней вблизи верхней мертвой точки, воспламеняется от искры свечи зажигания. В дизелях дизельное топливо впрыскивается форсунками в цилиндры при положении поршней вблизи верхней мертвой точки. Образовавшаяся смесь распыленного форсункой дизельного топлива и воздуха воспламеняется от сжатия. P, МПа z Q1 c b r a Q2 S, мм Vc BMT Vh Va HMT Рис. 1.3. Индикаторная диаграмма двигателя: rа – такт всасывания; ас – такт сжатия; сz – повышение давления при сгорании топлива; bz – рабочий ход; br – выхлоп 15 Пожарная техника Работу двигателя внутреннего сгорания (ДВС) характеризуют рядом показателей. Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называют степенью сжатия (рис. 1.3). ε Va . Vc (1.1) Изменение давления внутри цилиндра двигателя по ходу поршня в различных тактах называют индикаторной диаграммой. Индикаторная диаграмма – диаграмма изменения давления газа в цилиндре двигателя в зависимости от изменения положения поршня, записанная с помощью прибора индикатора. Пример такой диаграммы для карбюраторного двигателя показан на рис. 1.3. Важными параметрами индикаторной диаграммы являются давление в конце такта сжатия Рс, МПа, и давление в конце сгорания Рz, МПа. Площадь a, c, z, b индикаторной диаграммы характеризует индикаторную работу. Принято считать, что на поршень действует некоторое среднее индикаторное давление Рi. Оно на протяжении рабочего хода поршня характеризует полезную работу. На диаграмме она обозначена знаком «плюс». Знаком «минус» обозначена работа, затрачиваемая на всасывание рабочей смеси и удаление отработавших газов. Зная среднее индикаторное давление Рi, МПа, рабочий объем цилиндра Vp, л, число цилиндров i, частоту вращения коленчатого вала n, об/мин, определяют индикаторную мощность двигателя, Ni, кВт, Ni iV р Pn i 30τ , (1.2) где τ – тактность двигателя. Мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя, меньше индикаторной мощности, так как часть ее расходуется на преодоление трения рабочих деталей, на приведение в действие вспомогательных механизмов (топливный насос, газ, распределительный механизм и т. д.). Мощность, соответствующая этим потерям, называется мощностью механических потерь Nм, кВт. Полезную мощность, которую можно снимать с коленчатого вала двигателя называют эффективной мощностью, Ne, кВт, Nе = Ni – Nм. (1.3) Совершенство конструкции двигателя оценивают величиной механического коэффициента полезного действия ηм 16 Ne . Ni (1.4) Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Мощность Ne и Nм определяют на специальных стендах. С помощью тормозных устройств определяют также крутящие моменты Me, Н·м, при заданных частотах вращения коленчатого вала n, об/мин. Эффективную мощность, Вт, определяют по формуле Nе М еω М е πn , 30 (1.5) где е – эффективный крутящий момент, Н·м; ω – скорость вращения коленчатого вала двигателя, С-1; п – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин. Преобразуя формулу 1.5 и выражая мощность Ne, кВт, находят величину е, Н·м: е = 9550 N n . (1.6) Важной характеристикой является удельный эффективный расход топлива ge, кг/кВт·ч: ge = Gт , Nе (1.7) где Gт – часовой расход топлива, кг/ч. Параметры основных показателей, характеризующих двигатели, приводятся в табл. 1.4. Таблица 1.4 Показатели Размерность Карбюраторные двигатели Дизели Степень сжатия, Давление, Рс Давление, Рz Механический, n Удельный эффективный расход топлива, gе – МПа МПа – г/кВт, ч 4–10 0,8–2,0 3–6 0,75–0,85 290–350 14–17 3–7 6–9 0,7–0,83 234–265 На пожарных автомобилях предпочтительнее использовать дизели, так как расход топлива в них меньше на 25–30 %, чем у карбюраторных двигателей. Одновременно следует указать, что пуск дизеля тяжелее пуска карбюраторного двигателя вследствие различия величины . Различаются двигатели и по значениям величин, характеризующих токсичность отработавших газов (табл. 1.5). Таблица 1.5 Тип двигателя Карбюраторный Дизельный -1 СН, млн СО, % 1000–3500 50–1000 0,2–6 0,05–0,3 -1 NOx, млн 400–4500 200–2000 Сажа, г/м3 0,05 0,1–0,3 17 Пожарная техника Концентрацию выражают в объемных процентах. Концентрацию СН и Nx записывают в миллионных долях, например, rСН VСН 106 , VСМ (1.8) где rCH – концентрация СН в отработавших газах, млн-1; VCН – парциальный объем СН, м3; VCM – объем выпускных газов, м3. Очень опасной является сажа. На ней адсорбируется большое количество веществ, и она, к сожалению, не улетучивается, а осаждается на пол. Наиболее опасным из них является бенз-α-пирен, так как по некоторым данным он является возбудителем онкологических заболеваний. Характеристики двигателей – это зависимости основных показателей двигателей (Ne, Me и ge) от частоты вращения его коленчатого вала n, об/мин. Характеристику Ne = f(n) называют скоростной (кривая 1 на рис. 1.4). Скоростную характеристику, полученную при полной подаче топлива, называют внешней. Характеристики, получаемые при неполной подаче топлива, называют частичными (кривая 2 на рис. 1.4). В характеристиках указывают минимальные обороты двигателя nmin; обороты nN, соответствующие максимальной мощности Ne max, и обороты максимального крутящего момента nMe max. В случае установки на двигателе ограничителей скорости Ne и Me изменяются, как показано прямыми 5 (см. рис. 1.4). Максимальная скорость nmax отличается от nN на величину около 10 %. Ne, кВт Мe, Нм Ne max 1 Me max 2 5 Me max 3 ge, г/кВт·ч 4 nmin nMe max nN n, об/мин nmax Рис. 1.4. Скоростная характеристика двигателя: 1 – внешняя характеристика; 2 – частичная характеристика; 3 – крутящий момент; 4 – удельный расход топлива; 5 – регуляторные характеристики 18 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля На рис. 1.4 показано, что область, ограниченная внешней скоростной характеристикой (кривая 1) и диапазоном скоростей от nMe max до nN, является областью, в которой эксплуатируются двигатели. Для примера приводится внешняя скоростная характеристика дизеля КамАЗ-740.11 мощностью 176 кВт (рис. 1.5). 1 850 Mk, Hм 800 750 180 2 Ne, кВт 100 3 230 ge, г/(кВт·ч) 200 1000 2000 n, об/мин Рис. 1.5. Внешняя скоростная характеристика двигателя КамАЗ-740.11: 1 – крутящий момент; 2 – внешняя скоростная характеристика; 3 – удельный расход топлива, г/кВт·ч В документации на двигатели наиболее часто указывают значения Ne max и nN. По параметрам этих величин можно построить внешнюю скоростную характеристику двигателя, используя формулу 2 3 n n n b N е = N e max а (1.9) c , n n nN N N где n – текущие значения частот вращения вала двигателя, об/мин. Для карбюраторных двигателей а = b = с = 1, а для дизелей а = 0,53; b = 1,56 и с = 1,09. Приводимые в справочниках значения Ne max и nN получены на основании стендовых испытаний. На автомобилях же мощность частично расходуется на привод вентилятора, компрессора, часть ее теряется в глушителе и т. д. Поэтому в расчетах эту часть энергии учитывают коэффициентом коррекции Кк. Для двухосных автомобилей Кк = 0,88, а для трехосных Кк = 0,85. Важной характеристикой для двигателей внутреннего сгорания является величина «крутящий момент». Его величина и крутизна изменения в зависимости от частоты вращения вала двигателя M = f(n) и характеризуют 19 Пожарная техника приспособляемость двигателя. Это способность двигателя преодолевать (без воздействия со стороны водителя) возможное увеличение сопротивления от внешней нагрузки. Она характеризуется отношениями K nN М е max или K max . М Nmax nмmax (1.10) Чем круче поднимается кривая Ме при уменьшении n, тем меньше снизится скорость автомобиля при увеличении сопротивления движению. Следовательно, можно будет преодолевать более крутые подъемы, не переходя на пониженную передачу. Следовательно, чем больше K, тем лучше тяговые качества автомобиля, выше средняя скорость движения и легче управление. По показателю K предпочтительнее бензиновые двигатели. У них K = 1,2–1,4, а у дизелей K = 1,05–1,15. Поэтому у дизелей имеются корректоры, повышающие K. Кроме того, на автомобилях с дизелями всегда больше число ступеней скоростей в коробке передач, чем у автомобилей с карбюраторными двигателями. На пожарных автомобилях используются двигатели различных типов и серий. Параметры основных характеристик некоторых двигателей приводятся в табл. 1.6. Таблица 1.6 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 Марка ЗИЛ-130 ЗИЛ-508.10 ЗМЗ-66 ЯМЗ-236 ЯМЗ-138 ЗИЛ-645 КамАЗ-740 КамАЗ-740.11 Тип Ne max, кВт nN, об/мин К К К Д Д Д Д Д 110 110 84,4 132 176 132 154 176 3200 3200 3200 2100 2100 2800 2600 2200 Примечание. К – карбюраторный двигатель; Д – дизель. Режимы эксплуатации двигателей ПА характеризуются рядом особенностей. В гаражах пожарных частей они содержатся при температурах окружающей среды, а зимой при температуре не ниже 16 °С. Естественно, что этому значению соответствует и температура охлаждающей жидкости двигателя. При вызове и следовании на пожар в течение 5–10 минут двигатели работают в режиме прогрева. Если пути следования относительно небольшие, то в транспортном режиме ПА двигатели эксплуатируются в режиме прогрева. Это первая особенность их эксплуатации. В среднем, в течение года пробеги ПА по спидометру достигают значений 3500–4000 км. 20 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Второй особенностью эксплуатации двигателей ПА является отбор мощности от него в стационарном режиме. В стационарном режиме работа на насосе достигает 100–120 часов в год. Так как один час работы двигателя в стационарном режиме эквивалентен пробегу, равному 50 км, то приведенный пробег равен 5000–6000 км в год. Это соизмеримо с продолжительностью эксплуатации в транспортном режиме ПА. Третья особенность эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) ПА характеризуется тем, что они работают от нескольких десятков минут при тушении обычных повседневных пожаров до нескольких часов при тушении крупных пожаров. Требованиями НПБ обусловлено, что двигатель должен обеспечить непрерывную работу насоса в течение шести часов при номинальных значениях напора и величины подачи воды. Это очень жесткие условия еще и потому, что в стационарном режиме эксплуатации отсутствует натекающий поток воздуха на радиатор, имеющий место в транспортном режиме эксплуатации. Поэтому не исключено, что в некоторых случаях произойдет перегрев двигателя. Во избежание этого неприятного явления экспериментально была установлена необходимость ограничить величину мощности, потребляемой в стационарном режиме nст = 0,7Nmax. Во избежание большой интенсивности износа двигателей было установлено ограничение частоты вращения вала двигателя n = 0,75 nN. Отобразим эти ограничения на внешней скоростной характеристике двигателя (рис. 1.6) и из точки K построим частичную скоростную характеристику аK. Ее можно построить по приведенной выше формуле (1.9), приняв координаты точки K за исходные. Рекомендуется также, чтобы в точке K был запас мощности не менее 15 %, так показано на рисунке. Ne max 1 K 0,7Ne max 2 15 % Ne, кВт a nmin 0,75 nN nN n, об/мин Рис. 1.6. Поле отбора мощности от двигателя в стационарном режиме: 1 – внешняя скоростная характеристика; 2 – частичная скоростная характеристика 21 Пожарная техника Ограничение режимов эксплуатации двигателя по мощности и частоте вращения вала значительно сокращает поле использования полезной его мощности. Это, естественно, требует жесткого согласования режимов работы двигателя и потребителя. В случае, если потребляемая мощность будет превосходить мощность, соответствующую точке K, то необходимо устройство дополнительного охлаждения двигателя. Для этого на некоторых автоцистернах установлены теплообменники (рис. 1.7). Вода из системы охлаждения двигателя поступает в корпус 1 теплообменника и охлаждается водой, поступающей из пожарного насоса. В двигателях автоцистерн изменена система выпуска отработавших газов. Перед глушителем 5 (рис. 1.8) установлен газоструйный вакуумный аппарат 6. Отработавшие газы двигателя поступают к патрубкам 1. Газоструйный насос в аппарате отсасывает воздух из пожарного насоса по трубке 2. В пожарном насосе создается необходимый вакуум для заполнения его водой из естественного или искусственного источника. 1 2 2 3 Двигатель Насос ОГ 1 Рис. 1.7. Принципиальная схема теплообменника: 1 – корпус теплообменника; 2 – змеевик с подачей воды из насоса 6 5 4 Рис. 1.8. Система выхлопа отработавших газов (ОГ): 1 – патрубки; 2 – трубка к вакуумному крану и насосу; 3 – отвод газов для обогрева цистерны; 4 – выхлопная труба; 5 – глушитель; 6 – газоструйный вакуумный аппарат Из аппарата 6 отработавшие газы поступают в резонатор, соединяющий звуковые сигналы. Из глушителя отработавшие газы выходят в атмосферу по трубопроводу 4. В зимнее время они по трубопроводу 3 направляются в систему обогрева цистерны или насосного отсека с пожарным насосом. 22 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля 1.4. Трансмиссия пожарного автомобиля Трансмиссией называется совокупность кинематически связанных между собой узлов и деталей, предназначенных для передачи и распределения энергии от двигателя к исполнительным механизмам. Трансмиссии обеспечивают: включение и выключение исполнительных механизмов, передачи крутящего момента, изменения частоты вращения вала исполнительного механизма и изменения направления (если это необходимо) направления его вращения. На ПА, как правило, кроме основной трансмиссии, для привода ведущих колес устанавливают дополнительную для передачи энергии от базового двигателя шасси к исполнительным механизмам. Исполнительными механизмами являются: пожарные насосы, механизмы подъема, поворота и выдвигания автолестниц и коленчатых подъемников, электрогенераторов на специальных ПМ и т. д. В современных конструкциях пожарных машин применяются трансмиссии механические, гидромеханические, комбинированные. Они должны удовлетворять ряду требований: – быть компактными, легкими в управлении и иметь высокий КПД; – обеспечивать в широком интервале изменение нагружения исполнительных механизмов; – иметь предохранительные устройства, защищающие детали и узлы исполнительных механизмов от возможных перегрузок. Все используемые в конструкциях пожарных машин трансмиссии характеризуются следующими основными параметрами: передаточным числом, КПД и передаваемым вращающим моментом. Передаточное число простейшей механической передачи, состоящей из ведущей и ведомой шестерен, определяется следующим соотношением u n1 z2 d 2 , n2 z1 d1 (1.11) где n1, n2, z1, z2, d1, d2 – соответственно, частота вращения, число зубьев и диаметры начальных окружностей ведущего и ведомого зубчатых колес. При u < 1 передача называется ускоряющей (мультипликатор) и при u > 1 – понижающей (редуктор). Если трансмиссия имеет несколько передающих пар, из которых каждая имеет свое передаточное число, то общее передаточное число трансмиссии будет равно uобщ = u1 u2 un. (1.12) 23 Пожарная техника КПД трансмиссии оценивается потерей мощности при передаче ее от двигателя к исполнительному механизму и определяется по формуле η Nи Ne Nм N 1 м , Ne Ne Ne (1.13) где Ne – эффективная мощность двигателя; Nм – мощность механических потерь в трансмиссии; Nи – мощность, подводимая к исполнительному механизму. КПД определяется экспериментальным путем при стендовых испытаниях трансмиссии. Величина η в значительной степени зависит от типа и конструкции трансмиссии, частоты вращения ее элементов, передаваемой величины крутящего момента, а также вязкости и уровня масла в агрегатах трансмиссии. Общий КПД трансмиссии, состоящий из нескольких механизмов, определяется по формуле общ = 1 2 n, (1.14) где 1, 2, n – соответственно КПД промежуточных элементов, составляющих трансмиссию. Крутящий момент исполнительного механизма Ми связан с эффективным крутящим моментом двигателя Ме для случая равномерного вращения зависимостью Ми = Ме uобщ общ. (1.15) Механические трансмиссии включают в себя механические передачи, муфты, сцепления и другие элементы, обеспечивающие передачу энергии. М е х а н и ч е с к и е п е р е д а ч и по принципу работы делят на: передачи трением с непосредственным контактом тел качения (фрикционные) и с гибкой связью (ременные передачи); передачи зацеплением с непосредственным контактом (зубчатые и червячные) и с гибкой связью (цепные). Во фрикционных передачах движение передается с помощью сил трения скольжения. Схема простейшей фрикционной передачи с постоянным передаточным отношением показана на рис. 1.9. Полезное окружное усилие F определяется по формуле: F = Qf, (1.16) где – коэффициент запаса сцепления, учитывающий упругое скольжение; Q – усилие прижатия трущихся поверхностей муфт; f – коэффициент трения. 24 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля d2 d1 Q Q F Рис. 1.9. Схема фрикционной передачи с цилиндрическими катками a В связи с упругим проскальзыванием ведомого ролика его окружная скорость v равна (1.17) v v, где – коэффициент, учитывающий упругое скольжение; для передач, работающих без смазки = 0,995–0,99; v – окружная скорость ведущего ролика. Передаточное отношение этой передачи равно i = n1/n2 = d 2/d 1 , (1.18) где n1 и n2 – частоты вращения ведущего и ведомого тел качения. Такие передачи использовались в качестве привода вакуумных пластинчатых насосов некоторых пожарных центробежных насосов нового поколения. Коэффициент запаса сцепления для силовых передач принимают равным 1,25–1,5. Коэффициент трения резины по стали можно принимать равным 0,35–0,45. П р о с т е й ш а я р е м е н н а я п е р е д а ч а (рис. 1.10) состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня, надетого на шкивы с натяжением и передающего окружное усилие с помощью сил трения. a Рис. 1.10 Схема ременной передачи α n1 n2 d2 d2 25 Пожарная техника В пожарных машинах используются преимущественно клиноременные передачи. Для них величина полезного окружного усилия F равна F = z c F0 /K, (1.19) где F0 – допускаемая полезная нагрузка на ремень; z – число ремней в передаче; c – коэффициент, зависящий от угла обхвата и скорости ремня; K – коэффициент, учитывающий режим нагрузки K = 1–1,6. Ременные передачи используются в приводах электрогенераторов, дымососов и т. д. З у б ч а т ы е п е р е д а ч и . Эти механизмы с помощью зубчатого зацепления передают или преобразуют движение с изменением угловых скоростей и моментов. В пожарных машинах зубчатые передачи применяют для преобразования и передачи вращательного момента между валами с параллельными или перекрещивающимися осями. В первом случае они используются в коробках отбора мощности в дополнительных трансмиссиях привода пожарных насосов. В них используются зубчатые колеса с прямыми и косыми зубьями. Они применяются в комбинированных пожарных насосах для передачи крутящего момента от валов низконапорной к валам высоконапорной ступени. В механизмах поворота пожарных автолестниц и пожарных подъемников используются передачи с внутренним зацеплением. Во втором случае используются червячные передачи в механизмах поворота и подъема колен пожарных автолестниц и пожарных автоподъемниках. Зубчатые передачи для пре4 3 образования вращательного дви5 жения в поступательное используются в приводе перепускного клапана пеносмесителя насоса ПЦНН-40/400. В них движение осуществляется зубчатым колесом и рейкой. Зубчатые передачи составляют 1 2 основу коробок отбора мощности (КОМ). Принципиальная схема одной из них представлена на рис. 1.11. Корпус КОМ крепится на картере Рис. 1.11. Схема коробки отбора мощности: коробки передач или раздаточной 1 – зубчатое колесо ведущее; коробки трансмиссии автомобиля. 2 – промежуточное зубчатое колесо; От шестерни 1 на валу коробки пе3 – ведомая шестерня; редач, мощность передается с по4 – соединительная муфта; 5 – ведомый вал мощью промежуточного зубчатого колеса 2 к ведомой шестерне 3 КОМ. С помощью зубчатой муфты он затем передается на вал 5 привода пожарного насоса. 26 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля КОМ являются основным механизмом дополнительных трансмиссий на автоцистернах. В зависимости от колесной формулы шасси и места размещения пожарного насоса (в кормовом насосном отсеке или у кабины АЦ) схемы компоновок этих трансмиссий могут быть различными (рис. 1.12). в а б г Рис. 1.12 Схемы компоновки дополнительных трансмиссий: а, б – вариант I; в – вариант II; г – вариант – III: 1 – двигатель; 2 – сцепление; 3 – коробка отбора мощности; 4 – карданный вал; 5 – опоры; 6 – пожарный насос; 7 – коробка передач; 8 – раздаточная коробка Вариант I (рис. 1.12, а) применяют на АЦ-40(131)137; на автоцистернах на шасси Урал АЦ-8-40(55571), на шасси ЗИЛ АЦ-2-40(5301) и др. Разновидностью первого варианта является схема со средним расположением насоса (рис. 1.12, б), например, на АЦ-40(43202) на шасси Урал и др. Отличительной особенностью такой схемы является укороченная длина карданной передачи, не имеющей промежуточной опоры. В обеих схемах варианта I крутящий момент от двигателя 1 передается через механизм сцепления 2, коробку передач 7, коробку отбора мощности 3, карданную передачу 4 и вал пожарного насоса 6. Карданная передача при заднем расположении насоса имеет две промежуточные опоры 5. На всех пожарных автомобилях, выполненных на шасси ЗИЛ, устанавливают коробку отбора мощности КОМ-68Б, а на шасси «Урал» – КОМ-Ц1А. 27 Пожарная техника Вариант II (рис. 1.12, в) осуществляют на автоцистернах АЦ-30(5301, АЦ-2,5-40(33092), монтируемых на шасси ГАЗ с колесной формулой 4×2. Мощность от двигателя 1 к валу насоса передается через механизм сцепления 2, коробку перемены передач 7, коробку отбора мощности 3 и далее через два карданных вала 4, соединенных на вал насоса 6. Карданная передача от коробки отбора мощности к валу насоса имеет промежуточную опору 5. Вариант III представлен на рис. 1.12, г. Такую схему применяют, как правило, на всех пожарных автомобилях, монтируемых на шасси повышенной проходимости с колесной формулой 4×4. Например, на АЦ-30(66)-146 пожарный насос 6 приводится в действие от двигателя 1 через механизм сцепления 2, коробку передач 7, карданный вал 4, раздаточную коробку 8, коробку отбора мощности 3. Рассмотренные варианты схем компоновки дополнительных трансмиссий показывают, что наиболее рациональной схемой является вариант среднего размещения пожарного насоса ввиду существенных преимуществ по сравнению с задним расположением. К числу таких преимуществ относятся: более короткие элементы водопенных коммуникаций; отсутствие дополнительной системы управления сцеплением; укороченная длина карданных валов, позволяющая осуществлять более низкое размещение емкости цистерны и, следовательно, снизить центр массы пожарного автомобиля. Недостатком среднего размещения пожарного насоса является неудобный доступ к нему при техническом обслуживании и устранении возможных неисправностей. Гидромеханические трансмиссии включают механические и гидравлические передачи. Основные достоинства: плавное изменение передаваемых скоростей и моментов вращения, компактность конструкций, легкость управления. Недостатком является невозможность реализации заднего хода. Гидравлические передачи по принципу действия делятся на две группы: гидродинамические и гидростатические. Г и д р о д и н а м и ч е с к и е п е р е д а ч и применяются в трансмиссиях некоторых грузовых автомобилей. В этих передачах используется кинетическая энергия рабочей жидкости для создания необходимого давления на ведомые звенья гидропередачи в целях приведения их в движение. Постоянный объем жидкости в них используется как передаточное звено. К гидродинамическим передачам относятся гидромуфты и гидротрансформаторы. Гидромуфта (гидравлическое сцепление) применяется в качестве привода вентилятора в системе охлаждения двигателей пожарных автомобилей на шасси КамАЗ. 28 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Гидромуфта (рис. 1.13) имеет ведущую и ведомую части. Ведущая часть состоит из насосного колеса 3 и крышки 2. Ведомая часть 1 является турбинным колесом. Колеса имеют лопасти 4. Они установлены между наружными 5 и внутренними 6 торами. Объем, образованный колесами, заполнен маловязким маслом. Насосное колесо 3, вращаясь, нагнетает масло в турбинное колесо 1, из которого оно вновь поступает в насосное колесо 3. Образовавшийся замкнутый поток жидкости, движущийся по межлопастным каналам (показано стрелками), одновременно вращается вместе с насосным (или турбинным) колесом. Жидкость, получая энергию от насосного колеса, переносит ее к турбинному колесу. Воздействуя на его лопасти, она приводит колесо во вращение. С увеличением скорости насосного колеса, увеличивается передаваемый вращающий момент. 3 2 4 5 1 6 7 ωН ωТ 8 9 11 12 10 Рис. 1.13. Гидромуфта: 1 – турбинное колесо; 2 – крышка; 3 – насосное колесо; 4 – лопасти; 5 – наружный тор; 6 – внутренний тор; 7 – клапан заполнения; 8 – радиатор; 9 – предохранительный клапан; 10 – насос питания; 11 – бак; 12 – клапан опорожнения При передаче номинального момента КПД муфты достигает значений 0,87–0,95. 29 Пожарная техника Для полного выключения муфты необходимо удалить из нее масло, а для включения заполнить маслом. Для этого предусматривается устройство, схематически показанное на рис. 1.13. Гидротрансформатор в отличие от гидромуфты, кроме насосного и турбинного колес, имеет неподвижное лопастное колесо – 1 редуктор 1 (рис. 1.14), установленный на об2 гонной муфте 2. При увеличении скорости ωН Н реактор отключается и механизм работает как гидромуфта. ωТ Наличие в механизме реактора позво3 ляет от 2 до 5 раз увеличивать передаваемый крутящий момент. Однако этого недостаточно для обеспечения требуемого для автомобиля диапазона передаточных чисел. Рис. 1.14. Гидротрансформатор: Кроме того, на них невозможно обеспечи1 – реактор; 2 – обгонная муфта; вать обратный ход. Поэтому их применяют 3 – полый невращающийся вал в сочетании с механическими ступенчатыми коробками передач. Гидротрансформаторы характеризуются КПД в пределах 0,85–0,92 и используются в трансмиссиях аэродромных автомобилей на шасси БелАЗ и МАЗ. Гидростатические передачи – механиз4 5 мы для передачи возвратно-поступательного 1 2 3 или вращательного движения за счет гидростатического напора жидкости. Для передачи возвратно-поступательного движения используются гидроцилиндры с поршнями или штоками. Пример такого гид6 7 роцилиндра показан на рис. 1.15. Скорость и направление движения штока 5 зависит от От насоса направления подачи жидкости. Слив Гидроцилиндры используются в механизмах подъема и опускания пожарных Рис. 1.15. Гидроцилиндр: автолестниц и пожарных автоподъемников, 1 – цилиндр; 2, 4 – уплотнения; их выдвижных опор, приводов лафетных 3 – поршень; 5 – шток; 6 – замыкатель; 7 – кран управления стволов и т. д. 30 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Для передачи вращательного 3 4 1 2 движения используются аксиальнопоршневые насосы. Их сочетание 5 с механическими передачами составляют область комбинированных трансмиссий. Принципиальная схема такой трансмиссии показана 6 на рис. 1.16. От коробки отбора мощности 1 (КОМ) вращающий момент передается на аксиально- Рис. 1.16. Схема гидромеханической передачи: поршневой насос 2. С помощью 1 – КОМ; 2 – гидронасос; 3 – гидравлическая система управления; 4 – гидромотор; специальных гидросистем 3 он 5 – червячная передача; 6 – барабан затем передается на гидромотор 4, а от него к исполнительному механизму 5 червячной передачи подъема колен автолестниц. Такого же типа гидромеханическая передача используется в механизмах поворота пожарных автолестниц и автоколенчатых подъемников. Канатные передачи (полиспасты) просты по устройству, позволяют создавать большие усилия на исполнительных механизмах, удобны в эксплуатации (рис. 1.17). 3 1 4 2 VP,P 3 5 VP,P 1 4 1 5 VQ Q а VQ Q б Рис. 1.17. Схемы полиспастов: а – канат сбегает с неподвижного блока; б – канат сбегает с подвижного блока; 1 – подвижный блок; 2 – неподвижный блок; 3 – канат; 4 – ось неподвижных блоков; 5 – ось подвижных блоков 31 Пожарная техника Основными элементами полиспастов являются системы подвижных и неподвижных блоков и канаты (рис. 1.17, а, б). Все блоки вращаются на осях 4 и 5. Блоки, установленные на неподвижной оси 4 называются неподвижными, а на перемещающиеся с осью 5 – подвижными. Полиспасты выполняются по различным схемам: в одних – канат сбегает с неподвижного блока (рис. 1.17, а), у других – с подвижного (рис. 1.17, б). У полиспастов со сбегающим с неподвижного блока канатом усилие на нем определяется по формуле Р Qq , n ηn (1.20) где Q – сила тяжести груза, Н; q – сила тяжести подвижной обоймы полиспаста, Н; n – число блоков в системе; – коэффициент полезного действия блока. Значение КПД для блоков на подшипниках качения принимают равными = 0,97–0,98, а для блоков на подшипниках скольжения = 0,94–0,86. Число блоков n в системе характеризует его кратность. Скорость перемещения сбегающего каната с неподвижного блока системы (рис. 1.17, а) равна Vр = VQn. (1.21) Для случая, когда канат сбегает с подвижного блока справедливы зависимости: Р Q ηn , n 1 Vp = VQ(n + 1). (1.22) (1.23) Канатные передачи применяются в механизмах выдвигания колен лестниц в пожарных автолестницах. Недостатком полиспастов является то, что усилия, прилагаемые к канатам, могут передаваться только в одном направлении. 1.5. Привод управления механизмами пожарного автомобиля Приводы управления механизмами ПА можно классифицировать следующим образом: механические, гидравлические, пневматические. 32 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Принципиальная схема F1 механического привода неS посредственного действия показана на рис. 1.18. Управление осуществляется под действием усилия F1, прилагаемого водителем к рычагам или педалям, включающими тот или иной механизм. Максимальное усилие на рычаге не F2 должно превышать 150 Н при ходе h 20–30 см, а на педалях не более 250 Н. Соотношение между усилием Рис. 1.18. Схема механического на рукоятке рычага и усилием вклюпривода чения рабочего органа исполнительного механизма системы с механическим приводом характеризуется передаточным числом u = S/h. Обычно u = 25–40. Такие приводы используются К механизму для включения КОМ, газоструйных 6 вакуумных аппаратов, приводов ва7 куумных насосов ПЦН и т. д. Принципиальная схема 5 гидравлического привода 4 представлена на рис. 1.19. В гидрокамере 1 запаян сильфон 2. В разгруженном состоянии он удерживается пружиной 7. Трубка 3 из этого сильфона соединена с кор3 пусом 4 механизма включения, в котором размещен сильфон 5 со што7 ком 6. Сильфон 5 удерживается в 2 растянутом состоянии пружиной 7. При подаче воды пожарным насосом 1 она поступает в гидрокамеру, заполняя пространство между корпусом 1 и сильфоном 2, деформируя его. Из насоса Внутренняя полость сильфона трубки 3 и пространства между корпусом Рис. 1.19. Схема гидропередачи: исполнительного механизма 4 и 1 – корпус гидроблока; сильфоном 5 заполнено гидравличе2 – сильфон; 3 – трубка; 4 – корпус исполнительного ской жидкостью (например, тормозмеханизма; 5 – сильфон; ной). Давлением этой жидкости 6 – шток; 7 – пружина деформируется сильфон 5 и шток 6 33 Пожарная техника выключает механизм потребителя, например, вакуумный насос. В случае, если произойдет обрыв столба жидкости во всасывающей линии пожарного насоса, снизится давление в гидрокамере и, следовательно, в камере исполнительного механизма. Под влиянием пружины 7 штоком 6 будет включен вакуумный насос. Автоматически произойдет забор воды. Э л е к т р о п н е в м о п р и в о д применяется для включения в работу механизмов на автоцистернах, автолестницах и других ПА. Принципиальная схема привода показана на рис. 1.20. Пружиной 3 поршень 4 со штоком 2 отжаты вправо. Управляемый механизм выключен. При включении электромагнитного клапана 6 точки а' и b' займут место точек а и b. При этом сжатый воздух по пневмоприводу 7 поступит в надпоршневое пространство. Давление воздуха на поршень 4 сожмет пружину 3 и штоком 2 будет включен управляемый механизм. 3 2 5 4 6 а' b' 1 9 а b 8 7 Рис. 1.20. Схема электропневмопривода: 1 – пневмоцилиндр; 2 – шток; 3 – пружина; 4 – поршень; 5, 7 – трубопровод пневмопривода; 6 – электромагнитный клапан; 8, 9 – потребители 1.6. Кабина пожарных расчетов. Кузов пожарного автомобиля Кабины водителя и личного состава пожарных должны обеспечивать: – оперативную и безопасную посадку и высадку пожарных; – удобство размещения пожарных и необходимого штатного оборудования; – жизнеобеспечение и сохранение жизненного пространства при опрокидывании ПА, лобовых столкновениях или наездах с любой стороны. Реализация первых двух требований осуществляется с учетом размера человеческого тела. Основным его размером является рост. Рост людей подчиняется нормальному закону распределения. Для решения технических задач обычно не учитывают 5 % самого малого и большого роста. 34 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Следовательно, в соответствии с антропометрическими признаками устанавливают 5,50 и 95 перцентили (5Р; 50Р и 95Р), характеризующие самый низкий, средний и самый высокий рост пожарных. Для европейской части России пожарные самого низкого роста равны 164,5 см, среднего роста – 176,5 см и самого высокого роста – 188,5 см. Эти размеры роста и могут быть положены в основу создания кабин для личного состава пожарных. Для удобства посадки и высадки высота расположения ручки для открывания двери кабины, поручня для удобства посадки и высота расположения подножки, ее расстояние от пола кабины должны быть рассчитанными для пожарных самого малого роста. Высота и ширина открытого дверного проема рассчитываются для пожарных самого высокого роста. Кабины могут быть одно- или двухрядными. Основные показатели, характеризующие сиденья, устанавливаются на основании анализа размещения пожарных различного роста. Так, угол наклона подушки может находиться в пределах 0–5°, угол наклона спинки от 3 до 19°. При этом угол, образованный подушкой и спинкой сиденья может находиться в пределах 85–100°. Двери кабин должны иметь запирающие устройства с наружными и внутренними ручками управления, должно исключаться самопроизвольное их открытие. В кабинах необходима световая и звуковая сигнализация. Они оборудуются отопителями, обеспечивающими в зимнее время температуру воздуха не ниже +15°С. В них предусматривается место для огнетушителей, одной или нескольких аптечек, а также место для хранения инструмента и запасных частей. Конструкция кабин должна обеспечивать сохранение жизненного пространства при опрокидывании ПА, лобовом столкновении или наездах с любой стороны. Размещение и крепление оборудования в кабинах должно быть таким, чтобы отсутствовала возможность травмирования личного состава в транспортном режиме ПА. Герметизация кабин должна исключать загрязнение воздуха в кабине как при движении ПА, так и на стоянке при работающем двигателе. Кузова ПА служат для размещения в них цистерн или баков с огнетушащими веществами, пожарных насосов с их водопенными коммуникациями, пожарных напорных рукавов и другого пожарного оборудования. Все оборудование в кузовах закрепляется так, чтобы в транспортном режиме ПА не происходило его смещение. Одновременно с этим крепление оборудования должно быть таким, чтобы снимать его можно было в короткое время. Двери кузова должны оборудоваться самосрабатывающимися запорными устройствами, удерживающими их в закрытом положении и фиксаторами открытого положения. Проемы дверей и люков должны иметь уплотнения, предотвращающие попадание в кузов влаги, пыли, грязи. Полки для пожарного оборудования должны иметь отверстия для слива скапливающейся на них влаги. 35 Пожарная техника Часть оборудования (всасывающие рукава, лестницы и т. д.) размещаются на крыше кузова. В их креплении предусматриваются направляющие, облегчающие снятие, лестница и подножка для доступа к ним. На крыше оборудуются полосы для перемещения по ним личного состава. Эти полосы не должны иметь уклона. По периметру на крыше кузова предусматривается ограждение высотой не менее 100 мм. Снаружи кузова предусматривается размещение желобков для отвода воды. По устойчивости к климатическим воздействиям ПА приспособлены для работы при температуре от + 40 до – 40°С. При размещении ПН должна быть обеспечена защита его коммуникаций от замерзания во всем диапазоне условий эксплуатации. Должна поддерживаться положительная температура пенообразователя. Обогрев осуществляется либо отработавшими газами, либо установкой специальных отопителей. По требованию заказчика конструкция кузова и кабины может оборудоваться специальной теплозащитой. Они должны обеспечивать защиту кабин и кузова от тепловых излучений интенсивностью до 25 кВт/м2 при тушении крупных пожаров. 1.7. Типаж и классификация пожарного автомобиля На протяжении многих веков проблема пожаров является одной из самых глобальных. Она затрагивает сейчас национальные и международные интересы. Пожары наносят ощутимый ущерб экологии, здоровью людей и экономике. Одновременно с возрастанием масштабов опасности от пожаров создавались, развивались и совершенствовались технические средства для их тушения. Постепенно оформился класс пожарных машин – транспортных или транспортируемых машин, предназначенных для тушения пожаров. Они создаются на базе летательных аппаратов, водных судов, поездов и т. п. Однако в классе пожарных машин наибольшее место принадлежит пожарным автомобилям – машинам на шасси автомобилей. Современные пожарные автомобили создавались, исходя из двух принципов. Первый из них заключается в том, что для тушения разных пожаров необходимо использовать различные механизмы прекращения горения. Для их реализации применяют как различные огнетушащие вещества, так и специфические способы подачи их в очаги горения. Так, кроме воды, нашли применение различного состава огнетушащие порошки, пенообразователи и т. д. Второй принцип сводится к тому, что ликвидация горения сопровождается в ряде случаев необходимостью выполнения специальных работ, например, по удалению дыма, вскрытию конструкций. Именно это потребовало создания специальных механизированных средств для работы на пожарах. 36 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля Развитие и совершенствование пожарных машин потребовало их четкой классификации и обоснования по каждому их типу рациональных требований. Свойства ПА различного назначения характеризуют величинами разных показателей. Их называют параметрами. Один или несколько параметров, определяющих наиболее характерные конструктивные, тактические или эксплуатационные особенности называют главными параметрами. Главными параметрами, например, для автоцистерн являются: – вместимость цистерны для воды (м3); – вместимость пенобака (м3); – подача насоса при номинальном числе оборотов его вала (л/с); – напор ступеней насоса при номинальной частоте вращения его вала низкого и высокого давления (м вод. ст., далее – м). Для ПА другого назначения определяются свои главные параметры. Так, для порошкового автомобиля главными параметрами являются масса вывозимого порошка (кг), расход порошкового лафетного ствола (кг/с). Ряд автоцистерн с различными главными параметрами образуют параметрический ряд. Численные значения главных параметров параметрического ряда назначают в соответствии с рядами предпочтительных чисел (ГОСТ 8032). Совокупность типов ПА различного назначения и их параметрических рядов определяют типаж. Для каждого типа ПА, представленного в типаже, указывают: – грузоподъемность базового шасси; – колесную формулу базового шасси; – удельную мощность (отношение номинальной мощности двигателя к величине полной массы ПА); – число мест расчета ПА, включая водителя. Отдельно могут представляться другие сведения, например, тип пожарного насоса. В зависимости от назначения ПА подразделяются на основные, специальные и вспомогательные. Основные ПА предназначены для подачи огнетушащих веществ в очаги пожара. Они подразделяются на две группы: автомобили общего применения и целевого применения. К автомобилям общего применения относятся автоцистерны (АЦ), автомобили насосно-рукавные (АНР), автомобили с насосом высокого давления (АВД), автомобили первой пожарной помощи (АПП). Они предназначены для тушения пожаров в городах и населенных пунктах. Пожарные автомобили целевого применения предназначены для тушения пожаров на нефтебазах, предприятиях нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, аэродромах и других специальных 37 Пожарная техника объектах. К ним относятся пожарные автомобили порошкового тушения (АП), пенного тушения (АПТ), комбинированного тушения (АКТ), автомобили газового тушения (АГТ). В эту группу включены автомобили газоводяного тушения (АГВТ), автомобили аэродромные (АА) и пожарные насосные станции (ПНС). Специальные ПА предназначены для выполнения специальных работ на пожарах. К ним относятся автолестницы (АЛ), автоколенчатые подъемники (АКП), машины связи и освещения (АСО), аварийно-спасательные (АСА) и др. К вспомогательным ПА относятся: автотопливозаправщики, передвижные авторемонтные мастерские, оперативно-служебные и грузовые автомобили. Контрольные вопросы Внимание. В вопросах есть предложение: «Приведите пример». Примеры необходимо приводить из опыта пожарных частей, в которых Вы служите. 1. Расшифруйте обозначение: Урал 452021-01. Укажите его основной показатель. 2. Укажите основные показатели, характеризующие категорию условий эксплуатации ПА. К какой категории относится район, в котором Вы служите. Дайте обоснование. 3. То же, по природно-климатическим условиям. 4. Основные требования к шасси ПА. Приведите примеры для АЦ и автолестницы (если автолестницы нет – используйте другой ПА). 5. Произведите сравнительную оценку карбюраторных двигателей и дизелей, устанавливаемых на ПА. Их экологическая оценка. 6. Соотношение Ne, кВт и Me, Нм. Изобразите скоростную внешнюю характеристику Ne = f(n) и Me = f(n) для любого двигателя, установленного на АЦ в пожарных частях района, в котором Вы служите. 7. Двигатели ПА эксплуатируются в транспортном режиме и передают мощность пожарному насосу. Объясните различие в особенности условий работы двигателя в этих случаях. Изобразите это схематически. 8. Назначение трансмиссий в ПА. Приведите примеры трансмиссий на ПА. Оцените Uобщ и ηобщ 9. Изложите общие требования к кабинам на автоцистернах. Приведите примеры и укажите недостатки, если они имеются. 10. Укажите назначение кузовов в ПМ и изложите общие требования, предъявляемые к ним. Приведите примеры по совершенствованию кузовов (Ваше мнение). 38 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Глава 2. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ПОЖАРНЫЕ НАСОСЫ 2.1. Центробежные пожарные насосы серии ПН 2.1.1. Общие сведения Из всего многообразия пожарно-технического оборудования насосы представляют наиболее важный и сложный их вид. Пожарные автомобили имеют разное назначение, соответственно, в них используются насосы, работающие по различным принципам. Прежде всего, насосы обеспечивают подачу воды на тушение пожаров, работу гидравлических систем таких сложных механизмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Кроме того, они применяются во многих вспомогательных системах, таких, как вакуумные системы, гидроэлеваторы и др. Широкое применение насосов обусловлено особенностями рабочих характеристик и режимов их работы, что обеспечивает эффективное использование их для тушения пожаров. В настоящее время на пожарных машинах применяются насосы различных типов (рис. 2.1). Они обеспечивают подачу огнетушащих веществ (ОВ), функционирование вакуумных систем, работу гидравлических систем управления. НАСОСЫ ПОДАЧА ОВ Центробежные Струйные Шестеренные ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ Струйные Шиберные Поршневые Водокольцевые ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Шестеренные Аксиально-поршневые Рис. 2.1. Область применения насосов Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемой напором, высотой всасывания и величиной коэффициента полезного действия. Подачей насоса называется объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени, Q, л/с. Напором насоса называется разность удельных энергий жидкости после и до насоса. Его величину измеряют в метрах водяного столба, Н, м. Для выяснения сущности определения напора рассмотрим схему работы насосной установки (рис. 2.2). 39 Пожарная техника 6 4 5 3 Нг Н0 hн Нств 2 z2 z1 hвс 1 Рис. 2.2. Схема насосной установки: 1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – коллектор; 4 – напорная задвижка; 5 – рукавная линия; 6 – ствол На основании уравнения Бернулли запишем Р2 Р1 v22 v12 е 2 е1 = (z2 z1 ) + g 2g , (2.1) где е2 и е1 – энергия на входе и выходе из насоса; Р2 и Р1 – давление жидкости в напорной и всасывающей полости, Па; ρ – плотность жидкости, кг/м3; v2 и v1 – скорость жидкости на выходе и входе в насос, м/с; g – ускоv22 v12 невелики, рение свободного падения, м/с. Разность z2 и z1, а также 2 g поэтому для практических расчетов ими пренебрегают. P2 P1 Значения g и g выразим через показания манометра Нман и вакуумметра Нвак на насосе, измеренные в м вод. ст. P2 Н ман g и P1 Н вак . g (2.2) На основании изложенного напор Н насоса приближенно оценивают как сумму показаний манометра и вакуумметра: Н = Нман + Нвак. 40 (2.3) Глава 2. Центробежные пожарные насосы В этой формуле знак «плюс» ставят, если во всасывающей полости вакуум, т. е. при работе с открытого водоисточника. В случае забора воды из водопроводной сети или при работе последовательно включенных насосов ставят знак «минус». В соответствии с рис. 2.2 напор, развиваемый насосом Н, должен обеспечить подъем воды на высоту Нг, преодолеть сопротивления во всасывающей hвс и напорной линии hн и обеспечить требуемый напор на стволе Нств. Тогда можно записать Н = Нг + hвс + hн + Нств. (2.4) Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле hвс = Sвс Q2 и hн = Sн Q2, (2.5) где Sвс и Sн – коэффициенты сопротивления линий всасывания и нагнетания. На практике используют понятие «напор на насосе» – это манометрический напор. Он равен Нман = Н + hн + Нств. (2.6) Для практических целей важной является зависимость напора Н, м, развиваемого насосом от величины подачи Q, л/с. Ее называют характеристикой Q – Н. Характеристика Q – Н называется главной характеристикой насоса. Она определяет зависимость H = f(Q) только при номинальных частотах вращения вала колеса насоса и фиксированной величине глубины всасывания (обычно hвс = 3,5 м). Она выражается формулой H = A + BQ – CQ, (2.7) где А, В и С – постоянные величины (см. табл.2.2). Эффективная мощность Ne, Вт, насоса расходуется на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости с плотностью ρ на высоту Н, м: Ne = ρgQH. (2.8) Мощность, потребляемая насосом, равна Nн Ne . η (2.9) 41 Пожарная техника Полный коэффициент полезного действия (КПД) η насоса определяют по формуле (2.10) η = η о η г η м, где ηо, ηг и ηм – КПД объемный, гидравлический и механический. 2.1.2. Пожарные насосы ПН-40УВ Центробежные насосы, применяемые преимущественно для тушения пожаров, обладают рядом достоинств. При постоянной скорости вала насоса nном, об/мин, изменяя подачу Q, л/с, в широких пределах (до 10 раз), напор Н, м, развиваемый им, изменяется на 10–15 %. Следовательно, напор при изменении подачи всегда будет достаточно высоким. Центробежные насосы подают жидкость равномерно без пульсаций. Важным является и то, что они способны работать «на себя». При перекрытии ствола, засорении его или заломе напорных рукавов насос не выключается. Центробежные насосы не требуют сложного привода от двигателя, надежны в работе и просты в управлении. Существенным их недостатком является то, что они не могут забирать воду из открытых водоисточников. Поэтому их оборудуют специальными вакуумными системами с ручным или автоматическим включением. К центробежным насосам для целей пожаротушения предъявляется ряд специфических требований. Они должны обеспечивать подачу воды и водных растворов пенообразователя с водородным показателем рН от 7 до 10 плотностью 1010 кг/м3 и массовой концентрацией твердых частиц до 0,5 % при их максимальном размере 3 мм. Насос может потреблять не более 70 % мощности, развиваемой двигателем, расположенным на шасси, и обеспечивать работу непрерывно в течение 6 ч при любых температурах окружающей среды. Струйные и объемные насосы, применяемые на пожарных автомобилях, должны обеспечивать надежную и эффективную работу основных агрегатов во всем диапазоне условий эксплуатации. Они должны быть просты в управлении и обслуживании. Насосы серии ПН устанавливают на автоцистернах и автонасосах. Они обозначаются так: ПН-40УВ. В этом обозначении ПН – пожарный насос; 40 – максимальная подача насоса 40 л/с; У – универсальный и В – особенности выпускаемой серии. Геометрически подобны этой серии пожарные насосы ПН-60 и ПН-110. Они применяются на пожарных 42 Глава 2. Центробежные пожарные насосы аэродромных автомобилях и пожарных насосных станциях, соответственно. Все эти насосы имеют одинаковую номенклатуру основных деталей, идентичны по конструкции, но имеют различные габариты и массу. Эта серия включает три насоса ПН-40УВ, ПН-60 и ПН-110. Пожарный центробежный насос ПН-40УВ (рис. 2.3 и 2.4) состоит из корпуса насоса 1, двух напорных патрубков 2, двух напорных задвижек 3, пеносмесителя 4 и задвижки коллектора 6, установленных на коллекторе 5. Продольный разрез представлен на рис. 2.4. В корпусе 1, закрытом крышкой 2, на подшипниках 8 и 16 установлен вал 9 насоса. В корпусе на конической части вала размещено рабочее колесо 5. Оно сопряжено с валом шпонкой и закреплено гайкой со шплинтом. На насосах ПН-40У и ПН-40УА рабочее колесо размещено на цилиндрическом шипе вала. В осевом направлении оно закреплено гайкой и стопорится стопорной шайбой. От проворачивания оно крепится одной и двумя шпонками, соответственно, на ПН-40У и ПН-40УА. В ПН-40У корпус насоса 1 и масляная ванна 10 выполнены в виде одной детали. Все корпусные детали насосов, рабочие колеса изготовлены из алюминиевого сплава АЛ9В. Валы насосов изготовлены из стали 45Х и термически обработаны. 3 4 5 6 700 2 1 107 4 отв 18 7 900 480 ± 02 Рис. 2.3. Пожарный насос ПН-40УВ: 1 – насос; 2 – напорный патрубок; 3 – напорная задвижка; 4 – пеносмеситель; 5 – коллектор; 6 – задвижка коллектора; 7 – отвод насоса 43 Пожарная техника 13 17 15 14 1 2 3 Б 16 A Б A 4 5 12 11 10 9 8 6 7 Рис. 2.4. Продольный разрез насоса ПН-40УВ: 1 – корпус; 2 – крышка; 3 и 4 – уплотнительные кольца; 5 – рабочее колесо; 6 – сливной краник; 7 – уплотнительный стакан с манжетами; 8 – подшипник; 9 – вал насоса; 10 – масляная ванна; 11 – червячная шестерня привода тахометра; 12 – муфта-фланец; 13 – предохранительный клапан; 14 – манжета; 15 – корпус привода тахометра; 16 – подшипник; 17 – шланг Принципиальную схему коммуникаций насоса можно представить, как показано на рис. 2.5. 4 3 5 М 6 1 2 В Рис. 2.5. Принципиальная схема ПН-40УВ: 1 – центробежный насос; 2 – пеносмеситель; 3, 5 – напорная задвижка; 4 – вакуумный кран; 6 – коллектор 44 Глава 2. Центробежные пожарные насосы R1 R2 Важным элементом в насосе является крепление вала. Это обусловлено особенностями конструкции рабочего колеса. Оно выполнено из двух дисков – ведущего и покрывающего. Между ними расположены лопасти, загнутые в сторону, противоположную F вращению. Размеры дисков колеса различны (рис. 2.6, а). Это обусловливает возникновение осевой силы, которая направлена по оси в сторону всасывающего патрубка и стремится сместить колесо по оси (рис. 2.6, б). Величину этой силы приближенно вычисRв ляют по формуле F SPπ( R R ), 2 1 2 в (2.11) a b Рис. 2.6. Эпюра осевых сил на колесе где S – коэффициент сопротивления щелевого уплотнения (S = 0,6); Р – давление на насосе, Па; R1 – радиус входного отверстия, м; Rв – радиус вала, м. Для уменьшения этого давления в ведущем диске колеса предусмотрены отверстия. Через эти отверстия жидкость перетекает из левой части в правую. Кроме того, подшипник 16 (50309) имеет стопорное кольцо, воспринимающее осевое усилие и предотвращающее смещение вала в осевом направлении (рис. 2.7). 1 2 Рис. 2.7. Крепление подшипника: 1 – корпус привода тахометра; 2 – прокладка; 3 – полукольцо верхнее; 4 – корпус насоса; 5 – вал насоса; 6 – подшипник; 7 – втулка 3 4 0 0 7 6 5 Работоспособность центробежных насосов во многом определяется совершенством его герметизации. Внутренняя герметизация рабочего колеса 5 (см. рис. 2.4) от корпуса 1 и крышки 2 осуществляется уплотнительными кольцами 3 и 4. Кольца в крышке изготовлены из чугуна, а на колесе 5 – из бронзы БР ОЦС-6-6-3. Радиальный зазор между кольцами находится в пределах 0,2–0,3 мм. Эти щелевые уплотнения уменьшают циркуляцию жидкости в насосе. При изнашивании колец она увеличивается. Герметизация внутренней полости насоса от внешней среды осуществлена двумя способами. Все стенки соединяемых корпусных деталей герметизируют резиновыми прокладками. 45 Пожарная техника 3 6 2 3 2 1 1 5 4 45 4 а б Рис. 2.8. Уплотнительный стакан: а: 1 – вал насоса; 2 – манжета; 3 – стальной корпус; 4 – пружина; б: 1 – манжета; 2 – кольцо; 3 – стальной корпус; 4 – упорное кольцо; 5 – стопорное кольцо; 6 – резиновое кольцо Герметизация насоса по валу производится резиновыми манжетами (рис. 2.8), размещаемыми в специальном уплотнительном стакане 7 (см. рис. 2.4). В уплотнительном стакане ПН-40УВ смонтированы три манжеты АСК-45. Одна из них (на рис. 2.8, б – правая) обеспечивает герметизацию при разрежении в насосе. Две другие – при давлении. Для обеспечения долговечности уплотнения в него по шлангу 17 (см. рис. 2.4) периодически подается смазка. На пожарных насосах других конструкций в стакане монтируют четыре манжеты. Изнашивание манжет и вала является крупным недостатком этих насосов, так как это приводит к ухудшению герметичности насоса. При этом затрудняется забор воды и увеличиваются ее утечки. Пожарный насос ПН-60 является геометрически подобной моделью насоса ПН-40У. Основные детали и колесо насоса отлиты из чугуна (СЧ-24-44). Рабочее колесо (диаметр 360 мм) насажено на вал диаметром 38 мм по месту посадки. Крепится оно двумя шпонками и закрепляется шайбой и гайкой. Уплотнение вала насоса осуществляется манжетами АСК-50 (50 – диаметр вала, мм). Для работы от открытого водоисточника на всасывающий патрубок насоса навинчивается водосборник с двумя патрубками для всасывающих рукавов диаметром 125 мм. 46 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Пожарный насос ПН-110 также геометрически подобен насосу ПН-40У. Его основные корпусные детали и рабочее колесо изготовлены из серого чугуна. Диаметр рабочего колеса 630 мм, диаметр вала в месте установки сальников 80 мм (манжеты АСК-80). Диаметр всасывающего патрубка 200 мм, напорных патрубков – 100 мм. Значения показателей технических характеристик насосов (параметры) представлены в табл. 2.1. Таблица 2.1 Наименование показателей Напор Подача Частота вращения Диаметр рабочего колеса КПД Потребляемая мощность Максимальная высота всасывания Масса Размерность ПН-40УВ ПН-60 ПН-110 м л/с об/мин мм – кВт 100 40 2700 320 0,61 65 100 60 2500 360 0,6 98 100 110 1350 630 0,6 150 м кг 7,5 65 180 620 Было установлено, что изменение напора насоса Н, потребляемой им мощности N и значения коэффициента полезного действия η от величины расхода Q можно выразить аналитически Уi = Ai + BiQ – CiQ2 (2.12) где i = 1 – величина напора, м; 2 – величина мощности, кВт; 3 – коэффициент полезного действия. Значения постоянных А, В и С приводятся в табл. 2.2. Таблица 2.2 № п/п 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Насосы и показатели ПН–40УВ Напор Н Мощность N КПД ПН–60 Напор Н Мощность N КПД ПН–110 Напор Н Мощность N КПД Константы В Размер– ность А м кВт – 110,11 22,78 0 0,49 1,33 0,031 0,02 8,85·10–3 3,77·10–4 м кВт – 104 48 0 0,38 0,42 0,013 1,74·10–3 5,54·10–3 7,94·10–5 м кВт – 111,7 87,75 0 0,23 0,67 0,0098 29,23·10–4 1,99·10–4 3,9·10–5 С Используя формулу 2.12, были построены характеристики насосов серии ПН. Они представлены на рис. 2.9 и 2.10. 47 Пожарная техника Н, м N, кВт η, % 3 160 100 1 2 3 100 100 50 2 50 1 0 50 100 Q, л/с Рис. 2.9. Рабочие характеристики насосов: 1 – ПН-40УВ; 2 – ПН-60; 3 – ПН-110 0 50 100 Q, л/с Рис. 2.10. Мощность, потребляемая насосом: 1 – ПН-40УВ; 2 – ПН-60; 3 – ПН-110 Параметры технических характеристик насосов ПН рассчитаны при глубине всасывания hвс = 3,5 м и номинальной частоте оборотов насоса. При максимальной глубине всасывания h = 7,5 м подача насоса должна быть не менее 0,5 Qmax. 2.1.3. Системы подачи пенообразователя Пожарные насосы подают на тушение пожаров пену. Для ее образования в стволах или пожарных кранах (ПК) к ним 8 6 7 по рукавным линиям подводится раствор пенообразователя в воде. 5 Подача пенообразователя в пожарный насос осуществляется струйными гидравли9 ческими насосами – пеносмесителями. Пеносмеситель. На насосах ПН-40УВ 4 установлены пеносмесители ПС-5 (рис. 2.11). 10 Регулируя маховиком 4 положение дозатора 3 2 1 2, возможно подавать 5 различных доз пенообразователя (ПО). При включении рукояткой 7 крана 8 21 вода из коллектора поступит в сопло 9, а за2 тем в диффузор 10 и во всасывающий патру1 бок насоса. Образующееся в камере ПС разрежеРис. 2.11. Пеносмеситель ПС-5: ние обеспечит поступление ПО из пенобака 1 – корпус; 2 – дозирующий кран; 3 – диск; 4 – маховик; 5 – стрелка; через отверстие 6. Положение дозатора 2 6 – отверстие в штуцере подвода; фиксируется стрелкой 5 на диске 3. Обрат7 – рукоятка;8 – кран включения; ный клапан установлен в патрубке с отвер9 – сопло; 10 – диффузор стием 6. 48 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Центробежные насосы несамовсасывающие. Поэтому для их работы необходимо предварительное заполнение корпуса насоса и всасывающих рукавов водой. Для этой цели применяются специальные вакуумные насосы. В ПН это струйные газовые насосы, источником энергии для которых являются отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания, установленных на пожарных автомобилях. Они являются основным элементом системы всасывания. 2.1.4. Вакуумная система водозаполнения Вакуумная система предназначена для создания в центробежном насосе разрежения, необходимого для заполнения его водой из водоемов. Работу системы всасывания рассмотрим по схеме, представленной на рис. 2.12. При вертикальном положении заслонки 7 газоструйного вакуумного аппарата (ГСВА) и включенном вакуумном кране 4 отработавшие газы двигателя Qp поступят в струйный насос 9. 5 4 6 7 Qр 3 2 9 Pa 10 8 Q Qэ 1 Рис. 2.12. Вакуумная система с ГСВА: 1 – всасывающая сетка; 2 – всасывающий рукав; 3 – пожарный насос; 4 – вакуумный кран; 5 – коллектор двигателя; 6 – корпус ГСВА; 7 – заслонка; 8 – выхлопная труба; 9 – струйный насос; 10 – трубка В его камере будет создано разрежение и из полости насоса 3 и всасывающих рукавов 2 начнется удаление воздуха Qэ. Под влиянием разности атмосферного давления Ра и разрежения поднимется обратный клапан во всасывающей сетке 1 и вода заполнит всасывающую линию. При выключении вакуумного крана камера струйного насоса будет соединена с атмосферой. Это позволит ГСВА удалить воду из трубки 10, если она туда попала при несвоевременном выключении вакуумного крана. Проверка работоспособности вакуумной системы производится по величине создаваемого разрежения в насосе за нормативное время. Его величина 0,073–0,076 МПа должна достигаться за 20 с. Герметичность насоса оценивается по падению разрежения в насосе. Оно не должно превышать 0,013 МПа за 2,5 мин. 49 Пожарная техника Проверка осуществляется в такой последовательности. Всасывающий патрубок насоса должен быть закрыт заглушкой, вакуумный кран включен. Запустив двигатель, увеличивая его обороты, создают вакуум, оцениваемый по мановакуумметру. Выключив вакуумный кран, по секундомеру фиксируют время падения вакуума. Если в течение 2,5 мин оно будет меньше 0,013 МПа, насос и всасывающая система исправны и работоспособны. 2.1.5. Техническое обслуживание насосов Неисправности (отказы), возникающие в насосных установках и водопенных коммуникациях, приводят к нарушению их работоспособности, снижению эффективности тушения пожаров и увеличению убытков от них. Отказы в работе насосных установок возникают вследствие ряда причин: во-первых, они могут появиться вследствие неправильных действий водителей при включении водопенных коммуникаций; вероятность отказов по этой причине тем меньше, чем выше уровень квалификации расчетов; во-вторых, они появляются из-за износа рабочих поверхностей деталей. Отказы по этим причинам неизбежны (их необходимо знать, своевременно уметь оценивать); в-третьих, нарушения плотности соединений и связанные с ними утечки жидкости из систем, невозможности создания разрежения во всасывающей полости насоса (необходимо знать причины этих отказов и уметь устранять их). Признаки возможных неисправностей, приводящих к отказам, их причины и способы устранения приводятся в табл. 2.3. Техническое обслуживание (ТО) насосных установок – это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности насосов при их использовании по назначению. В ГПС проводят ряд ТО насосных установок, включающих: ежедневное ТО (ЕТО), ТО-1 и ТО-2 после общего пробега пожарного автомобиля, равного соответственно 1500 и 7000 км. Кроме того, их обслуживание производят и на пожаре, а также после пожара. Т О н а п о ж а р е . Периодически контролировать герметичность насосной установки по утечке воды через соединения и сальники. На насосах ПМ каждый час работы подается смазка в сальники через колпачковую масленку. Поддерживать положительную температуру в насосном отсеке. Т О п о с л е п о ж а р а . Слить воду из насоса. Зимой – из трубки, соединяющей ПН с газоструйным вакуум-аппаратом, удалить воду кратковременным его включением. После тушения пожара пеной промыть водой систему подачи пенообразователя и насос. 50 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Таблица 2.3 Признаки неисправностей Причины неисправностей При включении Подсос воздуха: вакуумной системы 1. Открыт сливной кран всасыв полости пожарно- вающего патрубка, неплотная го насоса не созда- посадка клапанов на седла венется разрежение тилей и задвижек, не закрыты вентили, задвижки. 2. Неплотности соединений вакуумного клапана и насоса, стакана диффузора пеносмесителя, трубопроводов вакуумной системы, сальников насоса, пробкового крана Способы устранения 1. Плотно закрыть все краны, вентили, задвижки. При необходимости разобрать их и устранить неисправность. 2. Проверить плотность соединений, подтянуть гайки, при необходимости заменить прокладки. При изношенных сальниках насоса заменить их Пожарный насос 1. Большая высота всасывания. не заполняется водой при большом 2. Расслоился пожарный всаразрежении сывающий рукав. 3. Засорена всасывающая сетка Мановакуумметр не показывает давления (разрежения) при исправном насосе При работе пожарного насоса наблюдается стук и вибрация Пожарный насос сначала подает воду, затем его производительность уменьшается. Стрелка манометра сильно колеблется Пожарный насос не создает необходимого напора 1. Уменьшить высоту всасывания. 2. Заменить всасывающий рукав. 3. Очистить всасывающую сетку 1. Неисправен мановакуумметр 1. Заменить мановакуумметр 2. Засорен канал мановакуум2. Прочистить канал маметра или замерзла вода новакуумметра 1. Имеет место кавитация. 1. Уменьшить высоту всасывания или расход воды. 2. Ослабли болты крепления 2. Подтянуть болты. насоса к раме. 3. Износились шарикоподшип3. Заменить шарикоподники. шипники. 4. Попадание в насос посто4. Удалить посторонние ронних предметов предметы из полостей колеса насоса 1. Появились неплотности во 1. Найти неплотности и всасывающей линии, расслоение устранить, заменить рукав, рукава, засорилась всасывающая очистить сетку. сетка. 2. Засорились каналы рабочего 2. Разобрать пожарный колеса. насос, очистить каналы. 3. Неплотности в сальниках 3. Подвернуть крышку пожарного насоса масленки, заменить сальники 1. Частично засорены каналы 1. Разобрать насос, очирабочего колеса. стить каналы. 2. Большой износ уплотни2. Разобрать насос, заметельных колец. нить кольца. 3. Подсос воздуха. 3. Устранить подсос воздуха. 4. Повреждение лопаток рабо4. Разобрать насос, замечего колеса нить колесо 51 Пожарная техника Окончание табл. 2.3 Признаки неисправностей Причины неисправностей Способы устранения Пеносмеситель не 1. Засорен трубопровод из бака 1. Разобрать, прочистить подает пенообразо- к пеносмесителю. трубопровод. ватель 2. Засорены отверстия дозатора 2. Разобрать дозатор, прочистить его отверстия Газовая сирена 1. Засорены каналы распреде1. Очистить каналы и реработает плохо, ос- лителя газа и резонатора. зонатор. лаблен звук 2. Не полностью перекрывает2. Отрегулировать длину ся заслонкой выпускной трубо- тяги. Разобрать, очистить провод заслонку Газовая сирена 1. Ослабла или сломалась пру1. Заменить пружину. работает после вы- жина заслонки. ключения 2. Нарушена регулировка дли2. Отрегулировать тягу ны элементов тяги Распределитель1. Мало давление воздуха в 1. Повысить напор в сисный клапан лафет- тормозной системе. теме. ного ствола и кла2. Негерметичны соединения 2. Подтянуть гайки штупан водопенных клапанов, кранов, трубопроводов. церов, заменить прокладки. коммуникаций не 3. Неисправен клапан3. Разобрать, исправить открываются при ограничитель открывании кранов на колонке Работы по регламентированному техническому обслуживанию при ТО-1 и ТО-2 приводятся в табл. 2.4. Таблица 2.4 Вид обслуживания ЕТО ТО-1 ТО-2 52 Перечень работ 1. Проверить работоспособность кранов и вентилей, целостность коммуникаций и уровень масла в картерах. 2. Проверить работоспособность вакуумных систем (проверка герметичности) 1. Выполняют объем работ ЕТО. 2. Проверяют состояние и управляемость привода вакуумного аппарата из насосного отделения. 3. Разбирают пеносмеситель и очищают его, проверяют состояние кранов. 4. Проверяют крепление насоса 1. Выполняют объем работ ТО-1. 2. Проверяют техническое состояние насоса и уровень дозирования пенообразователя. 3. Проверяют работоспособность контрольно-измерительных приборов Глава 2. Центробежные пожарные насосы 2.1.6. Совершенствование пожарных насосов Основные параметры показателей технических характеристик насосов ПН достаточно высокие. Однако в эксплуатации они значительно ухудшаются. Так, при изнашивании колец щелевых уплотнений циркуляция воды в насосе достигает 18–20 % (см. рис. 2.6). Следовательно, уменьшается подача насоса, становится необходимым переход в область более низких значений коэффициентов полезного действия. Работа насоса становится неэкономичной. Вследствие изнашивания вала насоса и манжет в уплотнении, обеспечивающим герметизацию насоса, затрудняется создание необходимого разрежения для забора воды из посторонних источников. Постепенно вообще становится невозможным создание необходимого разрежения. Газоструйные вакуумные аппараты являются наименее надежными частями пожарных насосов. Кроме этого, их эксплуатация дорого обходится пожарной охране. Так, если при проверке герметичности (на «сухой вакуум») двигатель работает около одной минуты, то в течение 10 лет это время составит около 60 ч. Учитывая, что один час работы двигателя эквивалентен по износу 50 км пробега автомобиля, легко определить общий пробег, равный 3000 км. А это величина близка пробегу пожарного автомобиля в течение одного года, т. е. каждый из 1000 ПА служит на год меньше. При расходовании топлива проверка герметичности насоса проводилась ежедневно. На 1000 автоцистерн требуется в течение 10 лет 62 000 л топлива. При ежедневной проверке насосов на герметичность в атмосферу гаражей поступают отработавшие газы двигателя, содержащие большое количество оксида углерода, окислов азота и других вредных веществ. Практика тушения пожаров требует применения высоконапорных насосов. Немаловажным фактором является и то, что автоматизировать забор воды в случае струйных вакуумных насосов чрезвычайно трудно. Стало также необходимым создать системы, обеспечивающие рациональную эксплуатацию систем подачи пены. Изложенное послужило основой для совершенствования конструкций пожарных насосов и их систем. 2.2. Насосы центробежные пожарные (НЦП) нового поколения 2.2.1. Насосы центробежные пожарные комбинированные (НЦПК) Насосы этого класса состоят из двух ступеней: нормального и высокого давления. Ступень нормального давления по конструкции и техническим характеристикам соответствует конструкции центробежного пожарного насоса нормального давления (НЦПН-40/100). Насос имеет несколько конструктивных исполнений. Они различаются по составу и, следовательно, по функциональным возможностям. Обозначение насоса: НЦПК-40/100-4/400. 53 Пожарная техника Подача и соответствующий ему напор ступени нормального давления 40 л/с и 100 м, соответственно. В ступени высокого давления – 4 л/с и 400 м. Максимальная глубина всасывания 7,5 м. Указанные выше параметры получены при глубине всасывания 3,5 м и частоте вращения вала насоса 2700 об/мин. В серийном исполнении насос имеет еще и буквенные индексы. Так, буква «Т» указывает, что в насосе имеется встроенный тахометр, показывающий частоту вращения приводного насоса. Буква «В» указывает на наличие в насосе встроенной вакуумной системы. При этом установлены следующие различия насосов. В случае обозначения 1В указывается, что насос имеет встроенную вакуумную систему с полуавтоматическим управлением привода вакуумного насоса с возможностью работы в разном режиме управления вакуумным насосом с защитой электропривода от нештатных ситуаций. Обозначение 2В характеризует, что насос оборудован вакуумной системой с электроприводом только с ручным управлением. Обозначение 3В указывает, что насос оборудован автоматической системой забора воды вакуумным насосом с приводом от вала центробежного насоса1. Ступень нормального давления. Продольный разрез этой степени представлен на рис.2.13. Конструкция этой ступени принципиально идентична конструкции насоса ПН-40УВ (см. рис. 2.4). Однако имеется ряд отличий. Так, на валу насоса вместо стакана с манжетами (поз. 7 на рис. 2.4) установлено уплотнение торцового типа, показанного на рис. 2.14. В специальном держателе закреплено уплотнительное кольцо 1 (см. рис. 2.14), выполненное из силицированного графита. Пружинами 8 в стакане 7 оно прижимается ко второму кольцу из этого же материала, закрепленному на колесе насоса. Их контакт торцами обеспечивает требуемую герметизацию насоса. Манжета 5 служит для предотвращения поступления воды в корпус насоса. Наиболее важным в рассматриваемой конструкции рис. 2.13 является привод ступени вала насоса высокого давления2. Он обеспечивается фрикционной муфтой 5, б. Ведущие диски фрикционной муфты размещены на ее ведущей части «б», которая шпонкой зафиксирована на валу насоса. Ведомые фрикционные диски размещаются в верхней части ведомой муфты 5. Она установлена на двух подшипниках качения на валу насоса. На левой части этой муфты нарезано зубчатое колесо. При разобщенных ведущих и ведомых фрикционных дисках зубчатое колесо на муфте 5 при вращающемся валу насоса будет неподвижным. На валу насоса в осевом направлении вилкой 8 перемещается нажимная втулка 17. При ее включении (перемещение влево, направляется штифтом В в пазу вала насоса) скосом ее внутренней поверхности будет поворачиваться большое плечо рычага а и сжимать фрикционные диски. 1 2 54 См. Пожарная техника : учебник ; под ред. М. Д. Безбородько. – М., 2004. Ниже будет рассмотрен в основном насос НЦПК-40/100-4/400 – 1В-Т. 55 44 10 2 3 А 24 23 2221 20 19 1 А б 9 16 15 8 Дренажное отверстие В а 6 7 18 17 4 5 2 10 14 13 11 12 Рис. 2.13. Ступень нормального давления: 1 – полумуфта; 2 – втулка упорная; 3 – подшипник; 4 – прокладки регулировочные; 5, б – муфта фрикционная; 6 – гайка регулировочная; 7 – болт стопорный; 8 – вилка; 9 – подшипник; 10, 11, 21 – резиновое уплотнительное кольцо; 12 – крышка насоса; 13 – колесо рабочее; 14 – кран сливной; 15 – блок уплотнительный; 16 – пробка сливная; 17 – втулка нажимная; 18 – корпус насоса; 19 – кольцо упорное; 20 – кольцо прижимное; 22 – червяк; 23 – корпус задней опоры; 24 – манжета; а – рычаг; В – штифт Пожарная техника Пожарная техника 1 8 2 7 6 3 4 5 Рис. 2.14. Блок уплотнительный: 1 – кольцо уплотнительное; 2 – втулка упорная; 3, 4, 6 – кольцо уплотнительное; 5 – манжета; 7 – стакан; 8 – пружина При этом зубчатое колесо муфты 5 приведет во вращение вал ступени насоса высокого давления. Включение ступени высокого давления осуществляется вилкой 8, указанной на рис. 2.13. Ступень высокого давления. Продольный ее размер представлен на рис. 2.15. В корпусной детали 5 на подшипниках 1 серии 308 установлен полый вал-шестерня 4. Концевой подшипник 1 вмонтирован в специальный корпус 3. В осевом направлении он фиксируется крышкой 35, отделяющей внутреннюю полость вала шестерни 4 от внутренней полости корпуса ступени 5. Ступень насоса высокого давления состоит из двух рабочих колес. Оба колеса одинаковых размеров. Изоляция колес от корпуса насоса осуществлена щелевыми уплотнениями 9 (как в насосе ПН-40УВ), уплотнительный блок 26 торцового типа (как в ступени нормального давления, поз.15 на рис. 2.13 и 2.14). У щелевого уплотнения корпусной части 15 установлено проставочное колесо 16. Им обеспечивается изменение направления потока воды из щелевого уплотнения во всасывающую полость рабочего колеса 18. Ступень насоса высокого давления представляет собой центробежный двухступенчатый насос консольного типа со встречно-расположенными рабочими колесами. Рабочие колеса 20 и 18 установлены задними дисками друг к другу. Этим осуществляется разгрузка подшипников от осевых усилий. В конструкции ступени высокого давления предусмотрено уменьшение влияния на вал действующих моментов. Это обеспечивается тем, что закручивание лопаток рабочих колес 18 и 20 противоположны по направлению. Так, если смотреть на колесо 18 со стороны входа жидкости, то его лопатки закручены направо, а в колесе 20 – налево. 56 57 33 32 31 34 35 8 30 2 3 29 28 27 26 2524 21 9 8 4 5 1 6 7 А–А 20 19 18 17 16 15 13 14 10 11 12 А 38 37 36 А 3 отв. М8 4 отв. М4 58 Рис. 2.15. Ступень высокого давления: 1 – подшипник; 2, 8, 21, 31, 33 – кольца уплотнительные (ГОСТ 18829-73); 3 – корпус подшипника; 4 – вал-шестерня; 5 – корпус насоса; 6 – шайба упорная; 7 – винт фиксирующий; 9 – кольцо щелевого уплотнения; 10 – шайба; 11 – гайка корончатая; 12 – шплинт; 13 – втулка с калиброванным отверстием; 14 – втулка; 15 – корпус насоса; 16 – проставочное кольцо; 17 – аппарат направляющий; 18 – колесо рабочее с лопатками, закрученными направо (если смотреть со стороны входа в колесо); 19 – аппарат направляющий; 20 – колесо рабочее с лопатками, закрученными налево; 24 – трубка; 25 – кольцо уплотнительное; 26 – блок уплотнительный; 27 – кольцо регулировочное; 28 – колесо зубчатое; 29 –подшипник; 30 – ось; 32 – прокладка регулировочная; 34, 35 – крышка; 36, 37 – кран сливной б 1 а Пожарная техника Пожарная техника В корпусной детали 5 установлено промежуточное зубчатое колесо 28, обеспечивающее передачу мощности от вала ступени нормального давления на вал 4 секции высокого давления. Передаточное отношение рассматриваемого редуктора равно 2,33. Следовательно, при частоте вращения вала ступени нормального давления равной, 2700 об/мин, вал ступени высокого давления будет вращаться с частотой более 6000 об/мин. При такой частоте вращения подшипники качения сильно нагреваются, что сокращает установленный для них ресурс работы. Поэтому в конструкции ступени высокого давления предусмотрено охлаждение подшипников и вала. Оно осуществляется двумя способами, образуя два контура охлаждения. По первому контуру вода из напорной части у рабочего колеса 20, поступая во всасывающую полость рабочего колеса 18, под большим напором через калиброванное отверстие втулки 13 будет протекать внутрь трубки 24, закрепленной на валу 4. По выходу из кольца трубки 24 она будет перетекать между внутренней полостью вала 4 и наружной поверхностью трубки 24 и выйдет по отверстию во всасывающую полость рабочего колеса 20. Этим обеспечивается охлаждение вала 4 и подшипников 1. По второму контуру вода, как показано стрелкой а, будет поступать из напорного коллектора ступени нормального давления в камеру охлаждения ступени высокого давления, а потом отводиться во всасывающую полость ступени нормального давления. Ступени нормального и высокого давления объединены в один общий агрегат – насос центробежный пожарный комбинированного тушения – НЦПК-40/100-4/400-1В-Т. Общее устройство насоса. В конструкции насоса применяется ряд элементов, раньше не использовавшихся в насосах. Поэтому следует описать их назначение и устройство. Падающий клапан тарельчатого типа устанавливается в коллекторе на входе в него воды из ступени нормального давления. На рассматриваемом насосе отсутствуют напорные задвижки. Поэтому обратный клапан предназначен для предотвращения обратного тока воды при остановке насоса, когда рукава проложены в верхние этажи зданий, а также для герметизации полости насоса при работе вакуумной системы. В некоторых насосах с его помощью осуществляется индикация подачи воды. Устройство клапана показано на рис. 2.16. 58 Глава 2. Центробежные пожарные насосы 12 1 2 3 4 11 5 Рис. 2.16. Падающий клапан: 1 – крышка; 2 – направляющая; 3 – магнит; 4 – замыкатель; 5 – крышка; 6 – коллектор; 7 – шток; 8 – клапан; 9 – направляющий винт; 10, 11 и 12 – уплотнительные кольца 10 6 7 9 8 На штоке 7 клапана установлен постоянный магнит 3, необходимый для индицирования нулевой подачи насоса. Она осуществляется магнитноэлектрическим контактом 4, установленным на направляющей 2. При работе насоса поток воды переместит клапан в верхнее положение. При прекращении подачи воды под тяжестью собственного веса он опустится вниз и перекроет путь воды из насоса в коллектор. Напорный вентиль предназначен для перекрытия трубопроводов в водопенных коммуникациях насоса. Устройство напорного вентиля показано на рис. 2.17. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 Рис. 2.17. Напорный вентиль: 1 – накладка; 2 – кольцо уплотнительное; 3 – клапан; 4 – корпус клапана; 5 – корпус вентиля; 6 – манжета; 7 – втулка направляющая; 8 – винт; 9 – пресс-масленка; 10 – втулка с резьбой; 11 – шпонка; 12 – маховик 59 Пожарная техника На винте 8 размещен клапан 3. При вращении маховика 12 винт 8 ввинчивается во втулку 10, открывая путь воде из коллектора в рукавную линию. Пресс-масленка 9 предназначена для введения смазочного материала внутрь корпуса вентиля при техническом обслуживании насоса. Сливной кран шарового типа предназначен для слива воды из полостей насоса. Устройство крана показано на рис. 2.18. 1 2 4 3 5 А 6 2 Б 7 11 8 10 2 Рис. 2.18. Кран сливной: 1 – ось; 2, 3, 4, 6 – кольца уплотнительные (ГОСТ 18829-73); 5 – опора; 6 – кольцо; 7 – корпус; 8 – шарик; 9 – штуцер; 10 – опора; 11 – втулка 9 На насосе имеются два крана. Отверстия А и Б обеспечивают слив воды из двух разных полостей насоса. Устройство второго крана полностью идентично показанному на рисунке, с той лишь разницей, что отверстие Б не сообщается с проточной полостью крана, а имеет самостоятельный выход и выполняет роль дренажного отверстия, обеспечивая слив утечек через торцевое уплотнение. Фильтр. Ступени нормального и высокого давления включены последовательно. Вода из напорного коллектора ступени нормального давления поступает во всасывающий патрубок ступени высокого давления через специальный фильтр. Его устройство показано на рис. 2.19. 1 2 3 4 Рис. 2.19. Фильтр: 1 – крышка; 2 – кольцо уплотнительное 065-070-30 ГОСТ 18829-73; 3 – сетка; 4 – корпус 60 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Клапан перепускной. Устройство клапана показано на рис. 2.20. Усилие пружины 4 обеспечивает открытие клапана при давлении свыше 20 кг/см2. Поэтому при работе ступени низкого давления клапан закрыт. Он открывается при включении в работу ступени высокого давления только в случае, когда закрыты стволы распылители или вентили. При этом вода, частично, через штуцер 1 перетекает по трубопроводу, соединяющем его с цистерной. Этим предотвращается перегрев насоса при нулевой подаче воды. 1 2 3 4 5 6 7 Рис. 2.20. Клапан перепускной: 1 – штуцер; 2 – кольцо уплотнительное 013-016-19 ГОСТ 18829; 3 – прокладки регулировочные; 4 – пружина; 5 – клапан; 6 – прокладка уплотнительная; 7 – втулка Общее устройство насоса представлено на рис. 2.21. Для облегчения его изучения на рис. 2.22 представлена принципиальная схема размещения на нем аппаратуры, механического привода и водопенных коммуникаций. На этом рисунке цифровые обозначения приняты такими же, как и на рис. 2.21. На коллекторе 2 насоса нормального давления 14 имеется три вентиля. Вентиль 1 – для соединения с прокладываемыми рукавными линиями, вентиль 10 – для заполнения цистерны водой из водоисточников. Вместо заглушки 26 может быть установлен вентиль для подачи огнетушащих веществ в лафетный ствол. Вентили нормального давления аналогичны по конструкции, представленной на рис. 2.17. Внутри коллектора размещен падающий клапан (см. рис. 2.16). На коллекторе установлен вакуумный шаровой кран 25 с патрубком 24 для соединения с вакуумным насосом. На коллекторе установлен также пеносмеситель 6, к которому из пенобака подводится пенообразователь. Во всасывающую полость рабочего колеса 14 он подается по трубе б (см. рис. 2.22). 61 62 44 10 1 11 29 30 21 28 22 23 24 25 27 26 Рис. 2.21. Насос НЦПК-40/100-4/400-1В-Т: 1 – вентиль напорный нормального давления; 2 – коллектор нормального давления; 3 – панель управления; 4 – рукоятка включения эжектора; 5 – показывающий прибор тахометра; 6 – пеносмеситель; 7 – рукоятка дозатора; 8 – счетчик времени наработки; 9 – дозатор; 10 – вентиль напорный подачи воды в цистерну; 11 – патрубок подвода пенообразователя; 12 – манометр нормального давления; 13 – рукоятка включения привода ступени высокого давления; 14 – ступень нормального давления; 15 – кран слива воды из ступени нормального давления; 16 – рукоятка управления сливными кранами ступени высокого давления; 17 – ступень высокого давления; 18 – манометр высокого давления; 19 – мановакуумметр; 20 – проушина для переноски насоса; 21 – клапан перепускной; 22 – коллектор высокого давления; 23 – кран высокого давления; 24 – патрубок всасывающий; 25 – кран вакуумный; 26 – заглушка выхода на лафетный ствол; 27 – механизм управления сливными кранами; 28 – краны слива воды из ступени высокого давления; 29 – первичный преобразователь тахометра; 30 – фильтр 16 13 14 9 17 15 2 3 4 5 6 78 12 1 18 19 20 Пожарная техника Глава 2. Центробежные пожарные насосы 23 25 26 22 21 6 2 17 1 30 10 б а 14 Рис. 2.22. Принципиальная схема размещения аппаратуры на пожарном насосе НЦПК-40/100-4/400 В ступень насоса 17 высокого давления вода подводится из коллектора 2 через фильтр 30 (см. рис. 2.21). Пройдя оба рабочих колеса под высоким напором, она поступает в коллектор высокого давления 22. На коллекторе установлен клапан перепускной 21 и шаровой кран высокого давления 23, к его патрубку присоединен рукав (на рукавной катушке), на конце которого закрепляется ствол-распылитель. Перепускной клапан 21 установлен на коллекторе 22 ступени высокого давления. От него вода отводится в цистерну. Заполнение цистерны водой из водоисточников производится включением вентиля 10. Из анализа рис. 2.21 и рис. 2.22 следует, что подача воды из ступени нормального давления осуществляется при открытых вентилях 1 и 26, если включен лафетный ствол. Включение в работу ступени высокого давления 17 осуществляется механизмом включения а ( см. на рис. 2.22), показанном также на рис. 2.13 (поз. а, б, 5 и 8). При этом вода из коллектора 2 ступени нормального давления поступает через фильтр 30 к колесам ступени высокого давления 17, как показано на рис. 2.21, 2.22. 63 Пожарная техника Пенообразователь после пеносмесителя 6 поступает во всасывающую полость по трубе б (см. рис. 2.22), а затем в смеси с водой подается в рукавные линии. На панели управления 3 размещены: рукоятка включения эжектора 4, показывающий прибор тахометра 5, рукоятка дозатора пенообразователя 7 и счетчик времени наработки 8. Кроме того, на насосе установлен мановакуумметр 19 и два манометра 12 и 18 в ступенях нормального и высокого давления. Комбинированный пожарный насос может подавать на тушение огнетушащие вещества в режимах: – нормального давления, когда подача осуществляется только ступенью низкого давления; – высокого давления, когда подача производится только ступенью высокого давления; – совместной работы, когда подача осуществляется двумя ступенями. При работе в указанных режимах, естественно, будут различными показатели технических характеристик ступеней насоса. Основные их значения при номинальных частотах вращения приводного вала насоса приводятся в табл. 2.5. Таблица 2.5 Наименование показателя Ступени насоса Размерность нормального давления высокого давления совместная работа об/мин 2700 6300 2700 и 6300 Напор м 100 400 100 и 400 Подача л/с 40 4 15 и 2 Потребляемая мощность кВт 60 51,5 80 Номинальная частота вращения вала Примечание. В графе совместная работа приводятся данные ступени нормального и высокого давления. Рабочие характеристики различных ступеней насоса представлены на рис. 2.23. Они получены при частоте вращения приводного вала (вала насоса ступени низкого давления) равной 2700 об/мин и глубине всасывания 3,5 м. Наибольшая геометрическая высота всасывания равна 7,5 м. при этой глубине всасывания подача воды при напоре первой ступени должна быть не менее 20 л/с. 64 Глава 2. Центробежные пожарные насосы 100 3 10 300 2 200 3 50 100 50 30 40 Подача Q, л/с 20 Мощность N, кВт; КПД, % 50 100 4 2 0 1 400 Напор Н, м Напор Н, м; мощность N, кВт; кпд, % 1 0 1 а 5 3 4 Подача Q, л/с 2 б мощность N, кВт; КПД, % Напор Н, м; 100 1 2 50 3 0 10 20 30 40 Подача Q, л/с в Рис. 2.23. Рабочие характеристики НЦПК-40/100-4/400: а – ступень нормального давления при выключенной ступени высокого давления; б – ступень высокого давления при нулевой подаче ступени нормального давления; в – ступень нормального давления при подаче ступени высокого давления, л/с, на один ствол-распылитель СРВ9-2/400-80. 1 – напор Н, м; 2 – мощность N, кВт, 3 – КПД, %; 4 – напор Н, м, при n = 2500 об/мин Конструкция ступени нормального давления является аналогом пожарного насоса НЦПВ 40/400. В нем только не имеется привода ступени высокого давления и, естественно, элементов, связывающих обе ступени. Параметры технической характеристики и рабочая характеристика соответствуют данным табл. 2.5 и рис. 2.23, б. 65 Пожарная техника 2.2.2. Система подачи пенообразователя Пеносмеситель обеспечивает подсос пенообразователя и дозированную его подачу во всасывающую полость ступени нормального давления. Пеносмеситель и дозатор (поз. 6 и поз. 9, рис. 2.21) установлены на коллекторе ступени низкого давления. Принципиальная схема пеносмесителя показана на рис. 2.24. 2 3 4 5 1 Рис. 2.24 Схема пеносмесителя: 1 – сопло; 2 – кран включения; 3 – рукоятка; 4 – дозатор; 5 – заслонка регулирующая; 6 – клапан лепестковый; 7 – диффузор 6 7 Рукоятка крана и дозатора выведены на приборную панель. Рукоятка крана имеет два положения: «ОТКР.» и «ЗАКР.». Шкала дозатора имеет несколько фиксированных положений (от 1 до 5). Они соответствуют концентрации пенообразователя, равной 3 или 6 %. Каждое положение соответствует количеству одновременно подключенных пеногенераторов ГПС-600. Положение 1В обеспечивает работу с высоконапорным стволом-распылителем. Регулирование подачи пенообразователя осуществляется изменением положения угла заслонки 5 от 6 до 90°. При этом изменяется проходное сечение подающей магистрали. Фрагмент привода заслонки 5 дозатора показан на рис. 2.25. 3 2 1 5 4 6 66 Рис. 2.25. Привод заслонки: 1 – ось рукоятки; 2 – зубчатое колесо; 3 – зубчатый сектор; 4 – ось зубчатого сектора; 5 – упор; 6 – корпус Глава 2. Центробежные пожарные насосы На оси 4 закреплен сектор 3 зубчатого колеса. Он поворачивается зубчатым колесом 2, установленным на оси рукоятки 1. Передаточное число этой передачи равно 3. Этим за счет увеличения угла поворота рукоятки до 270° обеспечивается плавное регулирование положения заслонки. Упор 5 служит для ограничения угла поворота сектора 3. В тыловой части дозатора на оси заслонки закреплено резиновое кольцо. Оно увеличивает момент трения о цилиндрическую поверхность, охватывающую кольцо. Этим исключается самопроизвольный разворот заслонки 5 (см. рис. 2.25). Обратный лепестковый клапан (поз. 6, рис. 2.24) предназначен предотвращать доступ воды в пенобак при работе от гидранта, когда останавливают насос, не закрыв предварительно кран подачи пенообразователя из пенобака в насос. 5 4 Рис. 2.26. Схема отсекателя: 1 – корпус; 2 – сильфон; 3 – пружина; 4 – стержень; 5 – рычаг; 6 – тяга; 7 – клапан; 8 – трубопровод подачи пенообразователя 3 2 1 6 7 Вода В 8 А В этом насосе предусмотрено отключение подачи пенообразователя при перекрытии ствола. Принципиальная схема отсекателя поступления пенообразователя представлена на рис. 2.26. Пенообразователь поступает из пенобака (стрелка А) по трубопроводу 8 в пеносмеситель (стрелка В). При открытом пенном стволе клапан 7 открыт и пенообразователь поступает в дозатор. При перекрытии пенного ствола возросший напор деформирует сильфон в осевом направлении и, преодолевая усилие пружины 3, стержень 4, воздействуя на рычаг 5 и тягу 6 перекрывает трубопровод. 2.2.3. Вакуумная система водозаполнения Вакуумная система предназначена для создания в центробежном насосе разрежения, необходимого для заполнения его водой из водоемов. Она включает вакуумный насос, вакуумный кран (поз. 25 на рис. 2.21), блок управления, датчик заполнения, электродвигатель. Система автономная с питанием от аккумуляторной батареи пожарного автомобиля. 67 Пожарная техника Включение всех указанных частей системы представлено на рис. 2.27. в атмосферу 8 1 4 2 5 6 7 9 10 3 11 12 Рис. 2.27. Принципиальная схема вакуумной системы: 1 – аккумуляторная батарея; 2 – выключатель; 3 – блок управления; 4 и 5 – кабели; 6 – электромотор; 7 – вакуумный насос; 8 – сосуд с маслом; 9 – вакуумный кран; 10 – фрагмент коллектора нормативного давления; 11 – электрод; 12 – изолятор Вакуумный насос. Вакуумный насос пластинчатого типа. Его устройство показано на рис. 2.28. В корпусе 6 насоса запрессована гильза 4. Внутри ее размещен ротор 3 со вставленными в него лопатками 2. При вращении ротора пластины под влиянием центробежных сил прижимаются к внутренней поверхности гильзы 4. При этом образуются 5 замкнутые рабочие полости различ6 ного объема. При вращении ротора (против часовой стрелки) полости перемещаются от всасывающего окна, сообщающегося со входным патрубком 5 к выходному окну, которое сообщается с выходным патрубком 1. Каждая рабочая полость в области всасывающего окна захватывает порции воздуха и перемещает 4 3 2 1 ее к выходному окну, выбрасывая в атмосферу. При работе насоса в него поступает масло для смазывания рабоРис. 2.28. Вакуумный насос: чих поверхностей пластин, находя1 – выходной патрубок; 2 – лопатки; 3 – ротор; 4 – гильза; щихся в контакте с внутренней по5 – входной патрубок; 6 – корпус верхностью гильзы. Масло поступает 68 Глава 2. Центробежные пожарные насосы во всасывающую полость насоса из находящегося рядом бачка за счет разрежения создаваемого в нем всасываемым воздухом. Требуемый расход масла регулируется разрежением. Масло в насос поступает через калиброванное отверстие в трубке. Вакуумный насос создает максимальное разрежение не менее 0,08 МПа. Время заполнения насоса при высоте всасывания hвс = 3,5 м не более 20 с и при hвс = 7,5 м – не более 40 с. Датчик заполнения. Он представляет собой электрод 11 (рис. 2.27), установленный через изолятор 12 в верхней части коллектора 10. Он срабатывает следующим образом. При заполнении верхней части коллектора водой изменяется электрическое сопротивление между электродом 11 и корпусом 10. Это изменение фиксируется блоком управления 3. При этом формируется сигнал на отключение электродвигателя 6 вакуумного насоса 7. Электродвигатель. В системе вакуумирования используется двигатель постоянного тока, который при напряжении 12 В потребляет ток до 150 А. За один цикл водозаполнения потребляется энергия 0,5–2,0 А·час. Электродвигатель и вакуумный насос соединены муфтой. Вакуумный насос, в свою очередь, соединен шлангом с вакуумным краном, установленном на коллекторе ступени нормального давления. При вакуумировании масло из сосуда эжектируется внутрь насоса и смазывает зоны контакта пластин с поверхностью гильзы насоса. Блок управления (БУ). 11 22 33 Блок управления предназначен 88 для обеспечения работы вакуумной системы в ручном и ав77 томатическом режимах и визуальной индикации о состоянии системы (рис. 2.29). 66 Тумблер 1 «Питание» 44 служит для подачи питания к цепям управления вакуум55 ным агрегатом и для задействования световых индикаторов о состоянии вакуумной системы. Тумблер 2 «Режим» служит для изменения режима раРис. 2.29. Блок управления: боты системы – автоматического («Авт.») или ручного 1 – тумблер «Питание»; 2 – тумблер «Режим»; 3 – кронштейн для крепления блока; («Ручн.»). 4 – кабель соединения с вакуумным агрегатом; Кнопка 8 «Пуск» служит 5 – кабель соединения с датчиком заполнения; для включения двигателя ва- 6 – кнопка «Стоп»; 7 – световые индикаторы; куумного агрегата. 8 – кнопка «Пуск» 69 Пожарная техника Кнопка 6 «Стоп» служит для выключения двигателя вакуумного агрегата и для снятия блокировки после загорания индикатора «Не норма». Кабели 4 и 5 служат для соединения блока управления, соответственно, с двигателем вакуумного агрегата и с датчиком заполнения. Световые индикаторы предназначены для визуального контроля за состоянием вакуумной системы: Ниже приведено назначение индикаторов. «Питание» «Вакуумирование» «Насос заполнен» «Не норма» Питание блока управления включено Электродвигатель вакуумного агрегата включен, вакуумный насос работает Пожарный насос полностью заполнен водой, сработал датчик заполнения Зафиксировано наличие одной или нескольких неисправностей системы: 1) превышено максимальное время непрерывной работы вакуумного насоса (45–55 с) вследствие недостаточной герметичности всасывающей магистрали или иной причины; 2) отсутствует или плохой контакт тягового реле вакуумного агрегата вследствие подгорания контактов тягового реле; 3) электродвигатель перегружен (заклинило ротор вакуумного насоса посторонними предметами или вследствие замерзания воды) В зависимости от комбинации положений тумблеров «Питание» и «Режим» вакуумная система может находиться в четырех возможных режимах1. 1. В нерабочем состоянии тумблер «Питание» должен находиться в положении «Откл», а тумблер «Режим» – в положении «Авт». Данное положение тумблеров является единственным, при котором нажатие на кнопку «Пуск» не приводит к включению электродвигателя вакуумного агрегата. Индикация отключена. 2. В автоматическом режиме (основной режим) тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл.», а тумблер «Режим» – в положении «Авт.». При этом электродвигатель включается кратковременным нажатием кнопки «Пуск». Отключение производится либо автоматически (при срабатывании датчика заполнения или одного из видов защиты электропривода), либо принудительно – нажатием кнопки «Стоп». Индикация включена и отражает состояние вакуумной системы. 1 Эти режимы полностью заимствованы из Руководства по эксплуатации КШИН.062223.00287 «Насос центробежный пожарный комбинированный НЦПК40/100-4/400», 2003. 70 Глава 2. Центробежные пожарные насосы 3. В ручном режиме тумблер «Питание» должен находиться в положении «Вкл.», а тумблер «Режим» – в положении «Ручн.». Двигатель включается нажатием кнопки «Пуск» и работает до тех пор, пока кнопка «Пуск» удерживается в нажатом состоянии, независимо от показаний световых индикаторов, которые отражают состояние процесса водозаполнения, свидетельствуют о ненормальном режиме работы системы, но не влияют на работу двигателя, так как электронная защита привода в этом режиме отключена. То есть в случае ненормальной работы электропривода (перегрузка двигателя, отсутствует или плохой контакт в тяговом реле, превышение времени непрерывной работы) автоматического отключения не происходит, а только загорается индикатор «Не норма». Данный режим предназначен для возможности работы в случае сбоев в системе автоматики, при ложных срабатываниях блокировок. При этом режиме контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется визуально по индикатору «Насос заполнен». 4. Для обеспечения выполнения оперативно-тактической задачи на пожаре в случае отказа электронного блока, когда в автоматическом режиме система не работает, а в ручном режиме световые индикаторы не отражают реально происходящих процессов, существует аварийный режим, при котором тумблер «Питание» необходимо выключить, а тумблер «Режим» перевести в положение «Ручн.». При этом режиме электродвигатель управляется так же, как и в ручном режиме, но индикация при этом отключена, и контроль момента окончания процесса водозаполнения и отключения двигателя вакуумного насоса осуществляется по появлению воды из выхлопного патрубка. Систематическая работа в этом режиме недопустима, так как может привести к серьезным поломкам элементов вакуумной системы. Поэтому сразу же по возвращении в часть после возникновения необходимости использовать систему в этом режиме следует выяснить и устранить причину неисправности блока управления. Порядок проверки работоспособности вакуумной системы: 1) На всасывающий патрубок ПН установить заглушку и, закрыв все краны, открыть вакуумный кран. 2) Установить тумблер «Режим» блока управления в положение «Авт.». Тумблер «Питание» установить в положение «Вкл.». При этом загорается индикатор «Питание». 3) Нажать кнопку «Пуск». При этом загорается индикатор «Вакуумирование». Разрежение должно нарастать. Во время работы вакуумного насоса масло в трубке от бачка к насосу должно подниматься. 4) По достижении разрежения не менее 0,75 кгс/см2 закрыть вакуумный кран и отключить часть вакуумный насос, нажав кнопку «Стоп». 71 Пожарная техника 5) По истечении 3 мин повторно измерить величину разрежения в полости насоса. Различие в показаниях больше 0,2 кгс/см2 свидетельствует о неплотностях в НП или коммуникациях. Неплотности обнаруживают визуально по наличию утечек воды при работе насоса или опрессовкой насоса. 2.2.4. Техническое обслуживание насосов Во избежание преждевременного выхода насоса из строя необходимо при эксплуатации и техническом обслуживании насоса учитывать следующие требования: – исключить возможность попадания посторонних предметов во внутренние полости насоса; – следить за состоянием системы смазки вакуумного насоса: своевременно пополнять масляный бачок и устранять возможные засоры маслопровода и другие неисправности; – использовать вакуумный насос только по прямому назначению; – не допускать работу вакуумного агрегата с превышением времени непрерывной работы более 1 мин за один цикл водозаполнения и более трех длительных (до 1 мин) циклов водозаполнения подряд; – не допускать попадания воды в вакуумный насос; – не оставлять насос, залитый водой (тем более зимой в неотапливаемом помещении); – следить за уровнем масла в картере ступени нормального давления и своевременно заменять его. Для обеспечения постоянной технической готовности насоса предусматриваются следующие виды технического обслуживания: ежедневное техническое обслуживание (ЕТО), техническое обслуживание ТО-1 и техническое обслуживание ТО-2. Сроки проведения технического обслуживания ТО-1 и ТО-2 насоса должны совпадать со сроками проведения ТО-1 и ТО-2 пожарного автомобиля. Перечень работ для указанных видов технического обслуживания приведен в табл. 2.6. Таблица 2.6 Содержание работ Технические требования (методика проведения) Ежедневное техническое обслуживание Проверка работоспособности кранов Открыть полностью и вновь закрыть все и вентилей вентили и краны. Вращение маховиков и рукояток должно быть плавным, без заеданий Проверка целостности коммуникаций Осмотреть наружные поверхности насоса насоса и коммуникаций. Не должно быть трещин, пробоин и других повреждений, а также утечек масла из масляных емкостей 72 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Окончание табл. 2.6 Содержание работ Технические требования (методика проведения) Проверка наличия масла: в картере ступени нормального давления; Уровень масла должен быть между рисв масляном бачке вакуумного агрегата ками на щупе. Уровень масла в бачке должен быть не менее 2/3 объема бачка. При необходимости долить масло. Перечень смазочных материалов приведен РЭ на насос Проверка работоспособности вакуумной См. порядок проверки работоспособносистемы, герметичности насоса сти ВН. Приведен в РЭ на насос и его коммуникаций Чистка насоса Очистить наружные поверхности насоса от пыли и грязи, потеков пенообразователя и смазки Техническое обслуживание ТО-1 Выполнить работы ЕТО Проверка затяжки крепежных деталей См. выше Проверить затяжку крепежа насоса и его элементов Проверка расхода масла Средний расход масла за цикл работы в 30 с должен быть не менее 2 мл. При несоответствии – прочистить жиклер маслопровода или уменьшить вязкость масла Очистка фильтра на входе ступени высо- Ослабить гайки крепления и снять крышкого давления ку фильтра, вынуть из корпуса сетку, очистить ее и собрать фильтр в обратной последовательности Техническое обслуживание ТО-2 Выполнить работы ТО-1 См. выше Замена масла в картере ступени нормаль- Слить отработанное масло через отверного давления стие в нижней части корпуса, закрытое пробкой. Залить новое масло через отверстие в корпусе, закрытое щупом, до уровня верхней риски щупа Очистка рабочих поверхностей датчика Вынуть датчик за изолятор из коллектора заполнения нормального давления, очистить электрод и видимую часть поверхности коллектора до металла, при установке датчика обратно смазать выступающую поверхность уплотнительного кольца любой густой смазкой типа Литол-24 73 Пожарная техника При эксплуатации НЦПК-40/100-4/400 и НЦПН-40/100 возможно возникновение различных неисправностей. Внешние признаки их возникновения, вероятные их причины и способы устранения приводятся в табл. 2.7. Таблица 2.7 Наименование отказа, его внешние признаки Вероятная причина Способ устранения Система водозаполнения 1. Вакуумный насос работает, разрежение в норме, вода в насос не поступает 1. Засорена всасы- 1. Очистить всасывающую сетку. вающая сетка. 2. Расслоение всасы- 2. Заменить неисправные рукава вающих рукавов 2. Вакуумный насос 1. Подсос воздуха: работает, разрежение во всасывающей недостаточное, через линии; 45–55 с происходит авчерез незакрытые томатическое отключесливные краны ние вакуумного насоса, горит индикатор «Не норма» 2. Недостаточное напряжение питания вакуумного агрегата (при работающем агрегате напряжение на клемме «2» – менее 9В) 3. Недостаточная смазка вакуумного насоса 3. При включении тумблера питание блока управления индикатор «Питание» не загорается, при нажатии на кнопку «Пуск» в автоматическом режиме вакуумный насос не запускается, в ручном режиме запускается 74 1. Проверить соединительные головки всасывающих рукавов, устранить неплотности в насосе. Снять блокировку, нажав кнопку «Стоп» (при этом индикатор «Не норма» должен погаснуть) и повторить операцию водозаполнения. 2. Произвести заполнение в ручном режиме. По возвращении в часть проверить и при необходимости зачистить контакты силовых кабелей и полюсные выводы аккумуляторной батареи, смазать их вазелином и надежно затянуть. Проверить напряжение на двигателе работающего вакуумного агрегата и степень заряженности аккумуляторной батареи. 3. Заполнить бачок маслом 1. Неисправность 1. Работать в ручном режиме. По блока управления возвращении в часть устранить не(неисправен тумблер исправность блока или нарушены его цепи) Глава 2. Центробежные пожарные насосы Продолжение табл. 2.7 Наименование отказа, его внешние признаки Вероятная причина 4. В автоматическом режиме вакуумный насос запускается, но через 1–2 с останавливается, индикатор «Вакуумирование» гаснет и загорается индикатор «Не норма». В ручном режиме насос работает нормально Способ устранения 1. Окислены наконечники проводов на контактных болтах тягового реле или ослабли гайки их крепления. 2. Большое (более 0,5 В) падение напряжения между контактными болтами тягового реле при работе электродвигателя 5. При работе в авто- 1. Обрыв цепей датматическом режиме чика заполнения после забора воды автоматического отключения вакуумного насоса не происходит 1. Зачистить наконечники и затянуть гайки. 6. Вакуумный насос не запускается ни в автоматическом ни в ручном режиме. Через 1–2 с после нажатия кнопки «Пуск» гаснет индикатор «Вакуумирование» и загорается индикатор «Не норма» 1. Обрыв электрических цепей между блоком управления и вакуумным агрегатом. 2. Плохой контакт в силовых цепях питания вакуумного агрегата. 1. Устранить обрыв цепи. 3. Подгорели контакты тягового реле. 4. Электродвигатель перегружен (ротор вакуумного насоса заторможен замерзшей водой или посторонними предметами) 3. Заменить тяговое реле. 2. Снять тяговое реле, проверить легкость перемещения якоря. Если якорь перемещается свободно, то причиной является подгорание контактов тягового реле. Зачистить контакты или заменить реле 1. Устранить обрыв 2. Зачистить и затянуть клеммы силовых кабелей на аккумуляторной батарее и вакуумном агрегате. 4. Проверить состояние вакуумного насоса. В зимнее время принять меры, исключающие примерзание деталей вакуумного насоса 7. При работе в автома- 1. Обрыв цепей дат- 1. Устранить обрыв тическом режиме после чика заполнения забора воды автоматического отключения вакуумного насоса не происходит 75 Пожарная техника Продолжение табл. 2.7 Наименование отказа, его внешние признаки 8. В автоматическом режиме вакуумный насос не работает, в ручном режиме работа световых индикаторов не соответствует состоянию вакуумной системы Вероятная причина Способ устранения 1. Неисправна электронная система автоматики блока управления 1. Выключить тумблер «Питание», тумблер «Режим» установить в положение «Ручн.» и работать как в ручном режиме. Момент окончания заполнения контролировать после появления воды из выхлопного патрубка, затем немедленно закрыть вакуумный кран и спустя 2–3 с остановить вакуумный насос. Такой режим является нештатным и допускается только в исключительных случаях. По окончании работы на пожаре необходимо сразу же устранить неисправность блока управления 9. При работе ваку- 1. Смазочное масло умного насоса отме- не той марки или чается, что расход слишком вязкое масла слишком мал (в среднем менее 1 мл за цикл работы) 1. Заменить на масло моторное всесезонное ГОСТ 10541, уменьшить вязкость в зимний период. 2. Прочистить дозирующее отверстие жиклера леской диаметром 0,4– 0,5 мм. Применение проволоки не рекомендуется во избежание обламывания проволоки и заклинивания ею вакуумного насоса Центробежный насос 10. При работе насоса 1. Засорена всасы- 1. Очистить всасывающую сетку. снизилась подача, дав- вающая сетка. ление на выходе ниже 2. Засорен фильтр 30 2. Очистить фильтр. (см. рис. 1.9) на вхонормы де ступени высокого давления. 3. Подача насоса 3. Уменьшить подачу (число рабопревышает допусти- тающих стволов или частоту вращемую для данной вы- ния). соты всасывания. 4. Засорены рабочие 4. Очистить рабочие полости насоса полости насоса (каналы рабочих колес или направляющих аппаратов) 11. При работе насоса 1. Ослабли болты наблюдаются стуки и крепления насоса. 2. В полость насоса вибрация попали посторонние предметы. 3. Износ рабочих органов насоса 76 1. Подтянуть болты. 2. Удалить посторонние предметы. 3. Насос подлежит капитальному ремонту Глава 2. Центробежные пожарные насосы Окончание табл. 2.7 Наименование отказа, его внешние признаки Вероятная причина 12. Вал насоса не 1. В летний период – засорение насоса. прокручивается 2. В зимний период примерзание рабочих колес или уплотнений 13. Из дренажного от- 1. Нарушение гермеверстия ступени нор- тичности торцового мального или высокого уплотнения давления струйкой течет вода 14. При работе ступе- 1. Недостаточное сцени высокого давления пление фрикционной «плавает» давление муфты привода ступена выходе насоса ни высокого давления 15. При отключенной 1. Сцепление фрикступени высокого дав- ционной муфты приления показания мано- вода ступени высометра высокого давле- кого давления выше ния выше, чем мано- нормы метра нормального давления, наблюдается звук, характерный для работы ступени высокого давления 16. Снизилась подача 1. Засорение высокоступени высокого напорного рукава или давления, давление на ствола-распылителя выходе – в норме 17. Большой расход 1. Износ уплотнимасла в масляной тельных манжет ванне редуктора 18. Из закрытого слив- 1. Износ уплотниного крана 15 (см. рис. тельных колец слив1.9) ступени высокого ного крана давления течет вода 19. Из закрытых слив- 1. Износ уплотниных кранов 28 (см. рис. тельных колец слив1.9) ступени высокого ного крана давления течет вода 20. Вал насоса враща- 1. Обрыв электричеется, стрелка тахо- ских цепей тахометра. метра на нуле или 2. Проскальзывание червяка на валу сту«прыгает» пени нормального давления или износ (поломка) зубчатого зацепления привода тахометра Способ устранения 1. Очистить полость насоса. 2. Прогреть насос теплым воздухом или горячей водой 1. Заменить изношенные детали торцового уплотнения 1. Отрегулировать муфту сцепления 1. Отрегулировать муфту сцепления 1. Прочистить распылитель рукав и ствол- 1. Заменить изношенные сливного крана детали 1. Заменить манжеты 1. Заменить кран 1. Обнаружить и устранить обрыв электрических цепей. 2. Проверить состояние зубчатого зацепления привода тахометра и осевую затяжку червяка. Изношенные или сломанные детали заменить 77 Пожарная техника 2.3. Насос центробежный пожарный высокого давления НЦПВ-20/200 2.3.1. Общее устройство насоса Пожарный насос (рис. 2.30) представляет собой агрегат, продольный разрез которого показан на рис. 2.32, состоящий из коллектора 4 и рукоятки дисковой заслонки 1. На насосе установлены контрольно-измерительные приборы. Они включают: манометр 6, мановакуумметр 17 и тахометр. Блок индикации 11 тахометра и времени наработки закреплен на панели 10. На этой же панели закреплен блок управления 12 вакуумной системы. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19 18 17 16 13 14 15 Рис. 2.30. Насос центробежный пожарный высоконапорный НЦПВ-20/200: 1 – рукоятка дисковой заслонки; 2 – патрубок; 3 – кольца уплотнительные; 4 – коллектор; 5 – кран сообщения с атмосферой; 6 – манометр МТК, 6МПа, кл.2,5; 7 – рукоятка; 8 – кран вакуумный; 9 – серьга задняя; 10 – панель; 11 – блок индикации тахометра и времени наработки; 12 – блок управления БЦ-37,02 вакуумным агрегатом; 13 – пеносмеситель; 14 – кронштейн; 15 – кран сливной; 16 – кронштейн; 17 – мановакуумметр МТК, 0,5МПа, кл.1,5; 18 – серьга передняя; 19 – дозатор 78 Глава 2. Центробежные пожарные насосы На насосе установлен вакуумный агрегат с электроприводом и автоматическим отключением после заполнения центробежного насоса водой (см. рис. 2.27). Источником энергии привода насоса служат аккумуляторные батареи. При напряжении аккумуляторной батареи 12 В, потребляемый ток не более 150 А. Количество потребляемой энергии за один цикл 0,5–2,0 А·ч. Допустимая продолжительность непрерывной работы 60 с. Одна заправка масляного бачка обеспечивает до 15 циклов включения агрегата. Вакуумный агрегат насоса монтируется отдельно от насоса в насосном отсеке пожарного автомобиля, как и в пожарных автоцистернах с насосами НЦПН-40/100. Его всасывающая магистраль соединена с полостью насоса рукавом через вакуумный кран 8. Вакуумная система создает в полости насоса разрежение до 0,08 МПа. При этом заполнение всасывающих рукавов диаметром 125 мм осуществляется в течение 20 или 40 с при их длине, равной 4 или 8 м, соответственно (т. е. с высоты всасывания 3,5 или 7,5 м). На насосе установлен пеносмеситель 13 с ручным управлением. Эжектор пеносмесителя, выключаемый рукояткой 7, обеспечивает забор воды от третьей ступени насоса к дозатору 19. К его левой части на двух шпильках подсоединяется шланг с обратным лепестковым клапаном, подводящий пенообразователь от пенобака. Для дозирования пенобака в дозаторе вырезано отверстие с переменным сечением (вместо пяти отверстий в пеносмесителе типа ПС-5). При повороте маховика пеносмесителя изменяется сечение проходного отверстия для перетока пенообразователя. Этим обеспечивается его дозирование от 1 до 6 %. Разрешается одновременная работа двух пеногенераторов типа ГПС-600. На шкале дозатора 19 указывается положение маховика при его выключенном положении. На пеносмесителе у эжектора имеется кран соединения полости насоса с атмосферой (см. рис. 2.30, поз. 5). На кронштейне 14 установлена масломерная стеклянная трубка с двумя рисками, указывающими уровень масла для смазывания подшипника 5-309, установленного в задней крышке насоса (см. рис. 2.32, поз. 14). Она соединена с полостью задней крышки насоса трубкой, соединенной с масломерной трубкой на кронштейне. На насосе в коллекторе устанавливают дисковые заслонки с ручным приводом. Принципиальная схема такой заслонки представлена на рис. 2.31. Внутренняя поверхность корпуса 2 заслонки покрыта слоем материала уплотнения 4. Обычно это может быть резина или пластмасса. Заслонка 5 поворачивается на неподвижной оси 3. Подвижная ось 7 прочно соединена с заслонкой 5. На оси 7 закрепляют элемент рукоятки ручного (см. рис. 2.30, поз. 1) или пневматического привода (см. рис. 2.31, поз. 8). 79 Пожарная техника 8 9 7 6 5 4 1 3 2 Рис. 2.31. Принципиальная схема заслонки: 1 – трубы (с фланцами) водопенных коммуникаций; 2 – корпус заслонки 5; 3 – неподвижная ось заслонки; 4 – слой резиноуплотнения заслонки; 5 – заслонка; 6 – положение заслонки при повороте ее оси на 90°; 7 – ось заслонки; 8 – вал с нарезанной резьбой; 9 – болты, стягивающие фланцы Корпус 2 заслонки на прокладках (на схеме не показаны) зажимается болтами 9 стягивающими фланцы трубопроводов 1. В положении, указанном на рисунке, заслонка 5 плотно перекрывает трубопровод. При повороте заслонки 5 вокруг осей 3 и 7 на 90° он займет положение, указанное цифрой 6. При этом соединяемые трубы почти полностью свободны для протекания жидкости. Независимо от привода в конструкции предусмотрено плавное регулирование положения заслонки 5, т. е. можно регулировать подачу воды. Описанные заслонки характеризуются значительно меньшей массой по сравнению с другими типами заслонок, применяемых на пожарных автомобилях. Их ряд включает размеры по диаметру от 45 до 200 мм. Они характеризуются высокой надежностью. 2.3.2. Центробежный насос Центробежный насос трехступенчатый с осевым подводом воды. Продольный его разрез представлен на рис. 2.32. Оболочку насоса образуют корпус 1, крышки направляющих аппаратов 6 и крышка насоса 7. Внутри ее на шариковых подшипниках 14 (подшипник 5-309) и подшипнике 5-303 внутри переднего уплотнения 9 вала установлен ротор. В его состав входят вал 16, три рабочих колеса 8 с двоякой кривизной лопастей. В качестве отводящего устройства на первой и второй ступенях используются направляющие аппараты 4. На третьей ступени направляющий аппарат 2 образует с корпусом 1 кольцевую камеру. На ее двух шпильках устанавливают падающий клапан. Направляющие аппараты 4 закреплены в их крышках 6. 80 Глава 2. Центробежные пожарные насосы 2 1 3 4 5 6 7 8 9 18 17 16 15 10 14 13 12 11 Рис. 2.32. Насос центробежный: 1 – корпус; 2 – аппарат направляющий третьей ступени; 3 – шаровой клапан; 4 – аппарат направляющий первой и второй ступени; 5 – втулка; 6 – крышка направляющего аппарата; 7 – крышка насоса; 8 – рабочее колесо; 9 – уплотнение вала переднее; 10, 13 – штуцер; 11 – сливной кран; 12 – рукав; 14 – подшипник 5-309; 15 – крышка задняя; 16 – вал; 17 – полумуфта; 18 – уплотнение вала заднее Уплотнения колес и магистральные уплотнения щелевого типа. Подшипник 14, закрепленый в корпусе 1 и на валу 16, воспринимает осевые усилия. Он смазывается трансмиссионным маслом ТМ 5-18 (ТАД18), которое заливают в полость задней крышки 15. Его разгрузка от осевой силы обеспечивается наличием у рабочего колеса разгрузочных отверстий, как на рабочих колесах насосов ПН-40УВ. Подшипник 5-303, установленный в зоне переднего уплотнения (см. рис. 2.34), плавающий, т. е. закреплен в осевом направлении. В крышках направляющих аппаратов 6 имеются обратные шаровые клапаны 3. Внутри канала клапана имеется шарик. Под напором воды он перекрывает калиброванное отверстие в стенке крышек. При прекращении подачи воды шарик не прижимается к отверстию, и вода свободно сливается из ступеней насоса. При этом она поступает в кольцевую камеру, а затем по рукаву 12 при открытом сливном кране сливается из насоса. 81 Пожарная техника С а л ь н и к о в ы е у п л о т н е н и я предназначены для герметизации насоса и предотвращения поступления воды из полости насоса к подшипникам. В насосе НЦПВ-20/200 эти уплотнения отличны от традиционных, в которых применяются манжеты. В насосе имеются два уплотнения вала – заднее и переднее (рис. 2.32, поз. 18 и поз. 9). Их уплотняющие элементы одинаковы, однако назначение их различно. З а д н е е у п л о т н е н и е в а л а (рис. 2.33) состоит из набора уплотнительных колец 7–10 и манжеты 1, размещенных в стакане 3. Этот набор колец сжимается нажимным кольцом 4, крепящимся тремя болтами 5 к стакану 3. Болты фиксируют от проворачивания нержавеющей проволокой, толщиной 0,6 мм, закрепляя ее на нажимном кольце. Назначение этого набора колец – герметизация внутренней полости насоса. Манжета 1 в стакане предотвращает поступление воды к подшипнику (рис. 2.32, поз. 14). В стакане имеется дренажное отверстие. Оно совмещено с соответствующими отверстиями в направляющем аппарате (рис. 2.32, поз. 2) и корпусе насоса (рис. 2.32, поз. 1). Вода из этого отверстия сливается по штуцеру 13. Уплотнительные кольца 7–10 в стакане 3 обжимают кольцом 4, затягивая болты 5. Различие в величинах затяжки на болтах не должно превышать 0,2 мм. Контролируется и величина момента проворачивания вала. Его величина должна находиться в пределах 2,5–3 кгс٠м (25–30) Нм. 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 10 9 8 Рис. 2.33. Уплотнение вала заднее: 1 – манжета 1-52-72-3 ГОСТ 8752-76; 2 – кольцо уплотнительное 085-090-30 ГОСТ 18829; 3 – стакан; 4 – кольцо нажимное; 5 – болт; 6 – проволока 0,6 мм 12Х18Н9Т (нержавеющая); 7, 10 – кольцо уплотнительное из набивки; 8 – кольцо уплотнительное слоеное; 9 – кольцо уплотнительное витое При недостаточной степени обжатия концевых уплотнений из дренажных отверстий струйками течет вода. Требуется разборка насоса и регулирование степени обжатия уплотнительных колец уплотнений. 82 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Переднее уплотнение размещено в специальном стакане крышки насоса (рис. 2.32, поз. 9). Его устройство представлено на рис. 2.34. Пакет уплотнительных колец 1–4 аналогичный пакету уплотнительных колец заднего уплотнения. Момент начала вращения вала по окончании обжатия должен быть в пределах 1,5–1,8 кгс·м, (15–18) Н·м. Следовательно, суммарная величина момента должна быть в пределах (40–48) Н·м. 1 Рис. 2.34. Уплотнение вала переднее: 1, 4 – кольцо уплотнительное из набивки; 2 – кольцо уплотнительное витое; 3 – кольцо уплотнительное слоеное; 5 – стакан; 6 – подшипник 5-303 ГОСТ 8338-75; 7 – гайка; 8 – колпачок; 9 – проволока 0,6-12Х18Н9Т (нержавеющая); 10 – кольцо; 11 – манжета 2 3 4 5 7 6 8 Крышка насоса 11 10 9 Назначение этого уплотнения и манжеты 11 – предотвратить поступление воды из полости насоса к подшипнику 6. Для подвода воды, просочившейся через пакет уплотнительных колец в стакане 5, предусмотрено дренажное отверстие. Оно совмещено с дренажным отверстием в крышке насоса и штуцером (рис. 2.32, поз. 10). Смазывание подшипника 6 осуществляется консистентной смазкой Литол-24. Ею заполняют полость подшипника и пространство под колпачком 8 при ремонтах. Проволока 9 предназначена для удержания колпачка. Падающий клапан (рис. 2.35) предназначен для предотвращения обратного тока воды в случае, если рукавные линии и стропы проложены на высоты, а насос прекратит работу. Он обеспечивает также герметизацию насоса при работе вакуумной системы. 8 7 Рис. 2.35. Падающий клапан: 1 – аппарат направляющий третьей ступени; 2 – корпус; 3 – датчик заполнения; 4 – корпус падающего клапана; 5 – направляющая втулка; 6 – клапан падающий; 7 – упор; 8 – манометр; 6 5 4 3 2 1 83 Пожарная техника Корпус 4 падающего клапана 6 установлен в верхней части кольцевой камеры, образуемой направляющим аппаратом 1 третьей ступени насоса и корпусом 2 (см. также рис. 2.32, поз. 1 и поз. 2). При отсутствии подачи воды клапан 6, перемещаемый в направляющей втулке 5, находится в исходном положении и перекрывает внутреннюю полость насоса и его коллектор. При подаче воды насосом под ее напором клапан 6 поднимется вверх до упора 7. При этом вода из насоса будет поступать в коллектор, а затем в рукавные линии. Т а х о м е т р Т С - 1 предназначен для фиксации частоты вращения вала насоса и продолжительности его работы в часах. Он состоит из блока индикации 11 и датчика с ротором Т (см. рис. 2.30). При вращении вала насоса ротор Т воздействует на датчик, установленный в задней крышке 15. Возникающие при каждом обороте вала импульсы блоком индикации тахометра (рис. 2.36). 11 22 33 4 Рис. 2.36. Тахометр ТС-1: 1 – панель тахометра; 2 – индикатор показаний; 3 – кнопка частоты вращения вала насоса; 4 – индикатор времени работы насоса; 5 – кнопка переключения режимов с датчиком заполнения 5 При работе насоса на индикаторе показаний 2 высвечивается частота вращения вала насоса в об/мин. При нажатии кнопки 5 на индикаторе показаний высвечивается время в часах и загорается индикатор режима 3. При отпускании кнопки 5 фиксируется частота вращения вала. Отсчет времени наработки насоса осуществляется только при частоте вращения вала больше 500 об/мин. Запоминание времени отсчета происходит автоматически после полной остановки насоса. Параметры технической характеристики насоса представлены в табл. 2.8. Таблица 2.8 Наименование показателей Номинальная частота вращения вала насоса Подача Напор в номинальном режиме Потребляемая мощность, не более Коэффициент полезного действия, не менее Напор, развиваемый при n = 3200 об/мин и подаче воды 10 л/с Мощность, потребляемая при n = 3200 об/мин и подаче воды 10 л/с Наибольшая геометрическая высота всасывания 84 Размерность Значения показателей об/мин 2700 л/с 20 м 200 кВт 65,5 – 0,6 м Не менее 300 кВт Не более 75,5 м 7,5 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Параметры, приведенные в табл. 2.8, получены при n = 2700 об/мин и высоте всасывания 3,5 м. Максимальное давление при входе в насос принято равным 0,59 МПа (6 кгс/см2), а на выходе 3,43 МПа (35 кгс/см2). Зависимость Н, N и η от величины Q представлена на рис. 2.37. 220 Н, м 200 1 2 0,5 η N, кВт 60 40 20 3 10 20 0,1 Q, л/с Рис. 2.37. Характеристики НЦПВ-20/200: 1 – напор, м; 2 – КПД, %; 3 – мощность, кВт Параметры этих характеристик получены при частоте вращения вала насоса n = 2700 об/мин и высоте всасывания hвс = 3,5 м. Значения Н и N при других частотах вращения вала получают, используя для расчетов формулы теории подобия. 2.3.3. Техническое обслуживание насоса Техническая готовность насоса обеспечивается выполнением ряда работ после тушения пожаров и технического обслуживания. При подаче воды в насос не допускается работа при напоре на выходе более 300 м (давление 30 кгс/см2) и частоте вращения вала более 3200 об/мин, а также при полностью перекрытой напорной магистрали. При необходимости временной подачи воды следует снизить частоту вращения вала двигателя до минимально возможной. Это обусловлено тем, что работа насоса при нулевой подаче может привести к аварийному перегреву насоса. Необходимо оценивать наличие течи воды (каплеобразование). Допускается утечка воды из дренажных отверстий насоса в виде капель в количестве не более 60 капель в минуту. 85 Пожарная техника Во избежание короткого замыкания или случайного включения вакуумного насоса при техническом обслуживании необходимо отключить аккумуляторную батарею от «массы». После остановки насоса необходимо слить воду из его полости и осуществить смазку внутренней полости вакуумного насоса. С л и в в о д ы осуществляют, открыв сливной кран на насосе (рис. 2.32, поз. 11), и кран на пеносмесителе (рис. 2.30, поз. 5). Кран эжектора устанавливают в положение «Откр.». После стока воды на 3–5 с включают в работу вакуумный кран для удаления из него случайно попавшей воды. Смазывание внутренней полости вакуумного насоса производят маслом из масляного бачка насоса. Для этого закрывают задвижки (см. рис. 2.30, поз. 1) и вакуумный кран (рис. 2.30, поз. 8) и в ручном режиме включают в работу вакуумный насос. Масло из бачка будет поступать по прозрачной трубке до штуцера жиклера. В этом положении вакуумный насос должен работать 3–5 с. Выключив насос, установить все краны и ручки крана эжектора и дозатора в положение «Закр.». Промывку пожарного насоса по окончании работы с п е н о о б р а з о в а т е л е м осуществляют водой из ведра по шлангу, подсоединяемому к магистрали подачи пенообразователя. Для промывки насос включают в работу на 3–5 минут, поддерживая давление на выходе в пределах 5–10 кгс/см2. При промывке следует несколько раз повернуть ручку крана эжектора в пределах «Откр.» – «Закр.», а также вращать ручку дозатора. Этим обеспечивается промывка подвижных соединений. При работе в условиях низкой температуры воздуха необходимо полностью слить воду из насоса, удалить ее из вакуумного насоса и смазать его внутренние поверхности. Кроме того, следует слить воду из всех полостей кранов, оставив их в полуоткрытом положении. Плановые технические обслуживания (ЕТО, ТО-1 и ТО-2) проводят в объеме, указанном для НЦПК-40/100-4/400 (см. табл. 2.6). Однако в некоторых из них имеются дополнительные работы. ЕТО. Производится проверка уровня масла в центральном насосе. Он должен находиться между рисками на кронштейне (рис. 2.30, поз. 14). При необходимости долить масло. ТО-1. Прочистить жиклер маслопровода вакуумного насоса капроновой леской сечением 0,4–0,5 мм. ТО-2. Подтянуть сальниковые уплотнения вала центробежного насоса (см. Руководство по эксплуатации КШИН. 062542.002.РЭ). Для смазывания насосов используются масла, указанные в табл. 2.9. 86 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Таблица 2.9 Перечень смазочных материалов Наименование смазываемого механизма (узла) Наименование смазочных материалов Масляная ванна картера ступени нормального давления Масло трансмиссионное ТАД-17И или ТАД-15П ГОСТ 23652-79* Вакуумный насос Масло моторное всесезонное ГОСТ 10541-78* Редуктор привода заслонки дозатора и опоры скольжения Смазка ЛИТОЛ-24 ГОСТ 21150-87 Способ и порядок нанесения смазочных материалов Заливка через отверстие в корпусе, закрытое щупом, до уровня верхней риски щупа Заливка в масляный бачок (до нижней кромки заливочной горловины бачка) Смазка зубчатых колес дозатора и опор скольжения Периодичность смазки При ТО-2 или по мере расхода По мере расхода При переборке насоса во время текущего ремонта * Допускается использовать трансмиссионные и моторные масла тех марок, которые применяются в пожарном автомобиле. 2.3.4. Возможные неисправности насоса При эксплуатации насоса вследствие изменения его технического состояния могут появляться различные неисправности, приводящие к отказам в его работе. Они выявляются по внешним признакам. Внешние признаки неисправностей, вскрытие причины и рекомендованные способы устранения изложены в приведенной ниже табл. 2.10. Таблица 2.10 Наименование неисправностей, их внешние признаки 1. При работе насоса наблюдаются стуки и вибрации 2. Полумуфта насоса не прокручивается Вероятная причина 1. Ослабли детали крепления насоса. 2. В полость насоса попали посторонние предметы. 3. Износ рабочих органов насоса (колес) 1. В летний период – засорение насоса. 2. В зимний период – примерзание рабочих колес или уплотнений. 3. Коррозия щелевых уплотнений колес из-за недостаточной или несвоевременной промывки насоса Способы устранения 1. Подтянуть крепеж. 2. Удалить посторонние предметы. 3. Насос подлежит ремонту 1. Очистить полость насоса. 2. Прогреть теплым воздухом или горячей водой. 3. Удалить коррозию 87 Пожарная техника Продолжение табл. 2.10 Наименование неисправностей, их внешние признаки Вероятная причина 3. Снизилась подача, давление на выходе ниже нормы 1. Засорена всасывающая магистраль. 2. Засорены рабочие полости насоса (каналы рабочих колес или направляющих аппаратов) 4. Из дренажного Нарушена герметичность концеотверстия струй- вого уплотнения вала кой течет вода 5. Из сливного крана течет вода Износ деталей сливного крана Способы устранения 1. Очистить магистраль. 2. Очистить рабочие полости насоса Отрегулировать степень обжатия уплотнительных колец Заменить сливной кран 6. Подтекание мас- Износ манжеты ла из насоса Заменить манжету 7. Вал насоса вращается, индикатор тахометра не горит или показывает ноль 1. Устранить обрыв цепи. 8. При включении тумблера «Питание» блока управления системой водозаполнения индикатор «Питание» не загорается. При нажатии на кнопку «Пуск» в автоматическом режиме вакуумный агрегат не запускается, в ручном режиме запускается нормально 9. При работе в автоматическом режиме после забора воды автоматического отключения вакуумного насоса не происходит 88 1. Обрыв цепи питания тахометра. 2. Обрыв электрической цепи между датчиком и блоком индикации. 3. Нарушен рабочий зазор между датчиком и зубцами ротора 2. Устранить обрыв цепи. 3. Проверить величину зазора. При необходимости подрегулировать 1. Обрыв в цепи питания блока 1. Работать в ручном или управления. аварийном режиме. Устранить обрыв цепи. 2. Для ремонта блока 2. Неисправность блока управле- управления обратиться на ния (неисправен тумблер или на- завод-изготовитель рушены его цепи) 1. Обрыв цепи от электрода дат- 1. Остановить вакуумный чика заполнения. насос вручную кнопкой «Стоп». Устранить обрыв цепи. 2. Снижение электропроводности 2. Снять датчик заполнения поверхности электрода датчика и очистить электрод от зазаполнения из-за загрязнения грязнений Глава 2. Центробежные пожарные насосы Окончание табл. 2.10 Наименование неисправностей, их внешние признаки Вероятная причина 10. Вакуумный агрегат не запускается ни в автоматическом, ни в ручном режиме 1. Обрыв силовой цепи питания. 2. Обрыв электрических цепей в кабеле, соединяющем блок управления с вакуумным агрегатом. 11. Вакуумный агрегат не запускается ни в автоматическом, ни в ручном режиме. Через 1–2 с после нажатия кнопки «Пуск» гаснет индикатор «Вакууммирование» и загорается индикатор «Не норма» 12. При работе вакуумного насоса отмечается, что расход масла слишком мал (в среднем менее 2 мл за цикл работы в 30 с) 13. При работе вакуумного насоса не обеспечивается необходимое разрежение Способы устранения 1. Устранить обрыв цепи. 2. Проверить кабельную часть блока от кнопки «Пуск» до вакуумного агрегата (по маркировке концов кабеля), устранить обрыв цепи. 3. Подгорели контакты тягового 3. Заменить тяговое реле реле Электродвигатель агрегата пере- Проверить состояние вакугружен или заторможен умного насоса. В зимнее время принять меры, исключающие примерзание деталей вакуумного насоса 1. Используется масло повышенной вязкости, например, моторное летнее. 2. Засорилось дозирующее отверстие маслопровода. 3. Подсос воздуха через маслопровод 1. Подсос воздуха во всасывающей магистрали через незакрытые краны, через поврежденный или плохо затянутый всасывающий воздухопровод. 2. Отсутствие масла в масляном бачке. 3. Недостаточное напряжение питания вакуумного агрегата. 1. Заменить масло моторное всесезонное ГОСТ 10541-78. 2. Прочистить дозирующее отверстие маслопровода. 3. Подтянуть хомутик крепления маслопровода 1. Устранить негерметичность вакуумируемого объема. 2. Заправить масляный бачок. 3. Зачистить контакты силовых кабелей, полюсные выводы аккумуляторных батарей, смазать их вазелином и надежно затянуть. Зарядить аккумуляторные батареи 89 Пожарная техника 2.4. Насос центробежный пожарный высокого давления НЦПВ-4/400 2.4.1. Общее устройство насоса Насос НЦПВ-4/400 предназначен для тушения пожаров водой или пеной, при этом забор воды производится только из цистерны или от гидранта. Компоновка рабочих колес насоса четырехступенчатого со встречно расположенными колесами третьей и четвертой ступени по отношению к первым двум колесам показана на рис. 2.38. К коллектору насоса Из водоисточника Рис. 2.38. Компоновка рабочих колес НЦПВ-4/400 Рабочие колеса насоса выполнены с полуоткрытыми цилиндрическими лопатками без переднего покрывающего диска. Рабочие колеса разделены направляющими аппаратами. К выходному патрубку насоса крепится напорный коллектор. Внутри его расположен обратный (падающий) клапан, как в ранее описанных насосах. На коллекторе установлены два вентиля тарельчатого типа, пеносмеситель и перепускной клапан. Для слива воды из коллектора предусмотрены два шаровых крана. Такой же кран установлен для слива воды из коллектора. Пеносмеситель по конструкции аналогичен ПС-5. Однако его дозатор рассчитан на подачу пенообразователя для работы одного или двух стволов с концентрацией пенообразователя, равной 3 или 6 %. Уровень дозирования пенообразователя при работе с одним стволом-распылителем СРВД 2/300 (3 ± 0,6) и (6 ± 1,2) %. На приборной панели насоса установлены: два манометра, счетчик времени наработки и показывающий прибор тахометра. Счетчик времени наработки включается автоматически одновременно с началом вращения вала насоса. Он показывает время в часах, отработанное насосом с начала эксплуатации. Автоматическое включение 90 Глава 2. Центробежные пожарные насосы и выключение счетчика осуществляет блок управления счетчиком. Информация о вращении вала насоса поступает в него от первичного преобразователя тахометра. На блоке управления имеются клеммы для подключения насоса к источнику электроэнергии пожарного автомобиля напряжением 12 В постоянного тока. П е р е п у с к н о й к л а п а н ( П К ) обеспечивает частичный переток воды из насоса в цистерну при закрытых вентилях или выключенных стволах в цистерну, предотвращая перегрев насоса. Он также управляет работой отсечного клапана, перекрывающего поступление пенообразователя в насос. Схема ПК показана на рис. 2.39 для случая, когда стволы отключены, насос работает и из коллектора 7 нет поступления воды в рукавные линии. 2 1 Рис. 2.39. Клапан перепускной: 1 – пластина; 2 – корпус клапана; 3 – ось; 4 – клапан; 5 – калиброванное отверстие; 6 – рычаг клапана; 7 – коллектор; А – полость коллектора 7 3 4 А 5 6 На оси 3 установлена пластина 1, которая силой возвратной пружины удерживает ее в положении, указанном на рисунке. На этой же оси размещен и рычаг 6 с клапаном 4, удерживаемый нажимной пружиной (пружины на рисунке не показаны). В представленном положении вода в небольшом количестве из полости А коллектора 7 будет поступать через отверстие 5 к отсекающему клапану, а затем от него – в цистерну пожарного автомобиля. При включении стволов в работу поток воды в коллекторе 7 (обозначен стрелками) преодолеет силу возвратной пружины пластины 1, и она займет положение, указанное прерывистой линией. При этом рычаг 6 тоже повернется, и клапан 4 перекроет отверстие 5. Перетекание воды прекратится. Наличие перепускного клапана позволяет осуществлять подачу воды на любых режимах (в том числе при нулевой подаче). О т с е к а ю щ и й к л а п а н (ОК) (рис. 2.40) выполняет несколько функций: регулирует количество воды, перетекающее из ПК, автоматически перекрывает поступление пенообразователя из пенобака в насос в случае отключения подачи стволами и, наконец, используется для промывки системы подачи пенообразователя. 91 Пожарная техника Из ПБ 2 Г 4 3 В 1 К пеносмесителю 5 6 7 11 Промывка От ПК А В цистерну 10 8 Б 9 Слив Рис. 2.40. Отсекающий клапан: 1 – корпус; 2 – обратный клапан; 3 – клапан; 4 – штуцер; 5 – шток; 6 – сильфон; 7 – штуцер для подвода воды от перепускного клапана; 8 – втулка; 9 – штуцер для слива воды; 10 – штуцер для подвода воды в цистерну; 11 – штуцер для подвода пенообразователя к пеносмесителю Из перепускного клапана вода поступает через штуцер 7 в полость А и из нее в полость сильфона 6. В зависимости от количества поступающей воды сильфон, деформируясь, будет перемещать шток 5 вверх. При этом изменяется проходное сечение в горизонтальном отверстии клапана 3, чем и регулируется перетекание воды в цистерну пожарного автомобиля. При тушении пожара пеной в случае отключения пенных стволов клапаном 3 будет перекрыто поступление пенообразователя через штуцер 11, полости Г и В будут разобщены, и поступление пенообразователя к пеносмесителю прекратится. При возобновлении работы стволов поступление воды из ПК прекратится. Сильфон, занимая исходное положение, вытолкнет воду через полость А и Б и штуцер 10 в цистерну. Слив воды из системы ПК и ОК осуществляется через кран, установленный на штуцере 9 для слива воды. Промывка системы подачи пенообразователя осуществляется водой, подаваемой к штуцеру 4. Вода поступает в полость В отсекающего клапана и через штуцер 11 в пеносмеситель. Параметры технической характеристики насоса представлены в табл. 2.11. 92 Глава 2. Центробежные пожарные насосы Таблица 2.11 Наименование показателей Номинальная частота вращения вала насоса Подача Напор в номинальном режиме Потребляемая мощность Коэффициент полезного действия Максимальный напор на входе в насос Размерность Значения показателей об/мин л/с м кВт – МПа 6400 4 400 35 0,4 0,69 Техническая характеристика насоса при номинальной частоте вращения вала насоса представлена на рис. 2.41. Н, м 450 1 400 η 3 N, кВт 40 0,4 0,3 2 0,2 10 0,1 0 2 4 Q, л/с Рис. 2.41. Характеристика НЦПВ-4/400: 1 – напор, м; 2 – мощность, кВт; 3 – КПД, % Насос обеспечивает подачу воды из цистерны пожарного автомобиля или водоисточника с подпором до 6 кгс/см2 на один или два высоконапорных ствола-распылителя. Использование насоса со стволами-распылителями высокого давления позволяет тушить пожары мелкораспыленными струями воды. Работа насоса позволяет уменьшать расход воды за счет повышения огнегасящих свойств распыленной воды, эффективно осаждать дым и охлаждать воздух в замкнутых объемах, защищать ствольщика водяной завесой. Использование насоса позволяет тушить пожары в зданиях повышенной этажности. 93 Пожарная техника 2.4.2. Техническое обслуживание насоса Содержание работ по техническому обслуживанию и методы их проведения представлены в табл. 2.12. Таблица 2.12 Содержание работ Технические требования (методика проведения) 1. Ежедневное техническое обслуживание 1.1. Внешний ос- Проверка насоса на предмет внешних повреждений, потеков масла, мотр насоса чистоты наружных поверхностей, крепления насоса и его коммуникаций; наличие и исправности контрольно-измерительных приборов 1.2. Проверка рабо- Открыть полностью и вновь закрыть все краны. Поворот рукояток тоспособности кра- кранов должен быть плавным, без заеданий нов 1.3. Проверка уров- Уровень масла должен быть между двумя рисунками маслоуказателя ня масла в корпусе задней опоры вала насоса 2. Первое техническое обслуживание (ТО-1) 2.1. Ввключает работы ежедневного – технического обслуживания 2.2. Замена масла в Слить отработанное масло через маслоуказательную трубку и корпусе задней ша- залить новое масло до уровня верхней риски маслоуказателя. Дорикоподшипниковой пускается использовать любое моторное масло, применяемое для пожарного автомобиля опоры вала насоса 2.3. Проверка уров- Проверка уровня дозирования пенообразователя производится пуня дозирования пе- тем измерения расхода подсасываемого пенообразователя при понообразователя и мощи мерного бака и секундомера. Для данной проверки необходимо: очистка пеномагистрали насоса (при – демонтировать (отсоединить) шланг подвода пенообразователя от патрубка; необходимости) – присоединить к патрубку подвода пенообразователя шланг, опущенный в мерную емкость, заполненную водой; – подать с помощью пожарного насоса воду (от цистерны или гидранта водопроводной сети) в ствол-распылитель под напором 3–4,5 МПа; – перевести рукоятку крана эжектора в положение «Откр.»; – установить дозатор пеносмесителя в положение «3 %» и включить секундомер; – определить количество фактически эжектируемой из мерной емкости воды и сравнить с расчетным количеством эжектируемого пенообразователя при положении дозатора «3 %»; – произвести аналогичную проверку при положении дозатора пеносмесителя «6 %» и «2 %». Фактическое значение подсасываемой (эжектируемой) в пеносмеситель воды может быть менее нормативного по причине засорения (закоксования) пеномагистрали, узла подвода пенообразователя к насосу, дозатора и сопла струйного насоса 94 Глава 2. Центробежные пожарные насосы При эксплуатации насоса НЦПВ-4/400 могут возникать некоторые неисправности. Их наименования, вероятные причины и методы устранения приводятся в табл. 2.13. Таблица 2.13 Наименование неисправности и внешнее ее проявление Уменьшение подачи при работе насоса Наблюдаются стуки и вибрация при работе насоса Вал насоса не прокручивается Вероятная причина Метод устранения Засорена защитная сетка на входе в Очистить защитную сетку насос 1. В полость насоса попали посто- 1. Разобрать насос и ударонние предметы. лить посторонние предметы. 2. Износ опоры скольжения вала 2. Ремонт насоса. 1. В зимний период – замерзание во- 1. Прогреть насос теплым ды в корпусе насоса. воздухом или горячей водой. 2. В летний период – попадание в 2. Разобрать насос и удаполость насоса посторонних пред- лить посторонние предмеметов. ты. 3. Заклинивание вала. 3. Ремонт насоса Из дренажного Нарушение герметичности концево- Разобрать насос и замеотверстия насоса го уплотнения вала нить изношенные резиноструйкой течет вые или графитовые детавода ли в соответствующих узлах концевого уплотнения Не поворачива- Появление на поверхностях трения Разобрать дозатор, очиется рукоятка кристаллических отложений и про- стить сопрягаемые подозатора дуктов коррозии в результате пло- верхности хой промывки Снижение пода- Неисправность в напорной линии Устранить неисправность чи при неизмен- ствола высокого давления напорной линии ном давлении в напорном коллекторе Повышенный Износ резиновой манжеты Заменить манжету расход масла в корпусе задней опоры вала При работе насо- Засорена перепускная магистраль Очистить перепускной са его корпус насоса (перепускной трубопровод трубопровод и штуцер сильно нагрева- или калиброванное отверстие в штуется цере, соединяющем напорный коллектор насоса с перепускным трубопроводом) 95 Пожарная техника При обслуживании пожарных насосов серии НЦП (новое поколение) рекомендуется использовать смазочные материалы, перечень которых приводится в табл. 2.14. Таблица 2.14 Наименование смазываемого механизма (узла) Наименование смазочных материалов Масляная ванна картера ступени нормального давления Масло трансмиссионное ТАД-17И или ТАД-15П ГОСТ 23652-79* Масло моторное всесезонное ГОСТ 10541-78* Вакуумный насос Редуктор привода Смазка заслонки дозатора и ЛИТОЛ-24 опоры скольжения ГОСТ 21150-87 Способ и порядок нанесения смазочных материалов Периодичность смазки Заливка через отверстие При ТО-2 или по в корпусе, закрытое щу- мере расхода пом, до уровня верхней риски щупа Заливка в масляный бачок (до нижней кромки заливочной горловины бачка) Смазка зубчатых колес дозатора и опор скольжения По мере расхода При переборке насоса во время текущего ремонта * Допускается использовать трансмиссионные и моторные масла тех марок, которые применяются в пожарном автомобиле. Пожарные насосы нового поколения на основании их эксплуатации непрерывно совершенствуются. Поэтому конструкции некоторых их элементов, описанные в учебнике, могут не соответствовать конструкциям НЦП, используемых в пожарных частях. Контрольные вопросы 1. Главная характеристика центробежного насоса. Напор насоса, его определение. 2. Достоинства и недостатки центробежных насосов. Требования, предъявляемые к ним. 3. Общее устройство пожарного насоса ПН-40УВ. Основные части. Система. 4. Общая принципиальная схема коммуникации насоса ПН-40УВ. 5. Вакуумная система ПН-40УВ. Проверка ее работоспособности. 6. В чем заключаются основные отличия насосов ПП от ПЦН. 7. Принцип работы вакуумной системы водозаполнения НЦПК40/100-4/400. 8. Изложите особенности регулирования подачи пенообразователя в насосе НЦПК-40/100-4/400. 9. Показатели рабочих характеристик НЦПВ-4/400. Его особенности. 10. Особенности проверки вакуумной системы НЦПК-4/100-4/400. 96 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Глава 3. ОСНОВНЫЕ ПОЖАРНЫЕ АВТОМОБИЛИ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ 3.1. Анализ пожарных автомобилей общего применения 3.1.1. Пожарные автоцистерны Пожарные автоцистерны (АЦ), как и другие автомобили тушения, относятся к основным ПА. Они предназначены для: – доставки личного состава к месту вызова; – тушения пожара с помощью вывозимых на них огнетушащих веществ; – проведения спасательных работ с помощью вывозимого на них пожарного оборудования; – подачи к месту пожара огнетушащих веществ от других источников. Пожарные АЦ сооружают на шасси грузовых автомобилей. Главным параметром для них является грузоподъемность. Задают также колесную формулу, характеризующую проходимость пожарного автомобиля, удельную мощность и численность расчета. Главные параметры АЦ приведены в табл. 3.1. Таблица 3.1 Тип ПА АЦ Основные параметры 1. Вместимость цистерны для воды, м Ряды параметров 3 2. Вместимость пенобака (не менее 6 % от вместимости цистерны), м3 3. Подача насоса, л/с 4. Подача комбинированного насоса, л/с: ступени нормального давления; ступени высокого давления 5. Расход ОТВ через лафетный ствол, л/с: по воде; по раствору пенообразователя 0,8; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 5,8; 6,3; 8,3 0,08; 0,16; 0,20; 0,25; 0,32; 0,40; 0,50; 0,60; 0,80; 1,00 30; 40; 70 40 2; 4 20; 40 20; 30 Пожарные АЦ создают на шасси с различными двигателями и пожарными насосами и вместимостью цистерны для огнетушащих веществ. В зависимости от назначения АЦ, а также основных параметров, установлена их классификация, указанная в табл. 3.2. 97 Пожарная техника Таблица 3.2 № п/п Признаки классификации Показатели 1 Тип двигателя шасси 2 Климатическое исполнение 3 Объем огнетушащих веществ 4 По проходимости бильного шасси 5 Характер насосной установДля тушения пожаров в зданиях и сооружениях высотой до 30 м (до 10 этажей); ки тоже, более 30 м (более 10 этажей) Карбюраторный двигатель или дизель автомо- Умеренный и холодный климат; холодный климат. Л – легкого типа (до 2 м3); С – среднего типа (от 2 до 4 м3); Т – тяжелого типа (более 4 м3). Для движения по дорогам с твердым покрытием; повышенной проходимости. Пожарные АЦ сооружают на различных шасси: ГАЗ, ЗИЛ, Урал, КамАЗ. По заказу потребителя могут использоваться зарубежные шасси. На шасси отечественного производства используются карбюраторные двигатели или дизели. Так, на шасси ГАЗ устанавливаются только карбюраторные двигатели, на шасси Урал – дизели ЯМЗ-236 или 238, а на шасси КамАЗ – модификации дизелей КамАЗ-740. На шасси ЗИЛ могут быть установлены как карбюраторные двигатели (ЗИЛ-508, ЗИЛ-509), так и дизели (ЗИЛ-646). Для АЦ используются шасси, обеспечивающие движение как по дорогам с твердым покрытием (неполноприводные), так и повышенной проходимости (полноприводные), как показано в табл. 3.3. Таблица 3.3 98 № п/п Колесная формула Л С Т Σ % 1 4×2 8 13 4 25 35,7 2 4×4 – – 8 8 11,4 3 6×4 3 3 – 6 8,6 4 6×6 – 10 21 31 44,3 5 Σ 11 26 33 70 – 6 % 16 44 40 – 100 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Из табл. 3.31 следует, что из всего парка АЦ в ГИП легкие АЦ составляют около 16 %, средние – 44 % и тяжелые – 40 %. При этом 53 % всего парка являются полноприводными. Следует указать, что эти данные будут изменяться по мере замены АЦ, отработавшими свой срок службы и замены их более совершенными образцами. Указанные распределения, в основном, могут сохраниться. Важной характеристикой является удельная мощность АЦ – около половины их парка характеризуются ее величинами (табл. 3.4) больше 11 кВт/т. Таблица 3.4 Величина, Nуд Больше 11 кВт/т Меньше 11 кВт/т Л С Т Σ % 9 2 16 10 5 23 30 35 46,15 53,85 Личный состав расчета АЦ размещается в кабинах (салонах), на которые наносят обозначения: один (водитель) + число членов расчета. Кабины одно- и двухрядные рассчитывают на различный численный состав расчета, который изменяется в достаточно широких пределах: от 1+1 до 1+6 (табл. 3.5). Причем более 40 % всех АЦ укомплектованы количеством посадочных мест до 7 человек. Посадочными местами 1+5 оборудовано около 26 % всех АЦ. Таблица 3.5 Посадочные места 1+1 1+2 1+4 1+5 1+6 3+4 2+4 4 Σ Л С Т Σ % 1 3 – 1 6 – – – 11 2 2 2 7 13 – – – 26 – 8 1 10 8 3 1 2 33 3 13 3 18 27 3 1 2 70 4,28 18,57 4,28 25,71 38,57 8,57 100 В течение ХХ века сформировался тип пожарных автоцистерн, в которых все модели и их модификации состоят из одинаковых частей: шасси грузового автомобиля и пожарной надстройки. Последняя включает кабину боевого расчета и кузов. В кузове размещены цистерны и баки для воды и пенообразователя, пожарные насосы, водопенные коммуникации и органы 1 Эти (и далее) результаты получены обработкой таблиц из работы Яковенко Ю. Ф. Россия: Пожарная охрана на рубеже веков. – М., 2004. – 205 с. 99 Пожарная техника их управления. Пожарно-техническое вооружение закреплено в отсеках кузова, а его образцы, имеющие большую длину, на крыше автоцистерн. АЦ на различных шасси производятся разными заводами (табл. 3.6). Таблица 3.6 Заводы ОАО «Пожтехника» (г. Торжок) Варгашинский завод ППСО АМО ЗИЛ Урало-Сибирский ПТК ОАО «Уралпожтехника» ПО «Восток» (г. Иркутск) Σ % ГАЗ ЗИЛ Урал КамАЗ Другие Σ % 2 14 3 7 3 29 41,42 2 6 4 3 – 15 21,42 – – – – 4 5,7 7 3 1 2 33 47,7 – 5 4 2 18 25,6 – – 1 1 12 17,1 – – – – 3 4,3 7 8 6 5 70 – 10,00 11,42 8,57 7,14 – 100 Из большого числа различных модификаций АЦ целесообразно выделить два их типа: с продольным и поперечным расположением цистерн для воды в кузовах. Они в основном и будут определять особенности компоновки АЦ, размещения оборудования в кузовах. Общий вид АЦ с поперечным расположением цистерны для воды показан на рис. 3.1. 2 3 4 5 6 1 Рис. 3.1. Автоцистерна пожарная АЦП-6/6-40(Урал-5557-10): 1 – шасси автомобиля Урал; 2 – ствол лафетный; 3 – цистерна; 4 – отсек размещения ПТВ; 5 – насосный отсек; 6 – насосная установка Ведутся систематические поиски совершенствования автоцистерн, расширения или целенаправленного изменения их функций и возможностей. Так, автоцистерны с одинаковыми главными параметрами (численность расчета и подача насоса), возможно производить на различных шасси с разной проходимостью и характеристиками пожарных насосов (табл. 3.7). 100 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Таблица 3.7 Автоцистерна Предприятие АЦ-3-40 АЦ-4-40 ОАО «Пожтехника» КамАЗ 4326 (4×4) ЗИЛ – 4331-04(4×2) Шасси Урал 43206 (4×4) МАЗ- 53372 (4×2) ЗИЛ 4334 (6×6) МАЗ 53372 (4×2) ОАО «Пожтехника» ПН-40УВ Пожарные насосы НЦПК-40/100 НЦПК-40/100-4/400 На некоторых автоцистернах предусматривается установка дополнительного оборудования. Так, на АЦ-0,8-4(5301) возможно заказать установку пожарного насоса НЦПВ 4/400 или ПН-20 и дополнительно генератор переменного тока мощностью 4 кВт, мачту высотой 4 м, переносными и стационарными прожекторами по 2 шт. АЦ с дополнительным оборудованием можно назвать цистернами целевого применения. Оригинальной конструкцией такой АЦ является ее комбинация с автолестницей. Технические характеристики таких пожарных машин представлены в табл. 3.8. Таблица 3.8 Наименование показателей Тип шасси Мощность дизеля Число мест расчета Вместимость цистерны для воды Вместимость бака ПО Насос пожарный Высота выдвинутой лестницы Максимальный угол подъема Наибольшая нагрузка на вершину лестницы Угол поворота в горизонтальной плоскости Расход лафетного ствола Максимальная скорость Масса полная Габаритные размеры Размерность АЦЛ-3-40/17 АЦЛ-4-40/22 кВт чел. л л – м град. кг КамАЗ 43253 (4×2) 176 1+2 3000 300 ПН–40 17 75 160 КамАЗ 43118 (6×6) 176 1+2 4000 300 ПН–40 22 75 160 град. л/с км/ч кг м ±185 20 80 15200 7,7×2,5×3 ±181 20 80 18000 8,6×2,5×3,3 – На АЦЛ возможна установка пожарных насосов комбинированных НЦПК-40/100-4/400, а также сооружение АЦЛ на шасси других типов. 101 Пожарная техника АЦЛ предназначены для: – доставки к месту пожара личного состава расчетов, запаса воды и пенообразователя; – проведения спасательных работ и тушения пожаров на высотах. Обе автолестницы идентичны по конструкции. Кроме того, АЦЛ-3-40-17(4925) аналогична по конструкции АЦ-5-40(4925) и отличается от нее наличием автолестницы. Общий вид АЦЛ-3-40-17 представлен на рис. 3.2. Между кабиной шасси 1 и кузовом АЦ 7 размещена платформа 4, на которой установлена рама поворотная 2. На ней закреплена подъемная рама 3, на которой монтируются четыре колена лестницы 6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 12 11 Рис. 3.2. Общий вид АЦЛ-3-40-17 (4925): 1 – кабина боевого расчета; 2 – рама поворотная; 3 – подъемная рама; 4 – платформа; 5 – гидроцилиндр подъема; 6 – комплект колен; 7 – кузов; 8 – отсек ПТВ; 9 – насосный отсек; 10 – основания опорные; 11 – силовая группа; 12 – отсек управления (правый передний) Поворот рамы поворотной 2 осуществляется с помощью гидромеханической передачи, включающей как на всех автолестницах червячную и цилиндрическую передачу с внутренним зацеплением. Приводом поворота служит аксиально-поршневой насос, мощность к которому подводится от коробки отбора мощности. Подъем колен лестницы на требуемый угол наклона производится с помощью гидравлического цилиндра подъема 5. Устойчивость автоцистерны с автолестницей обеспечивается дополнительными опорами 10. Их выдвижение осуществляется гидроцилиндрами выдвигания опор. Эти системы и механизмы по конструкции и принципам работы аналогичны таким же механизмам на автомобильных лестницах, выпускаемых нашими заводами. 102 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Выдвигание и сдвигание колен лестницы осуществляется с помощью полиспастов. Основные параметры технической характеристики лестницы цистерны АЦЛ-3-40-17 представлены в табл. 3.9. Таблица 3.9 Наименование показателя Максимальная высота подъема Рабочий вылет вершины лестницы Максимальный угол подъема Максимальная нагрузка на вершину неприслоненной лестницы Максимальная распределенная нагрузка на вершину прислоненной лестницы Угол поворота лестницы (вправо и влево) при углах подъема от 5 до 75° (не менее) Время маневров лестницы с рабочей нагрузкой: подъем от 0 до 75° опускание от 75 до 0° выдвигание на высоту 17 м при угле подъема 75° сдвигание установка выносных опор Размерность Значение м м град кг 17 15 75 160 кг 400 град 210 с с с с с 45 40 45 40 40 ± 5 Примечание: Время работы указано при работе на 4-й передаче коробки скоростей и частоте вращения коленчатого вала двигателя 1200 об/мин. Управление лестницей АЦЛ и ее использование характеризуется рядом особенностей. Опускание опор до упора тарелок в грунт включается тумблером на релейном шкафу в отсеке управления. Сначала опускают передние, а затем задние опоры. Боковой наклон лестницы допускается выравнивать опорами. Подъем опор производят в обратной последовательности только после укладки лестницы на опорную стойку. Все остальные маневры лестницы осуществляют с выносного пульта. На выносном пульте находятся: – ручки поворота, подъема и опускания, выдвигания и сдвигания колен лестницы; – кнопки пуска и остановки двигателя, управления лафетным стволом; – ряд специальных индикаторов, характеризующих правильность установки и работы основных элементов лестницы (совмещение ступеней колен, надежность опор, упор вершины и др.). При подаче лестницы угол наклона площадки, на которой она установлена, должны учитываться так, чтобы угол ее наклона не превышал 75°. 103 Пожарная техника Поворот лестницы разрешается производить только после подъема комплекта колен на угол 10°. Для опирания вершины лестницы на край крыши (карниза, окна) ее необходимо выдвигать выше точки опоры на 0,1–1,5 м. При скорости ветра более 10 м/с при выдвигании лестницы должны применяться растяжные веревки. Люди, удерживающие веревки, должны стоять по обе стороны лестницы на расстоянии 12–15 м. Исходя из условий безопасности, на неприслоненной лестнице возможно перемещение только одного человека. На прислоненной лестнице одновременно может находиться восемь человек (при условии нахождения на каждом колене по два человека). Разрешается перемещение одновременно трех человек на одном из первых трех колен лестницы. Используя лестницу, возможно подавать огнетушащие вещества лафетным стволом, закрепленным на вершине первого колена. При этом на лестницу действуют дополнительные усилия. Поэтому лафетный ствол должен надежно закрепляться, рукава, прокладываемые по середине лестницы, необходимо прикреплять к ступеням рукавными задержками. При подаче воды следует избегать резких изменений режима работы насоса. Управление пожарным насосом можно вести со щитка приборов или щитка управления в отсеке пожарного насоса. 3.1.2. Пожарные автомобили насосно-рукавные (АНР) В отличие от автоцистерн АНР не имеют цистерн для воды. Они могут забирать воду только из открытых водоемов или водопроводной сети. Особенностью их является то, что они имеют значительные запасы пенообразователя и большое количество пожарных напорных рукавов (табл. 3.10). Таблица 3.10 Размерность АНР-40 (130)127А Модель автомобиля АНР-40 (433360) АНР-40 (43312) Шасси – ЗИЛ-43410 ЗИЛ-433360 ЗИЛ-43312 Колесная формула – 4×2 4×2 4×2 Мощность двигателя кВт 110 110 110 Максимальная скорость км/ч 90 90 80 Число мест расчета чел 9 6 7 л 360 1000 1000 л/с 40 40 40 Наименование показателя Запас пенообразователя Подача насоса 104 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Окончание табл. 3.10 Размерность АНР-40 (130)127А Модель автомобиля АНР-40 (433360) АНР-40 (43312) 51 мм м/шт. 160/8 1080/54 – 66 мм м/шт. 40/2 – – 77 мм м/шт. 180/9 200/14 1400/70 кг 8200 11 000 12 500 Наименование показателя Количество рукавов диаметром: Полная масса Достаточно высокие ходовые качества, большой запас напорных рукавов и пенообразователя, а также возможность прокладывать рукавные линии на ходу машины позволяют успешно тушить пожары. Изложенные особенности позволяют использовать АНР как автоцистерны, автомобили воздушно-пенного тушения (АВП) и как рукавные автомобили. Наиболее распространенным является АНР-40(130) мод. 127 (рис. 3.3). 1 2 4 3 5 10 6 9 8 5 7 Рис. 3.3. Автомобиль пожарный АНР-40(130)127: 1 – шасси (двигатель); 2 – кабина боевого расчета; 3 – всасывающие рукава; 4 – кузов; 5 –отсеки ПТВ; 6 – рукавная катушка; 7 – запасное колесо; 8 – напорный патрубок; 9 – патрубок для подачи пенообразователя; 10 – всасывающий патрубок Он обустроен цельнометаллической кабиной на 9 мест, цельнометаллическим кузовом, пожарным оборудованием. Особенность компоновки состоит в том, что пожарный насос ПН-40УА расположен в кабине боевого расчета. Привод к нему осуществляется от КОМ, установленной на коробке передач, через короткий карданный вал (рис. 3.4). На этом же рисунке изображена схема дополнительного охлаждения двигателя и коробки передач. 105 Пожарная техника 5 13 12 11 6 3 4 7 8 А–А 1 2 9 10 Рис. 3.4. Трансмиссия и система дополнительного охлаждения: 1, 2, 7, 8 – трубопроводы; 6 – краник; 3, 4, 5 – вентили; 9 – змеевик; 10 – корпус; 11 – пожарный насос; 12 – карданный вал; 13 – коробка отбора мощности От линии дополнительного охлаждения двигателя и коробки передач имеются ответвления 7 и 8 для орошения топливного бака. Система орошения включается вентилем 5. Змеевик теплообменника двигателя последовательно соединен с аналогичным змеевиком коробки передач и соединен трубопроводами 1 и 2 с всасывающей и напорной полостями насоса. Вода из двигателя через корпус теплообменника поступает в радиатор, омывает змеевик и охлаждается водой, циркулирующей по трубопроводу из насоса. Система охлаждения обеспечивает непрерывную работу двигателя при номинальном режиме и температуре окружающего воздуха ± 35 °С в течение 6-ти часов. В отличие от АЦ, пенобак размещен под полом АНР. В поперечном сечении он имеет форму сегмента (рис. 3.5). Пенобак изготовлен из нержавеющей стали. В задней части расположена горловина 4 для заполнения его пенообразователем. Она выведена на крышу кузова и имеет трубку 3 для выхода воздуха при заполнении бака. На переднюю стенку бака выведен патрубок 2 для соединения с трубопроводом, ведущим к пеносмесителю. В нижней части бака имеется отстойник 5 и заглушка 6. В зимнее время пенобак обогревается выхлопными газами. 106 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения 4 3 2 1 5 6 Рис. 3.5. Пенобак АНР-40(130)127: 1 – бак; 2 – штуцер забора ПО; 3 – дыхательная трубка; 4 – заливная горловина; 5 – отстойник со сливной трубкой; 6 – заглушка Схема водопенных коммуникаций имеет ряд особенностей. Ее принципиальная схема показана на рис. 3.6. 8 9 10 7 1 6 3 5 2 4 Рис. 3.6. Водопенные коммуникации: 1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – пеносмеситель; 4 – трубопровод для подачи пенообразователя из посторонней емкости; 5 – вентиль; 6 – пенобак; 7 – напорная задвижка; 8 – вакуумный кран; 9 – мановакуумметр; 10 – вакуумметр 107 Пожарная техника Так как насос размещен в средней части машины, то напорные патрубки 7 выведены на оба борта (см. рис. 3.3). Вакуумметр 10 установлен на щитке приборов у водителя автомобиля. Трубопровод 4 для забора пенообразователя из посторонней емкости выведен на левую сторону автомобиля (см. рис. 3.3). Всасывающий патрубок выведен вперед и расположен на переднем бампере. Это позволяет устанавливать автонасос на водоем без предварительного маневрирования. Кузов автомобиля цельнометаллический, имеет восемь закрытых отсеков. В них расположено и закреплено пожарно-техническое вооружение. В средней части кузова установлены съемные стойки с роликами. Между стойками укладываются «змейкой» пожарные напорные рукава. При развертывании рукава выкладываются на ходу в одну или две линии. Для удобства укладки рукавов ящик изготовлен съемным, съемные также и боковые шторки в передних боковых отсеках кузова. В задней части АНР на специальных кронштейнах установлена специальная катушка (поз. 6 на рис. 3.3), предназначенная для укладки, транспортировки и механизированной прокладки напорных рукавных линий. На шпульку катушки может быть намотано 100–120 м напорных рукавов диаметром соответственно 77 и 66 мм. Рукавная катушка снимается и устанавливается на автомобиле вручную двумя бойцами. При прокладке рукавной линии катушка перекатывается на двух колесах с пневматическими шинами. Шпулька с рукавами вращается в двух радиально-сферических шариковых подшипниках и имеет фиксатор, препятствующий ее произвольному вращению. На АНР полностью сохранено электрооборудование базового шасси. Кроме того, дополнительно установлены светопроблесковые маяки синего цвета, фары-прожекторы (боковая и задняя) для освещения места работы на пожаре. Для освещения кабины боевого расчета и отсеков кузовов установлены плафоны. На щитке приборов в кабинет водителя установлены выключатели плафонов кузова, подсветки вакуум-клапана, фары прожектора, фары задней, электропроблесковых маяков. Автомобиль оборудован сигнализацией открывания дверей кузова. Разработаны и выпускаются промышленностью другие модели АНР на различных шасси. Их отличают конструкции кузовов, использование штор для закрытия отсеков. Принципиальные схемы водопенных коммуникаций идентичны во всех типах АНР. Все АНР укомплектованы воздушно-пенными стволами, стволами РС-70 и СРК-50, генераторами пены (ГПС-600) и комплектом ручных лестниц. 108 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения 3.1.3. Автомобили первой помощи (АПП) Сокращение времени следования АЦ по вызову – один из факторов уменьшения продолжительности свободного развития пожара и снижения ущерба от него. Важно также и то, что сокращение этого времени всегда приводит к уменьшению гибели людей на пожарах. Так, было установлено, что в течение только одной сокращенной минуты прибытия на пожар спасается в среднем 2 человека на 100 пожарах. Время следования к месту вызова занимает до 20 % от всего времени занятости АЦ и должно быть минимальным. Важным в этих обстоятельствах является учет дорожных условий эксплуатации ПА. В настоящее время основные ПА общего применения создаются на шасси грузовых автомобилей ЗИЛ, Урал, КамАЗ и др. Они все имеют большие габариты и массу. Это ограничивает возможности АЦ в ряде современных городских условиях реализовать свои динамические характеристики. Поэтому в последние годы стали использовать грузовые автомобили малой грузоподъемности для создания пожарных автомобилей первой помощи (АПП). Эффективность их обусловлена тем, что в городских условиях они могут прибывать на пожары значительно быстрее, чем АЦ на шасси большой грузоподъемности. Кроме того, они более экономичны по эксплуатационным расходам. Для эффективного использования АПП должны удовлетворять ряду требований. При грузоподъемности шасси до 1,5 т масса ПТВ должна быть не менее 800 кг. Полная масса АПП при этом составит 2,5–3,5 т, а необходимый внутренний объем кузова для размещения оборудования должен быть не менее 3,5 м3. При мощности двигателей шасси порядка 65–70 кВт удельная мощность может достигать значений 18–25 кВт/т. Общий вид АПП представлен на рис. 3.7. 3 2 4 1 Рис. 3. 7. Автомобиль первой помощи: 1 – шасси ГАЗ 2705; 2 – кабина боевого расчета; 3 – размещение пенобака и мотопомпы; 4 – кассета (решетка для ПТВ) 109 Пожарная техника Боевой расчет на АПП должен быть не менее четырех человек. При изложенных выше требованиях, запас огнетушащих веществ на АПП может находиться в пределах 300–500 кг, пожарные рукава не менее 50 м, насос с подачей до 4 л/с, а ПТВ массой 60–100 кг. Результаты испытаний АЦ-40(130)63А и анализа испытаний АПП на шасси УАЗ-452 выявили ряд достоинств автомобиля первой помощи. Оказалось, что превышение средней скорости следования на пожар АПП составляет около 40 %, по сравнению с такой же скоростью АЦ-40(130)63А. При следовании на пожар в экстренном режиме возрастает вероятность аварийных ситуаций из-за увеличения числа случаев отрыва колес от поверхности дороги и бокового скольжения при маневрах автомобиля. И по этому показателю АПП оказался лучшим. Вероятность появления аварийной ситуации при торможении также уменьшается в 2–2,5 раза. На всех городских маршрутах увеличение средней скорости следования на пожар достигается за счет увеличения частоты и времени использования высших передач и уменьшения числа переключения передач. На эффективность применения АПП большое влияние оказывает протяженность маршрута следования на пожар. По их протяженности можно выделить три интервала. Это маршруты протяженностью до 2-х км – здесь нет явного преимущества АПП по времени прибытия. Маршруты от 2-х до 6-ти км – на них АПП имеет стабильное преимущество по сравнению с АЦ-40(130)63А. На маршрутах, протяженность которых более 6-ти км, преимущества АПП незначительны. Замена одной автоцистерны на АПП экономически не всегда выгодна. Такая замена выгодна, если число выездов за год на пожары в жилой сектор составит более 70 %. При условии, если маршруты следования имеют протяженность от 2 до 6 км, то на 25–40 % уменьшится продолжительность следования по вызову и на 15–20 % уменьшаются эксплуатационные расходы, главным образом, по экономии топлива. Современные АПП создаются на грузовых автомобилях малой грузоподъемности. Так как они предназначены для использования в городах, то для них используются неполноприводные шасси. По параметрам основных показателей они мало различаются. Так, у них очень близкие значения мощности двигателей. Они мало отличаются друг от друга по запасу вывозимой воды и пенообразователя. Они имеют большие значения удельной мощности (до 20–25 кВт/т) и, следовательно, могут развивать высокие скорости движения, достигающие 100 км/час и более. Однако они очень сильно различаются по оснащению ПТВ, компоновками. Некоторые параметры АПП указаны в табл. 3.11 и табл. 3.12. 110 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Таблица 3.11 Показатели Размерность АПП-0,3-0,2 ГАЗ-33021 АПП-0,3-2,0 ГАЗ-33023 Мощность переносного кВт 6 – генератора Количество / мощность ш/кВт 2/1,5 2/1,0 прожекторов Высота подъема м 5 – мачты Мотопомпа – МПВ–2/400–60 Fire–Skid Подача л/с 2 0,8 Напор м 400 400 Длина шланга рукавной м 50 60 катушки Предприятия – ОАО «Пожтехника» г. Торжок ПО АПП-0,4-2 ГАЗ-33023 АПП-0,4-2 ГАЗ-330273 – – – – – – НЦПВ 4/400 4 400 НЦПВ 4/400 4 400 60 60 «Восток» г. Иркутск Из таблиц следует, что АПП имеют достаточные запасы воды, а некоторые и пенообразователь. Удельная мощность АПП находится в пределах 18–22 кВт/т, что обеспечивает достаточно высокие скорости следования на пожары. В кузовах АПП возможно размещать пожарно-техническое вооружение и гидравлический спасательный инструмент. Таблица 3.12 Показатели Марка шасси Колесная формула Мощность двигателя Число мест боевого расчета Вместимость цистерны для воды Вместимость пенобака Полная масса Скорость Размерность АПП-0,3-0,2 АПП-0,3-2,0 АПП-0,4-2 АПП-0,4-2 – ГАЗ–33021 ГАЗ–33023 ГАЗ–33023 ГАЗ–3300274 – 42 42 42 44 кВт 66 77 77 77 чел. 3 5 4 4 л 300 500 400 400 л – – 40 40 кг км/ч 2500 100 3500 100 3800 100 3500 100 111 Пожарная техника На выпускаемых промышленностью АПП устанавливаются мотопомпы или насосы с большими напорами. Предприятие ПО «Восток» устанавливает на АПП пожарный насос НЦПВ-4/400 отечественного производства. Предприятие ОАО «Пожтехника» рекомендует переносные мотопомпы. Каждая из них имеет автономный привод. Это расширяет возможности рационального использования водоисточников. На АПП-0,3-20 на шасси ГАЗ-33021 возможна установка мотопомпы Fire-Said и ИРН250Нi-Pulse – с подачей воды 0,4 л/с при напоре 2450 м. На этом же АПП имеется переносной генератор мощностью 6 кВт и прожекторы, которые возможно устанавливать на мачте высотой 5 м. В городских условиях применение АПП скажется на уменьшении ущерба от пожаров. 3.2. Водопенные коммуникации насосных установок пожарных автоцистерн 3.2.1. Водопенные коммуникации Насосные установки состоят из пожарного насоса, привода к нему и органов управления, а также системы трубопроводов и специальной арматуры. Трубопроводы и арматура образуют водопенные коммуникации. Водопенные коммуникации (ВПК) – это совокупность трубопроводов и водопроводной арматуры (краны, вентили, задвижки, клапаны), соединенные с насосом цистерны, заполненные огнетушащими веществами. Они составляют систему, обеспечивающую регулирование величин подачи насосов и развиваемого ими напора. ВПК предназначены для: а) забора воды и подачи ее к лафетным и ручным стволам из: – цистерн пожарных автомобилей; – открытых водоисточников; – пожарных водопроводных сетей; б) забора пенообразователя из пенобака или посторонних источников и после смешивания в насосе с водой подачу к водопенным стволам или ГПС во всех случаях забора воды; в) обеспечения функций дополнительных систем охлаждения (при их наличии на автоцистернах); г) промывки систем подачи пенообразователя. К насосу и ВПК предъявляется ряд общих требований. Они должны выдерживать статическое пробное давление не менее 1,5 Рном в течение трех 112 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения минут без разрушений и остаточных деформаций. В системе и цистернах должен полностью обеспечиваться слив воды и удаление пенообразователя. Принципиальные схемы ВПК на всех автоцистернах практически одинаковы. На различных автоцистернах они могут иметь разное конструктивное исполнение. Управление водопенными коммуникациями может осуществляться заслонками, кранами, вентилями и клапанами. В последнем случае их привод может быть смешанным, т. е. он может осуществляться вручную или с помощью пневмо- или гидропривода. В зависимости от типа установленного пожарного насоса могут использоваться различные вакуумные насосы. На АЦ могут отсутствовать отдельные элементы, например лафетные стволы и т. д. Принципиальная схема ВПК автоцистерн с насосами ПН-40УВ представлена на рис. 3.8. Насос 1 соединен серией трубопроводов с цистерной 6, пенобаком 4, лафетным стволом 5. Они при включении находящихся на них задвижек, клапанов и вентилей обеспечивают выполнение всех функций ВПК. 4 Рис. 3.8. Принципиальная схема водопенных коммуникаций автоцистерн: 1 – пожарный насос; 2 – пеносмеситель; 3 – тройник; 4 – пенобак; 5 – лафетный ствол; 6 – цистерна; 7 – напорная задвижка; В – вакуумметр; М – манометр; а, г, ж, з – трубопровод; б – всасывающий трубопровод; в – трубка ; д – вакуумный кран; е – задвижка лафетного ствола 6 5 е ж 3 з 7 д г а в 1 2 б П о д а ч а в о д ы и з ц и с т е р н ы . При открытом вакуумном кране д и вентиле на трубопроводе а вода заполняет насос 1. Перекрыв вакуумный кран и открыв задвижку 7, возможно включать насос 1 и подавать воду к стволу, если к патрубку присоединены напорные рукава. Путь воды: 6, а, 1, 7, рукавная линия. П о д а ч а в о д ы и з о т к р ы т о г о в о д о е м а или водопроводной сети. Путь воды: всасывающие рукава, б, 1, 7 или б, 1, е, 5 или б, 1, ж, 6. 113 Пожарная техника П о д а ч а п е н о о б р а з о в а т е л я и з б е н о б а к а 4 . При включенных вентиле на трубопроводе г и кране на пеносмесителе 2 включится в работу струйный насос пеносмесителя водой, поступающей по трубке в из коллектора насоса 1. Пенообразователь по трубопроводу г поступит к пеносмесителю 2 и далее во всасывающий трубопровод б. Раствор пеносмесителя из насоса 1 может поступать в лафетный ствол 5 или через задвижки 7 к рукавным линиям. При закрытом вентиле на трубопроводе г пенообразователь может поступать в насос от другой цистерны, подсоединенный к штуцеру тройника 3. П р о м ы в к а с и с т е м ы п о д а ч и п е н ы . Промывка системы может осуществляться при включенном вентиле на трубопроводе з водой из цистерны 6. Путь воды: 6, з, г, б, 1, 7, рукавная линия (или лафетный ствол). При этом из насосной установки будут удалены остатки пенообразователя. Промывка насосной установки может быть осуществлена и водой, подаваемой из другой цистерны в штуцер тройника 3 на трубопроводе г. У п р а в л е н и е р а б о т о й н а с о с н о й у с т а н о в к и цистерны и контроль ее функционирования осуществляются рядом приборов. К ним относятся: вакуумметр, манометр, тахометр для измерения частоты вращения вала насоса, термометр и часы. На различных автоцистернах устанавливается разное число контрольно-измерительных приборов. Водопенные коммуникации разных пожарных автомобилей и насосов имеют конструктивные и монтажные особенности, принципиальные же их схемы одинаковы. Управление водопенными коммуникациями в большинстве случаев ручное. Из рассмотренной принципиальной схемы ВПК значительно отличается только ВПК пожарной автоцистерны АЦ-40(130)137. Это отличие состоит в следующем. Вместо трубопровода е и ж используется только один трубопровод с клапаном-распределителем, переключающим поступление воды или в цистерну, или в лафетный ствол. Клапан-распределитель приводится в действие пневмоприводом. Подача пенообразователя в ВПК включается с помощью клапана Ду-32, а вода из цистерны в пожарный насос – клапаном Ду-80. Оба клапана могут включаться в работу вручную или с помощью сжатого воздуха. Оба клапана включаются только в случае, когда вручную они закрыты. ВПК пожарных автоцистерн АЦ-30(130)63А, АЦ-40(130)63Б, автонасосах АН-30(130)64А и АНР-40(130)127А по существу аналогичны. На этих автомобилях не устанавливаются лафетные столы. Кроме того, управление ВПК на них только ручное, поэтому вместо клапанов Ду-32 и Ду-80 установлены вентили. 114 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения На автоцистернах, изготовленных на шасси Урал 5557 и Урал 55571, применяются, главным образом, пожарные насосы ПН-40УВ. На некоторых из них устанавливают лафетные стволы. ВПК и управление ими аналогично ранее рассмотренному. Водопенные коммуникации АЦ, создаваемые на шасси КамАЗ, имеют некоторые особенности. На них завод-изготовитель устанавливает пожарные насосы ПН-40УВ, НЦПН-40/100, НЦПК-40/100-4/400. На некоторых из них устанавливают лафетные стволы с ручным или гидравлическим приводом. Из возможных вариантов ВПК рассмотрены некоторые типичные. Водопенные коммуникации АЦ на шасси КамАЗ. На шасси КамАЗ разработан и производится ряд автоцистерн. На них могут быть установлены пожарные насосы ПН-40-УВ, ПЦПН-40/100, ПЦНК-40/100-4/400. На ряде из них могут быть лафетные стволы с ручным или гидравлическим приводом. Из возможных комбинаций оборудования АЦ выделим типичные. Водопенные коммуникации АЦ с лафетными стволами и насосами ПН-40УВ. Такими ВПК оборудованы автоцистерны АЦ-5-40(4310), АЦ-7-4-(53213) и др. Принципиальная схема ВПК представлена на рис. 3.9. 11 10 13 12 9 8 7 14 6 1 15 2 4 3 5 Рис. 3.9. Водопенные коммуникации АЦ с лафетным стволом на шасси КамАЗ: 1 – цистерна; 2 – задвижка Ду-100; 3 – вентиль Ду-26; 4 – всасывающий патрубок; 5 – штуцер; 6 – пеносмеситель; 7 – вентиль Ду-25; 8 – пенобак; 9 – напорная задвижка Ду-70; 10 – вакуумный клапан; 11 – гидроцилиндр привода лафетного ствола; 12 – клапан Ду-70; 13 – лафетный ствол;14 – пожарный насос; 15 – вентиль Ду-50 115 Пожарная техника Заполнение насоса водой производится из постороннего водоисточника (водоем или водопроводная сеть) так же, как описано раньше. При заполнении его из цистерны 1 должны быть закрыты вентили 15 и 3 и открыта задвижка 2. При открытом вакуумном кране вода заполнит насос. П о д а ч а в о д ы в р у к а в н ы е л и н и и может осуществляться из цистерны 1 при открытой задвижке 2 и закрытых вентилях 3 и 15. Вода поступит в насос, а из него к напорной задвижке 9, к штуцеру которой должна быть присоединена рукавная линия. Поступление воды в лафетный ствол 13 может осуществляться из цистерны 1 (задвижка 2 открыта, а вентили 3 и 15 закрыты) или от посторонних источников, подсоединяемых к всасывающему патрубку 4. Управление клапаном 12 и лафетным стволом может осуществляться вручную или с помощью гидропривода 11. Подача раствора пенообразователя в насос 14 может осуществляться из пенобака при открытом вентиле 7 через пеносмеситель 6. Возможно забирать пенообразователь из постороннего бака, подсоединяемого к штуцеру 5. Последовательность операций такая же, как уже описывалось. На серии этих АЦ возможно цистерны заполнять пенообразователем и использовать их как автомобили воздушно-пенного тушения. Заправка цистерны 1 пенообразователем возможна через штуцер 5 при открытом вентиле 3 и закрытых задвижке 2 и вентилях 15 и 7. Применяемый в схеме способ заполнения цистерны пенообразователем используется и для промывки системы подачи пенообразователя. При закрытых вентилях 15 и 7 и задвижке 2 вода из цистерны 1 будет забираться пеносмесителем 6 и подаваться в насос и его коммуникации, осуществляя их промывку. З а п о л н е н и е ц и с т е р н ы в о д о й может осуществляться заливкой ее через заливной патрубок на крышке люка. После тушения пожара от постороннего источника вода насосом подается через вентиль 15 при закрытых задвижке 2 и вентиле 3. Ди ст анц и онное у п р а в л е н и е л а ф е т н ы м с т в о л о м ПЛ С- 2 0 . На автоцистерне применяется гидравлическая система управления лафетным стволом. Механизмами с гидравлическим приводом осуществляется подъем и опускание лафетного ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Составной частью гидропривода является кран-гидрозамок. Он предназначен для запирания рабочей жидкости в цилиндрах поворота механизма управления движением лафетного ствола при выключенной системе гидроуправления во время движения автоцистерны. В качестве рабочей жидкости используется веретенное масло. Рабочее давление в системе 3–4 МПа. Все золотниковые устройства надежно работают, если в них исключается утечка масла. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо следить, чтобы обеспечивалась хорошая фильтрация масла, тем самым достигается уменьшение изнашивания рабочих поверхностей плунжера и гильзы. 116 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Водопенные коммуникации автоцистерн с пожарными насосами НЦПН-40/100; НЦПВ-4/100. Пожарные насосы этого типа могут устанавливаться на АЦ любых шасси, на которых имеется сжатый воздух. Принципиальная схема их водопенных коммуникаций представлена на рис. 3.10. В области А отражена секция насоса низкого давления. По существу, как уже указывалось, это НЦПН-40/100. В этой схеме имеется все, что было указано на рис. 3.8 для АЦ с насосом ПН-40УВ. Различие имеется только в устройстве пеносмесителя и вакуумного насоса. Выполнение же различных операций с использованием ВПК аналогичны тому, что изложено в описании схемы, представленной на рис. 3.8. 15 14 13 10 9 8 16 17 11 18 19 7 25 12 В 6 5 20 21 22 А 23 24 1 2 3 4 Рис. 3.10. Водопенные коммуникации АЦ с пожарным насосом НЦПК-40/100 – 4/400: А – секция низкого давления; В – секция высокого давления; 1 – насос низкого давления; 2 – трубопровод подвода пенообразователя из пеносмесителя 13; 3 – трубопровод заполнения насоса из цистерны; 4 – вентиль Ду-80; 5 – цистерна; 6 – трубопровод забора воды из цистерны для промывки системы подачи пенообразователя; 7 – пенобак; 8 и 9 – вентили Ду-25; 10 – тройник; 11 – напорный вентиль подачи воды в рукавную; 12 – то же, для заполнения цистерны; 13 – пеносмеситель; 14 – кран и трубопровод соединения с вакуумным насосом; 15 – вентиль напорный для подачи воды в лафетный ствол (может быть заглушен); 16 – рукавная катушка высокого давления; 17 – кран высокого давления; 18 – кран включения воздуха; 19 – ресивер; 20 – клапан перепускной; 21 – коллектор высокого давления; 22 – трубопровод отвода воды в цистерну; 23 – насос высокого давления; 24 – механизм включения секции высокого давления; 25 – фильтр 117 Пожарная техника Руководствуясь этим описанием и схемой рис. 3.8, легко уяснить управление всеми процессами при использовании ВПК. Водопенные коммуникации насоса высокого давления представлены секцией В. Насос высокого давления 23 включается на подачу огнетушащих веществ механизмом включения 24 (устройство см. на рис. 2.13 и 2.15). Вода из коллектора секции нормального давления 1 по трубопроводу с фильтром 25 будет поступать в секцию насоса высокого давления 23. При открытом кране высокого давления 17 из коллектора высокого давления 21 она будет поступать в рукавную катушку 16, а затем к стволураспылителю или ГПС-600. При совместной их работе рукоятку дозатора следует устанавливать, исходя из условия, что подача одного стволараспылителя высокого давления примерно вдвое меньше, чем подача одного ГПС-600. Например, при работе одного ствола-распылителя высокого давления и двух пеногенераторов ГПС-600 рукоятку дозатора следует устанавливать примерно посередине между положениями «2» и «3». В целях экономии пенообразователя рекомендуется при временном прекращении и подаче вещества ставить рукоятку дозатора в положение «ЗАКР». Во время работы насоса следует контролировать режим его работы по контрольно-измерительным приборам. В случае расхода воды из цистерны (при этом увеличивается частота вращения вала насоса и давление резко падает) следует немедленно остановить насос. При необходимости временного прекращения подачи воды следует уменьшить частоту вращения вала насоса и отключить ступень высокого давления. В случае забора воды с глубины более 5 м и больших подачах (более 20–30 л/с) возникает кавитация. Например, она может наступать также при засорении всасывающей сетки. Появление кавитации определяют по характерному усилению шума в насосе нормального давления и увеличении разрежения на входе (до 0,8 кгс/см2). Для выхода из режима кавитации следует при помощи вентилей уменьшить подачу насоса и уменьшить частоту вращения его вала. После окончания работы инструкцией по эксплуатации насоса рекомендуется: отключить ступень высокого давления (поз. 24 на рис. 3.10 или поз. 13 на рис. 2.21); при этом подача ствола-распылителя высокого давления резко уменьшается, но не исчезает, так как вода по нему продолжает подаваться от ступени нормального давления; в случае работы с пенообразователем – соответствующими органами управления пожарной машины перекрыть вентиль (поз. 9 на рис. 3.10), перекрыть подачу пенообразователя в насос, уменьшить подачу насоса 118 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения (при помощи напорных вентилей) до 0,2–1,0 л/с и произвести промывку дозатора и насоса в следующей последовательности: а) соответствующими органами управления пожарной машины переключить магистраль пенообразователя (открыть вентиль поз. 8 на рис. 3.10) на подсос воды из цистерны; б) установить рукоятку дозатора на максимум и поработать насосом на чистой воде в течение 2–3 мин при давлении на выходе насоса в пределах 5–10 кгс/см2. В процессе промывки необходимо несколько раз повернуть рукоятку крана эжектора из положения «ОТКР.» в положение «ЗАКР.» и обратно, а также рукоятку дозатора от упора до упора (для промывки подвижных соединений); перевести двигатель на холостые обороты и выключить привод насоса; закрыть вентили внешних водоисточников (гидрант, цистерны); отсоединить всасывающие и напорные рукава; слить воду из насоса, для чего необходимо открыть все сливные краны в насосе (в том числе, сливные краны ступени высокого давления, даже если указанная ступень не включалась), открыть один или оба вентиля нормального давления, открыть кран эжектора и вакуумный кран; в том случае, если использовалась вакуумная система, продуть вакуумный насос, включив его на 3–5 секунд при открытом вакуумном кране и открытой полости центробежного насоса; закрыть все сливные краны, дозатор, кран эжектора, вакуумный кран и все напорные вентили; выключить тумблер «Питание» блока управления вакуумным агрегатом и силовой выключатель; поставить заглушки на всасывающий и напорный патрубки пожарного автомобиля; устранить все замечания по работе насоса. В з и м н и й п е р и о д необходимо: – по окончании работы после полного слива воды, не закрывая вентили и сливные краны, включить привод насоса и поработать им «всухую» на пониженных оборотах (1500–2000 об/мин) 10–15 секунд в целях удаления остатков влаги с вращающихся рабочих органов насоса, включая при этом на 3–5 секунд ступень высокого давления; – по окончании работы, во избежание замерзания воды, случайно попавшей в полость вакуумного насоса (даже не работавшего), например, из-за подтекающего вакуумного крана, продуть вакуумный насос, включив его на 3–5 секунд при открытом всасывающем патрубке и открытом вакуумном кране. Водопенные коммуникации АЦ с насосами НЦПВ-20/200 имеют некоторые особенности. Независимо от шасси автомобиля, на котором 119 Пожарная техника устанавливают насос, по требованию заказчика напорные патрубки могут устанавливаться не только по бортам, но и выводиться на корму АЦ (рис. 3.11, поз. 4). 11 9 12 14 13 10 15 8 7 16 17 18 6 19 5 2 4 3 1 22 21 20 Рис. 3.11. Водопенные коммуникации автоцистерн с насосом НЦПВ-20/200: 1 – пожарный насос; 2 – пеносмеситель; 3 – кран сообщения с атмосферой; 4 – напорный патрубок; 5 – тройник; 6 – кран включения пенобака; 7 – пенобак; 8 – задвижка; 9 – датчик заполнения насоса; 10 – вакуумный кран; 11 – падающий клапан; 12 – лафетный ствол; 13 – пневмодвигатель заслонки; 14 – задвижка; 15 и 18 – трубопроводы; 16 – воздуховод; 17 – цистерна; 19 и 20 – распределители включения пневмоприводов; 21 – воздуховод от ресивера; 22 – пневмопривод задвижки Вода в пеносмеситель 2 поступает из третьей секции насоса (показано стрелкой). При монтаже насосной установки на АЦ на трубопроводе от пенобака 7 до пеносмесителя 2 устанавливают кран включения пенобака 6 и тройник 5. Его используют как для промывки системы подачи пенообразователя, так и для заправки бака пенообразователем. В систему коммуникаций для заполнения насоса водой из водоисточников включена заслонка 14, аналогичная по конструкции заслонке 8 (см. рис. 2.31). Такого же типа заслонки установлены в линию подачи воды в лафетный ствол и забора воды из цистерны в пожарный насос. Управление этими заслонками осуществляется пневмодвигателями 13 и 22, соответственно. Особенностью водопенных коммуникаций является то, что для управления заслонками, регулирующими поступление воды в лафетный ствол 12 и забора ее насосом из цистерны 17, используются пневмодвигатели 13 и 22. 120 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Пример такого пневматического двигателя представлен на рис. 3.12. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7 6 5 4 3 А 8 Рис. 3.12. Пневматический привод заслонки: 1 – крышка; 2 – корпус; 3 – ограничитель; 4 – пружина; 5 – уплотнительное кольцо (круглое в сечении); 6 – поршневые кольца; 7 – поршень; 8 – направляющие штифты; 9 – зубчатая рейка на поршне; 10 – зубчатое колесо с осью для заслонки (см. рис. 2.31); 11 – отверстие для подвода сжатого воздуха В корпусе 2 размещены поршни 7. Каждый из них имеет уплотнительные кольца 5, поршневые кольца 6. Поршни имеют сегменты, на плоской поверхности которых показаны зубья. Они являются как бы зубчатыми рейками. Между ними расположена верхняя часть оси 10 заслонки (см. рис. 2.31, поз. 7). Для ориентирования движения в горизонтальном направлении в сегментах поршней имеются вырезы. В эти вырезы в корпусе 2 вставлены штифты 8. В положении, указанном на рис. 3.12, поршни удерживаются пружинами 4. В положении, указанном на рисунке, заслонка (поз. 5 на рис. 2.31) перекрывает трубопровод. При подаче сжатого воздуха через отверстие 11 поршни 7, преодолевая сопротивление пружин 4, будут раздвигаться в разные стороны, зубья их выступов будут при этом поворачивать вал против часовой стрелки. При подходе поршней к ограничителям 3 ось 10 повернется на 90°. При этом заслонка будет ориентирована по оси трубопровода (см. поз. 6 на рис. 2.31). При стравливании воздуха из корпуса привода 2 поршни 7 под влиянием пружин 4 переместятся в исходное положение, ось 10 заслонки повернется на 90° по часовой стрелке и заслонка перекроет трубопровод (см. рис. 2.31, поз. 5). Насосы высокого давления оснащаются специальным пожарнотехническим вооружением, обеспечивающим работу при больших расходах воды и напорах. К такому оборудованию относятся разветвления рукавные трехходовые. Общее устройство такого разветвления показано на рис. 3.13. 121 Пожарная техника 4 1 3 2 5 6 8 7 10 9 Рис. 3.13. Принципиальная схема общего устройства разветвления рукавного трехходового: 1 – ручка; 2 – тройник; 3, 10 – маховики; 4, 9 – крышка редуктора; 5 – головка муфтовая напорная ГМ-50Д; 6 – кран шаровой ДN50(2"); 7 – кран шаровой ДN70(2,5"); 8 – головка муфтовая ГМ-70Д Оно состоит из одного центрального и двух боковых выходных патрубков с условными проходами, равными 70 и 50 мм, соответственно. В корпусах кранов имеются отверстия для слива просочившейся воды. Разветвление оборудовано шаровыми кранами 6 и 7. Повороты кранов осуществляются специальными червячными редукторами. Их корпуса крепятся болтами к площадкам оснований, приваренных к тройникам разветвления. Они закрыты крышками 4 и 9. Вращение червяков редукторов производится механизмами 3 и 10. Поворот кранов требует больших усилий. Так, для поворота крана при отсутствии рабочего давления требуется приложить усилие к рукоятке маховика, не более 60 Н, а при рабочем давлении – не более 200 Н. Масса разветвления не превышает 22 кг, для его переноса имеется откидная ручка 1. Устройство червячных редукторов кранов представлено на рис. 3.14. Вал 1 с однозаходным червяком установлен на двух подшипниках скольжения 8 и 6. Верхняя опора скольжения защищена уплотнительным кольцом, а нижняя – закрыта крышкой. Вал зубчатого сектора 3 соединен с валом шарового крана. Положение сектора червячного редуктора, указанного на рис. 3.14, соответствует закрытому положению крана. При этом срезанная часть сектора колеса 3 упирается в верхний упор 4. Величина его выступа регулируется регулировочной гайкой. 122 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения 2 4 3 1 8 Рис. 3.14. Привод разветвления рукавного трехходового высокого давления: 1 – вал; 2 – маховик; 3 – зубчатый сектор червячного колеса; 4 – упор; 5 – головка муфтовая напорная высокого давления ГМ-70Д; 6 – нижняя опора скольжения; 7 – ножка; 8 – верхняя опора скольжения 7 6 5 При повороте маховика 2 сектор 3 также будет постепенно поворачиваться. При полном открытии крана перемещение сектора ограничится нижним упором. Применение разветвления имеет ряд особенностей. В горизонтальном положении оно опирается на три ножки 7, приваренные к его патрубкам. Для снижения усилий открытия шарового крана необходимо отвести рукоятку от упора «Закрыто» на 0,5–1 оборот. По окончании работы, отсоединив рукава, маховики всех кранов следует поставить в положение «Полуоткрыто», повернуть маховики на 6–7 оборотов от любого упора для слива остатков воды. Особенно тщательно ее следует удалять при низких температурах воздуха. При проведении ТО-2 автоцистерн необходимо заменить смазку в узлах трения разветвления. Для этого необходимо промыть маслом опоры 6 и 8, а также зубья колес и червяка элементов редуктора и смазать их смазкой Литол-24. Водопенные коммуникации на АЦ с насосом НЦПВ-4/400. Насос этого типа устанавливают на автоцистернах с цистернами вместимостью 0,82 м3 воды и пенобаками вместимостью от 50 до 200 л. Эти автоцистерны оборудуются на шасси ЗИЛ-4327-20(4х4)-АЦ-0,8-4 или на шасси ЗИЛ5301(4×2). Они могут забирать воду только из своих цистерн или от пожарного водопровода. Поэтому на них не имеется вакуумных насосов. Особенностью ВПК является то, что пеносмеситель 5 (рис. 3.15) состоит из эжектора 6, отсекающего клапана 7 и перепускного клапана 9. В пеносмесителе имеется сливной шаровой кран 8. Такие сливные краны имеются на коллекторе 2 и два сливных крана на насосе 1. Напорные вентили 11 аналогичны по конструкции. 123 Пожарная техника 3 4 5 7 10 8 6 9 1 16 15 11 13 12 1 14 Рис. 3.15. Водопенные коммуникации АЦ с НЦПВ 4/400: 1 – насос; 2 – коллектор; 3 – пенобак; 4 – кран включения пенобака; 5 – пеносмеситель; 6 – эжектор; 7 – отсекающий клапан; 8 – сливной шаровой кран; 9 – перепускной клапан; 10 – шаровой кран; 11 – напорный вентиль; 12 – цистерна; 13, 15 и 16 – трубопроводы; 14 – клапан Забор воды осуществляется из цистерны 12 при открытом клапане 14 или от водопроводной сети через напорно-всасывающие рукава. При закрытом верхнем напорном вентиле 11 и открытом нижнем вентиле 11 заполняется цистерна. Подача воды в рукавную линию осуществляется при открытом верхнем напорном вентиле. Подача пенообразователя осуществляется следующим образом. При работающем насосе включают эжектор 6 и кран 4. Пенообразователь будет поступать к отсекающему клапану 7, затем к эжектору 6 и из него по трубопроводу 16 во всасывающую полость насоса и через напорный вентиль 11 в рукавную линию. П р о м ы в к а с и с т е м ы п о д а ч и пенообразователя производится только при заборе воды от гидранта. Перед началом промывки к напорному вентилю должен быть подсоединен ствол-распылитель, а краном 4 необходимо отключить подвод пенообразователя из пенобака 3 к отсекающему клапану 7. Регулируя обороты насоса, устанавливают давление на выходе из насоса в пределах 1–3 МПа, кран включения эжектора ставят в положение «Откр.» и открывают шаровой кран 10. При этом вода из первой ступени насоса по трубе 13 поступит в отсекающий клапан 7, из него в эжектор 6 124 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения и по трубе 16 во всасывающую полость насоса. В насосе промывочная вода будет смешиваться с водой, поступающей из гидранта, и выливаться через ствол-распылитель. Насос должен работать 3–5 мин, при этом следует поворачивать на полный оборот 3–5 раз ручку дозатора пеносмесителя. Периодически производится проверка работоспособности перепускного клапана 9. Для этого необходимо отсоединить трубопровод 15 от цистерны 12 и направить его конец в мерную емкость. Создав давление в насосе, равное 2–3 МПа, измерить расход воды. Он должен быть не менее 0,1 л/с. Открыв напорный вентиль 11 и включив ствол-распылитель при давлении воды 3,5–4 МПа, переток воды должен прекратиться. Полностью перекрыв ствол-распылитель при давлении в насосе 4–4,5 МПа, переток воды должен возобновиться с подачей не менее 0,1 л/с. Проверка производится не менее двух раз. После окончания работы насос следует привести в исходное состояние, для чего необходимо: – промыть систему подачи пенообразователя; – перевести двигатель на холостые обороты и выключить привод насоса; – закрыть задвижки внешних водоисточников (гидрант, цистерна); – слить воду из насоса, открыв все краны (рукоятка крана эжектора должна быть в положении «ВКЛ»); – закрыть все сливные краны, дозатор и все задвижки и вентили; – установить ручку дозатора в положение «0» и поставить заглушки на всасывающий патрубок. 3.2.2. Регулирование подачи воды в рукавных линиях Огнетушащие вещества насосом подаются к ручным (или лафетному) стволам по рукавным линиям. Насос и рукавные линии образуют единую систему. Ее равновесное состояние определяется материальным и энергетическим балансом. Материальный баланс выражается условием равенства подачи насоса расходу в рукавной линии. Энергетический баланс – равенством напора насоса напору, используемому в рукавной линии. Этот напор, Н, м, определяется по соотношению (см. формулу 2.4): Н = Нг + hвс + hн + Нств, (3.1) где Нг – подъем жидкости на высоту, м; Нств – создание свободного напора, м; hвс – преодоление сопротивления во всасывающей линии, м; hн – преодоление сопротивления в рукавной линии, м. 125 Пожарная техника Потери напора во всасывающей линии hвс, м, и рукавной линии hн, м, могут быть выражены hвс = Sвс Q2 ; hн = SQ2, (3.2) где S – сопротивление рукавной линии, м; Q – расход воды через ствол, л/с. При работе насоса на заданную рукавную линию фиксированы как ее длина, так и диаметры рукавов. Фиксированы также высота подъема Нг и свободный напор Нсв и, следовательно, Нг + Нсв = А, т. е. величина для рассматриваемой конкретной рукавной линии постоянная. Следовательно, насос должен развивать напор, представленный функцией расхода Н = А + SQ2. (3.3) Это выражение называется характеристикой насосной установки или характеристикой рукавной линии. При тушении пожаров приходится изменять Q или Н, т. е. регулировать работу насосной установки. Для уяснения способов регулирования построим главную характеристику насоса Q-Н (кривая 1 на рис. 3.16) и характеристику рукавной линии (кривая 2). В точке А пересечения характеристик насоса и рукавной линии расходы Q и напора Н насоса и рукавной линии одинаковы. Следовательно, этой точкой выражается условие материального и энергетического баланса. Поэтому ее называют рабочей точкой. 1 Н, м 2 3 В А n1 С D 4 n2 6 n3 С' Нг + Нст 5 QА QB QD Q, л/с QС Рис. 3.16. Порядок регулирования подачи насосом: 1 – H = f(Q) при n1; 2 – h1 = A + S1Q2; 3 – h2 =A + S2Q2; 4 – H1 = f(Q) при n2 < n1; 5 – H2 = f(Q) n3 < n2 ; 6 – H3 = A + S2Q2 126 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Из рис. 3.16 следует, что для изменения подачи и напора насоса возможно изменять или характеристику рукавной линии (кривая 2) или характеристику насоса (кривая 1). Р е г у л и р о в а н и е з а д в и ж к о й . Предположим, что насос должен иметь подачу не QА, а QВ, т. е. QВ < QА. Этой подаче должна соответствовать точка В характеристики насоса. Если на напорном трубопроводе насоса прикрывать задвижку, то появится дополнительное местное сопротивление и увеличится местное сопротивление S рукавной линии и характеристика ее пойдет круче (линия 3). Регулирование изменением частоты оборотов рабоч е г о к о л е с а н а с о с а . Рабочая характеристика насоса (кривая 1 на рис. 3.16) получена при частоте вращения n1, об/мин, рабочего колеса насоса. Уменьшим частоту его вращения до n2 < n1 (кривая 4). Тогда на основании законов подобия можно записать: n Q2 n 2 ; Q2 Q1 2 ; n1 Q1 n1 H 2 n2 H 1 n1 2 (3.4) 2 n ; H 2 H 1 2 . n1 (3.5) Этим значениям Q2 и Н2 будет соответствовать подача Qс и Нс в точке С. К о м б и н и р о в а н н ы й с п о с о б р е г у л и р о в а н и я . Он осуществляется изменением частоты вращения колеса насоса и регулированием задвижкой. Предположим, необходимо установить рабочую точку D. Для этого следует уменьшить частоту вращения колеса насоса до n3 (кривая 5), а затем из точки С', прикрывая задвижку, перейти в точку D с подачей QD и соответствующем этой подаче значению напора HD (кривая 6). Указанным способом можно регулировать Q и Н в поле характеристики насосной установки ограниченном кривыми 1 и 2, а также осью ординат Н. Вне этого поля потребуется замена рукавной линии с рукавами большего диаметра. 3.3. Компоновка пожарных автомобилей Общие требования. Компоновка – составление целого из частей. В пожарном автомобиле, как уже указывалось, частями являются базовые шасси и пожарная надстройка для размещения цистерн и баков для огнетушащих веществ, пожарного насоса и пожарного оборудования, дополнительная кабина (салон) для личного состава. 127 Пожарная техника На большинстве автомобилей установлены поршневые карбюраторные двигатели или дизели. Наиболее часто двигатели расположены впереди кабины. Шасси объединяет несущую систему, трансмиссию, мосты, подвеску, колеса, рулевое управление и тормозные системы. Они могут быть полноприводными (4×4; 6×6) и неполноприводными (4×2; 6×2; 6×4). Кузов грузового автомобиля, размещаемый на раме шасси, состоит из платформы под груз и кабины водителя. Для создания пожарных машин на шасси грузовых автомобилей сооружают пожарную надстройку. В зависимости от назначения пожарного автомобиля надстройка может включать кабину (салон) для боевого расчета, различные механизмы, цистерны и баки для ОТВ, пожарно-техническое вооружение. Пожарная надстройка с содержимым в ней оборудованием и огнетушащими веществами является, таким образом, перевозимым грузом. Масса этого груза постоянна, т. е. пожарный автомобиль не имеет холостых пробегов. По определению, он эксплуатируется в транспортном режиме и в режиме боевой эксплуатации на пожарах. Компоновка пожарных автомобилей должна быть такой, чтобы реализовались его технические возможности в транспортном режиме, в условиях, ограничивающих маневрирование, и в стационарных режимах (работа на месте) при воздействии опасных факторов пожара. Технический уровень и совершенство конструкции пожарной надстройки, а также рациональность ее компоновки с базовым шасси должны обеспечивать реализацию всех требований, предъявляемых к пожарным автомобилям. При этом компоновка должна: – не снижать характеристик безопасности базового шасси; – обеспечивать в минимальное время осуществление действий по тушению пожаров с безопасностью для личного состава; – удовлетворять требованиям охраны труда пожарных и окружающей среды. Все эти требования будут рассматриваться применительно к автоцистернам. Это обусловлено тем, что они составляют основную массу ПМ. АЦ укомплектованы наиболее многочисленными боевыми расчетами. АЦ перевозят смещаемые и несмещаемые грузы. Более 99 % всех пожаров тушат боевые расчеты АЦ. Осуществляя компоновку ПА в соответствии с требованиями нормативно-технической документации, выполняются следующие общие требования: а) величина полной массы ПА не должна превышать 95 % от величины максимальной массы, установленной для базового шасси; 128 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения б) удельная мощность (отношение максимальной мощности двигателя к полной массе ПА) должна быть не менее 11 кВт/т; в) компоновка составных частей на раме автомобиля должна обеспечивать рациональное распределение массы ПА между осями. При этом нагрузка на управляемую ось должна составлять не менее 25 % от полной массы ПА. Нагрузка на колеса правого и левого борта могут различаться не более ± 1 % от полной массы. Некоторые особенности компоновок других типов ПА будут рассмотрены при описании их конструкций. Особенности компоновок АЦ. Компоновка АЦ обеспечивает рациональное взаимное расположение элементов надстройки и агрегатов базового шасси. От ее совершенства зависит возможность наиболее эффективной реализации технических возможностей АЦ. В основном она зависит от численности боевых расчетов, а также взаимного расположения емкостей для огнетушащих веществ и пожарного насоса. Последнее будет определять и компоновку отсеков для пожарно-технического оборудования. Требования к компоновке АЦ формулирует заказчик. Ее анализ важен также и для потребителя. Две особенности важны для компоновок АЦ. Первая особенность, важная для всех ПА, – это размещение салона боевого расчета за кабиной базового шасси. Вторая особенность состоит в том, что размещение цистерны для воды, по существу, определяет всю компоновку. Размещение цистерны может быть осуществлено вдоль или поперек продольной оси базового шасси (рис. 3.17). Оно и определяет собой возможности и ограничения компоновок ПН и ПТВ. Так, при поперечном размещении цистерны пожарный насос можно установить только сзади в кормовом насосном отсеке. РАЗМЕЩЕНИЕ ЦИСТЕРНЫ Вдоль оси базового шасси ПН ПТВ Заднее Среднее Поперек оси базового шасси ПН ПТВ Заднее По бортам У кормы Рис. 3.17. Классификация компоновок АЦ 129 Пожарная техника К о м п о н о в к а с а л о н о в . В зависимости от численности боевого расчета АЦ, как и другие ПА, могут иметь посадочные формулы 1 + 2; 1 + 5; 1 + 8. Каждой из них соответствует своя компоновка салона. Во многих ПА и некоторых АЦ используется кабина базового шасси (рис. 3.18, а). В АЦ могут быть салоны с одним (рис. 3.18, б) или двумя рядами сидений. В салонах возможно размещение СИЗОД или установка пожарного насоса (рис. 3.18, б). Несколько иная компоновка АЦ на шасси КамАЗ (рис. 3.18, г). Кабина боевого расчета отделена от кабины водителя промежутком с. Кроме того, отсеки 4 могут быть посередине и в кормовой части. 2 1 3 4 5 6 6 5 3 2 1 б а 1 2 3 5 4 3 4 2 5 4 6 с 1 в 4 6 г Рис. 3.18. Схемы компоновок АЦ: 1 – двигатель; 2 – кабина водителя и салон для боевого расчета; 3 – цистерна; 4 – отсек; 5 – пенобак; 6 – пожарный насос Подножки для доступа в салон устраивают на высоте, обеспечивающей пожарным малого роста свободное пользование ими. Размеры кабин салонов, дверей у них, а также сидений определены, исходя из роста высоких пожарных. Все соединяемые детали салона должны иметь уплотнения, препятствующие проникновению в кабину пыли, атмосферных осадков и потере тепла. В салоне размещают один или несколько огнетушителей, а также аптечку. Оборудование должно размещаться так, чтобы исключалась возможность его самопроизвольного перемещения при движении автомобиля, а острые углы не наносили травму пожарным. С о с у д ы д л я О Т В . На АЦ имеются цистерны для воды и баки для пенообразователя. Вместимость цистерн и их форма во многом влияют на компоновку и безопасность движения. 130 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Традиционно в нашей стране цистерны устанавливали вдоль продольной оси базового шасси. На АЦ с большой вместимостью цистерн стали применять поперечное их размещение (рис. 3.18, в, г). Такая компоновка позволяет более рационально распределять массу ПА по осям, что обеспечивает в случае полноприводных шасси более равномерную реализацию тяговых сил на колесах и улучшает управляемость АЦ. Цистерны большой вместимости в поперечном сечении имеют прямоугольную форму. По сравнению с другими формами (круглое или эллиптическое) в этом случае значительно уменьшается высота центра массы Н. В зависимости от степени заполнения цистерны Н уменьшается на 8–10 %. Поэтому необходимо после тушения пожара заполнять цистерну водой. Этим обеспечивается техническая готовность АЦ. В отличие от грузовых автомобилей пожарные автоцистерны перевозят смещающиеся грузы. В АЦ таким грузом является вода. Ее колебания оказывают большое влияние на безопасность движения. Гашение колебаний жидкости осуществляется волноломами. Волноломы – это перегородки, устанавливаемые поперек цистерны перпендикулярно его продольной оси. Площадь перегородки должна составлять до 95 % от площади поперечного сечения цистерны. Гашение колебаний жидкости волноломами происходит более интенсивно, если их устанавливать под углом 30–35° с наклоном в сторону кормы. В АЦ с поперечным расположением цистерны и пенобаков волноломы устанавливают вдоль оси автомобиля. Гашение колебаний жидкости может осуществляться и губчатым заполнителем, например, на основе полиуретана. П о ж а р н ы е н а с о с ы . На практике применяют переднее, среднее и заднее размещение насосов. Переднее расположение, главным образом, шестеренных насосов применяется на маломощных, упрощенных автоцистернах. В нашей стране преимущественное распространение получили компоновочные схемы с задним размещением насосов (см. рис. 3.17). Схемы компоновок со средним расположением насосов имеют ряд достоинств: улучшаются условия управления насосом, упрощается конструкция трансмиссии, что позволяет уменьшать не только ее массу, но и высоту центра массы, нет необходимости специально обогревать насос. Однако такая схема компоновки имеет и существенные недостатки. Во-первых, возрастает травмоопасность личного состава в кабине в случае ДТП. Вовторых, вывод всасывающих патрубков на стороны делает забор воды менее удобным, чем в случае компоновки с задним расположением насоса. Компоновка насоса должна обеспечивать управление насосом пожарными любого роста. Этому же требованию должны удовлетворять расположение сливных кранов, кранов включения дополнительной системы охлаждения двигателя при ее наличии. 131 Пожарная техника К у з о в А Ц . В кузовах размещают цистерны и баки для ОТВ, насосы с водопенными коммуникациями, приводы их управления и пожарнотехническое вооружение (ПТВ). Кузова компонуют из различных деталей в зависимости от принятого способа расположения цистерны для воды. В случае размещения цистерны вдоль шасси кузов изготавливают из двух цельнометаллических бескаркасных тумб. Они крепятся к кронштейнам цистерны болтами. Тумбы внутри разделены на отсеки, в которых размещается пожарно-техническое вооружение. В различных конструкциях АЦ по их борту в тумбах может быть по 2–4 отсека. Отсеки снаружи закрываются дверями с замками. Двери навешивают на петлях. Двери могут быть выполнены по схеме, открывающимися вверх с подпружиненными телескопическими стойками или шторного типа. Пространство между тумбами и задним днищем цистерны используется под насосное отделение. В случае среднего размещения насоса в кормовой части образуется отсек для пожарно-технического оборудования. Перечень пожарно-технического оборудования, возимого на АЦ, включает более 50 наименований различных приспособлений и устройств. На других ПА, например, автомобилях специального применения, перечень пожарно-технического оборудования значительно меньше. Пожарно-техническое вооружение на пожарных автомобилях используется крайне неравномерно. Частота его применения на АЦ изменяются в очень широких пределах. Так, пожарные насосы включаются в работу на всех пожарах. Рукава всасывающие, в зависимости от их диаметра и развития водопроводной сети в городах, используются на 4–10 % всех пожаров. Пожарные напорные рукава диаметром 51 мм применяют на 80 % пожаров, а диаметром 77 мм – только на 20 % пожаров; а, например, гидроэлеватор – только на 1,1 % всех случаев тушения пожаров. Различные образцы пожарно-технического оборудования различаются по массе, размерам и занимаемым ими объемам. Так, масса комплекта пожарных рукавов на АЦ-40(131)137 составляет 270 кг, а объем занимаемый ими равен 35–40 % объема отсеков. Масса колонки пожарной равна 18 кг, а габаритные размеры находятся в пределах 430×190×1090 мм, пеносмесители различного типа имеют массу 4,6–6 кг при длине 420–520 мм, стволы различного назначения при длине до 450 мм имеют массу до 2 кг и т. д., общая масса возимого и снимаемого с ПА пожарно-технического оборудования находятся в пределах 500–700 кг. Например, на АЦ-40(131)153 в правых отсеках масса пожарнотехнического оборудования была равна 250 кг, в левых – 200 кг и на крыше – 300 кг. Такое же распределение по массе реализовано на АЦ, сооруженное на шасси Урал-5556. 132 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Размещение ПТВ должно удовлетворять ряду требований: способствовать минимальному времени развертывания ПА, не снижать его оперативной подвижности, его крепление, как и размещение, должно быть травмобезопасным. Для реализации изложенных требований размещение ПТВ в отсеках ПА должно подчиняться принципу эргономики, согласно которому «… оборудование, органы управления и приборы должны располагаться в соответствии с логикой деятельности человека». При размещении пожарно-технического оборудования в отсеках АЦ следует учитывать возможности: – группировки элементов по их функциональному назначению; – значимости (на сколько оно важно для выполнения определенной группы операций); – оптимального размещения по конфигурации (его масса, геометрические размеры); – последовательного использования (согласно которому оно используется при организации работы); – частоты использования (чем элементы, наиболее часто используемые, должны находиться в самых удобных местах); – рациональной доступности оборудования для пожарных различного роста. Эти принципы (или возможности) трудно согласовать между собой. Поэтому при разработке схемы размещения ПТВ на АЦ должен соблюдаться разумный компромисс. Размещение отсеков на пожарном автомобиле и крепление в нем пожарно-технического оборудования оказывает большое влияние на продолжительность развертывания сил и средств. Различие в размещении и креплении пожарно-технического оборудования прослеживается на рис. 3.19, характеризующем время его снятия и прокладку рукавной линии с первым стволом. Из этого рисунка следует, что необходимо размещать отсеки и крепить пожарно-техническое вооружение в них так, чтобы оно было доступно пожарным различного роста. Размещение пожарно-технического оборудования в горизонтальной и вертикальной плоскостях определяется конструкцией МСП в зависимости от роста пожарных, так как в составе караула обычно служат пожарные разного роста. Для облегчения работы по снятию и извлечению ПТВ из отсеков ПА необходимо, чтобы пожарные выполняли ее стоя, не изменяя позы (не поднимаясь на цыпочки и не приседая). А для этого необходимо, чтобы пожарно-техническое вооружение было одинаково доступно как для пожарных самого высокого роста (95-го перцентиля), так и для пожарных самого низкого роста (5-го перцентиля). 133 Пожарная техника Н, см 180 4 170 1 5 2 3 0 20 40 τ, с Рис. 3.19. Продолжительность снятия пожарно-технического оборудования и подачи первого ствола пожарными различного роста: Снятие ПТВ: 1 – на АЦ Шкода; 2 –на АЦ Ельч (Польша). Подача первого ствола: 3 – Скутенг; 4 – Шкода; 5 – Ельч Доступ к пожарно-техническому оборудованию в вертикальной плоскости определяется суммой расстояния до плечевой точки (Нп95р) и длины руки, а в горизонтальной плоскости – определяется только длиной руки. Таким образом, область 1 на рис. 3.20 будет определять область, в которой пожарнотехническое вооружение будет доступно пожарным самого высокого роста. 200 b 2280 м k 1 Н 910 м Н 95р п а c 510 мм е d 390 мм Н п5р Край рабочей поверхности автомобиля 1920 м 2 L95р р 95р п 2280 м g o f o 810 мм Край рабочей поверхности автомобиля Рис. 3.20. Зоны вертикальной и горизонтальной досягаемости: 1 – пожарными 95-го перцентиля; 2 – пожарными 5-го перцентиля 134 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения Аналогичным образом можно обосновать область, в которой пожарно-техническое вооружение доступно пожарным самого низкого роста. Совместив обе зоны доступности, легко определить рациональную зону досягаемости 90 % пожарных различного роста. На рис. 3.21 она определяется: в вертикальной плоскости высотами 1920 и 910 мм, а в горизонтальной плоскости – величиной 390 мм. Именно в этой зоне наиболее рационально размещать отсеки с ПТВ. К сожалению, на некоторых АЦ эта зона (рис. 3.21) используется нерационально. 4 Высота, мм 2000 1500 1 1000 3 910 мм 5 500 0 2 1920 мм 6 7 90 Рис. 3.21. Расположение отсеков относительно уровня земли: 1 – АЦП-6/3 (Урал-5557); 2 – АЦ-40(43202); 3 – АЦ-40(131)137; 4 – АЦ-40(130)63Б; 5 – АЦ – Болгария; 6 – ТLF – (Германия); 7 – АЦ-3,2-40(4331) В зависимости от размещения цистерны отсеки могут располагаться по бортам кузова (3.22, а) или по бортам, но только у кормы АЦ (3.22, б). В первом случае больший простор доступа к машине и отсекам. Во втором случае все ПТВ сосредоточено более компактно. ПТВ в отсеках этого типа расположено в выдвижных ящиках и на полках. а б Рис. 3.22. Размещение отсеков ПТВ на АЦ: а – АЦП-6/3 (Урал 5557); б – АЦП-6/6 (Урал 5557) 135 Пожарная техника Очевидно, что в этом случае необходимо более четкое выполнение обязанностей пожарными, чтобы они не мешали друг другу. Кроме того, ящики для ПТВ выдвижные. Следовательно, появляется дополнительная операция по выдвижению ящиков и их фиксации в наклонном положении. При такой компоновке часть ПТВ размещается в выдвижном ящике в верхней части насосного отсека. Такое размещение ПТВ менее удобно, чем в случае, когда отсеки находятся вдоль бортов АЦ. Обоснование выбора АЦ для гарнизона ГПС. Требования к АЦ и особенностям их компоновки изложены в нормах пожарной безопасности. Они являются основой для разработки технических заданий на производство новых АЦ или их модернизации. Их обосновывают специалисты ГПС. Реализуются требования в производстве. Знание этих требований, реализованных в конструкции АЦ, важно и при обосновании выбора пожарных машин для гарнизонов ГПС. Рациональным порядком является следующее: 1. Оценивается территория по природно-климатическим условиям. 2. Устанавливается категория условий эксплуатации АЦ. 3. Проверяется состояние пожарной водопроводной сети и определяется наличие в регионе естественных и искусственных водоисточников. На основании изложенного обосновывается требование к шасси АЦ, вместимости цистерны для воды. Эти факторы будут определять и численность боевого расчета. Необходимо также учитывать структуру имеющегося парка АЦ как по шасси, так и по типу двигателей. Унификация АЦ, предотвращение их многомарочности будет способствовать лучшей организации их содержания в состоянии технической готовности и обеспечения их технического обслуживания и ремонта. Контрольные вопросы 1. Назначение пожарных автоцистерн, их главные параметры. Классификация. 2. Автоцистерны с дополнительным оборудованием и автолестницами. Их назначение, технические возможности. 3. Автомобили насосно-рукавные. Назначение, технические возможности. 4. Пожарные автомобили первой помощи. Общие характеристики. Технические возможности. 136 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения 5. Водопенные коммуникации насосных установок. Назначение. По принципиальной схеме, изображенной на рис. 3.8, опишите подачу воды и пенообразователя в рукавные линии из цистерн и водопроводной сети. 6. Водопенные коммуникации с насосом НЦПВ-4/400. Опишите особенности ее работы. 7. Опишите способы регулирования подачи воды, используя частоту вращения вала пожарного насоса и арматуру водопенных коммуникаций. 8. Опишите комбинированный способ регулирования Н и Q, развиваемых пожарным насосом. 9. Изложите сущность (особенность) классификации компоновок автоцистерн. Обоснуйте Вашу оценку их достоинств и недостатков. 10. Сформулируйте требования к размещению ПТВ на автоцистернах с учетом роста пожарных. 137 Пожарная техника Глава 4. ОСНОВНЫЕ ПОЖАРНЫЕ АВТОМОБИЛИ ЦЕЛЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ Основные ПА целевого применения доставляют в районы вызова личный состав и пожарно-техническое вооружение. Все они имеют определенное назначение для тушения пожаров на объектах различного назначения (самолеты, газовые и нефтяные фонтаны, музеи, театры и т. д.). В качестве огнетушащих веществ на этих ПА применяют: воду, пену, порошки огнетушащие, нейтральные газы и т. д. 4.1. Пожарные насосные станции Пожарные насосные станции (ПНС) предназначены для перекачки воды по магистральным рукавным линиям из естественных или искусственных водоисточников к: – передвижным лафетным стволам; – пожарным автомобилям; – месту крупного пожара для создания резервного запаса воды. Такие станции обеспечивают работу трех-четырех автоцистерн с подачей их насосами 30–40 л/с воды. Они могут перекачивать воду на расстояние до 2 км. При использовании сборно-разборных металлических трубопроводов подача воды может быть увеличена на большие расстояния. При тушении крупных пожаров ПНС применяется совместно с рукавными автомобилями АР-2, автомобилями водопенного тушения АВ-20 или АВ-40, пожарными автоцистернами. Они эффективно используются при тушении крупных пожаров лесных массивов, торфяников, больших складов. При тушении газовых и нефтяных фонтанов они обеспечивают работу автомобилей газоводяного тушения (АГВТ). Пожарные насосные станции могут применяться при чрезвычайных ситуациях, тушении объектов энергетики, на объектах химической и нефтехимической промышленности. Все ПНС создаются на полноприводных шасси (6×6) с удельной мощностью не менее 11 кВт/т. На них устанавливают пожарные насосы, имеющие свой автономный привод и обеспечивающие подачу воды 100–110 л/с при напорах 100 м. Это обычно мощные дизели, валы которых сопряжены (посредством муфт) с валами насосов. Следовательно, на ПНС эксплуатируются два двигателя: двигатель шасси и двигатель пожарного насоса. В качестве транспортного двигателя могут применяться карбюраторные двигатели, в приводе насоса обычно используются дизели. 138 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Следовательно, в отличие от автоцистерн, на которых двигатели работают в двух режимах – транспортном и стационарном, на ПНС двигатель шасси эксплуатируется только в транспортном режиме и ненагруженном стационарном (при ЕТО), а двигатель насоса – только в стационарном режиме. Число мест боевого расчета на всех ПНС – три человека. Наличие на ПНС двух двигателей предопределило особенности их компоновки (рис. 4.1). Двигатель автомобиля ЗИЛ-131 размещен перед кабиной, а в кузове ПНС установлен автономный дизель 1, который с муфтой сцепления 5 и карданным валом 8 соединен с насосом 6. 1 2 3 10 9 4 6 5 8 7 а Базовое шасси Подмоторная рама Двигатель 2Д-12Б Сцепление Система запуска Подогреватели Стартер Сжатый воздух Карданный вал Насос ПН-110 Вакуумная система Двигатель ЗИЛ-131 Органы Газоструйный управления насос и контроля Вакуумный на пульте клапан Блок заслонок Глушитель В атмосферу б Рис. 4.1. Компоновка и структурная схема ПНС-110: а – компоновка ПНС-110: 1 – автономный дизель; 2, 9 – топливный бак; 3 – баллоны со сжатым воздухом; 4 – боковые отсеки; 5 –муфта сцепления; 6 – центробежный насос ПН-110; 7 – органы управления и контроля на пульте; 8 – карданный вал; 10 – масляный бак; б – структурная схема агрегатов и систем ПНС-110 139 Пожарная техника В качестве источника энергии для привода пожарного насоса используются четырехтактные двенадцатицилиндровые дизели 2Д-12Б. На новых ПНС устанавливают модернизированный дизель 2Д-12Бс. Эти дизели развивают мощность 220 кВт при частоте вращения 2100 об/мин. На ПНС они эксплуатируются в стационарном режиме, поэтому дизель, кроме собственной системы охлаждения, оборудован дополнительным теплообменником, включенным в пожарный насос. Вода, поступающая в теплообменник из пожарного насоса, дополнительно охлаждает воду системы охлаждения двигателя. Дополнительно охлаждается масло в маслобаке. Дизели характеризуются большими значениями степеней сжатия. Поэтому для их пуска применяются мощные стартеры, получающие питание от аккумуляторных батарей 6-СТЭ-128 емкостью 256 ампер-часов. Кроме того, они оборудованы аварийной системой воздухопуска сжатым воздухом, содержащимся в двух баллонах при давлении 15 МПа. Для обеспечения надежного пуска двигателя при низких температурах он оборудован специальным пусковым подогревателем, обеспечивающим разогрев воды в системе охлаждения и масла в маслобаке. На ПНС установлены пожарные насосы ПН-110Б. Они геометрически подобны универсальным насосам ПН-40УВ и отличаются от них только размерами и массой. На насосе имеется всасывающий патрубок диаметром 200 мм и два напорных патрубка диаметром по 100 мм. Насос ПН-110 обеспечивает подачу воды в количестве 110 л/с, развивая напор 100 м. Эти значения величин подачи и напора получают при глубине всасывания 3,5 м и частоте вращения вала насоса 1350 об/мин (рис. 4.2). H, м 120 n = 1400 об/мин 110 n = 1300 об/мин 100 90 80 70 80 90 100 110 Q, л/с Рис. 4.2. Гидравлическая характеристика ПН-110 и ПЦНН-100/100 Максимальная высота всасывания насоса 7 м. Насосная установка состоит из насоса, системы всасывающих и напорных трубопроводов, заборной арматуры и измерительных приборов: вакуумметра, манометра, тахометра. 140 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Насос имеет пеносмеситель с дозатором, обеспечивающим одновременную работу 6-ти пеногенераторов ГПС-600 или 4-х ГПС-2000. Для забора воды из открытых водоисточников на насосе ПНС имеется система всасывания. Газоструйный вакуумный аппарат смонтирован на выхлопной трубе двигателя шасси. Им управляют с помощью электропневмопривода. Станция имеет и другие органы управления: регулятор оборотов двигателя, рукоятку выключения сцепления двигателя привода насоса. Наличие системы вакууммирования, установленной на двигателе привода насоса, позволяет производить подачу воды без участия двигателя шасси. Кроме того, сокращается в два раза количество рычагов управления по сравнению с ранее выпускаемой машиной. На ранее выпускаемых машинах газоструйный вакуумный аппарат устанавливался на карбюраторном двигателе шасси. Для обеспечения работы ПНС комплектуются небольшим количеством ПТВ (табл. 4.1). Таблица 4.1 Наименование Рукав всасывающий диаметром 125 мм, длиной 4 м Сетка всасывающая СВ-125 Ключ К 150 Ключ К 80 Четырехходовое разветвление 150х77х77х77х77 Огнетушитель ОУ-5 Лебедка ручная ЛР–0,15 Топор А-2 Лопатка ЛКО Лом с шаровой головкой Количество, шт. 4 2 2 2 2 1 1 1 1 1 Оборудование размещено в кузове с боковыми дверями шторного типа и задней дверью, открывающейся вверх. Это обеспечивает большой полезный объем, по сравнению с ПНС более раннего выпуска, для размещения оборудования, проведения ремонтных работ и обслуживания двигателя и насоса. Кузов оборудован плафонами освещения и выключателями контроля закрытия дверей. Над задней дверью установлены проблесковый маячок синего цвета и фара-прожектор освещения рабочей зоны. По желанию заказчика ПНС этого типа в настоящее время могут производиться на шасси КамАЗ-43114 или Урал-5557. Для ПНС разработан новый центробежный насос, обеспечивающий подачу 100 л/с воды или раствора пенообразователя при напоре 100 м, потребляющая мощность которого 185 кВт – НЦПН–100/100. Принципиальная схема расположения рабочих колес на валах и привода к ним показана на рис. 4.3. 141 Пожарная техника 7 8 6 5 4 3 2 1 9 Рис. 4.3. Насос пожарный НЦПН-100/100: 1 – вал; 2 – вакуумный насос; 3 – рабочее колесо; 4 – отводящее устройство; 5 – направляющий аппарат; 6 – редуктор; 7 – полумуфта; 8 – канал в коллектор; 9 – дозатор Из анализа этой схемы следует, что насос представляет собой агрегат, состоящий из двух двухступенчатых центробежных насосов, объединенных общим редуктором 6. Полумуфта 7 служит для соединения вала насоса 1 с автономным двигателем внутреннего сгорания. Каждый из них является насосом консольного типа с осевым подводом воды в первую ступень. После первой ступени вода по отводящим устройствам 4 поступает во вторую ступень, как показано стрелками. После второй ступени вода поступает в направляющий аппарат 5 с кольцевой камерой. Из этой камеры вода направляется в общий коллектор (на рисунке не показан), оборудованный двумя вентилями, заканчивающимися напорными патрубками с муфтовыми рукавными головками. Уплотнения колес и межступенчатые уплотнения – щелевого типа. Концевые уплотнения валов – торцевого типа, выполненные из силицированного графита. Насос имеет два всасывающих патрубка диаметром 125 мм и два напорных патрубка диаметром 100 мм. Он оборудован автоматической вакуумной системой водозаполнения. Система состоит из двух вакуумных шиберных насосов 2, которые работают от электродвигателей, получающих питание от аккумуляторных батарей базового шасси. Вакуумные насосы обеспечивают разрежение в системе всасывания со всасывающими рукавами, достигающее 0,08 МПа. Заполнение всей всасывающей системы с высоты всасывания 7,5 м осуществляется за 60 с – не более. Вакуумная система имеет один вакуумный клапан, управляемый вакуумным реле одного из электродвигателей. 142 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Электрический ток, потребляемый системой водозаполнения, не превышает 200 А. На каждом корпусе центробежных насосов установлены измерительные патрубки. Они обеспечивают связь полостей насосов с напорным коллектором. Протекающая вода поворачивает установленные в них заслонки. Контроль изменения подачи воды обеспечивается резистором, установленным на оси заслонки. Сигналы от резистора поступают на электронный блок. На насосном агрегате установлена автоматическая система дозирования, обеспечивающая подсос пенообразователя и дозированную его подачу во всасывающие полости обоих насосов. В зависимости от подачи насоса заданная концентрация пенообразователя поддерживается дозатором. На оси заслонки установлен резистор. При изменении подачи воды рассогласовываются показания резисторов дозатора и оси заслонки измерительного патрубка. С электронного блока подается команда на устранение рассогласования. При этом электродвигатель дозатора через редуктор автоматически обеспечит поворот его заслонки. Контроль уровня дозирования осуществляется по шкале дозатора. На насосе предусмотрено также дозирование пенообразователя в ручном режиме. Блок автоматической системы дозирования (АСД) обеспечивает требуемый уровень концентрации пенообразователя в автоматическом режиме. Он имеет регулятор концентрации пенообразователя и индикатор нулевой подачи насоса «Нет подачи». В кабине водителя установлен щит, с которого осуществляется контроль открытия дверей кузова, включение маяка, прожекторов и лампы подсветки места командира. На крыше кабины находится светоакустическая балка и фарапрожектор. Управление ими осуществляется из кабины водителя. Основные параметры технических характеристик некоторых ПНС представлены в табл. 4.2. Таблица 4.2 Модель ПНС № п/п Наименование параметров Размерность ПНС-110(131)131А ПНС-110 (5557) ПНС-100 КамАЗ-4311450ВР – ЗИЛ–131* Урал–5557 КамАЗ–43114 110 Стартер сжатый воздух 90 132 Стартер 170,5 Стартер 90 90 1 Базовое шасси 2 3 Мощность двигателя Пуск двигателя кВт – 4 Скорость движения км/ч 143 Пожарная техника Окончание табл. 4.2 Модель ПНС № п/п Наименование параметров Размерность 5 Тип пожарного насоса 6 7 8 Двигатель привода ПН Мощность двигателя Тип вакуумного аппарата 9 10 Полная масса Количество и размер патрубков: всасывающих напорных ПНС-110(131)131А ПНС-110 (5557) ПНС-100 КамАЗ-4311450ВР – ПН–110 – кВт – 2Д12Бс 220 Газоструйный кг шт/мм 11 000 НЦПН– 100/100 – 220 Вакуумная система забора воды 18 870 НЦПН– 100/100** ЯМЗ–238Б–14 220 Вакуумная система забора воды 12 725 1×200 2×100 2×125 2×100 2×125 2×100 *Возможно применять шасси КамАЗ-43114 или Урал-5557. **Возможна установка пожарного насоса ПН-110. Производится также ПНС на шасси ЗИЛ-4334 с установкой насоса ПН-110 и приводом к нему дизелем ЯМЗ-238Б14. Максимальная скорость движения ПНС равна 80 км/ч, а полная масса – 11750 кг. По выбору заказчика возможно заказать любую модель ПНС, наиболее подходящую для пожарных частей регионов. 4.2. Пожарные автомобили рукавные (АР) Рукавные автомобили предназначены для доставки в районы крупных пожаров или чрезвычайных ситуаций большого количества пожарных напорных рукавов. Они применяются только в сочетании с ПНС или АЦ, прокладывая магистральные рукавные линии длиной до двух километров. По таким рукавным линиям подается большое количество воды на значительные расстояния. АР обеспечивают механизированную прокладку рукавных линий и их уборку после тушения пожаров. Имея в комплектации стационарные или переносные лафетные стволы, они могут подавать воду на тушение пожаров. В обозначении АР-2 цифра «2» указывает суммарную длину перевозимых напорных рукавов (в тысячах метров). Они укомплектовываются напорными рукавами диаметром 150 и 77 мм. В характеристиках ПНС указывают количество рукавов различного диаметра и суммарную их длину. 144 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения АР предназначены для обеспечения подачи большого количества воды на значительные расстояния, т. е. они используются только при тушении крупных пожаров. Они применяются только в комплексе с пожарными (или другими) насосными станциями или автоцистернами. Специфика применения АР определяет ряд особых требований. Прежде всего, они должны сооружаться на полноприводных шасси, которые позволяют прокладывать рукавные линии при движении. АР оборудуются устройствами для скатки рукавов и их погрузки в кузов автомобиля. Скатанные рукава могут транспортироваться в кузове или на крыше АР. Для сохранности рукавов в кузове предусматривается специальная вентиляция под полом кузова. Возможно проветривание кузова через одно из его окон. Общий вид АР-2(131) мод. 133 представлен на рис. 4.4. На бампере автомобиля установлена лебедка, предназначенная для оказания помощи машинам, застрявшим в пути, и самовыталкивания. Лебедка потребляет мощность около 22 кВт. Ее привод осуществляется от коробки отбора мощности с помощью двух карданных валов и промежуточной опоры. От вала барабана лебедки осуществляется привод к специальному механизму для скатывания рукавов в скатки. Одновременно с помощью двух съемных приспособлений 8 (по обе стороны автомобиля) скатываются два рукава. За трехместной кабиной 1 водителя установлен лафетный ствол 2. Подводящий трубопровод к нему выведен на правую сторону и закрыт заглушкой. На некоторых АР лафетные стволы переносные. На крыше кузова 4 откидные поручни образуют корзину 3, в которой после пожара может перевозиться часть пожарных рукавов. Для хранения ПТВ в кузове предусмотрены ящики в отсеке 6. Два ящика находятся еще в задней части кузова. Сзади кузов закрыт двухстворчатыми дверями. Двери задних ящиков в открытом положении образуют площадку для укладки рукавов и подъема внутрь кузова. 2 1 4 3 5 8 7 6 Рис. 4.4. Автомобиль пожарный рукавный АР-2(131) мод. 133: 1 – кабина; 2 – лафетный ствол; 3 – корзина; 4 – кузов; 5 – механизм погрузки скаток рукавов; 6 – отсеки с ПТВ; 7 – газовая сирена; 8 – механизм скатки рукавов 145 Пожарная техника Кузов оборудован быстросъемными стойками, которые образуют вертикальные симметричные секции для укладки рукавов. Рукава соединяют и укладывают в секции змейкой. При движении АР и открытых дверях легко осуществляется прокладка рукавных линий. Вентиляция уложенных в кузов рукавов осуществляется через четыре специальных отверстия в полу, закрываемых крышками, а также через дверной проем или люк крыши. АР оборудован устройством 5 для загрузки скаток рукавов в кузов и газовой сиреной 7. АР укомплектовывается различным оборудованием и инструментом. К ним относятся: зажимы рукавные, прожектор, катушки к нему и тренога, лампа паяльная и другое оборудование. Все оборудование и инструмент размещены в кабине водителя, в ящиках 6 кузова. 3 2 1 4 9 8 7 9 6 5 Рис. 4.4а. Механизм скатки рукавов: 1 – коробка передач; 2 – коробка отбора мощности; 3 – лебедка; 4 – муфта; 5, 7 – ведущая и ведомая звездочки; 6 – цепь; 8 – вал; 9 – вилки для намотки рукавов Принципиальная схема механизма намотки рукавов в скатки на АР-2(131) представлена на рис. 4.4а. Привод лебедки 3, имеющийся на АР, осуществляется от коробки отбора мощности 2, установленной на коробке передач 1. На валу с муфтой 4 закреплена ведущая звездочка 5 цепной передачи. С помощью цепи 6 приводится во вращение ведомая звездочка 7, закрепленная на валу 8. На концах вала 8 закреплены вилки 9 для намотки рукавов в скатки, их погрузка в кузов автомобиля производится с помощью специального механизма, устроенного в корме автомобиля. Он состоит из основания 4 и скалки 2 люльки (рис. 4.5), шарнирно соединенной со стрелой 3. Последняя совместно с сектором 6 поворачивается на оси кронштейна 7. В положении, показанном на рисунке, скатка а легко смещается в кузов автомобиля. Специальным толкателем (на рисунке не показан) сектор 6 поворачивается на небольшой угол, а затем под тяжестью своей массы люлька перемещается в нижнее положение для погрузки на него скатки рукава. При включении пневмоцилиндра 1 сектор 6 будет поворачиваться тягой 8 с тросом и поднимать люльку в верхнее положение. На люльку могут укладываться две скатки диаметром 150 мм. 146 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения 2 3 а 4 1 Рис. 4.5. Механизм погрузки скаток рукавов: 1 – пневмоцилиндр; 2, 4 – скалки и основание люльки; 3 – стрела; 5 – упор основания люльки; 6 – сектор; 7 – кронштейн; 8 – тяга 5 6 8 7 Пневматический цилиндр 1 двустороннего действия установлен под полом кузова, воздух к нему подводится от воздушного ресивера тормозной системы автомобиля. В настоящее время освоены промышленностью и поступают на рынок несколько моделей рукавных автомобилей АР. По устройству и оборудованию они принципиально не отличаются от рассмотренного ранее АР-2(131). Основное отличие заключается в том, что все они созданы на шасси грузовых полноприводных автомобилей с колесной формулой 6×6 и новыми конструкциями кузовов (рис. 4.6) на шасси КамАЗ или Урал. На платформе базового автомобиля размещен кузов 1. На его крыше установлен лафетный ствол 2 и имеется ограждение 3 для размещения на крыше рукавов после их использования. В кормовой части АР имеется площадка 4. 1 2 3 4 Рис. 4.6. Автомобиль рукавный АР-2 на шасси КамАЗ-43114: 1 – кузов; 2 – лафетный ствол; 3 – ограждение; 4 – площадка 147 Пожарная техника Пожарные рукава размещаются гармошкой в отсеках 1 и 2, как показано на рис. 4.7. Каждый из них ограничивается съемными стойками 3. Это позволяет изменять отсеки для рукавов при замене их рукавами других диаметров. В кормовой части у площадки имеется наматыватель рукавов 5. Боевой расчет на всех АР – три человека. 2 Полки для ПТВ Рукав d = 150 мм 1 Рукав d = 77 мм Проход Съемные стойки 3 Наматыватель рукавов Площадка 4 6 5 Рис. 4.7. Схема размещения ПТВ на АР-2: 1, 2 – отсеки; 3 – съемные стойки; 4 – площадка (см. рис. 4.7); 5 – наматыватель; 6 – кнопка сигнализации Параметры основных показателей технических характеристик АР представлены в табл. 4.3. Таблица 4.3 № п/п Наименование показателей 1 2 Мощность двигателя Максимальная скорость Общая длина и количество рукавов: d = 150 мм; d = 110 мм; d = 77 мм. 3 148 Модели АР АР-2-1,9/2,8 АР-2 (Урал(КамАЗ5557) 3114)-55ВР Размерность АР-2 (131) мод. 133 кВт км/ч 110 80 169 90 170,5 90 176,5 85 1340/67 1760/88 2040/102 1900/95 – 2080/140 800/40 – 1200/60 800/40 – 1260/60 АР-2 (КамАЗ43114) м/шт Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Окончание табл. 4.3 № п/п Наименование показателей 4 Длина и количество рукавов Подача лафетного ствола Полная масса 5 6 Модели АР АР-2АР-2 1,9/2,8 (КамАЗ(Урал3114)-55ВР 5557) Размерность АР-2 (131) мод. 133 м/шт – – 2000/100 2000/100 – 60 40 – 40 кг 10 425 14 040 10 760 15 100 АР-2 (КамАЗ43114) АР комплектуются пожарно-техническим вооружением и оборудованием. Оно включает (на примере АР-2 1,9/2,8 (5557): ствол пожарный СПАК-040 – 1; головка соединительная ПГ 77×66 – 4; разветвление четырехходовое 150×77×77×77 – 2; ствол лафетный переносной ПN-20 – 2; ключ для соединения напорных рукавов К-80 – 2; ключ для соединения напорных рукавов К-150 – 2; огнетушители ОУ-5 – 1; зажим рукавный – 8; фонарь ФОС-3 с зарядным устройством – 2; топор А-2 – 1; лопата АКО-2 – 1; знак аварийной остановки – 1; аптечка – 1; упор противооткатный – 2; мостики рукавные для рукава 150 мм – 2; СГУ-120 «Смерч» – 1; сигнальный проблесковый маяк «Спектр» – 2. По требованию заказчика возможно комплектование АР рукавами других диаметров и разного количества (АР-2 КамАЗ-43114). Возможно также изготовление АР (например, АР-2 (КамАЗ-4311455ВР) на шасси Урал-5557 или ЗИЛ-4334). На некоторых АР (АР-1,9/2,8 5557) возможна установка обогревателей типа ОВ-65 для предотвращения замерзания рукавов зимой. Автомобили рукавные производят различные заводы: АР-2 1,9/2,8 (Урал-5557) – Урало-Сибирская пожарно-техническая компания; АР-2 (КамАЗ-43114)-55ВР – Варгашинский завод противопожарного и специального оборудования; АР-2 (КамАЗ-43114)-ОАО «Пожтехника» г. Торжок. 149 Пожарная техника Прокладка рукавных линий производится в приводимой ниже последовательности: – устанавливают АР у пожарной насосной станции; – открывают задние двери кузова и присоединяют один или два рукава к напорным патрубкам ПНС; – начинают движение на первой передаче по намеченной трассе; – члены расчета следят за выходом пожарных рукавов из секций кузова. После прокладки рукавных линий АР может использоваться для тушения пожара, подавая воду лафетным стволом. По проложенным рукавным линиям вода может подаваться в очаги горения лафетными или ручными стволами автоцистерн. Намотка рукавов в скатки осуществляется в последовательности, указанной ниже: – разъединяют соединительные головки рукавов; – располагают рукава так, чтобы при движении АР они находились слева от машины; – открывают дверку отсека механизма намотки, расположенную в передней части кузова, и шторную дверь отсека ПТВ; – выдвигают механизм на себя до упора и закрепляют его фиксатором; – на барабан намотки устанавливают диск для формирования скатки; – включают КОМ; – устанавливают рукавную головку рукава в ложемент механизма намотки; – придерживая рукавную головку, включают механизм намотки тумблером, размещенном на коробке управления в отсеке ПТВ, – начнется намотка рукава на барабан механизма. После формирования скатки ее снимают с барабана и укладывают в кузов. 4.3. Аэродромные пожарные автомобили К уровню противопожарной защиты аэродромов предъявляют ряд специфических требований. Они обусловлены, прежде всего, необходимостью спасания людей при авариях воздушных судов и тушению пожаров на них. На аэродромах возникает потребность тушения горящего разлитого топлива как под фюзеляжами самолетов, так и на взлетно-посадочной полосе (ВПП) и вне ее. Иногда появляется необходимость покрытия ВПП слоем воздушно-механической пены для облегчения посадки самолетов, терпящих бедствие. 150 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Аэродромы гражданской авиации, в зависимости от габаритных размеров эксплуатируемых судов и интенсивности взлетов и посадок на них летательных аппаратов, разделяются на 9 категорий. Для обеспечения пожарной безопасности на аэродромах должно быть по одному пожарному автомобилю с запасом огнетушащих веществ до 8 т (на аэродроме 9-й категории – 2 таких автомобиля). На аэродромах выше 1–4 категории должно быть еще от 1 до 3 пожарных автомобилей с запасом огнетушащих веществ более 8 т. В зависимости от категории аэродрома пожарные автомобили должны обеспечивать подачу огнетушащих веществ в количестве от 6 до 220 л/с. Расположение аварийно-спасательных станций на аэродромах и требования к техническим характеристикам аэродромных пожарных автомобилей требуют развертывания сил и средств в течение не более трех минут. При этом следует исходить из того, что до 30 % всех аварий с летательными аппаратами происходит на ВПП; до 30 % – вне ее, а около 16 % – за пределами ВПП. По требованию международной организации гражданской авиации (ИКАО) аэродромные ПА должны развивать скорость более 100 км/ч, а разгон до 80 км/ч должен осуществляться за время 40–45 с. Тушение пожаров на аэродромах осуществляется только огнетушащими веществами, которые содержатся в цистернах пожарных автомобилей. Поэтому аэродромные пожарные автомобили создаются на шасси большой грузоподъемности. Необходимость движения на взлетно-посадочной полосе и вне ее требует, чтобы использовались полноприводные шасси с колесной формулой 6×6 или 8×8. Стартовые пожарные автомобили находятся на дежурстве вблизи ВПП непрерывно. Они, как и дежурные пожарные автомобили, оборудованы подогревающими устройствами цистерны с водой, пенобака, насосного отсека. Продолжительное время эксплуатировали аэродромные автомобили АА-40(131)139, АА-60(7310)1 и др. Он имели дополнительные средства тушения. Такими средствами были переносные установки СЖБ-50, порошковые огнетушители ОП-100, углекислотные установки с запасом углекислоты в количестве 50–100 кг. Аэродромные пожарные автомобили укомплектованы пожарными напорными рукавами различных диаметров (по 4–6 штук), всасывающими и напорно-всасывающими рукавами. Для вскрытия фюзеляжа на машинах могут быть одна-две механические дисковые пилы ПДС-400. 1 Пожарные автомобили: Учебник / Под ред. А. Ф. Иванова. – М.: Стройиздат, 1988. 151 Пожарная техника На аэродромных пожарных автомобилях устанавливают центробежные насосы ПН-40УВ или геометрически подобный ему центробежный насос ПН-60Б. Этот насос обеспечивает подачу воды 60 л/с, развивая напор, равный 100 м вод. ст. Эти параметры получены при глубине всасывания 3,5 м и частоте вращения вала насоса 3000 об/мин. Система забора воды и подачи пенообразователя аналогичны системам насоса ПН-40УВ. Разработаны насосы НЦПН-70/100. Они обеспечивают подачу воды 70 л/с, развивая напор 100 м (при глубине всасывания 3,5 м и частоте вращения вала насоса 2500 об/мин). Насос двухступенчатый – на валу последовательно установлено два рабочих колеса. Манжетные уплотнения заменены торцовым уплотнением с использованием колец из силицированного графита. Водозаполнение осуществляется пластинчатым насосом с электроприводом (см. гл. 2 учебника). Наибольшая геометрическая высота всасывания насосами равна 7,5 м. Дозирующее устройство подачи пенообразователя ручное, уровень дозирования 6,0 ± 1,2 %. Наибольшее количество одновременно работающих пеногенераторов типа ГПС-600 – 10 штук. Насос такого типа рекомендован на пожарном аэродромном автомобиле АА-8,5/(40-60)-50/3 (КамАЗ-43118), разработанном ОАО «Варгашинский завод противопожарного и специального оборудования». Аэродромные пожарные автомобили, имеющие сертификаты соответствия, представляют три модели с общим запасом огнетушащих веществ (вода и пенообразователь) 5,8 и 15 м3. Их производит ОАО «Пожтехника». Обозначение АА рассмотрим на примере АА-8/60-50/3 (КамАЗ 43118), где 8 – суммарное количество огнетушащих веществ (вода и пенообразователь), л; 60 – подача пожарного насоса, л/с; 50 – возимый запас углекислоты, кг; 3 – численность расчета. Параметры технических характеристик АА приведены в табл. 4.4. Таблица 4.4 № п/п Наименование показателя Размерность 1 Тип шасси – 2 3 Колесная формула Двигатель: тип мощность Вместимость цистерны для воды Вместимость бака для пенообразователя Возимый запас углекислоты Насос пожарный – 4 5 6 7 152 – кВт л АА-5,3/40 Модель АА АА-8/60 КамАЗ– 43114 6×6 КамАЗ– 43118 6×6 АА-15/60 МЗКТ 8×8 Дизельный Дизельный Дизельный 176 176 176 5000 7500 14000 л 300 500 1000 кг – 50 ПН–40УВ 50 ПН–60 50 ПН–60 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Окончание табл. 4.4 № п/п Наименование показателя Размерность 8 Количество и диаметр всасы- шт/мм вающих патрубков 9 Количество и диаметр напорных шт/мм патрубков 10 Количество рукавных катушек шт/м и длина рукавов 11 Масса полная кг АА-5,3/40 Модель АА АА-8/60 АА-15/60 1/125 2/100 2/100 2/80 2/80 2/80 2/20 2/20 2/20 15600 21000 416000 Насосы пожарные размещены в кормовой части АА. В каждом из АА предусмотрено по три места для боевого расчета. Все три АА в основном различаются запасом огнетушащих веществ и типом шасси. Поэтому представим описание одного из них. Автомобиль аэродромный АА-8,0/60-50/3 (43118). Общий вид автомобиля представлен на рис. 4.8. Энергетической установкой на нем является дизель КамАЗ-740 с турбонаддувом мощностью 191 кВт при частоте вращения вала 2600 об/мин. На автомобиле установлен центробежный насос ПН-60. Привод к нему осуществляется от коробки отбора мощности с помощью трех карданных валов и двух промежуточных опор. Насосный отсек оборудован подогревателем ОВ65. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Рис. 4.8. Пожарный аэродромный автомобиль АА-8,0/60-50/3 (43118): 1 – шасси; 2 – проблесковый маячок; 3 – рукав; 4 – лафетный ствол; 5 – цистерна с пенобаком; 6 – кузов; 7 – пожарно-техническое вооружение; 8 – насосная установка; 9 – установка для покрытия ВПП пеной Вакуумная система состоит из газоструйного вакуумного аппарата, вакуумного клапана и трубопровода. Цистерна вместимостью 7500 л сварена из листовой стали. Пенобак вместимостью 500 л встроен в цистерну. Цистерна и пенобак имеют 153 Пожарная техника по пять датчиков уровня воды. Светодиоды сигнализатора уровня воды и пенообразователя расположены на панелях приборов в насосном отделении и в кабине водителя. Лафетный ствол может подавать в очаг горения воду или воздушномеханическую пену. Управление им осуществляется вручную. Крепится он к специальной стойке. Стойка предназначена для выдвижения лафетного ствола в рабочее положение и представляет собой сборную стальную конструкцию с подвижными фланцевыми соединениями. Крепится она к специальной раме. Выдвижение стойки с лафетным стволом в рабочее положение производится гидроцилиндром под давлением воды, подаваемой насосом. Необходимость тушения пожара под фюзеляжем и крыльями, а также нанесения слоя пены на взлетно-посадочную полосу (ВПП) для обеспечения аварийной посадки самолета обусловили особенности водопенных коммуникаций АА. Принципиальная схема одной их них (АА-8/60-50/3) представлена на рис. 4.9. 14 15 16 13 В 10 12 11 9 1 2 17 18 А 8 5 7 6 4 3 Рис. 4.9. Водопенные коммуникации АА-8/60-50/3 (43118)-549: 1 – цистерна; 2 – пенобак; 3 – вентиль Ду-25; 4 – пеносмеситель; 5 – клапан Ду-125; 6 – всасывающий патрубок; 7 – насос ПН-60; 8 – коллектор насоса; 9 – рукав напорный диаметром 77 мм; 10 – установка для покрытия пеной ВПП; 11 – вакуумный кран; 12, 13 – задвижки; 14 – лафетный ствол; 15 – гидроцилиндр подъема лафетного ствола; 16 – шаровой кран; 17 – вентиль; 18 – вентиль Ду-25 154 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения К напорным патрубкам возможно подключать пеногенераторы ГПС-600, разветвления РТ-80 или рукавные линии с ручными стволами. Забор воды насосом может производиться от водопроводной сети, естественных или искусственных водоисточников. Заполнение цистерны 1 водой можно производить, заливая ее через люк от посторонних источников. При заправке с открытого водоема вода поступает через всасывающие рукава, предварительно подсоединенные к патрубку 6 насоса 7, через работающий насос 7, открытую задвижку 12 и вентиль 17. Аналогичным образом осуществляется заправка цистерны и от водопроводной сети. Поступление пенообразователя из пенобака 2 к всасывающему патрубку 6 осуществляется при включении пеносмесителя 4 и открытом вентиле 3. Открывая задвижки А и В (или обе одновременно) раствор пенообразователя будет поступать в напорные рукавные линии или лафетному стволу. На автомобиле предусмотрена установка для покрытия пеной ВПП. Покрытие производится пеной средней кратности при аварийных посадках самолетов. Установка является съемным агрегатом. Она состоит из двух пенных коллекторов 8. Каждый из них выполнен в виде трубы с одним подводящим и тремя отводящими патрубками. На отводящих патрубках устанавливаются генераторы пены ГПС-600. Подвод к ним раствора пенообразователя осуществляется по напорным рукавам 9, которые подсоединяются к напорным патрубкам с задвижками и коллектору пожарного насоса. Собранная установка навешивается на задний бампер автомобиля. После этого она соединяется с напорными задвижками. После навешивания установки запускается насос, открываются задвижки подачи пенообразователя, достигается давление 0,7–0,8 МПа (70–80 м вод. ст.) и открываются задвижки напорных патрубков. С началом выхода пены из генераторов начинается движение автомобиля в соответствии с выбранной схемой покрытия ВПП. На автомобиле в передней части кузова крепится углекислотная установка. В ее состав входят два баллона с углекислотой массой по 25 кг в каждом и две катушки с рукавами 220 м. На одной катушке установлен раструб с рукавом, а на другой – ствол-пробойник. Интенсивность подачи углекислоты 3 кг/с. На некоторых АА устанавливают специальные бамперные установки для тушения пожаров под фюзеляжами или крыльями самолета. 155 Пожарная техника Промывка системы подачи пенообразователя может производиться водой из цистерны 1 при открытых клапане 5 и вентиле 18. Промывка осуществляется в течение 2–3 минут. 4.4. Пожарные автомобили воздушно-пенного тушения Пожарные автомобили воздушно-пенного тушения (АПТ) предназначены для тушения крупных пожаров ЛВЖ и ГЖ пеной низкой кратности. Область их применения распространяется на объекты нефтедобычи, нефтехранилища, нефтепродуктопроводы, а также другие объекты нефтепереработки. Они принципиально не отличаются от АЦ. На них используются пожарные насосы, ПТВ и арматура водопенных коммуникаций, идентичная тем же насосам, ПТВ и арматуре, что и на АЦ. В современных АПТ могут быть оригинальные насосы, имеются различия в конструкции АЦ, в схемах водопенных коммуникаций. На АПТ отсутствуют пенобаки. Идентичность конструктивного исполнения АПТ и АЦ позволяет использовать их для тушения не только пеной, но и водой, если ею заправлена цистерна АПТ. В настоящее время на вооружении ГПС имеется три модификации АПТ. Одна из них является аналогом автоцистерны АЦ-40(375Н)Ц1А. Она сооружена на шасси Урал с бензиновым двигателем. По тактикотехническим характеристикам и их параметрам она идентична АВ40(5557). Различие состоит только в том, что последняя сооружена на шасси Урал-5557 с дизелем. В табл. 4.5 приводятся параметры технических характеристик двух новых АПТ. Таблица 4.5 Наименование параметров Тип шасси Колесная формула Двигатель Мощность двигателя Максимальная скорость Численность боевого расчета Насос Подача насоса Развиваемый напор Вместимость цистерны Число одновременно работающих ГПС Подача лафетного ствола 156 Размерность Модель АПТ АВ-40(5557)ПМ551А АВ-20(53213)ПМ525 – – – кВт км/ч человек – л/с м л шт. Урал-5557 6×6,1 ЯМЗ–238 176 75 7 ПН–40УВ 40 100 4000 5 КамАЗ-53213 6×4,1 КамАЗ–740 154 80 3 ПН–1200 20 80 7000 5 л/с 20 – Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Автомобиль АВ-40 (5557) предназначен для доставки к месту пожара запаса пенообразователя и ПТВ, а также для подачи пенообразователя к пеносмесителям. Он может быть использован в комплекте с другими пожарными автомобилями для подачи пенообразователя к магистральным пеносмесителям и как самостоятельная машина для забора воды из водоема или водопроводной сети. Ц и с т е р н а из стали представляет собой неразъемную стальную конструкцию из элементов четырех обечаек, двух днищ и восьми боковых планок. На одной из них установлены пять датчиков уровня жидкости. Контрольные лампочки уровня сигнализации жидкости расположены на панелях приборов, установленных в насосном отсеке кузова и кабине водителя. На верху цистерны имеется люк для осмотра ее поверхности внутри и заливная горловина для наполнения цистерны. В днище обустроен коллектор с патрубком для заполнения цистерны водой или слива из нее жидкости. Внутри цистерны установлена переливная труба. Цистерна расположена за кабиной водителя, насос и ПТВ размещены в отсеках кормовой части кузова. Для поддержания положительной температуры в насосном отсеке устанавливается отопительно-вентиляционная установка ОВ65. Наполнение цистерны водой (пенообразователем) может осуществляться как на АЦ различными способами: вручную (ведрами) через люк, с помощью насоса через заливную горловину на автоцистерне. 5 4 3 Рис. 4.10. Водопенные коммуникации АВ-40(5557) ПМ 557А: 1 – насос; 2 – напорная задвижка Ду-70; 3 – вакуумный кран; 4 – задвижка Ду-80; 5 – лафетный ствол; 6 – цистерна; 7 – вентиль Ду-50; 8 – задвижка Ду-100; 9 – вентиль Ду-25; 10 – всасывающий патрубок; 11 – головка-заглушка ГЗ-50У; 12 – пеносмеситель ПС-5 2 1 6 12 7 11 10 9 8 Наполнение цистерны 6 пенообразователем возможно (рис. 4.10) при заборе его из посторонней цистерны (бака) через всасывающий патрубок 10, насос 1, вентиль 7. Аналогичным образом ее заполняют водой. При заборе 157 Пожарная техника воды из водопроводной сети она может поступать в цистерну через заборный патрубок 10, задвижку 8. Подача огнетушащих веществ в очаги горения может осуществляться различными способами. При постановке АВ на открытый водоисточник или водопроводную сеть воду можно подавать в лафетный ствол или рукавные линии от напорной задвижки 2, как и в случае АЦ. Если цистерна заполнена пенообразователем, то его подача в насос осуществляется через вентиль 9 и пеносмеситель 12. В дальнейшем раствор пенообразователя поступает в рабочие линии и стволы или пеногенераторы. Если цистерна заполнена водой, то ее подача осуществляется через задвижку 8 во всасывающую полость насоса и далее в рукавные линии или лафетный ствол. Пенообразователь может подаваться в насос через штуцер, с головки которого необходимо снять заглушку 11. Стационарный пеносмеситель 12 типа ПС-5 обеспечивает подачу пены низкой кратности в количествах 10, 15, 20 м3/мин при работе пяти ГПС-600. Лафетным стволом можно подавать до 20 м3/мин пены. В отсеках кузова вывозятся шесть ГПС-600, два пеноподъемника, рукава диаметром 77 мм и другое ПТВ. Для подачи большого количества пены (более 3000 л/мин), т. е. при установке более пяти ГПС-600, необходимо применять дозатор-смеситель. 1 3 2 а Рис. 4.11. Схема дозатора-смесителя: а: 1 – труба; 2 – штуцер; 3 – соединительная головка; б: включение дозаторасмесителя б Наиболее простая его схема показана на рис. 4.11. Он представляет собой трубу, к концам которой приварены соединительные головки 3 для присоединения к ним пожарных напорных рукавов. От АВ подача пенообразователя осуществляется через дозирующий штуцер 2. Внутри штуцера устанавливается дозирующая шайба с площадью отверстия Q / 2 gH , 158 (4.1) Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения где Q – расчетный расход пенообразователя, м3/мин; μ – коэффициент расхода; g – ускорение свободного падения, м/с2; ΔH – разность напоров в рукавной линии, подающей пенообразователь, и в линии с водой, м. При подаче пенообразователя через дозатор, установленный в напорной линии, необходимо на насосе АВ поддерживать давление на 0,2–0,3 МПа больше, чем на насосе автоцистерны, установленной на водоисточник. Вариант подключения АВ к АЦ показан на рис. 4.11, б. Возможно дозатор включать и во всасывающие рукава АЦ. Автомобиль АВ-20 предназначен для доставки к месту пожара боевого расчета, ПТВ и пенообразователя, а также для подачи в очаг пожара воздушно-механической пены, подаваемой по рукавным линиям. На автомобиле установлен пожарный насос ПН-1200 (рис. 4.12). В корпусе 1 на ведущем 2 и ведомом 4 валах закреплены зубчатые колеса 8 и 5. Они повышают обороты двигателя в 2,125 раза. Насос размещен в кормовом отсеке. 4 Рис. 4.12. Схема пожарного насоса ПН-1200: 1 – корпус; 2 – ведущий вал; 3 – муфта; 4 – ведомый вал; 5, 8 – ведущее и ведомое зубчатое колесо; 6 – колесо центробежного насоса; 7 – всасывающий патрубок 5 6 3 7 2 1 8 Для хранения и транспортировки огнетушащих веществ на автомобиле установлены три цистерны общей вместимостью 7000 л. Между собой они соединены гибкими трубопроводами. Поверхность каждой цистерны покрыта теплоизоляционным материалом (пенопластом), уложенным между стенками цистерны и наружной обшивкой. Внутри корпуса цистерны установлены дренажная труба и успокоители, а внизу приварен всасывающий патрубок, предназначенный для ее заполнения или опорожнения с помощью насоса или самотеком. Наверху цистерны имеется люк для ее осмотра и наливная горловина. На днище задней цистерны расположены три датчика уровня жидкости. Контрольные лампочки сигнализации уровня жидкости в цистерне находятся на панелях приборов в заднем отсеке и в кабине водителя. 159 Пожарная техника Для поддержания положительной температуры жидкости в цистернах и в отсеке насосной установки предусмотрена система обогрева их отработавшими газами двигателя (рис. 4.13). На каждой цистерне установлены нагреватели 7 (на рисунке показана одна цистерна № 1 1 и фрагмент цистерны № 3). Все нагреватели соединены последовательно. При закрытой заслонке 4 отработавшие газы двигателя, пройдя газоструйный вакуумный аппарат 3, проходя по трубопроводам, будут нагревать жидкость в цистернах и насосное отделение (обогреватель 10). При переходе на летнюю эксплуатацию из системы убирают заслонку 4. 1 7 8 9 10 11 2 3 4 5 6 Рис. 4.13. Система обогрева емкостей с пенообразователем: 1 – цистерна № 1; 2 – приемная труба; 3 – газоструйный вакуумный аппарат; 4 – заслонка; 5 – глушитель; 6 – выпускная труба; 7 – нагреватель цистерны № 1; 8 – элементы нагрева цистерны № 3; 9 – соединительные патрубка; 10 – обогреватель насосного отсека; 11 – выхлопная труба Гидравлическая система водопенных коммуникаций (рис. 4.14) не имеет пенобака и пеносмесителя. Наполнение цистерны 7 жидкостью можно осуществлять различными способами. С помощью постороннего насоса пенообразователь (или вода) может подаваться через заправочную горловину цистерны. Наполнение цистерны возможно осуществлять от постороннего источника через всасывающий патрубок 11 насоса (при снятой крышке заглушки 10) и открытом вентиле 8 Ду-65. Таким же образом наполняется цистерна водой от водопроводной сети. Наполнение прекращается при загорании сигнальной лампочки или в начале перетока воды по сливной трубе. 160 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Вода 4 5 3 2 Рис. 4.14. Водопенные коммуникации АВ-20(53213)ПМ 525: 1 – насос; 2 – клапан напорный; 3 – головка напорная ГМ-50; 4 – пеносмеситель АВ-20; 5 – вентиль Ду-50; 6 – вентиль Ду-50; 7 – цистерна; 8 – вентиль Ду-65; 9 – вентиль Ду-50; 10 – головка-заглушка ГЗ-100; 11 – всасывающий патрубок 6 7 1 11 8 9 10 Наполнение цистерны водой из открытого водоема осуществляется насосом при открытом напорном клапане 2 и вентиле 6 Ду-50. Тушение очагов огня может осуществляться: – воздушно-механической пеной при подаче воды от гидранта, а пенообразователя из цистерны – то же, при подаче воды из открытого водоема; – пенообразователем при подаче из цистерны в магистральные пеносмесители или в пеноподъемники. Для подачи воздушно-механической пены на АВ-20 имеется шесть генераторов ГПС-600, один ГПС-2000, два пеноподъемника, переносной пеносмеситель, трехходовое разветвление. При заборе воды из водопроводной сети или открытого водоема в напорные линии с пеногенераторами (их подсоединяют к напорным патрубкам 3 или 5) пенообразователь поступает из цистерны 7 через вентиль 9 или 8 в насос. При этом должен быть открыт напорный клапан 2. К напорным патрубкам насоса можно подключить трехходовое разветвление и подавать пену тремя пеногенераторами ГПС-600. Для подачи большого количества пены используется переносной пеносмеситель 4. К нему пенообразователь подается насосом из цистерны 7 при открытых вентилях 8 и 2. Вода подается из автоцистерны или ПНС. 4.5. Пожарные автомобили порошкового тушения Пожарные автомобили порошкового тушения предназначены для тушения пожаров на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, объектах газо- и нефтедобычи, а также на атомных электростанциях, электрических подстанциях и в аэропортах. 161 Пожарная техника При их использовании следует учитывать, что время работы порошковых установок невелико и что максимальная площадь пожара, которая может быть потушена, также ограничена расходом порошка из лафетных и ручных стволов. К ПА порошкового тушения предъявляют специальные требования. Порошковая установка монтируется на шасси автомобилей, как правило, повышенной проходимости. Параметры шасси подбираются в зависимости от массы вывозимого огнетушащего порошкового состава (ОПС). Основным элементом порошковой установки является сосуд для хранения порошка. В верхней части сосуда предусмотрена горловина для проведения технического осмотра и для немеханизированной зарядки порошком. В нижней части сосуда имеется люк для удаления остатков порошка. Сосуды оборудуются запорно-пусковой и предохранительной арматурой. Порошковая установка ПА может состоять из 1–2 и более сосудов. Количество лафетных стволов может быть 1 или 2. Длина рукавных линий обычно составляет от 20 до 60 м. Порошок на очаг пожара подается через лафетные стволы или по рукавам через ручные стволы. Лафетные стволы обеспечивают расход от 20 до 100 кг/с. Они поворачиваются в горизонтальной плоскости на 360° и в вертикальной плоскости в пределах от –15 до +75°. Ручные стволы имеют расход порошка не более 5 кг/с. Их количество, как правило, не менее 2. Стволы и рукавные линии целесообразно хранить в отсеках кузова ПА подсоединенными к системе порошковых коммуникаций. Порошковые струи должны обладать большой огнетушащей дальностью. Работа порошковых установок пожарных автомобилей основана на пневматическом вытеснении порошка из сосуда по трубопроводам и рукавным линиям. При этом порошок переводится в псевдоожиженное состояние, т. е. приобретает текучесть и возможность транспортироваться по трубопроводам и рукавам к лафетным и ручным стволам. Истекающая от них под давлением газопорошковая смесь формируется в виде порошковой струи, направляемой на очаг пожара. В зависимости от способа подготовки порошка к транспортированию установки порошкового тушения, используемые на ПА, можно разделить на следующие типы: 1. С псевдоожижением порошка и непрерывной подачей сжатого газа в сосуд через пористый элемент (аэроднище) или форсунки. С совместным хранением порошка и сжатого газа в сосуде (установки закачного типа). В у с т а н о в к а х п е р в о г о т и п а (рис. 4.15, 4.16) псевдоожижение порошка происходит при увеличении давления в сосуде. В процессе выдачи порошка подача газа в сосуд возобновляется и происходит непрерывно. 162 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения В качестве аэрирующих устройств используются пористые перегородки или форсунки. Истечение порошковой аэросмеси из лафетных и ручных стволов происходит под постоянным давлением в сосуде. 12 11 10 6 9 1 2 8 3 7 5 4 Рис. 4.15. Схема порошковой установки с псевдоожижением порошка и непрерывной подачей сжатого газа в сосуд через пористый элемент: 1 – баллоны со сжатым газом; 2 – вентиль; 3 – редуктор; 4 – коллектор; 5 – обратный клапан; 6 – сосуд для порошка; 7 – пористый элемент; 8 – сифонный трубопровод; 9 – шаровой кран; 10 – шарнир лафетного ствола; 11 – обратный клапан; 12 – крышка сосуда 9 1 7 11 10 12 13 2 3 8 5 4 6 5 Рис. 4.16. Схема порошковой установки с псевдоожижением порошка и непрерывной подачей сжатого газа в сосуд через форсунки: 1 – баллоны со сжатым газом; 2 – вентиль;3 – редуктор; 4 – коллектор; 5 – обратный клапан; 6 – форсунки; 7 – сосуд для порошка; 8 – крышка сосуда; 9 – предохранительный клапан; 10 – сифонный трубопровод; 11 – шаровой кран; 12 – шарнир лафетного ствола; 13 – кран продувки 163 Пожарная техника Форсуночный способ подачи газа в сосуд получил наиболее широкое распространение при создании ПА порошкового тушения как в нашей стране, так и за рубежом. В установках второго типа (рис. 4.17) порошок и сжатый газ содержатся в одном сосуде под высоким давлением. При работе порошковой установки истечение порошка происходит под переменным давлением. Принцип работы порошковых установок первого и второго типов рассмотрим на примере принципиальной схемы порошковой установки первого типа (см. рис. 4.16). Сжатый газ хранится в баллонах под высоким давлением 15 или 20 МПа. После открытия вентилей баллонов сжатый газ поступает в редуктор, где его давление снижается до рабочего, и далее под пористый элемент в сосуд для хранения порошка. Через аэроднище сжатый газ отдельными рассеянными струйками проходит сквозь слой порошка и переводит его в псевдоожиженное состояние. При достижении рабочего давления установка готова к работе. Открыванием соответствующего шарового крана порошок подается к лафетному или ручному стволу. После тушения пожара закрывают шаровые краны подачи порошка и продувают рукавные линии от его остатков. Для этого открываются вентили продувки, и рукавные линии лафетного ствола продуваются сжатым газом от остатков порошка, предотвращая его слеживаемость. 7 4 5 6 8 9 1 2 3 Рис. 4.17. Схема порошковой установки с совместным хранением сжатого газа и порошка в сосуде (установка закачного типа): 1 – малогабаритный компрессор; 2 – обратный клапан; 3 – порошок; 4 – сифон; 5 – шаровой кран; 6 – лафетный ствол; 7 – фильтр; 8 – датчик давления; 9 – блок автоматики Принцип работы порошковой установки третьего типа отличается от двух других. Сжатый воздух и порошок массой 5 тыс. кг хранятся в сосуде под высоким давлением, например, 3,2 МПа. Вследствие негерметичности установки происходит снижение давления воздуха в сосуде. Как только 164 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения величина давления снижается до 2,8 МПа, от датчика давления поступает сигнал на блок автоматики, который включает в работу малогабаритный компрессор. Компрессор доводит значение давления воздуха в сосуде до 3,2 МПа и отключается. Во время дежурства пожарного автомобиля малогабаритный компрессор порошковой установки постоянно подсоединен к электрической сети через быстроразъемное соединение. При открытии шарового крана подачи порошка высокое давление выталкивает первую порцию порошка, и в сосуде происходит расширение газопорошковой смеси. В процессе работы порошковой установки истечение газопорошковой смеси осуществляется под переменным давлением. После окончания подачи порошка продувка рукавных линий и лафетного ствола производится воздухом, отбираемым из верхней части сосуда порошковой установки. Расчет порошковой установки первого и второго типов сводится к определению объема сосуда при заданной массе порошка, запаса транспортирующего газа, объемов баллонов для его хранения, диаметров трубопроводов. Также рассчитываются диаметры проточных частей лафетного и ручного стволов, обеспечивающие заданные расходы порошка. Объем сосуда Wс, м3, для порошкового состава определяется по формуле Wc Gопс , ρ опс (4.2) где Gопс – масса вывозимого ОПС, кг; ρопс – насыпная плотность порошка, кг/м3. Количество сжатого газа Gг для работы порошковой установки определяется по формуле Gг = Gр + Gтр + Gпр, (4.3) где Gр – масса газа для создания рабочего давления в сосуде с ОПС, кг; Gтр – масса газа для транспортирования ОПС и его выдачи из сосуда, кг; Gпр – масса газа для продувки трубопроводов от остатков ОПС, кг. Количество газа для создания рабочего давления Gр = Wс ρр , (4.4) где ρр – плотность сжатого газа при расчетном рабочем давлении Рр и температуре Т в сосуде; Wc – объем свободного пространства, м3, принимается 10 % от объема, занимаемого порошком. Значение ρр определяется по формуле p Pp RT , (4.5) где R – газовая постоянная, Дж/(кгК); Т – температура, К, при расчете принимается 293 К. 165 Пожарная техника Количество газа Gтр для транспортирования ОПС и его выдачи определяется по формуле Gтр Gопс , μ (4.6) где Gопс – масса вывозимого огнетушащего порошка, кг; μ – концентрация газопорошковой смеси, кг порошка/ кг газа. Для порошковых составов марки ПСБ μ принимается по рис. 4.18. Количество газа для продувки трубопроводов и рукавных линий от остатков порошка принимается 0,2 Gр . Число баллонов для хранения сжатого газа определяется по формуле Nб Gр Wбρ б , (4.7) где Wб – вместимость баллона, м3; б – плотность сжатого газа в баллоне при расчетном давлении и температуре, кг/м3. , кг/кг 350 300 1 250 200 2 150 3 100 50 0,25 0,50 0,75 1,0 1,25 1,5 pc, МПа Рис. 4.18. Зависимость концентрации газопорошковой смеси от абсолютного давления в сосуде порошковой установки при различных условиях транспортировки: 1 – сплошной поток (установка третьего типа); 2 – средняя концентрация (установка первого типа); 3 – (установка второго типа) 166 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Рабочее давление сжатого газа (воздуха) в сосуде для хранения порошка должно обеспечивать получение порошковых струй с максимально возможной огнетушащей дальностью. Под огнетушащей дальностью понимается дальность, при которой концентрация порошка в струе обладает огнетушащим действием. Потери давления при транспортировании газопорошковой смеси определяются по формуле ΣΔp = Δpп + Δpр + Δpм + Δpверт, (4.8) где рп – потери давления от транспортирования порошка, МПа; рp – потери давления на начальный разгон частиц порошка, МПа; рм – местные потери давления, МПа; рверт – потери давления на вертикальном участке, МПа. Если к потерям, рассчитанным по формуле (4.8), прибавить давление перед насадком лафетного или ручного ствола, то полученное суммарное давление принимается в качестве расчетного. Величина его уточняется по результатам приемочных испытаний ПА. Следует иметь в виду, что увеличение давления в сосуде сверх расчетного ведет к увеличению металлоемкости порошковой установки. Огнетушащая дальность порошковых струй при этом не увеличится. Конструкции лафетного и ручного стволов должны формировать порошковую струю, чтобы её огнетушащая дальность была максимально возможной. Поэтому проточную часть стволов конструируют такой, чтобы статическое давление на их срезе равнялось атмосферному. Так как работа установки третьего типа происходит при снижении давления в сосуде, то ее расчет сводится к определению начального рабочего давления, чтобы в конце работы установки давление составляло величину, обеспечивающую получение струи со значительной огнетушащей дальностью. Установки первого типа применялись в конструкции ПА порошкового тушения АП-3(130)-148А и АП-5(23213)-196. Рабочее давление в сосудах составляло 0,4 МПа. Установка второго типа использована в конструкции ПА АП-5000– 40 (53213)ПМ-567. Принципиальная схема установки приведена на рис. 4.19. На схеме показан один порошковый сосуд из имеющихся трех. Работа порошковой установки происходит следующим образом. Сжатый газ, хранящийся в баллонах 1 под высоким давлением, после открытия запорных вентилей поступает к манометру 4, понижающему редуктору 17 и далее через открытый кран 15 и форсунки 13 в сосуд с огнетушащим порошком. Проходя через отверстия форсунок, сжатый газ переводит порошок 167 Пожарная техника в псевдоожиженное состояние. После достижения рабочего давления в сосуде ОПС может подаваться в очаг пожара лафетным стволом 8 и ручными стволами 12, которые формируют порошковые струи. Продувка трубопроводов и рукавных линий от остатков порошка осуществляется сжатым газом, оставшимся в баллонах после работы установки. При этом закрываются краны 7 и 10 и открываются краны 14. Оставшийся в сосуде газ после работы установки выпускается в атмосферу через кран 16. Этот же кран используется при сбросе газа при периодическом рыхлении порошка. Кран 2 используется для зарядки сжатым газом батареи баллонов. 6 4 2 3 4 8 7 14 10 11 5 12 18 4 12 14 1 13 17 15 10 16 9 Рис. 4.19. Принципиальная схема порошковой установки пожарного автомобиля порошкового тушения АП-5000-40(53213)ПМ-567: 1 – батарея баллонов с коллектором; 2 – кран для зарядки баллонов сжатым газом; 3 – кран для выпуска сжатого газа; 4 – манометр; 5 – фильтры; 6 – предохранительный клапан; 7 – кран для подачи порошка к пожарному стволу; 8 – лафетный ствол; 9 – сосуд; 10 – краны подачи порошка к ручным стволам; 11 – рукавные катушки с рукавами; 12 – ручные стволы; 13 – форсунки; 14 – кран продувки линий лафетного и ручных стволов; 15 – кран подачи сжатого газа в сосуд; 16 – кран для выпуска сжатого газа из сосуда; 17 – редуктор; 18 – кран подачи газа к редуктору Порошковая установка смонтирована на шасси КамАЗ-53213 и имеет одинарную кабину, поэтому боевой расчет, включая водителя, составляет 3 человека. К раме шасси крепится подрамник, на котором установлены три сосуда для порошка и отсеки. Объем сосуда составляет 1,9 м3 и вмещает 1667 кг порошка. Секция 40-литровых баллонов в количестве 15 шт. для хранения сжатого газа при давлении 15 МПа установлена на лонжероны 168 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения шасси. На крыше каркаса секции закреплен лафетный ствол с расходом порошка 40 кг/с. Управление стволом ручное. Все узлы установки порошкового тушения связаны между собой и со щитом управления трубопроводами. Передний и задний отсеки оборудованы шторными дверями. Сосуды для хранения порошка закрыты панелями. Сверху отсеков и панелей установлен настил с поручнями. По бокам и сзади кузова устроены 4 лестницы для подъема к лафетному стволу и для обслуживания установки порошкового тушения. В отсеках размещены две рукавные катушки с рукавами длиной 40 м и условным проходом 20 мм. Максимальная подача порошка через ствол составляет 5 кг/с. Для заполнения сосудов порошком предусмотрена вакуумная система, состоящая из газоструйного вакуум-аппарата и пневмоцилиндра. Заправка каждого сосуда происходит в отдельности через штуцер горловины. Каждый сосуд может включаться в работу автономно. Основные характеристики отечественных пожарных автомобилей порошкового тушения представлены в табл. 4.6. Таблица 4.6 Показатели Шасси Размерность – Колесная формула – Мощность КВт Максимальная скорость км/ч Численность боевого расчета человек Масса вывозимого порошка кг Расход порошка при работе лакг/с фетным стволом Дальность порошковой струи из м лафетного ствола Расход порошка при работе ручкг/с ного ствола Рабочий газ – Число баллонов с газом шт. Вместимость баллонов л Рабочее давление МПа Давление в баллонах МПа Полная масса кг АП-5000 АП-400050(43101) АП-1000 КамАЗ53215 6×4 176 80 3 5000 50 КамАЗ43101 6×6 176 80 3 4000 50 ЗИЛ5301 4×2 80 95 3 1000 40 50 – 35 5 3,5 5 Воздух 15 50 1,2 14,7 18 700 Воздух Компрессор – 1,0 – 14 500 Воздух 6 50 0,8 14,7 6600 При эксплуатации ПА большое значение имеет своевременное техническое обслуживание. Только в этом случае возможна их успешная работа на пожарах. 169 Пожарная техника Основу технического обслуживания порошковых средств тушения составляют ежедневные проверки состояния оборудования, ежегодные проверки количества газа в баллонах и качества огнетушащего порошка, периодические проверки сосудов, работающих под давлением. Ежедневно проводится осмотр и проверка порошковых установок дежурным караулом. Периодические проверки прочности и герметичности порошковых установок (сосудов, трубопроводов) проводятся согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Загрузка порошковых сосудов может производиться механизированным способом или вручную через горловину с установленной сеткой. 4.6. Пожарные автомобили комбинированного тушения Автомобили комбинированного тушения (АКТ) предназначены для тушения пожаров на машиностроительных предприятиях, объектах химической и нефтехимической промышленности, авиационных и других видах транспорта, находящихся на стоянках, а также и в населенных пунктах. Сущность комбинированного способа тушения пожаров заключается в последовательной или одновременной подаче на очаг горения двух и более огнетушащих веществ. Наибольшее распространение получили пожарные автомобили комбинированного тушения, подающие на очаг горения ОПС и воздушно-механическую пену. ОПС ликвидирует пламенное горение, а воздушно-механическая пена препятствует повторному воспламенению и дотушивает локальные участки горения. Достоинство такого способа заключается в надежности тушения и эффективном использовании огнетушащих веществ. При комбинированном способе тушения необходимо применять такие ОПС и пенообразователи, которые обеспечивают оптимальную стойкость пены при ее взаимодействии с порошком. Классификация АКТ зависит от ряда признаков. На компоновку влияет тип установки (порошковая, пенная или водопенная), а также конструкция базового шасси. Как правило, такие автомобили монтируют на шасси повышенной проходимости. Выбор шасси определяется, прежде всего, его назначением, при защите того или иного объекта. В связи с этим запас огнетушащих веществ может колебаться в широких пределах, а их общая масса может быть от 1 до 10 т. Таким образом, для компоновки пожарных АКТ используются шасси с различной грузоподъемностью. На легких АКТ применяют порошковые установки в комбинации с пенными, т. е. без насосного агрегата. В этом случае для подачи раствора пенообразователя из сосуда к пенным стволам или генераторам пены средней 170 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения кратности используется энергия сжатого газа, который хранится в баллонах под высоким давлением. На средних АКТ применяют порошковые установки в комбинации, как правило, с водопенными насосного типа. 2 3 4 5 1 Рис. 4.20. Пожарный автомобиль комбинированного тушения АКТ 1/1(4320): 1 – шасси; 2 – сдвоенный лафетный ствол; 3 – сосуд для хранения порошка; 4 – сосуд для хранения раствора пенообразователя; 5 – расположение баллонов-ресиверов Примером АКТ легкого типа является АКТ 1/1(4320) (рис. 4.20), который смонтирован на шасси Урал-4320 и представляет собой пенную и порошковую установки. Пожарный автомобиль имеет одинарную кабину, поэтому боевой расчет, включая водителя, составляет 3 человека. Пенный и порошковый сосуды расположены на специальной платформе. Платформа оборудована боковыми бортами. В передней части платформы предусмотрен отсек для размещения пожарного оборудования и воздушных баллонов, над которыми расположена рабочая площадка ствольщика. Кроме отсека, пожарное оборудование размещается на платформе. Порошок и раствор пенообразователя подаются к стволам пневматическим способом с помощью сжатого воздуха, который хранится в шести 50-литровых баллонах под давлением 15 МПа. Прикрытием запорных вентилей баллонов воздух через редуктор давления, отрегулированный на давление 1 МПа, по трубопроводам поступает в рабочие сосуды огнетушащей установки и вытесняет огнетушащие вещества. При открытии соответствующего крана на порошковой и пенной коммуникациях подается пена или порошок через лафетные и ручные стволы на очаг пожара. Управление кранами выдачи порошка и раствора пенообразователя через лафетные стволы дистанционное электропневматическое и осуществляется ствольщиком с пульта управления, расположенного у лафетного 171 Пожарная техника ствола. Кнопки управления кранами выдачи порошка и раствора пенообразователя через ручной сдвоенный ствол сосредоточены на основном пульте управления, расположенном на левом борту кузова за отсеком для размещения оборудования. Рабочая зона лафетного ствола равна: вправо и влево на 150° в горизонтальной плоскости и вертикальной плоскости: вверх – 60°, вниз – 15°. Сосуды для хранения огнетушащих веществ выполнены из стали и состоят из цилиндрической обечайки и эллиптических днищ. В корпус сосуда встроена сифонная труба, предназначенная для выдачи огнетушащих веществ. В нижнее днище приварен патрубок со съемной крышкой для удаления остатков огнетушащего вещества из сосуда. К верхнему днищу приварена заправочная горловина, которая закрывается крышкой со встроенным предохранительным клапаном. По принципу работы порошковая установка относится к первому типу. При наборе рабочего давления и псевдоожижении порошка сжатый газ подается через форсунки. После набора давления в начале выдачи порошка срабатывает специальное устройство, которое переключает дальнейшую подачу сжатого газа в верхнюю часть сосуда. В сосуды загружается 900 кг порошка и 1000 л раствора пенообразователя. Основания ножек сосуда крепятся к раме кузова на эластичных прокладках при помощи болтов и гаек. Баллоны со сжатым воздухом закрепляются в специальных ложементах с помощью поясов. Лафетный ствол сдвоенный предназначен для подачи порошка и воздушно-механической пены на очаг пожара как при движении, так и при стоянке автомобиля. Управление лафетным стволом осуществляется вручную при помощи рукоятки. Огнетушащие вещества к стволу подаются по двум каналам, к нижней части которых подсоединены два патрубка для прикрепления рукавов от пенного и порошкового сосудов. Заправка сосуда порошком производится вручную через загрузочную горловину с помощью воронки. Аналогично заправке сосуда порошком осуществляется и заправка сосуда раствором пенообразователя. Так как отсутствует обогрев сосуда для хранения раствора пенообразователя, автомобиль не может находиться в зимнее время на открытом воздухе более 10–15 мин. Конструкция кузова позволяет производить его перестановку на любое другое шасси соответствующей грузоподъемности без переоборудования установок. Возможно три варианта производства пожарного автомобиля такой конструкции в качестве АКТ, а также в качестве АП и АПТ. При использовании по варианту АПТ или АП изменяется лишь лафетный и ручной стволы. Запас огнетушащего вещества по варианту АПТ составляет 2 т раствора пенообразователя, а по варианту АП – 2 т ОПС. 172 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Примером АКТ среднего типа является АКТ 6/1000-80/20(53229) (рис. 4.21), смонтированный на шасси КамАЗ-53229. 1 2 3 4 5 6 Рис. 4.21. Пожарный автомобиль комбинированного тушения АКТ 6/1000-80/20(53229): 1 – кабина; 2 – дополнительная кабина для боевого расчета; 3 – порошковая установка; 4 – порошковый лафетный ствол; 5 – водопенный лафетный ствол; 6 – водопенная установка Пожарный автомобиль АКТ может подавать на очаг пожара огнетушащий порошок, воздушно-механическую пену и воду. Особенностью его компоновки является наличие дополнительной кабины для боевого расчета, который может состоять из 7 человек, включая водителя. Такое количество боевого расчета может обеспечить максимальное боевое использование возможностей пожарного автомобиля. За кабиной боевого расчета монтируется порошковая установка. Основным ее элементом является сосуд для хранения порошка, в который загружается 1000 кг ОПС. Рабочее давление равняется 1,2 МПа. Сосуд выполнен из стали и состоит из цилиндрической обечайки и двух эллиптических днищ. В крышку сосуда встроен сифонный трубопровод для выдачи огнетушащего порошка. На ней также монтируется предохранительный клапан и штуцер для загрузки сосуда порошком. В нижнюю часть сосуда вмонтированы форсунки, через которые сжатый воздух подается в сосуд для псевдоожижения порошка и транспортирования его к лафетному стволу и по рукавам к ручным стволам. Сосуд крепится болтами к раме баков для хранения пенообразователя. В качестве транспортирующего газа в порошковой установке используют воздух, который хранится в баллонах, соединенных общим коллектором высокого давления. Давление в баллонах составляет 15 МПа. 173 Пожарная техника Порошок на очаг пожара подается с помощью лафетного ствола и двух ручных стволов. Лафетный ствол установлен на крыше пожарного автомобиля и обеспечивает подачу порошка с расходом 20 кг/с. Управление стволом осуществляется с помощью рукоятки. Для управления выдачей порошка к лафетному стволу установлен шаровой кран. Оба ручных ствола находятся в нижних отсеках кузова автомобиля и расположены симметрично справа и слева относительно сосуда. Рядом со стволами находятся барабаны с катушкой. Длина рукава на одной катушке составляет 20 м с внутренним диаметром 20 мм и на другой катушке – 10 м с внутренним диаметром 32 мм. Расход порошка из ручных стволов изменяется в пределах от 3 до 5 кг/с. Пневматический щит управления порошковой установкой расположен по левому борту ПА и представляет собой панель, на которой смонтированы манометры, краны, редуктор и штуцер для зарядки баллонов высокого давления воздухом. С его помощью осуществляется подача сжатого воздуха в сосуд для хранения порошка, контроль рабочего давления воздуха в баллонах и сосуде, зарядка баллонов сжатым воздухом, дренаж воздуха из сосуда и баллонов, а также продувка рукавных линий и лафетного ствола после окончания подачи порошка. Вокруг сосуда для хранения порошка на специальной раме смонтированы две цистерны для хранения пенообразователя. Рама крепится к шасси автомобиля. Сосуды выполнены из нержавеющей стали общей вместимостью не менее 2000 л. За сосудом с порошком расположена цистерна для воды, изготовленная из стали. В верхней части цистерны имеется отверстие с горловиной, закрываемой крышкой с резиновым уплотнением. Насосная установка размещена в задней части кузова и состоит из пожарного центробежного насоса «Циглер» с автоматической вакуумной системой, системы трубопроводов и запорной арматуры. Подача насоса составляет 90 л/с при напоре 100 м. Для подачи на очаг пожара воды или воздушно-механической пены используется комбинированный лафетный ствол. Расход через ствол составляет 60 л/с воды или раствора пенообразователя. Пенный ствол, как и порошковый, вращается в горизонтальной плоскости на 360° и в вертикальной на –15° и +75°. Для подачи воды могут использоваться ручные стволы с рукавными линиями, а также ручной перекрывной ствол с рукавом на рукавной катушке. Для подачи воздушно-механической пены низкой кратности используются стволы СВП-4 с расходом по пене 4 м3/мин. 174 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Воздушно-механическая пена средней кратности может подаваться на очаг пожара по двум рукавным линиям и генераторам ГПС-600. Основные характеристики современных отечественных пожарных автомобилей порошкового тушения представлены в табл. 4.7. Таблица 4.7 Показатели Шасси Размерность АКТ10/750-80 АКТ6/100080/20 АКТ6/100060/20 КамАЗ6460 6×4 220 80 КамАЗ553229 6×4 176 80 КамАЗ53229 6×4 191 90 Урал-4320 АКТ-1/1-40 Колесная формула Мощность Максимальная скорость Численность боевого расчета Вместимость цистерны для воды Вместимость бака для пенообразователя Масса огнетушащего порошка Пожарный насос – кВт км/ч ЗИЛ43312 4×2 110 80 чел 3 3 7 6 3 л 1000 10000 6000 6000 – л 100 1500 2/1000 2000 1000/раствор кг 1000 750 1000 1000 900 – НЦПК40/1004/400 ПН-60 – Расход водопенного ствола Расход порошка через лафетный ствол Рабочий газ порошковой установки Число баллонов с газом Давление в сосуде порошковой установки л/с 20 60 – кг/с 40 – 20 – – – Воздух Воздух Воздух Воздух Воздух шт. – – – – 6 МПа 1,2 1,2 1,2 1,2 1,0 МПа 15 15 15 15 15 кг 10 800 20 900 24 000 2400 – Давление в баллонах Полная масса – АКТ1,0/100040/40 КР-48/8- КР-48/82М 2М Zuegler Zuegler 80/100 80/100 40 60 6×6 191 70 175 Пожарная техника Подготовка к использованию пожарных автомобилей АП, АПТ и АКТ зависит от соответствующей организации их технического обслуживания после пожара. Это требование можно обеспечить при создании в гарнизонах специальных инженерных комплексов, на которых должны выполняться следующие операции: 1) механизированная приемка и хранение огнетушащих веществ: пенообразователей, огнетушащих порошков; 2) механизированная загрузка АП и АКТ порошком; 3) механизированная заправка АКТ и АПТ пенообразователем или его раствором. В целях сокращения времени обслуживания ПА после пожара операции должны совмещаться. 4.7. Автомобили газового тушения Автомобили газового тушения (АГТ) предназначены для тушения пожаров в закрытых объемах объектов со значительными материальными ценностями. К ним относятся музеи, архивы, банки, склады. Кроме того, они могут применяться для тушения пожаров в аккумуляторных, электроустановках, кабельных тоннелях и др. Объемное тушение основано на создании в защищенном объекте среды, не поддерживающей горения. Наряду с возможностью быстрого тушения этот способ обеспечивает предотвращение взрывов при накоплении в помещении горючих газов и паров. В качестве огнетушащих составов при этом способе тушения используют инертные газы. К ним относятся двуокись углерода СО2, азот N2 и др. Наиболее широко применяется СО2. В АГТ он в количестве 25–30 кг закачивается в баллоны вместимостью 40 л. Следовательно, коэффициент наполнения баллонов находится в пределах 0,62–0,70. Рабочее давление СО2 в баллонах считается равным 15 МПа. Максимальное его значение не должно превышать 25 МПа. Принципиальная схема углекислотной установки показана на рис. 4.22. При открытом вентиле или запорно-пусковой головке 2 углекислота из баллона 1 поступает в коллектор 3. При открытом вентиле 4 коллектора углекислота по бронированному шлангу 5 поступает к раструбам 7 или лому-пробойнику. У основания каждого раструба или лома имеется вентиль 6 нажимного действия, позволяющий начинать тушение и прерывать подачу углекислоты непосредственно возле очага пожара. 176 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения 3 4 5 2 6 1 7 Рис. 4.22. Принципиальная схема углекислотной установки: 1 – баллон; 2 – вентиль; 3 – коллектор; 4 – вентиль; 5 – бронированный шланг; 6 – вентиль; 7 – раструб Запас двуокиси углерода, а следовательно, и количество баллонов на АГТ могут быть различными. Этим обусловливается компоновка АГТ и схемы газовых коммуникаций. Основные параметры технических характеристик АГТ, выпускаемых заводами, представлены в табл. 4.8. Таблица 4.8 Показатели Тип шасси Колесная формула Мощность двигателя Число мест боевого расчета Масса углекислоты Максимальная скорость движения Количество баллонов Количество рукавных линий / катушек Длина рукава на каждой катушке Полная масса АГТ Удельная мощность Модели АГТ АГТ-0,6 Размерность АГТ-0,25 – – кВт человек кг км/ч шт. шт. УАЗ-3303 4×2 56,7 2 250 85 9 2 ГАЗ-3309 4×2 92 2 600 80 24 4 ЗИЛ-4331 4×2 136 3 1000 95 40 4 м 25 25 кг кг/т 2700 21 7850 11,7 20 40* 12000 11,33 АГТ-1 * Всего катушек 4. На двух катушках по 20 м и на двух других по 40 м. Каждый АГТ состоит из следующих частей: шасси, кузова, баллонных секций и рукавных катушек, рабочего и сигнального коллекторов, дополнительного оборудования и ПТВ, включающего раструбы, ломыпробойники. 177 Пожарная техника Все рассматриваемые модели АГТ имеют особенности компоновок. На АГТ-0,25 пять баллонов размещены за кабиной водителя горизонтально с уклоном 15° в сторону выпускных головок. Это позволило снизить высоту установки и равномерно разделить нагрузку на площади пола кузова. Четыре баллона размещены в кормовой части платформы автомобиля над секцией для ПТВ. Две рукавные катушки находятся над баллонами на корме пола кузова. Все оборудование сосредоточено внутри бортового кузова и закрыто сверху тентом. На автомобиле применено пусковое устройство, которым приводится в действие каждый баллон. Это позволяет включать любое количество баллонов. На АГТ-0,6 (3309) четыре баллонные секции (рис. 4.23), состоящие из шести баллонов каждая, размещены (по две секции) в передней и задней части кузова. Каждый баллон 1 соединен трубкой через обратный клапан с рабочим коллектором. Пусковые устройства 3 позволяют вскрывать три баллона с СО2. В средней части кузова размещены четыре рукавные катушки 6 по две с каждой стороны. На катушки намотаны резиновые рукава различной длины. Катушки позволяют разматывать с них рукава требуемой длины. На них имеются вентили 5, обеспечивающие подачу углекислоты только в те рукава, которые предполагается использовать при тушении пожара. На свободных концах рукавов установлены раструбы или ломы-пробойники. 3 4 6 5 2 1 5 7 Рис. 4.23. Принципиальная схема углекислотной установки АГТ-0,6 (3309): 1 – секция баллонов; 2, 5 – вентили; 3 – пусковое устройство; 4 – лом-пробойник; 6 – катушка; 7 – рабочий коллектор Кузов АГТ-0,6 (3309) (рис. 4.24) имеет цельнометаллическую конструкцию. Он состоит из каркаса, крыши с рифленым настилом и ограждения по периметру. В каркасе устроены отсеки для баллонных секций 178 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения и рукавных катушек. Отсеки рукавных катушек закрыты шторной дверью. Боковые стенки отсеков для баллонных секций закрываются дверьми, состоящими из двух половинок. Откидная лестница сзади обеспечивает подъем на крышу кузова. 4 3 5 2 1 Рис. 4.24. Общий вид АГТ-0,6(3309): 1 – шасси; 2 – кабина боевого расчета; 3,5 – отсеки с катушками; 4 – отсек с баллонами АГТ-1 имеет свои особенности компоновки. За кабиной в кузове сооружены четыре секции по 10 баллонов с каждой стороны. В двух секциях в кормовой части кузова размещены рукавные катушки по две с каждой стороны. Все секции закрываются шторными дверями. Большим недостатком АГТ является то, что заполнение баллонов диоксидом углерода возможно только их взвешиванием. Выполнение этой процедуры требует больших затрат труда. 4.8. Автомобили газоводяного тушения В перечне пожарных автомобилей целевого применения автомобили газоводяного тушения (АГВТ) занимают особое положение. Это обусловлено как областью их применения, так и спецификой механизма тушения пожара. Основу АГВТ составляют турбореактивные двигатели (ТРД). Высокая скорость их отработавших газов (рис. 4.25) обусловливает гидродинамический срыв пламени. Особенно эффективным он оказался при тушении горящих нефтяных и газовых фонтанов. Для улучшения механизма тушения в струю отработавших газов вводят воду. Это хотя и снижает их скорость и температуру (рис. 4.26), но обеспечивает охлаждение фронта пламени горящего фонтана. 179 Пожарная техника t, oC Скорость газов по оси потока vт, м/с 500 600 500 400 400 1 300 2 200 1 300 200 2 100 0 4 8 12 16 20 S, м Расстояние от среза выхлопной трубы ТРД Рис. 4.25. График изменения скорости отработавшего газа: 1 – без воды; 2 – при подаче воды с расходом 60 л/с 0 4 8 12 16 20 S, м Расстояние от среза выхлопной трубы ТРД Рис. 4.26 Графики изменения температуры отработавшего газа: 1 – без воды; 2 – при подаче воды с расходом 60 л/с Впервые АГВТ был применен в нашей стране в 1967 г., когда успешно был потушен пожар нефтяного фонтана с дебитом 6000 т/сут. С тех пор тушение горящих газовых (нефтяных) фонтанов осуществляется в основном АГВТ. Для рационального тушения пожаров АГВТ должны удовлетворять ряду требований: базовое шасси для них должно быть высокой проходимости, так как они используются в условиях бездорожья; ТРД должны иметь большую тягу с достаточно большим количеством отработавших газов; направление огнетушащей струи (отработавшие газы и введенная в них вода) должно регулироваться в вертикальной или горизонтальной плоскости; в конструкции АГВТ должны предусматриваться устройства, обеспечивающие его устойчивость при работе ТРД. АГВТ состоит из базового шасси 1 (рис. 4.27), турбореактивного двигателя 6, подъемно-поворотного устройства для него 7, лафетных стволов 5, цистерны 4 с топливом для ТРД, системы орошения 3 и бака 10 для воды, обеспечивающей защиту от теплового излучения. Управление направлением газоводяной струи турбореактивного двигателя 6 осуществляется гидроприводами, включенными в гидравлическую систему (рис. 4.27). В нее входят гидромотор поворота двигателя 8, гидроцилиндры его подъема 9, гидроцилиндры блокировки рессор 10 и гидромотор насосного агрегата 11, питающего систему орошения (рис. 4.28). 180 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения 3 5 4 6 7 2 8 1 10 3 9 Рис. 4.27. АГВТ-150(43114): 1 – шасси; 2 – кабина; 3 – система орошения; 4 – цистерна для топлива; 5 – лафетный ствол; 6 – ТРД; 7 – подъемно-поворотное устройство; 8 – гидроцилиндр подъема; 9 – механизм блокировки рессор; 10 – бак для воды 9 10 11 8 7 5 6 12 Р 4 3 2 18 17 Т 16 15 14 13 1 Рис. 4.28. Гидравлическая схема привода: 1 – бак; 2 – насос; 3 – коробка отбора мощности; 4 – насос от двигателя; 5 – блок обратных клапанов; 6 – манометр; 7 – блок клапанов; 8 – гидромотор поворота двигателя; 9 – гидроцилиндры подъема двигателя; 10 – блокировка рессор; 11 – насосный агрегат системы орошения; 12 – бак для воды; 13 – гидрораспределители; 14 – предохранитель; 15 – щуп; 16 – фильтр; 17 – ручной насос; 18 – дренажная линия; Р – рабочая линия; Т – сливная линия 181 Пожарная техника Гидравлическая жидкость из бака 1 может подаваться насосами 2, 4 или 17 в рабочую линию Р. От нее через соответствующие клапаны 7 или гидрораспределители 13 она поступает в исполнительные механизмы. При их выключении гидравлическая жидкость поступает к гидрораспределителю 13, а затем по сливной линии Т через фильтр 16 в бак 1. По дренажному трубопроводу 18 жидкость сливается в бак 1 от гидронасоса 2 и гидромоторов 8 и 11. В качестве гидравлической жидкости применяют масло ВМГ3, МГЕ и другие масла. Давление в системе 16 МПа. Подача воды в поток отработавших газов осуществляется лафетными стволами. Они укрепляются на корпусе ТРД так, что водяные струи входят в газовый поток на 1–2 м от сопла ТРД. На АГВТ устанавливают лафетные стволы с диаметром насадка 36 мм и расходами 20 л/с. Вода к ним подается от ПНС, насосно-рукавных автомобилей или пожарных автоцистерн. Некоторые параметры технических характеристик АГВТ приведены в табл. 4.9. Таблица 4.9 Показатели Тип шасси Колесная формула Мощность двигателя Удельная мощность Максимальная скорость Тип ТРД Количество лафетных стволов Расход воды Вместимость топливных баков Производительность по газоводяной смеси Углы поворота ТРД: вверх вниз вправо и влево Размерность АГВТ-100(131) АГВТ-150(43114) – – кВт кВт/т км/ч – шт. л/с л кг/с ЗИЛ-131 6×6 110 10,5 80 ВК-1А 3 60 2000 100 КамАЗ-43114 6×6 164 12,6 80 ВК-1 4 90 2700 150 град град град 60 20 40 60 15 45 Продолжительность маневров ТРД достаточно мала. Так, для ТРД АГВТ-150 время поворота в любую сторону до максимального значения равно 8 с, вверх – 13, а вниз – 4 с. При тушении пожаров АГВТ устанавливают на небольших расстояниях от горящего факела. Поэтому на них предусматривается защита от тепловых потоков до 25 кВт/м2 для обеспечения безопасной работы. Для защиты АГВТ от теплового потока пожара устанавливают оросители щелевого типа. Щелевые насадки ориентированы на орошение кабины боевого расчета, цистерны с горючим для ТРД и бака с горючим для 182 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения АГВТ и колес. Для защиты от теплового излучения горящего факела рекомендуется применять съемные экраны из асбестоткани и других материалов. Ими возможно защищать колеса автомобиля, бензобаки, кабину. Система запуска и управления ТРД дистанционная. Пульт управления выносной. Управление возможно на расстоянии до 50 м. На АГВТ предусматривается управление при помощи лоринготелефонной аппаратуры. Одним из параметров, характеризующих совершенство ТРД, является тяга. Она находится в пределах 10–50 кН; и под действием тяги ТРД возникает опрокидывающая сила. Поэтому становится важным обеспечение устойчивости АГВТ против опрокидывания. Запас устойчивости для грузоподъемных стреловых машин принимается равным 1,4. При работе ТРД сила тяги может резко изменяться, например, при резком изменении частоты вращения двигателя, поэтому запас устойчивости принимается Ку ≥ 2. Для повышения устойчивости АГВТ применяют блокировку рессор. Запас устойчивости для грузоподъемных стреловых машин принимается равным 1,4. При работе ТРД сила тяги может резко изменяться, например, при резком изменении частоты вращения двигателя, поэтому запас устойчивости принимается Ку ≥ 2. Для повышения устойчивости АГВТ необходимо применять блокировку рессор. 4.9. Автомобили пожарные многоцелевые Ученые Академии ГПС МЧС России совместно со специалистами ООО «Аква-ПиРо-Альянс» разработали принципиально новый путь развития многофункциональной пожарной и аварийно-спасательной техники МЧС – создание многоцелевых пожарных и аварийно-спасательных автомобилей, оснащенных мощными электросиловыми установками (мощностью не менее 50 кВт) и установками получения температурноактивированной воды (ТАВ). При реализации этого направления добиться многофункциональности пожарной и аварийно-спасательной техники МЧС удается за счет уникальных свойств ТАВ. Фактически признание целесообразности создания пожарной и аварийно-спасательной техники с установками получения ТАВ является одним из направлений реализации концепции развития типажа пожарных автомобилей (ПА) для пожарно-спасательной службы. Общим генеральным принципом концепции типажа, соответствующим реальной экономической ситуации в стране, является ограничение числа базовых моделей ПА и обеспечение многофункциональности за счет расширения количества их модификаций при максимальном уровне унификации компонентов. 183 Пожарная техника Сущность способа заключается в том, что пресная вода вследствие нагревания её до высоких температур под большим давлением изменяет свои свойства. После возвращения к обычным условиям такая вода находится некоторое время в особом, так называемом метастабильном состоянии, проявляющемся в повышенной растворяющей способности карбонатов, сульфатов, силикатов и других соединений, в способности длительно удерживать в своем составе аномальные количества растворенного вещества и значительно повышать кислотность. Такая вода названа активированной, а сам процесс – температурной активацией. Струи ТАВ получают из перегретой воды после ее подачи через стволы, которые имеют простую конструкцию и дешевы в изготовлении. Перегретой называют воду, которая, находясь в замкнутом объеме, при температуре более 100° С и при давлении больше атмосферного не вскипает и не переходит в пар. Если давление перегретой воды быстро уменьшается до атмосферного (например, перегретая вода выпускается из замкнутого объема в атмосферу), то происходит почти мгновенное вскипание воды. В результате вскипания одна часть перегретой воды переходит в пар, а другая часть дробится на капли диаметром менее 100 мкм, эти капли образуют «водяной туман». Пространство между каплями заполнено паром. Диаметр большинства капель «водяного тумана» составляет 10–50 мкм, поэтому капли витают в воздухе и многими наблюдателями ошибочно воспринимаются как пар. Необходимо отметить, что получение такого мелкого распыла воды традиционным способом (за счет высокого давления или конструкции распылителя) удается добиться только при давлении более 150 атм. или использования специальных, сложных и дорогостоящих распылителей. Кроме того, сам факт перегрева воды еще не гарантирует получения ТАВ – важен также способ получения перегретой воды. Например, в результате исследований, проведенных учеными Академии ГПС МЧС России, было установлено, что при объемном получении перегретой воды (перегрев воды со свободной поверхностью в сосуде до линии насыщения) получить струи ТАВ не удается. Именно объемный способ был использован в ФГУ ВНИИПО МЧС России для исследования огнетушащих свойств перегретой воды. Поэтому утверждение ряда специалистов об идентичности, проведенных в Академии и ВНИИПО исследований, ошибочно. Суть проблем, от которых позволяет избавиться использование ТАВ может быть сведена к решению ряда задач, которые возникают перед службами МЧС России при ликвидации пожаров и аварий. Первая задача, от решения которой зависит успешная эвакуация людей и быстрое обнаружение и тушение очага пожара, заключается в эффективном удалении или осаждении продуктов горения. От быстрого 184 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения решения этой задачи в большинстве случаев зависит количество людей, погибших от удушья, успешная эвакуация людей, а также время обнаружения и тушения очага пожара. Поэтому для пожарных подразделений принципиально важно иметь возможность быстро осадить или удалить продукты горения (дым и ядовитые газы), прежде всего, на путях эвакуации и затем из объемов прилегающих к очагу пожара. К сожалению, передвижной техники, позволяющей эффективно осаждать продукты горения на оснащении пожарной охраны, сейчас нет. Следует отметить, что системы осаждения дыма ни в СНиП, ни в разработанных недавно нормах для высотного строительства (МГСН 4.19-2005), ни в предлагаемых проектных решениях ведущих фирм даже не предусматриваются. Необходимость в таких системах и передвижной пожарной техники крайне высока. Практически на всех пожарах дым и ядовитые газы блокировали пути эвакуации, стали причиной гибели или отравления людей и затруднили доступ пожарных к очагу возгорания. Правомерен вопрос: «А может технического решения по осаждению дыма и ядовитых газов просто не существует? И из-за отсутствия эффективной техники для осаждения продуктов горения приходится рассматривать только системы дымоудаления ?». Ответ: «Техническое решение, воплощенное в металле, существует, и это техническое решение использует для осаждения дыма ТАВ». Способ подачи ТАВ для осаждения дыма через напорные патрубки дымососов или системы дымоудаления и вентиляции позволяет одновременно обеспечить необходимый для дымоудаления подпор воздуха и осаждение дыма в больших объемах сложной конфигурации. Причем струя ТАВ способна огибать препятствия и достаточно долго не осаждаться (по результатам экспериментов до 20 минут). Если еще учесть, что струи ТАВ стремятся подняться вверх даже на открытом пространстве, то все это делает их использование для осаждения дыма весьма перспективным. Фактически можно утверждать, что использование ТАВ позволяет «повесить» внутри замкнутого объема любой конфигурации облако ТАВ, которое будет безопасно для людей, осадит и вытеснит продукты горения или любые другие газы. Вторая задача, которая возникает, как правило, при тушении уже развившегося пожара, заключается в быстром уменьшении температуры как на путях эвакуации, так и в непосредственной близости к очагу пожара. В ряде случаев первая и вторая задачи возникают одновременно. Единственный способ, который сейчас широко используется оперативными пожарными подразделениями для решения второй задачи – это интенсивная подача компактных или тонкораспыленных струй воды. 185 Пожарная техника Однако использование струй воды для этих целей ограничено из-за того, что компактные струи или струи тонкораспыленной воды, которые состоят из капель воды размером более 100 мкм, или стекают вниз по встретившемуся препятствию, или оседают на горизонтальных поверхностях, исчерпав максимальную дальность свободного полета. Именно по этой причине такой способ охлаждения требует подачи большого объема воды и по оценке специалистов от 70 до 90 % воды оказываются излишне пролитыми, т. е. не участвующими в процессе охлаждения. Эффективное (быстрое) уменьшение температуры при подаче ТАВ обеспечивается тем, что размер большинства капель «водяного тумана» составляет всего 10–50 мкм, поэтому капли витают и не осаждаются, огибают препятствия. Скорость движения капель ТАВ мала по сравнению с компактными струями и каплями тонкораспыленной воды. Поэтому капли ТАВ остаются в охлаждаемом объеме и практически вся вода участвует в процессе охлаждения, так как успевает испариться. Кроме того, как и при осаждении дыма, ТАВ занимает полностью весь объем и поднимается вверх – в зону максимальных температур, даже в том случае, если у ствольщика нет возможности направить ствол-распылитель перегретой воды (СРПВ) вверх. Но даже если СРПВ будет направлен вниз, то ТАВ все равно будет стремиться вверх. На практике есть возможность подать ТАВ в замкнутый объем даже в том случае, если входное отверстие в этот объем составляет чуть более 50 мм. Для этого используется ствол-пика с внешним диаметром 50 мм и длиной от 0,5 м до 2 м. Ствол-пика позволяет обеспечить подачу до 1 л/с перегретой воды, которая обеспечит объем облака ТАВ до 5 м3/с. Важно также и то, что температура струи ТАВ на расстоянии 30–50 см от СРПВ составляет 50–60 °С. Большая площадь поверхности капель ТАВ и температура водяного тумана, близкая к 100° С, обеспечивают быстрое испарение воды, что и понижает температуру в занимаемом ТАВ объеме, что увеличивает объем пара, который занимает еще больший, чем ТАВ объем, перегреваясь, расширяется и поглощает энергию из занимаемого объема. Третья задача – тушение очага пожара. Струи ТАВ могут быть использованы для тушения практически всех видов горючих веществ, которые не вступают в химическую реакцию с водой с выделением большого количества тепла или горючих газов. Струи ТАВ эффективно тушат бензины различных марок, нефтепродукты, спирты, ацетон, другие углеводороды и водорастворимые жидкости, а также твердые материалы: древесину, резину, поливинилхлорид, полистирол. 186 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Эффективность пожаротушения струями ТАВ обеспечивается тем, что струи ТАВ представляют собой поток капель воды размером менее 50 мкм, пространство между каплями заполняет, как уже указывалось, пар, а не воздух, что характерно для всех струй распыленной воды. Также важно то, что при правильном выборе сочетания температуры и давления перегретой воды, а также конструкции СРПВ удается достичь температурной активации воды. При этом энергия, поглощаемая водой от очага пожара, становиться больше энергии, необходимой для разогрева воды до 100° С, и последующего ее испарения. Капли ТАВ размером менее 50 мкм долго не осаждаются (витают) и вместе с конвективными потоками воздуха инжектируются в очаг пожара. Это явление существенно расширяет возможности пожарных по тушению пожаров в сложных условиях – появляется возможность тушить очаги пожаров «вслепую», направляя струи ТАВ в пустоты или в конвективные потоки. Эта возможность становится принципиально важной при тушении пожаров в пустотах, в помещениях сложной конфигурации или с большим количеством оборудования и особенно в складских помещениях. Причем ТАВ позволяет обеспечить многофункциональность тушения не только по виду горючих материалов, но и по способу их тушения. При подаче ТАВ возможен как поверхностный, так и объемный способы пожаротушения. Еще одна возможность пожаротушения, которая реализуется при использовании ТАВ – выбор оптимальных параметров «водяного тумана» за счет изменения температуры перегретой воды. Регулирование температуры перегретой воды позволяет изменять соотношение между паровой и водяной фазами «водяного тумана», а также размер капель воды. За счет изменения сочетания температуры, давления и типа распылителя перегретой воды удается добиться изменения соотношения паровой и капельной фаз ТАВ в достаточно широких пределах – до 1/3 паровой и 2/3 капельной массовой доли от общей массы перегретой воды. Именно эти преимущества ТАВ позволяют в десятки раз уменьшить расход воды, необходимой для тушения очага пожара. В истории развития техники пожаротушения впервые появилась возможность плавного, бесступенчатого регулирования параметров водяной струи от компактной (при температуре воды перед распылителем менее 100° С) до мелкодисперсной с размером капель 10–20 мкм (при температуре воды перед распылителем 160° С и более). И, что самое главное, все эти изменения параметров струи возможны без замены СРПВ и какихлибо манипуляций ствольщика со стволом – ствольщику достаточно подать команду водителю ПА увеличить или уменьшить температуру воды на выходе из ПА. 187 Пожарная техника При расходе через распылитель около 1 л/с минимальный диаметр проточных частей распылителя будет 6–7 мм, а размер большинства капель воды струи ТАВ будет составлять всего 10–20 мкм. Это позволяет получать ТАВ без предварительной деминерализации и тонкой очистки воды. Из-за отсутствия у распылителей ТАВ проточных каналов с минимальной площадью ограничение размера механических примесей в воде диктуется возможностями водяного насоса, а не распылителей, как у существующих установок ТРВ. Использование ТАВ при тушении пожаров предпочтительнее по двум причинам: во-первых, для успешного пожаротушения ТАВ необходимо минимум в десять раз меньше, чем холодной воды; во-вторых, гидравлические потери в рукавах при подаче ТАВ намного меньше гидравлических потерь при подаче холодной воды, так как кинематическая вязкость воды при температуре 180–200° С примерно в десять раз меньше, чем кинематическая вязкость воды при температуре 4–20° С. Также важно, что зимой при прокладке рукавной линии вне здания ТАВ в рукавах не замерзнет даже при непродолжительном прекращении подачи воды, а уменьшение температуры из-за охлаждения легко компенсируется увеличением температуры воды на выходе из ПА. Все перечисленные аргументы позволяют утверждать, что пожарный автомобиль с ТАВ может быть успешно использован для оснащения подразделений МЧС России. Установка получения воды (УПВ), которая является основным узлом АПМ, имеет многофункциональное назначение и может быть использована в качестве котельной для получения горячей воды и пара, а также источника перегретой воды для мойки технологического оборудования и строений от грязи и отложений нефтепродуктов. Принципиально важным является и то обстоятельство, что теоретические и экспериментальные исследования ученых Академии совместно со специалистами ООО «Аква-ПиРо-Альянс» воплотились в изготовлении ПА с установкой получения перегретой воды. Основной конструктивной особенностью этого ПА является совмещение в одном автомобиле мощного электрогенератора (не менее 50 кВт) и установки получения перегретой воды. Наличие электрогенератора позволяет обеспечивать работу всех узлов и агрегатов от электроприводов. Установка получения перегретой воды позволяет: получать перегретую воду с температурой от 150–180° С при расходе от 0,3 до 2 л/с; обеспечивать подачу ТАВ не более чем через 1 минуту с момента запуска установки без предварительного прогрева, как воды, так и самой установки. 188 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Реализация нового пути развития многофункциональной пожарной и аварийно-спасательной техники МЧС воплощена в разработке модельного ряда многоцелевых пожарных автомобилей (АПМ – автомобилей «ПиРо») с установками получения ТАВ при давлении 16, 25, 40 и 125 атм. Автомобиль пожарный многоцелевой АПМ 3-1/16-50(43118) мод. «ПиРо» (02) является базовой моделью модельного ряда автомобилей «ПиРо» (рис. 4.29). АПМ рассчитан на эксплуатацию в районах с холодным и умеренным климатом при температуре окружающего воздуха от минус 40° С до плюс 40° С, категория 1 ГОСТ 15150. АПМ предназначен для использования в следующих целях. 1. Доставка к месту пожара или аварии боевого расчета пожарных подразделений или рабочих ремонтно-восстановительных бригад, ремонтного и аварийно-спасательного оборудования и инструмента, средств освещения, а также пожарно-технического вооружения (ПТВ) и запаса огнетушащих веществ. 2. Поверхностное и объемное тушение пожаров температурноактивированной водой (ТАВ). 3. Обеспечение работоспособности насосных установок пожарной техники, а также всасывающих и напорных рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур. 4. Создание защитных завес из ТАВ при тушении пожаров или выполнении аварийно-спасательных работ. 5. Проведение первоочередных аварийно-спасательных работ. 6. Освещение мест пожаров или аварий. 7. Уменьшение взрывоопасных концентраций газов в замкнутых объемах. 8. Обеспечение временного или аварийного теплоснабжения объектов нефтяных и газовых комплексов. 9. Осаждение струями ТАВ дыма, паров и аэрозолей АХОВ. 10. Обеспечение ремонтно-восстановительных работ горячей водой. 11. Очистка от проливов нефтепродуктов резервуаров, трубопроводов, технологического оборудования и элементов строительных конструкций. 12. Удаление пожароопасных отложений нефти с технологического оборудования. 13. Разогрев проливов нефти для ее последующего сбора вакуумными насосами. 14. Отогрев пожарных гидрантов, технологического оборудования и техники. 189 Пожарная техника 2050 7000 4100 9224 1320 2500 2210 3800 1420 Рис.4.29. Общий вид АПМ-3-1/16-50 (43108) Основные технические параметры автомобилей «ПиРо» приведены в табл. 4.10. Таблица 4.10 Наименование параметра Базовое шасси Тип двигателя Мощность двигателя Полная масса автомобиля, не более Габаритные размеры, не более: длина ширина высота в транспортном положении (без расчета, воды, с 5–10 л запасом топлива) Максимальная скорость Наименьший радиус поворота Число мест для боевого расчета (включая водителя) Вместимость емкостей для воды, не менее 190 Единица измерения – – кВт (л.с.) кг мм Значение КАМАЗ-43118 Дизельный с турбонаддувом 191 (260) 20750 9224 ± 30 2500 км/ч м чел л 3700-3800 90 11,5 6 3000 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения Окончание табл. 4.10 Наименование параметра Единица измерения Модель водяного насоса, устанавливаемого на АПМ л МХV 50-1616 НЦПВ-4/400 1,1ПТ-2/12,5 1,2 Дизельное ГОСТ 305-82 350–500 л/с 1,0 МПа (кгс/см2) л/с 1,6 (16) 2,0 – В/ Гц кВт Бесщеточная 400/50 50 л/мин (л/час) 0,75 (45) л/мин (л/час) 1,25 (75) л/мин (л/час) 2 (120) лет 10 – Мощность дизельной горелки, не менее Топливо для работы дизельной горелки, объем топливного бака, не менее Номинальная производительность при температуре ТАВ 165° С, не менее Номинальный напор на выходном патрубке при температуре ТАВ 165° С, не менее Максимальная производительность при температуре ТАВ 165° С, не менее Система возбуждения электрогенератора Номинальное напряжение/ Номинальная частота Номинальная мощность электрогенератора Расход топлива на привод электрогенератора при работе в номинальном режиме работы установки получения ТАВ, не более Расход топлива на работу в номинальном режиме работы установки получения ТАВ (расход воды 1 л/с, температура воды 165° С, давление на выходе 1,6 МПа), не более Расход топлива на работу АПМ в режиме получения горячей воды (расход воды 4 л/с, температура воды 115° С, давление на выходе 1,0 МПа), не более Срок службы Значение МВт марка Разработка, изготовление и опытная эксплуатация ПА с установкой получения ТАВ позволили сформулировать принципиально новый подход и основу научно-технического развития техники пожаротушения и аварийно-спасательной техники МЧС – создание многоцелевой, автономной передвижной техники с электрогенераторами и установками для получения ТАВ. Такая техника имеет широкую область применения, которую до разработки установок получения ТАВ реализовать было невозможно. 191 Пожарная техника Контрольные вопросы 1. Пожарные насосные станции. Назначение. Технические возможности. 2. Особенности и характеристики ПЦНН-100/100. Принципиальная схема. 3. Сформулируйте требования для АР, предназначенного эксплуатировать в условиях холодного климата. 4. Требования к АА. Анализ их технических возможностей. Водопенные коммуникации. 5. Опишите отличие водопенных коммуникаций АА и пожарных автоцистерн. 6. Область применения пожарных автомобилей воздушно-пенного тушения. Особенности их использования. Возможно ли их применять как автоцистерны. 7. Классификация пожарных автомобилей порошкового тушения. Их особенности. Принципиальные схемы установок. Какие, по Вашему мнению, недостатки имеют эти автомобили. 8. Пожарные автомобили комбинированного тушения. Их назначение, особенности и область применения. Какие пожары можно тушить АКТ в Вашем городе (районе). 9. Автомобили газоводяного тушения. Особенности механизма тушения. Возможные области применения. 10. Кратко сформулируйте свойства ТАВ и область применения АПМ. 192 Глава 5. Специальные пожарные автомобили Глава 5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОЖАРНЫЕ АВТОМОБИЛИ 5.1. Классификация специальных пожарных автомобилей (СПА) Успешное тушение сложных и крупных пожаров и ликвидация последствий аварий может сопровождаться необходимостью выполнения ряда специальных технических задач. В общем случае они включают: – спасение людей и материальных ценностей; создание безопасных условий работы пожарных и спасателей; – техническое обеспечение организации взаимодействия всех участников тушения пожаров; – вскрытие и разбор конструкций для спасания людей и подачи в очаги горения огнетушащих веществ; – освещение мест пожара или проведение аварийно-спасательных работ. Эти работы выполняет личный состав специальных пожарных автомобилей. В настоящее время пожарная охрана оснащается следующими СПА: – автомобилями газодымозащитной службы (ГДЗС); – аварийно-спасательными автомобилями (АСА); – автомобилями дымоудаления (АД); – автомобилями связи и освещения (АСО); – автомобилями штабными (АШ). Каждый из них может оснащаться различными средствами связи и освещения, средствами дымоудаления, немеханизированным ПТВ, оборудованием с гидроприводом или средствами механизации работ с электроприводом. Следовательно, на некоторых автомобилях должны быть электросиловые установки (ЭСУ). Поэтому в качестве главного параметра для СПА принимают значение мощности основного источника питания. Их выбирают из ряда 8, 12, 16, 20 и 30. В качестве ЭСУ используют электрогенераторы переменного тока с приводом от двигателя базового шасси. Каждая из них должна работать в штатном режиме без перегрева непрерывно не менее 6 часов. Основные номинальные параметры источников питания ЭСУ должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.1. Таблица 5.1 Напряжение, В Частота, Гц Мощность, кВт 230 230 400 50 400 50 6, 8, 16, 20 и 30 193 Пожарная техника Аварийно-спасательный инструмент с гидроприводом приводится в действие от насосных станций с механическим или с ручным приводом. К специальным пожарным автомобилям относятся также автолестницы и автоподъемники коленчатые. Они обеспечивают все работы на различных высотах и будут рассмотрены специально. Основные тактико-технические требования к этим автомобилям сводятся к следующему: – их оперативная подвижность должна быть не ниже, чем у основных пожарных машин; – укомплектованность техническими средствами должна быть достаточной для выполнения работ по функциональному назначению; – технические возможности оборудования и высокая квалификация личного состава должны обеспечивать выполнение работ в максимально короткое время. Особую группу пожарной техники составляют специально оборудованные вертолеты, самолеты, пожарные поезда. К этой же группе относится и техника, приспособленная для тушения пожаров. 5.2. Пожарные автомобили ГДЗС Типичным представителем этих автомобилей является автомобиль АГ-12. Он изготавливается на шасси автобуса ПАЗ-3205. Этот автобус с колесной формулой 42 имеет двигатель мощностью 88 кВт и развивает скорость до 80 км/ч. Его размеры (длина, ширина, высота) 700026202960 мм и масса 6835 кг (рис. 5.1). 8 9 7 10 1 3 2 5 3 6 12 11 4 Рис. 5.1. Общий вид автомобиля АГ-12: 1 – автобус ПАЗ-3205; 2 – система сигнальная громкоговорящая СГС-100-1; 3 – фара-искатель ФГ-16Е (2 шт.); 4 – фара противотуманная ФГ-119 (2 шт.); 5 – световое табло «АГ-12»; 6 – лестница; 7 – площадка; 8 – прожектор стационарный ПКН-1500 (2 шт.); 9 – механизм поворота прожекторов; 10 – лестница-палка; 11 – щит выводной; 12 – кабель на стационарной кабельной катушке 194 Глава 5. Специальные пожарные автомобили Боевой расчет АГ-12, включая водителя – 7 человек. Источником энергии на АГ-12 является генератор синхронного типа трехфазного переменного тока с воздушным охлаждением. Генератор установлен между арками задних колес автомобиля на плите. Мощность от двигателя шасси передается к генератору приводом, состоящим из карданного вала и коробки отбора мощности КОМ-107. Передаточное число КОМ i = 1,12. Для обеспечения постоянной частоты вращения вала двигателя в режиме отбора мощности на привод генератора в кабине водителя установлен ручной регулятор числа оборотов. Генератор типа ГС-250-12/4 при частоте вращения вала 1500 об/мин развивает мощность 12 кВт, напряжение генератора 230 В, величина тока 37,7 или 21,7 А при частоте 50 Гц. Генератор обеспечивает питание прожекторов дымососа, электропилы, дополнительного электроинструмента и т. д. Подвод энергии к потребителям осуществляется кабелями, намотанными на кабельные катушки. В комплектацию АГ-12 входит одна стационарная кабельная катушка с длиной кабеля 96 м и восемь выносных кабельных катушек, на которых намотаны силовые кабели длиной по 36 м. Все кабели имеют розетки и вилки к соединению одного кабеля с другим и к подключению к розетке на выводном щите и к розетке на разветвительной коробке. Три кабеля на катушках из восьми предназначены для подключения к розеткам выводного щита. Другие пять кабелей используются как удлинители для подключения потребителей к выводному щиту. На АГ-12 имеются три коробки распределительные (КР). Они предназначены для распределения электроэнергии от электросиловой установки к потребителям. На трех боковых стенках коробки размещены штепсельные розетки, а на четвертой стенке имеется кабельный ввод с вилкой, которая может быть подключена к розетке на щите выводном или к розеткам на кабельных катушках. На верхней панели коробки установлен прибор и сигнальная лампа, а внутри закреплен магнитный переключатель. При включении тумблера срабатывает магнитный пускатель, подающий напряжение к потребителям. Корпус распределительной коробки соединен с нулевым проводом. При попадании в нее воды сопротивление изоляции понизится, произойдет утечка тока, напряжение будет отключено. З а з е м л е н и е АГ-12 осуществляется медным проводом сечением 10 мм2 и длиной 20 м. Один наконечник провода соединяется с клеммой штыря заземления, а другой – со специальной клеммой на стенке люка машины. С р е д с т в а о с в е щ е н и я м е с т а п о ж а р а включают в себя телескопическую мачту с двумя прожекторами и три переносных прожектора для освещения мест, недоступных для подъезда автомобиля. Все прожекторы однотипные ИО-02-1500, мощностью по 1500 В. 195 Пожарная техника Мачта с прожекторами может выдвигаться на высоту до 8 м от уровня земли. На АГ-12 имеется сигнализация о положении мачты. Поворот ее в горизонтальном положении на ± 260° осуществляется электромеханизмом УР-10-2С с напряжением питания 24 В постоянного тока. Таким же механизмом осуществляется поворот мачты на ± 30° в вертикальной плоскости. О с н о в н о е о б о р у д о в а н и е включает дымосос и электропилу. Дымосос ДПЭ-7 используется для удаления дыма и других продуктов горения из помещений. Он может применяться для снижения температуры при тушении пожаров в помещениях нагнетанием в них свежего воздуха. С помощью дымососа можно получать высокократную пену. Производительность по воздуху 7000 м3/ч. Частота вращения вала электродвигателя 3000 об/мин, его мощность 1,1 кВт. Дополнительный э л е к т р о и н с т р у м е н т устанавливается в подразделениях ГПС. Это могут быть электродолбежники, дрели и т. д. На АГ-12 могут быть проложены три силовые линии от выводного щита. При использовании основного оборудования и дополнительного электроинструмента необходимо, чтобы электролинии были нагружены равномерно, т. е. не более 4 кВт на каждую из них. В этом случае прожекторы на мачте должны быть отключены. Один из возможных вариантов боевого развертывания АГ-12 представлен на рис. 5.2. Возможны другие варианты при соблюдении изложенных выше ограничений. 2 1 3 4 5 196 Рис. 5.2. Вариант боевого развертывания АГ-12: 1 – кабельная катушка; 2 – прожектор; 3 – электропила; 4 – распределительная коробка; 5 – дымосос Глава 5. Специальные пожарные автомобили Дополнительное электрооборудование и средства связи предназначены для обеспечения работы операторов на АГ-12. К ним относятся противотуманные фары, специальные две фары для освещения мест работы около автомобиля. Электропитание радиостанций осуществляется от специальной аккумуляторной батареи. Для ее зарядки используется преобразователь напряжения. Для управления работой боевого расчета на АГ-12 установлены сигнально-громкоговорящая система, а также специальное переговорное устройство. Оно обеспечивает телефонную связь между четырьмя абонентами. Для обеспечения радиосвязи применяются радиостанция «Виола-АА» и четыре радиостанции «Виола-Н». О б о р у д о в а н и е д л я о р г а н и з а ц и и р а з в е д к и включает 8 аппаратов типа Урал-7 или Урал-60 с 14 баллонами с кислородом и 14 регенеративными патронами. Кроме того, на АГ-12 имеются: комплект универсального инструмента УКИ-12, пневмодомкрат ПД-4, ПД-10, ручной аварийноспасательный инструмент РГАИ и другое оборудование и приборы. Ф у н к ц и и , в ы п о л н я е м ы е А Г - 1 2 . Комплектация АГ-12 приборами, средствами СИЗОД, связи, инструментом различного назначения позволяет выполнять ряд спасательных работ. К ним относятся: – доставка к месту пожара личного состава, специального аварийноспасательного оборудования и приборов; – обеспечение условий работы отделений ГДЗС в задымленной среде; – развертывание на пожаре контрольного поста ГДЗС; – освещение мест пожара; – обеспечение на пожаре электроэнергией используемого электрооборудования, дымососов, прожекторов и другого оборудования. Разработаны другие образцы АГ. Так, один из них создан на шасси ЗИЛ-433362. На нем установлен автономный электрогенератор ГС-250-20/4, который развивает мощность 20 кВт, с номинальным напряжением 400/230 В и номинальной частотой 50 Гц. На АГ-20 возможно подключение 8-ми потребителей электрического тока (рис. 5.3). 1 1 2 3 4 2 Рис. 5.3. Схема подключения внешних потребителей: 1 – щит распределительный; 2 – линия; 3 – коробка распределительная; 4 – потребители 3 4 197 Пожарная техника Автомобиль сооружен на шасси с колесной формулой 4×2. Мощность его двигателя равна 110 кВт. Максимальная скорость движения 80 км/ч. Боевой расчет состоит из 9-ти человек. На машине имеется осветительная мачта высотой 6 м, на которой устанавливаются два прожектора мощностью по 1500 В. Привод осветительной мачты пневматический, управление ориентацией прожекторов разное. К потребителям мощность подводится по магистральным кабелям длиной 100 и 25 м. На АГ-20 имеется оборудование аналогичное оборудованию АГ-12. Возможно комплектование другими образцами ПТВ. Все они должны обеспечивать работы, указанные для АГ-12. 5.3. Автомобили и прицепы дымоудаления Автомобили дымоудаления (АД) предназначены для удаления дыма из объектов на пожарах как для спасания людей, так и для обеспечения условий работы личного состава пожарных подразделений. АД изготавливаются на шасси ГАЗ-66, они позволяют как удалять дым из помещений путем его отсоса или нагнетания в него свежего воздуха, так и подавать воздушно-механическую пену. На АД устанавливают вентиляторы с подачей до 90 000 м3/ч. Привод вентилятора осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности. Комплектация и технические характеристики АД представлены в табл. 5.2. Таблица 5.2 Показатели Шасси Колесная формула Мощность двигателя Число мест боевого расчета Полная масса Максимальная скорость Производительность вентилятора Вместимость бака пенообразователя Подача воды Комплектация: длина напорного рукава количество всасывающих рукавов 4 м диаметром 0,5 м Размерность Тип автомобиля АД-90(66)-183 АД-80/1200(66-11) – – кВт человек кг км/ч м3/ч л – ГАЗ-66-01 4×4 84,4 2 6120 95 90 000 600 от АЦ ГАЗ-66-11 4×4 88,4 2 6120 95 80 000 600 от АЦ м 10 15 шт. 4 – Полное давление вентиляторной установки в номинальном режиме – 1200 Па. 198 Глава 5. Специальные пожарные автомобили 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Рис. 5.4. Принципиальная схема размещения оборудования АД-90(66): 1 – кабина боевого расчета; 2 – бак для пенообразователя; 3, 12 – отсеки для ПТВ; 4 – вентиль Ду-25; 5 – головка для напорного рукава от АЦ; 6 – пеносмеситель ПС-5; 7 – платформа; 8 – трубопровод подачи раствора ПО; 9 – вентилятор; 10 – распылитель; 11 – сетка Принципиальная схема размещения оборудования на АД-90(66) представлена на рис. 5.4. Образование воздушно-механической пены осуществляется с помощью распылителя 10, установленного на вентиляторе. Подача воды к нему производится от АЦ или АНР по рукаву, присоединяемому к головке 5. При включенном пеносмесителе 6 типа ПС-5 пенообразователь из бака 2 будет поступать к распылителю. При работе образуется пена кратностью до 500, производительность по пене при кратности 500 равна 1000 м3/мин. Прицеп пожарный дымоудаления ПД-60/20. В отсеках кузова ПД размещены: автономная электросиловая установка с двигателем, топливные баки, дымососы и прожекторы, аварийно-спасательное оборудование и инструмент, специальное оборудование и электрооборудование. Все оборудование размещено в кузове, установленном на шасси прицепа – УАПЗ-738 (рис. 5.5). 5 Рис. 5.5. Общий вид прицепа дымоудаления ПД-60/20: 1 – опорно-тормозное устройство; 2 – шасси прицепа ИАПЗ-738; 3, 4 – ящики для ПТВ; 5 – выхлопная труба 4 3 2 1 199 Пожарная техника Боковые и задняя стенки прицепа обустроены распашными и откидными дверями для доступа к специальному и пожарно-техническому оборудованию. Габаритные размеры ПД равны 3975×2170×2200 мм. Высота ПД с глушителем на кузове равна 2400 мм, а колея – 1770 мм. Полная масса – 2400 кг, не более. Допускается максимальная скорость при транспортировании 40 км/ч. Электросиловая установка (ЭСУ) состоит из двигателя внутреннего сгорания и сопряженного с ним электрического генератора. Двигатель ПД – четырехцилиндровый четырехтактный дизель (ДМИ60) с воздушным охлаждением. При частоте вращения вала двигателя 2200 об/мин он развивает мощность 44 кВт. Запас дизельного топлива 70 кг обеспечивает непрерывную работу ПД в течение 8 часов. На прицепе установлена отопительно-вентиляционная установка ОВ-65. Она обеспечивает подогрев двигателя перед пуском при температуре окружающего воздуха ниже –10° С, а также работу двигателя в жарких климатических условиях. Мощность от двигателя к генератору передается через раздаточную коробку. Э л е к т р о г е н е р а т о р Г Т 4 0 П Ч 6 - 2 С является синхронной машиной трехфазного переменного тока частотой 400 Гц, напряжением 200 В, воздушного охлаждения. Частота вращения вала генератора 6000 об/мин. Величина генерируемого тока 55 А, развиваемая мощность 20 кВт. Основное оборудование П Д включает в себя прожекторы, дымососы, электропилу и др. П р о ж е к т о р ы . На прицепе закреплены два выносных прожектора типа ИО-02-1500-02. Один прожектор может устанавливаться на задней части крыши прицепа. Второй может использоваться на специальной подставке высотой 2 м на местности. Мощность одного прожектора 1,5 кВт. Освещение мест работы осуществляется переносной фарой ФГ-16 с кабелем длиной 20 м. На корпусе фары имеется струбцина для крепления ее на различные предметы. Д ы м о с о с п о ж а р н ы й э л е к т р и ч е с к и й ( Д П Э ) обеспечивает подачу воздуха не менее 10 000 м3/ч при работе со всасывающими напорными рукавами, без них – не менее 15 000 м3/ч. Он может подавать до 100 м3/мин пены. В комплекте оборудования на каждый дымосос имеется всасывающий рукав длиной 10 м и диаметром 520 мм. Напорный рукав соответственно имеет размеры 10 м и 540 мм. Масса ПД не более 48,5, потребляемая мощность не более 3 кВт. ПД укомплектован 4 дымососами. А п п а р а т с в а р о ч н ы й с п е ц и а л ь н ы й – А С С - 7 / 4 0 0 . Аппарат предназначен для электродуговой сварки или резки изделий из углеродистых сталей: листов, профилей, прутков. С его помощью можно сваривать 200 Глава 5. Специальные пожарные автомобили или резать образцы толщиной от 1 до 5 мм. Потребляемая мощность аппарата не более 13 кВт. Ц е п н а я э л е к т р о п и л а Э П Ч - 3 , 0 - 2 . В комплекте имеется две пилы мощностью по 3 кВт. Включение их в работу осуществляется через блок питания электропилы (БПЭ). На каждом БПЭ имеется штепсельная розетка для подключения кабельной вилки электропилы и кабельный ввод с вилкой для подключения к розеткам распределительных коробок (КР). К о л л е к т о р н ы й э л е к т р о и н с т р у м е н т . ПД укомплектован отбойным молотком и резаком с электродвигателями на напряжение 220 В и 50 Гц и шлифовальной машинкой с корундовым диском. Силами подразделений ГПС он может укомплектовываться и другим электроинструментом, например электродрелью, электропилой цепной типа «Парма» на напряжение 220 В и 50 Гц. Этот инструмент подключается к электросиловой установке через блок питания контактного инструмента (БПКИ). Этот блок выпрямляет напряжение 220 В 400 Гц переменного тока в напряжение 210 В постоянного тока. К а т у ш к и к а б е л ь н ы е . На ПД имеются стационарная кабельная катушка с магистральным силовым кабелем длиной 96 м и четыре переносных кабельных катушки, на которые намотаны кабели длиной по 36 м. Эти четыре кабеля предназначены для удлинения линии электропитания от генератора к внешним выносным потребителям электроэнергии. Распределение электроэнергии напряжением и частотой 200 В и 400 Гц от электросиловой установки к выносному оборудованию осуществляется коробками распределительными (КР). В эксплуатации они устанавливаются на подставки с раздвижными опорами. Этим исключается контакт с влажным грунтом. Общее оборудование ПД. Для обеспечения безопасной работы на ПД в передней части установлено самоориентирующееся опорнотормозное устройство (см. поз. 1 на рис. 5.5). В походном положении оно поднимается вверх и фиксируется стопором. Имеется и задняя опора, состоящая из стойки в виде трубы и винта. В походном положении убирается вверх и фиксируется. На прицепе имеются два автомобильных противооткатных упора. На передней стенке кузова установлены сигнальные фонари красного цвета, а в задней части кузова на крыше установлен маяк сигнальный синего цвета. Для освещения мест работы в ночное время применяется фара переносная ФГ-16. Она имеет кабель длиной 20 м с вилкой на конце и струбцину на корпусе для крепления на различные предметы. В кузове установлен вентилятор, предназначенный для обдува блоков защиты и управления и вентиляции кузова при работающем двигателе. 201 Пожарная техника На водиле прицепа закреплен заземляющий медный провод длиной 5 м и сечением 10 мм2. Для обеспечения безопасности работы боевого расчета на ПД имеются резиновые боты, ковер и перчатки диэлектрические, аптечка, огнетушитель ОУ-2, прибор контроля изоляции. Для выполнения различных работ в комплекте (42 наименования) имеются чемодан электрослесаря, сумка инструментальная и другое оборудование. Развертывание. Оборудование на ПД потребляет различную мощность. Кроме того, оно может приводиться в действие как переменным током высокой частоты, так и постоянным током. Поэтому личный состав боевого расчета, состоящий из трех пожарных, должен быть специально подготовлен. Развертывание ЭСУ производит водитель автомобиля-тягача, развертывание оборудования – пожарные. Схемы развертывания могут быть различными. Однако должны выполняться два требования. Во-первых, суммарная мощность потребителей не должна превышать мощности генератора. Во-вторых, распределение нагрузки по линиям на выносном щите должно быть равномерным, т. е. не более 6 кВт на каждую линию. При боевом развертывании только прожекторов и дымососов схемы могут быть различными. Одна из них показана на рис. 5.6. Если не устанавливается прожектор на тягаче, он может быть подключен (при необходимости) к левой КР. 3 2 1 4 5 Рис. 5.6. Схема развертывания прожекторов и дымососов (вариант): 1 – ПД; 2 – катушка кабельная; 3 – прожектор; 4 – коробка распределительная; 5 – дымосос При использовании сварочного аппарата он включается через КР в одну из линий, к двум другим линиям должно подключаться минимальное количество агрегатов или инструментов. При необходимости использования электропил они подключаются к блоку питания электропил БПЭ, которые соединяются с КР (рис. 5.7). 202 Глава 5. Специальные пожарные автомобили Коллекторный электроинструмент напряжением 230 В постоянного тока включается через блок питания коллекторного инструмента (БПКИ). 1 2 ПД БПЭ 3 КР КР БПЭ КР ЭП ЭП 6 Д БПКИ 4 Д 7 8 5 МО Рис. 5.7. Схема развертывания оборудования ПД: 1 – ПД; 2 – коробка распределительная; 3 – блок питания электропилы; 4 – электропила; 5 – прожектор; 6 – дрель; 7 – блок питания коллекторного инструмента; 8 – молоток отбойный С помощью прицепа дымоудаления возможно удаление дыма из зданий и сооружений. Использование четырех дымососов позволяет рационально организовать отсасывание из них дыма. Достоинством является то, что удаление дыма, как и проветривание помещений, можно организовать в различных частях зданий и сооружений и даже на различных объектах. Имеющееся оборудование позволит вскрывать конструкции для обеспечения удаления дыма и проветривания помещений. С помощью дымососов возможно использовать для тушения высокократную пену. Прожекторы позволят освещать местность в темное время суток. 5.4. Аварийно-спасательные автомобили Спасание людей и эвакуация имущества часто связаны с выполнением таких специальных работ, как ликвидация разрушений элементов зданий и сооружений, обрушения конструкций технологического оборудования и т. д. Важным также является обеспечение подачи ОТВ на открытые поверхности горения, создание разрывов для предотвращения расширения пожаров, дотушивания очагов горения, удаление дыма и газов. Для выполнения таких работ необходимо специальное оборудование, которым 203 Пожарная техника оснащаются автомобили пожарно-технической службы, связи и освещения, аварийно-спасательные автомобили. Автомобиль технической службы и освещения АТСО-20(375) является прототипом аварийно-спасательного автомобиля (АСА), поэтому основное оборудование на них идентично. Автомобили АСА-20(4310) и АСА-16(4310) различаются только мощностью генераторов. Общий вид АСА-20(4310) представлен на рис. 5.8. 2 1 3 4 5 6 Рис. 5.8. Аварийно-спасательный автомобиль АСА-20(4310): 1 – шасси КамАЗ-4310; 2 – прожектор; 3 – генератор; 4 – ящик с оборудованием; 5 – сетки; 6 – кран грузоподъемный Параметры технических характеристик и шасси этих пожарных автомобилей приведены в табл. 5.3. Таблица 5.3 Показатели Шасси Колесная формула Мощность двигателя Число мест боевого расчета Полная масса Максимальная скорость Мощность генератора Грузоподъемное оборудование: грузоподъемный кран; лебедка Размерность АТСО-20 – Урал-375Е – кВт человек кг км/ч кВт – – *Мощность двигателя КамАЗ-43114. 204 Тип автомобиля АСА-20 АСА-16 6×6 128 7 13 200 75 20 КамАЗ-4310 КамАЗ-43114 6×6 162/91* 3 15 100 85 20 КамАЗ43101 6×6 162 3 11 450 85 16 + + + + – – Глава 5. Специальные пожарные автомобили Г е н е р а т о р ы на всех автомобилях трехфазного тока, напряжением 230 В и частотой 50 Гц. Привод генератора на АТСО осуществляется от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданный вал. На АСА-20 привод включает клиноременную передачу после коробки отбора мощности. Частота вращения ротора генератора (1400 ± 50) об/мин. Г р у з о п о д ъ е м н ы е к р а н ы оборудованы гидравлическими приводами подъема груза и поворота. На АТСО грузоподъемность крана 3000 кг при максимальном вылете стрелы 3400 мм, максимальная высота подъема груза от земли 4700 мм. Кран состоит из колонны, стрелы, удлинителя, подвески, гидроцилиндров и механизма поворота. Колонна крана является и гидроцилиндром плунжерного типа. С его помощью производится подъем стрелы на необходимый угол. Подъем и опускание удлинителя стрелы производится с помощью поршневого цилиндра. Механизм поворота крана состоит из рейки, шестерни и двух гидроцилиндров. Разворот может осуществляться на 270°. В гидравлической системе используется аксиально-поршневой гидронасос. Его привод осуществляется от коробки отбора мощности через муфту автомобиля Урал-375Е. Рабочее давление в системе составляет 15 МПа. Управление гидравлическими кранами осуществляется гидрораспределителем, расположенным в заднем отсеке кузова. Для обеспечения устойчивости АСА при работе крана имеются две телескопические опоры с гидравлическим приводом. Кран-манипулятор на АСА состоит из колонны, телескопической и первой стрелы, подвески, гидроцилиндров и механизма поворота (рис. 5.9). Привод гидронасоса состоит из коробки отбора мощности и карданного вала. 1 6 3 4 2 12 11 7 5 10 9 8 Рис. 5.9. Кран грузоподъемный: 1 – секция выдвижная; 2 – гидроцилиндр; 3 – основание телескопической стрелы; 4 – гидрозамок; 5 – гидроцилиндр раскрытия; 6 – стрела первая; 7 – колонна; 8 – рама; 9 – привод поворота; 10 – гидроцилиндр подъема; 11 – рычаг; 12 – тяга 205 Пожарная техника Грузоподъемность крана-манипулятора составляет 1,2 т для первой стрелы (вылет ее 2,7 м); 0,8 т для развернутой второй стрелы (вылет 4,8 м); 0,5 т для развертывания второй и выдвинутой телескопической стрел (вылет 6 м). Привод поворота представляет собой червячный редуктор с гидромотором. Корпус редуктора поворота одновременно является основанием для колонны комплекта стрел. Для перемещения стрел относительно друг друга служат три гидроцилиндра. Подъем и опускание стрелы осуществляется гидроцилиндром 10, раскрытие крана – гидроцилиндром 5, а телескопирование – гидроцилиндром 2. Поворот крана производится гидромотором. При работе краном используются две гидроопоры, установленные в кормовой части автомобиля. Привод гидроцилиндров и мотора поворота гидравлический. Принципиальная гидравлическая схема привода аналогична схеме привода АГВТ. Л е б е д к и . На АТСО и АСА установлены лебедки различной конструкции. На АТСО установлена механическая одноходовая, двухступенчатая лебедка с одной передачей для наматывания и одной для разматывания канатов. Редуктор червячный. Тяговое усилие лебедки 7 т, рабочая длина каната 65 м. Привод лебедки осуществляется от коробки отбора мощности, установленной на боковом люке коробки перемены передач. Все приводы управления находятся в кабине водителя. На АСА-20 лебедка механическая двухступенчатая с тяговым усилием 3,5 и 5 т. Длина троса 86 и 79 м при выдаче вперед и назад. На АСА-16 (43101) используется выносная мотолебедка МЛ-2000. В работу она приводится одноцилиндровым, двухтактным бензиновым двигателем. Тяговое усилие троса на барабане 2000 кг, длина троса 5 м. Масса лебедки 25 кг. В качестве привода используется двигатель от мотопомпы. О с в е т и т е л ь н о е о б о р у д о в а н и е . Для освещения мест пожара используются прожекторы ПК-1500 мощностью 1,5 кВт. Часть из них установлена на стационарной мачте, а часть – на выносной стойке. Только на АСА-16(43101) установлены на мачте прожектора ПНК-100 мощностью 1 кВт. Количество устанавливаемых прожекторов показано в табл. 5.4. Привод подъема прожекторов на АСО – канатный с помощью гидромотора, на АСА-16 – электрический; только на АТСО он пневматический, а поворот прожекторов осуществляется ручным приводом. О б о р у д о в а н и е с п е ц и а л ь н о г о н а з н а ч е н и я . АСА укомплектованы приборами и инструментами для выполнения работ на пожарах. Так, на них имеются дымососы ПДЭ-7. На АСА-16(43101) кроме одного дымососа в комплекте есть 3 воздушно-изолирующих аппарата АИР-317 и один изолирующий противогаз ИП-4. 206 Глава 5. Специальные пожарные автомобили В комплекте оборудования АСА предусматривается наличие глубинного насоса «Гном» и ручного поршневого насоса ВКФ-4 для перекачки и сбора воды. Для перемещения элементов разрушенных конструкций предназначены пневматические домкраты ПД-10 и ПД-4. На АСА-20(4310) имеется мотопомпа МП-800Б и комплект гидроинструмента УКМ-4. Таблица 5.4 Показатели Прожекторы на стационарной мачте Прожекторы выносные Высота подъема Углы поворота: в горизонтальной плоскости; в вертикальной плоскости Размерность Тип автомобиля АСА-20(4310) АСА-16(43101) АСА-20(43114) АТСО20(375) шт. шт. м 3 4 6 3 5 12 2 4 1,5 град. град. ± 160 +90; -45 ± 175 +70; -90 – – Наиболее обширная комплектация на АСА-16(43101). Кроме рассмотренного ранее инструмента и приборов, на нем находится сварочный аппарат «Адонис». Он предназначен для электродуговой сварки и резки углеродистых сталей (листов, профилей, прутков и т. д.). На этом автомобиле имеется выносная электростанция АБ-4-Т/230. Ее приводом является бензиновый двигатель. Генератор переменного тока с частотой 50 Гц развивает мощность 4 кВт. Для питания внешних потребителей к распределительному щиту возможно подключать (например, на АСА-20 КамАЗ-43114) четыре кабеля длиной 100 или 25 м. К распределительным коробкам подключают по три различных потребителя. АСА-16 оснащен: гидравлическими ножницами для резки арматуры, комплектом гидравлического универсального инструмента, инструментом аварийно-спасательным РГАИ-1, инструментом универсальным УКИ-12, дисковой и цепной электрическими пилами ИЭ51025 и ЭП-16 «Парма-М». Для проведения химической и радиационной оценки АСА-16 укомплектованы приборами различного назначения. В комплекте АСА-16 предусмотрены электрозащитные средства и защитная одежда для боевых расчетов. Он оборудован также стационарной радиостанцией типа «Сапфир АВР-1-5-40-508», тремя носимыми радиостанциями типа «Сирена» и сигнальной громкоговорящей установкой СГУ-100. АСА могут использоваться для выполнения ряда работ: – освещения мест тушения пожара, вентиляции в зоне работы пожарных, вскрытия и разборки различных конструкций; – сбора химически активных веществ, ПАВ и нефтепродуктов, а также перекрытия аварийных участков истечения жидкостей; 207 Пожарная техника – определения радиационной обстановки и химического загрязнения на месте аварии или пожара; – тушения локальных пожаров; – проведения аварийно-спасательных работ на воде. 5.5. Пожарные автомобили связи и освещения Пожарные автомобили связи и освещения – далее (АСО) – предназначены для доставки в районы вызова личного состава, средств связи и освещения, специального оборудования. АСО может обеспечивать работу штаба пожаротушения. Одновременно он является передвижной электростанцией, питающей агрегаты освещения, аппаратуру оперативной связи и специальное оборудование. АСО укомплектованы стационарными и переносными радиостанциями, а также телефонными аппаратами. Каждый АСО укомплектован громкоговорящими установками и катушками с магистральным кабелем на стационарных и выносных катушках. Средства освещения (прожекторы) типа ПКН-1500 или ИО-02-1500-02. Они могут устанавливаться стационарно на осветительных мачтах или быть переносными. АСО разработаны на шасси ПАЗ-672, ГАЗ-66, ГАЗ-3308, КамАЗ-4208. Так, эксплуатируются две модели АСО-12 на шасси ГАЗ-66-01 и ПАЗ-672. Создано несколько новых моделей АСО на различных шасси. По перечню оборудования, его техническим характеристикам в комплексе АСО выделяется автомобиль связи и освещения – АСО-20. Он установлен, как и автомобиль АГ-20, на шасси ПАЗ-3205. Боевой расчет на АСО-20 – 6 человек. Оборудование АСО-20 смонтировано в салоне автобуса, который разделен на два отсека: штабной и связи (задний). В штабном отсеке установлены два стола для работы штаба пожаротушения. На столах имеются телефоны, магнитофон, компьютер, принтер и другое оборудование. Для работы штаба вне салона на АСО-20 имеется выносной стол. В заднем отсеке на столах и стеллажах размещено оборудование для работы радиста и телефониста: радиостанции, телефонный коммутатор. Усилитель громкоговорящей связи. И с т о ч н и к и э л е к т р о п и т а н и я . Для питания потребителей энергии на АСО имеется генератор и дизельная электростанция. Г е н е р а т о р Г Т 4 0 П Ч 6 - 2 С . При 6000 об/мин он развивает мощность 20 кВт при напряжении 220 В. Величина тока 15 А и его частота (400 ± 8) Гц. Привод его осуществляется от двигателя шасси базового автомобиля посредством КОМ и карданного вала. 208 Глава 5. Специальные пожарные автомобили На АСО-20 имеется преобразователь напряжения 220 В 400 Гц в напряжение 220 В 50 Гц. Д и з е л ь н а я э л е к т р о с т а н ц и я А Д - 4 - 2 3 0 - В М 1 является резервным источником питания для подачи напряжения 220 В 50 Гц в случае выхода из строя основной электроустановки. Дополнительные аккумуляторные батареи напряжением 12 или 24 В предназначены для питания цепей управления схемы изделия и оборудования связи. Для подзарядки аккумуляторных батарей на АСО используется источник питания ИП-220/12, включаемый в сеть 220 В 50 Гц и выпрямляющий постоянный ток 12 В. Э л е к т р о о с в е щ е н и е м е с т а п о ж а р а . Оно осуществляется шестью прожекторами ИО-02-1500-02. Два из них установлены на прожекторной площадке на крыше автомобиля и могут подниматься на высоту 8 м над уровнем земли. С помощью специального электромеханизма мачта может поворачиваться в горизонтальной плоскости на угол ± 260°, а в вертикальной плоскости – на угол ± 30°. Четыре прожектора могут выноситься из салона и с помощью кабелей подсоединяться к силовому щиту автомобиля. Питание прожекторов осуществляется переменным током напряжением 200 В, частотой 400 Гц. Мощность, потребляемая одним прожектором, равна 1,5 кВт. АСО-20 укомплектован мощными средствами радио- и телефонной связи. Количество установленных на автомобиле аппаратов и их радиус действия приводятся в табл. 5.5. Таблица 5.5 Наименование Количество, шт. Радиус действия, км Стационарная радиостанция «Сапфир АВР-2» Возимая радиостанция «Сапфир ДСР-2» Носимая радиостанция «Радий-М» Радиоприемник автомобильный «Урал» Аппарат телефонный полевой Аппарат телефонный «Спектр-3ГА-11323» Сигнальная громкоговорящая установка СГУ-80 Громкоговоритель рупорный 1 1 20 1 14 2 1 6 30–50 30–50 2 – – – – – Дополнительное оборудование состоит из ряда устройств. Противотуманные фары ФГ-119 установлены на переднем бампере АСО. Они предназначены для использования при движении АСО во время тумана. 209 Пожарная техника Ф а р ы - и с к а т е л и Ф Г - 1 6 К предназначены для освещения места работы ночью. Одна из них установлена над кабиной водителя, а вторая – на задней стенке АСО. На АСО-20 имеется универсальный комплект инструмента УКИ-12. Он предназначен для вскрытия и разборки строительных конструкций на пожаре. В его состав входят резаки, ломы различного назначения, багры и т. д. (всего 10 наименований). АСО-20 в подразделениях ГПС может быть доукомплектован различным электроинструментом, электродолбежниками, электропилой, дымососом и т. д. с электродвигателями напряжением 220 В и частотой 400 Гц. К а б е л ь н ы е к а т у ш к и . Стационарная кабельная катушка с магистральным кабелем для питания выносных прожекторов, удаленных от АСО на расстояние до 96 м. В состав АСО также входят четыре переносные катушки для питания энергопотребителей, удаленных от АСО на расстояние до 36 м. Два кабеля предназначены для обеспечения питания переносных прожекторов. Два других кабеля могут использоваться как удлинители. К кабелям при боевом развертывании подключаются распределительные коробки (КР), от которых питаются потребители. При работе генератора АСО должен быть заземлен. Заземляющий провод из меди имеет длину 20 м и сечение 10 мм2. Кроме эксплуатируемых АСО заводы выпускают их новые типы. Некоторые параметры технических характеристик представлены в табл. 5.6. Таблица 5.6 Размерность АСО-8 (ГАЗ-66) – ГАЗ-66-01 Колесная формула Мощность двигателя Максимальная скорость Численность расчета Мощность генератора Тип генератора – кВт км/ч чел. кВт – Количество прожекторов Высота подъема осветительной мачты Наименование показателя Шасси 210 Модели АСО АСО-20 АСО-20 (3205) КамАЗ(4208) АСО-20 (ГАЗ-3308) шт. КамАЗ4208 6×6 176 80 11 20 ГС-25020/4 6/2 ГАЗ-3308 4×4 88,5 90 6 8 ЭУ66-8Т/400 2/2 ПАЗ3205 4×4 88,5 80 6 20 ГТ40ПЧ6 -2с 4/2 м 12 8 8 8,5 4×4 84,6 96 6 20 ГС-25020/4 –/2 Глава 5. Специальные пожарные автомобили В таблице указано, что на АСО устанавливаются различного типа генераторы. Основные их характеристики указаны в табл. 5.7. Таблица 5.7 Наименование показателя Мощность Напряжение Частота Размерность ЭУ-8-Т/400 ГТ40ПЧ:-2с ПС-250-20/4 кВт В Гц 8 400 50 20 208 400 20 230 50 На АСО-20 (КамАЗ-4208) генератор является автономным агрегатом с приводом от двигателя внутреннего сгорания. На остальные АСО осуществлен привод электромотора от коробки отбора мощности. АСО могут комплектоваться различным электроинструментом. Для их питания в схеме подключения внешних потребителей предусматривается блок подключения коллекторного инструмента. Принципиальная схема боевого развертывания АСО-20(КамАЗ-4308) представлена на рис. 5.10. Возможны и другие варианты. При этом должны соблюдаться два требования. Во-первых, суммарная мощность всех потребителей не должна превышать мощность генератора. Во-вторых, распределение нагрузки по линиям на выходном щите должно быть равномерным и не превышать 6 кВт при включенных прожекторах на мачте. 1 1 2 3 4 2 3 4 5 6 220/380 В Рис. 5.10. Схема подключения внешних потребителей: 1 – щит распределительный; 2 – линия (1, 2, 3 и 4); 3 – коробка распределительная; 4 – прожектор; 5 – потребитель электроэнергии; 6 – блок подключения коллекторного инструмента 211 Пожарная техника На АСО-20 ПАЗ(3205) отсутствует блок подключения коллекторного инструмента. Оборудование АСО-20 позволяет питать электроэнергией осветительные приборы, аппаратуру оперативной связи и специальное оборудование. Оно обеспечивает функционирование сил и средств при их управлении на пожаре. 5.6. Автомобили штабные (АШ) Пожарные автомобили штабные предназначены для доставки к месту пожара (аварии, катастрофы) личного состава, пожарно-технического и другого и оборудования, средств проводной и радиосвязи, обеспечения на месте пожара работы штаба пожаротушения. АШ создают на базе различных автомобильных шасси, а также на базе автобусов (рис. 5.11). 3 4×4 4 5 2 6 1 Рис. 5.11. Автомобиль штабной АШ-5(3205): 1 – автобус ПАЗ-3205; 2 – лестница; 3 – антенна; 4 – система сигнально-громкоговорящая; 5 – фара-искатель; 6 – фара противотуманная Главным параметром АШ является число мест боевого расчета (включая водителя), выбираемое из ряда: 3, 5, 7. Удельная мощность АШ должна быть не менее 11 кВт/т. АШ состоит из следующих основных частей: базового шасси, кабины (отсека) водителя штабного салона и грузового отсека. Комплектация АШ включает следующие виды оборудования: 212 Глава 5. Специальные пожарные автомобили – средства радиосвязи и проводной телефонной связи; – аппаратуру звукозаписи и звукоусиления; – средства вычислительной техники; – внешний источник питания; – выносной штабной стол. При заказе АШ средства радиосвязи поставляются заказчиком. АШ оснащаются СИЗОД со временем защитного действия не менее 90 мин. Предусмотрено их хранение в отсеках, обеспечивающих их сохранность. Основными источниками электросиловых установок (ЭСУ) являются генераторы однофазного или трехфазного тока с приводом от базовых шасси. Для переносных ЭСУ используются автономные двигатели. Основные номинальные параметры источников питания ЭСУ должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 5.1. В зависимости от численности боевого расчета на АШ рекомендуется три варианта комплектации. Так, полевых телефонов может быть от 2 до 6, телефонов АТС с кнопочным набором 1–2, дыхательных аппаратов на сжатом воздухе 4–6, акустических систем и электромегафонов 1–2. Предусматривается в комплекте выносной (внешний) источник питания мощностью 2 кВт, 1–2 переносных прожектора и диэлектрических комплекта, по 1–2 огнетушителя ОУ-2 и ОУ-5 и т. д. Всего в зависимости от комплектации насчитывается около 40 наименований различного оборудования. В дополнение к указанному на АШ должны быть катушки с кабелями; топор пожарный; лопата; стол выносной; стулья и т. д. Принципиальная схема размещения ПТВ и оборудования представлена на рис. 5.12. 3 2 Рис. 5.12. Схема размещения пожарно-технического оборудования на АШ-5: 1 – штабной стол; 2 – СГУ-80; 3 – пульт управления СГУ-80; 4 – ящик для ПТВ; 5 – отсек для ПТВ; 1 4 5 213 Пожарная техника АШ сооружают на различных шасси грузовых автомобилей. Среди них выделяется только оперативно-штабной автомобиль ОША численностью мест боевого расчета. По техническим характеристикам базовых шасси они аналогичны табл. 5.8. Таблица 5.8 Модели АШ Показатели характеристики Размерность ОША-7 ГАЗ32217 АШ-5 ГАЗ2757 АШ-5 УАЗ-31519 АШ-5 ГАЗ3221 АШ-6 ПАЗ3205 Колесная формула Мощность двигателя Максимальная скорость Число мест боевого расчета Полная масса – кВт км/ч чел. 4×4 73 110 7 4×4 110 110 5 4×4 61,8 110 5 4×2 72 95 5 4×2 88,3 80 6 кг 3500 3500 2500 3500 7420 5.7. Аварийно-спасательный инструмент (АСИ) с гидроприводом При тушении пожаров возможны ситуации, когда для вскрытия конструкций потребуются средства более мощные, чем для проведения первоочередных аварийно-спасательных работ. К таким средствам относятся механизированные инструменты. Их можно разделить на две группы. Первую группу составляют электропилы и электродолбежники. К ней также относят автогенорезательные установки, пневмодомкраты резинокордовые и т. д. Ими комплектуют специальные ПА различного назначения. Вторая группа включает АСИ с гидроприводом. Инструментами этой группы могут комплектоваться как специальные ПА, так и автоцистерны и автонасосы. Комплект АСИ включает источники энергии, блок управления и набор инструментов с высокими параметрами силовых характеристик. Источники энергии представляют собой насосные станции с механическим приводом или поршневые насосы с ручным приводом. Насосные станции предназначены для нагнетания рабочей жидкости в гидравлические системы АСИ. В качестве рабочей жидкости используется масло МГЕ-10А. Современные насосные станции осуществляют подачу рабочей жидкости поршневыми насосами. Их приводами могут быть бензиновые двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели, работающие от сети переменного тока с частотой 50 Гц при напряжении 220 В. Насосные станции бывают одно- и двухпостовые, обеспечивающие работу одного или двух инструментов одновременно. 214 Глава 5. Специальные пожарные автомобили При относительно небольших размерах (площади 0,1–0,2 м2 и высоте до 0,5 м) станции имеют относительно малые массы (см. табл.), поэтому их можно подносить близко к месту работы. Некоторые параметры технических характеристик насосных станций представлены в табл. 5.9. Таблица 5.9 Показатели Размерность Средние значения Рабочее давление Подача станции Мощность двигателя МПа л/мин кВт 25–80 0,25–1,1 0,5 1,85 3,3 4,1 13 28 42 48 1,5–15 Масса станции кг Вместимость масляного бака л «Пожоборонпром» «Вебергидравлика», Австрия 80 0,89 1,84 4,05 15 42 1,5 5,5 63 – 1,3 3,3 18 46 2 6 Примечания: 1. В этой таблице и дальше указаны средние значения параметров характеристик насосных станций и инструмента, имеющихся на рынке. 2. В знаменателях указаны параметры для двухпостовых станций. Ручные насосы предназначены для подачи рабочей жидкости в гидравлические системы АСИ и другие малогабаритные механизмы. Ручные насосы используются там, где применение насосных станций нерентабельно или работа с ними опасна по технике безопасности. Они обычно двухступенчатые и развивают давление 80 МПа. В зависимости от параметра давления их масса находится в пределах 4,5–16 кг, а объем бака от 0,7 до 2,5 л. ООО «Пожоборонпром» производит насосы гидравлические РН80 с размерами 740×200×170 мм и давлением 7,5/80 МПа. Насос подает масло от 0,8–2,5 см3 за один ход. Усилие на рукоятке не превышает 300 Н. Организация «Спрут» поставляет в МЧС России насос ручной НРС-12/80 с размерами 610×160×155 мм. Рукава высокого давления (РДВ) армированные как гибкие трубопроводы предназначены для подачи рабочей жидкости от насосной станции в гидроинструмент. Они имеют условный проход 6 мм, рассчитаны на рабочее давление 80 МПа (разрушающее давление не менее 190 МПа). Длина до 20 м. Блок управления гидроинструментом включает гидрораспределитель 1, гидрозамки 2 и 4 (рис. 5.13). Переключением гидрораспределителя осуществляется подвод жидкости в поршневую полость цилиндра и отвод из штоковой полости, и наоборот. 215 Пожарная техника 3 4 2 m m l n n f k с b с b 1 Рис. 5.13. Блок управления механизмами: 1 – гидрораспределитель; 2, 4 – гидрозамки; 3 – рабочий цилиндр ad a d Гидрозамки обеспечивают запирание масла в рабочих полостях гидроцилиндра при прекращении ее подачи, а также отвод ее из них. Принцип работы блока управления рассмотрим на примере подачи жидкости (масла) в поршневую полость гидроцилиндра. Для этого ручку f поворачивают так, чтобы совпали индексы a, b, c и d средней и верхней частей. Тогда масло из насосной станции поступит к a–b–k и через обратный клапан гидрозамка 2 в поршневую полость гидроцилиндра 3. Поршень и шток будут перемещаться влево. Одновременно по каналу k–l масло поступит в гидрозамок 4 и совместит индексы m и n, переместив стрелку вниз. Тогда масло из поршневой полости гидроцилиндра поступит к m–n, а затем c–d и в насосную станцию. Для перемещения поршня гидроцилиндра в правую часть необходимо рукояткой f перевести среднюю часть гидрораспределителя 1 в нижнее положение. Гидрозамками оснащается только гидравлический инструмент, предназначенный для силового подъема тяжестей или их разжима. Аварийно-спасательный инструмент, рекомендованный для комплектования ПА различного назначения, можно разделить на две группы. П е р в у ю из них составляют инструменты для резания металлических материалов различного профиля (прутья, уголки, тросы, листовой материал). Ко в т о р о й г р у п п е относятся различные устройства для раздвигания или подъема элементов разрушенных конструкций, расширения проемов, узких проходов и т. д. 216 Глава 5. Специальные пожарные автомобили Инструмент для резания металлов охватывает такие устройства, как резаки, ножницы, кусачки. Принципиальная схема устройства и работы механизмов этого типа инструментов представлена на рис. 5.14. 6 4 5 3 2 1 с' с s а б с'' 7 8 6 9 h Рис. 5.14. Центрально-осевой привод инструмента: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – кронштейн; 5 – тяга; 6 – шарнир; 7 – рычаги (челюсти); 8 – центральный шарнир; 9 – шарнир на штоке 3 Его называют центрально-осевым, так как разжим и последующее сжатие рычагов (челюстей) 7 происходит при их повороте на шарнире 9, закрепленном на кронштейне 4. Инструмент на рисунке находится в исходном положении. При подаче масла в штоковую полость цилиндра (показано стрелкой) поршень 2, перемещаясь вправо, сместит шарнир 9 из положения а в положение б, а концы с рычагов 7 займут положение с' и с". Расстояние между ними равно s. Совершится первый цикл работы инструмента. При подаче масла в поршневую полость цилиндра поршень 2 будет перемещаться влево и рычаги (челюсти), сжимаясь, будут разрезать (деформировать) металлическое изделие, заложенное между ними. Первый цикл работы может быть использован для разжима (перемещения) элементов конструкций. В этом случае инструмент будет комбинированным: перемещение в первом цикле работы, резание – во втором цикле. Инструмент для перемещения материалов или изделий включает в себя такие изделия, как: разжимы, расширители, домкраты и др. 217 Пожарная техника Принципиальная схема устройства и работы механизмов этого типа инструментов представлена на рис. 5.15. 7 7 6 5 3 4 2 1 s а а 8 а 9 9 h Рис. 5.15. Нецентрально-осевой привод инструмента: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – кронштейн; 5 – тяга; 6 – шарнир; 7 – шарнир на рычаге; 8 – рычаг; 9 – шарнир на штоке Инструменты этого типа называют нецентрально-осевыми, так как опоры шарниров 6, вокруг которых поворачивается рычаг 8, закреплены на двух кронштейнах 4. Инструмент, показанный на рис. 5.15, находится в исходном положении. При подаче масла в поршневую полость цилиндра 1 (см. стрелку на рис. 5.15) шток 3 будет перемещаться влево. При этом шарнир 9 переместится в положение 9', а шарнир 7 в положение 7. Вследствие этого концы а челюстей 8 займут положение а' и а". Величина s будет характеризовать их раскрытие. Этим завершается первый цикл работы инструмента. Второй цикл работы заключается в сжатии челюстей. Для этого масло следует подавать в штоковую полость цилиндра 1. Классификация АСИ и параметры технических характеристик определяют его назначение и область применения. На основании рассмотренных принципиальных схем создан комплект инструмента различного назначения (рис. 5.16). 218 Глава 5. Специальные пожарные автомобили ТИП ИНСТРУМЕНТА Оцентрированный Неоцентрированный Комбинированный Резаки Ножницы челюстные Разжим-ножницы Расширители Резак тросовый Резак комбинированный Домкраты Цилиндры штоковые Кусачки Рис. 5.16. Классификация гидравлического инструмента Основные интервалы параметров технических характеристик АСИ приведены в табл. 5.10. Таблица 5.10 Показатели и параметры Раскрытие Усилие Перекусываерычагов, пружины, мый пруток, мм мм кН Наименование инструмента Эскиз Масса, кг Ножницы челюстные Резак тросовый Кусачки Разжимножницы Резак комбинированный Расширитель Домкрат Цилиндр** одноштоковый Цилиндр двухштоковый 6 9–15,5 20–32 45–185 – – 7 3 4 3,5–15,8 9,5 11–16 25–70 до 32 25–32 – – 200–360 – – 24–64 – – 0,4–1,6 5 10,8–16 5–10* 115–185 13–40 0,14–0,7 8 9 11 15,5–34 1,5–45 4,5–18,5 – – – 500–830 35–104 200–500 12 9,5–2 – 400–800 43–200 50–2400 58–230/ 25–60 50–230/ 25–130 12–50 97–5,9 1,5–3,6/ 0,7–2 –/ 1,2–2,7 Удельная работа, кДж/кг * Указана толщина перерезаемого листа. ** Указаны усилия толкающие и тянущие. Все инструменты в основном работают при давлении 65–80 МПа. Некоторые из них имеют особенности конструкций. Так, цилиндр двухштоковый представляет собой два гидравлических цилиндра между поршневыми полостями, в которых смонтирован блок управления, состоящий из гидрозамка и гидрораспределителя. Оба типа гидроцилиндров снабжаются комплектом приспособлений для стягивания элементов конструкций. В комплект входят: захваты, крюки, цепи. Домкрат ДМ-90, выпускаемый «Пожоборонпромом», двухступенчатый 219 Пожарная техника телескопический оборудован специальной тянущей пружиной, обеспечивающей возвращение подвижных его частей в исходное состояние. Аналогичное устройство имеют и кусачки. Гидроинструмент требует минимального ухода. Необходимо предотвращать попадание в масло влаги и абразива, а также периодически его заменять. 5.8. Пожарная техника на базе летательных аппаратов, судов и железнодорожных средств Применение пожарных автомобилей во многих случаях ограничено или невозможно. Так, их трудно использовать при тушении лесных пожаров, на железнодорожном транспорте. Невозможно их применять при тушении лесных пожаров в горах или на акваториях водоемов. Поэтому и создаются средства пожаротушения на базе летательных аппаратов, судов, железнодорожного транспорта. Наиболее сложные условия характерны при тушении лесных пожаров. В последние годы для их тушения широко используются авиационные технологии. Противопожарные летательные аппараты. Авиационные технологии тушения пожаров имеют ряд достоинств: – точность определения границ пожара; – высокую оперативность доставки ОВ и пожарных в районы пожара; – большую эффективность тушения благодаря концентрированному выливанию воды. Важно и то, что авиационная техника используется независимо от наличия дорог, она обеспечивает относительную безопасность оперативнотактических действий. Подразделениями авиалесохраны и МЧС используются летательные аппараты различного назначения. Так, в течение пожароопасного сезона проводится патрулирование лесов самолетами АН-2 по всей территории России. На самолетах АН-24, АН-26 и других оперативно осуществляется доставка в районы пожаров работников парашютной и десантно-пожарной службы, средств пожаротушения и полевого снаряжения. Все самолеты оборудованы средствами связи. Некоторые параметры их характеристик представлены в табл. 5.11. Таблица 5.11 Показатели Дальность полета Продолжительность полета Скорость полета Мощность двигателей Высота патрульного полета Число парашютистов-пожарных Высота прыжка с самолета Время снижения на парашюте 220 Размерность АН-2 АН-24 км ч км/ч кВт м человек м с 1000 6 170 736 1000 8 600 120 2000 4 450 1800 1000 40 600 120 Глава 5. Специальные пожарные автомобили Тенденция развития авиатехнологий по ликвидации лесных пожаров основывается на двух различных направлениях. Первое из них характеризуется тушением пожара по всей площади, а второе – локальным тушением отдельных участков. Первое направление связано с применением лесопож а р н ы х а в и а т а н к е р о в - с а м о л е т о в . Они оснащаются специальными фюзеляжными баками и системами распыления ОВ над очагами пожаров. Современные авиатанкеры представлены самолетами «АН-2П», «АН-26П» и гидросамолетом «Бе-200ЧС». На них устанавливаются баки с водой емкостью 2, 4 и 6 м3, соответственно. В авиаподразделениях МЧС применяется специально оборудованный для пожаротушения самолет «Ил-76МД». На борту самолета установлены съемные выливные авиационные приборы ВАП (ВАП-2) вместимостью 42 м3 воды. Кроме того, на самолете находится 0,16 т пенообразователя и 1,7 т раствора ингибиторов. Основные параметры технической характеристики «Ил-76МД» приводятся в табл. 5.12. Самолет предназначен в основном для локализации и тушения лесных пожаров. Он доставляет к месту пожара огнетушащие вещества, пожарно-техническое вооружение. С него осуществляется десантирование к очагу пожара парашютистов-пожарных. Он может использоваться для тушения пожаров методом искусственного вызывания осадков. Площадь местности, покрываемая выливаемой водой, достигает при одновременном сливе 50 000 м2 (500×100 м). При последовательном сливе она составляет 48 000 м2 (600×80 м). Концентрация покрытия огнетушащей жидкостью находится в пределах 1,5–2 л/м2. Таблица 5.12 Показатели Размеры грузовой кабины Максимальная взлетная масса Масса полезной нагрузки Максимальная скорость Крейсерская скорость Практический потолок Дальность с максимальной нагрузкой Высота полета при сливе Размерность Параметры м т т км/ч км/ч м км м 24,5×3,45×3,4 190 48 850 780 12 000 4400 50–100 Для искусственного вызывания осадков на борту самолета имеется 384 метеопатрона типа «циклон-осадки». Время заправки двух баков водой осуществляется в течение 20–30 мин, а время слива 6–8 с. Из самолета может десантироваться 40 человек. 221 Пожарная техника Самолеты-амфибии создают с турбовинтовыми или реактивными двигателями. Для тушения лесных пожаров в МЧС используется самолетамфибия Бе-200ЧС. На нем установлены два двигателя Д-436П с тягой 2×7500 кг. Взлетная масса самолета 43–44 тыс.кг. Крейсерская скорость самолета равна 638 км/ч, высота полета достигает 8000 км, а дальность полета – 3000 км. Взлетно-посадочные характеристики включают взлетную и посадочную дистанции. Взлетная дистанция – это расстояние от начала движения самолета до его подъема на высоту 25 м. Посадочная дистанция – это расстояние от спуска с высоты 25 м до полной остановки самолета. Взлетно-посадочные характеристики устанавливаются с учетом высоты аэродрома (водоема) над уровнем моря, температуры воздуха и воды, взлетной массы самолета. Значения параметров самолетов-амфибий приводятся в табл. 5.13. Таблица 5.13 Наименование Взлетная дистанция Посадочная дистанция Условия Расстояние, м Вода Суша Вода Суша 500–1600 880–980 800–1250 950–1050 При аэродромном базировании важны величины разбега (от начала движения до взлета) и пробега (от приземления до остановки). В условиях бетонных взлетно-посадочных полос эти величины находятся в пределах 650–780 м. Самолет-амфибия Бе-200ЧС может использоваться при высоте волны до 1,2 м. Самолет может выполнять следующие задачи: – доставку в район бедствия и возвращение на базу пожарных команд (спасателей) и средств пожаротушения путем посадки на заранее выбранную акваторию или на аэродром; – сдерживание распространения и тушение средних и крупных пожаров, созданием заградительных полос путем многократных сбросов огнегасящей жидкости на кромку пожара; – ликвидацию мелких и зарождающихся пожаров. Для тушения лесных пожаров на самолете имеется запас воды и специальное оборудование для ее набора и сброса. Баки для воды (вместимостью 1,2 м3) и химжидкостей (вместимостью 1,2 м3) размещены по бортам самолета (рис. 5.17). Баки для воды оборудованы устройствами для ее набора при глиссировании самолета и створками для ее сброса. 222 Глава 5. Специальные пожарные автомобили 1 2 3 4 5 5 Рис. 5.17. Противопожарный самолет-амфибия Бе-200ЧС: 1 – кабина; 2 – фюзеляж; 3 – бак для химжидкости; 4 – двигатель; 5 – бак для воды Набор воды из водоемов осуществляется при скорости глиссирования 180–210 км/ч. При этом самолет может проходить расстояние 300–1500 м. Время набора воды около 14 с. Минимальный размер водоема составляет около 3200 м, а радиус действия самолета достигает 250–350 км. В условиях аэродромного базирования баки наполняют от гидрантов водопроводной сети, используя пожарные машины. Сброс воды производится с высоты 50–100 м. Залповый сброс осуществляется в течение 2–3 с. Возможно сбрасывать воду из отдельных баков. Полностью герметичный фюзеляж самолета позволяет использовать его для выполнения ряда других задач. Он может применяться для патрулирования, спасения терпящих бедствие на воде, решения экологических задач. На самолете возможна перевозка до 50 спасателей или до 60 пострадавших, а на носилках – 30. Самолет оснащен комплексом пилотажно-навигационного оборудования и средств связи, обеспечивающим навигацию и управление им на всех этапах в любых метеоусловиях в любое время суток и года. Второе направление развития авиатехнологий пожар о т у ш е н и я связано с применением вертолетов. Достоинства их применения обусловлены следующим: – точностью сброса ОВ и высоким диапазоном удельного расхода; – высокой оперативностью заполнения емкостей водой (несколько секунд); – безопасностью летного состава, так как отпадает необходимость бреющего полета на высоте 50–80 м. Пожарные вертолеты могут выполнять в зависимости от назначения различные функции: тушить пожары в зданиях повышенной этажности, 223 Пожарная техника промышленных объектах, в степной и лесистой местности, доставлять к месту пожара десант пожарных, пожарной техники и пожарнотехнического оборудования. Пожарный вертолет Ка-21А приспособлен для тушения пожаров в зданиях повышенной этажности, эвакуации людей с крыш, оконных проемов, тушения лесных пожаров. Вертолет оборудован подвесной системой для работ с лебедкой, средствами группового спасения, имеет грузовой бак вместимостью 5000 л, может иметь специальные бортовые системы пожаротушения. Скорость полета вертолета 230–250 км/ч, боевой расчет 2 человека, количество перевозимых людей 16 человек. Вертолет пожарный Ми-8МТ(МТВ) имеет противопожарное оборудование, состоящее из двух пусковых установок (по бортам) с импульсными средствами пожаротушения, мягкого водосливного устройства на внешней групповой подвеске, и регулируемое спусковое устройство (СР-У), обеспечивающее беспарашютное десантирование шести пожарных. Основные параметры технической характеристики даны в табл. 5.14. На вертолетах МИ-8МТ и МИ-8МТВ (рис. 5.18) могут устанавливаться специальные водосливные устройства (ВСУ) с емкостью из прорезиненной ткани или из металлических материалов. Водосливные устройства из прорезиненной ткани предназначены для забора воды из открытых водоемов в режиме зависания и транспортировки ее в район пожара. Слив воды может производиться на очаги пожара или перед кромкой огня при полетах на малых высотах и скоростях и в режиме зависания. Емкость с водой размещается на внешней подвеске вертолета. Заполнение ее водой производится опусканием ее в водоем. Слив воды осуществляется через сливной рукав емкости вместимостью до 4,3 м3. Время забора воды 30–40 с, а слива – 6–8 с. Управление сливом осуществляется с борта вертолета. Возможен аварийный сброс емкости. Таблица 5.14 Наименование показателя Размерность Величина Суммарное количество пусковой установки Масса огнетушащего состава в одном стволе Предельная дальность выброса Количество зарядов на борту Время перезарядки стволов Вместимость водосливного устройства Минимальная глубина водоема для забора воды Время забора/слива Скорость доставки воды к очагу горения Высота разгрузки пожарной техники в режиме зависания шт. кг м шт. мин м3 м с км/ч 26 (13×2) 10,0 100 200 10–20 3,5 1,5 Не более 20/14 Не более 170 м Не более 45 224 Глава 5. Специальные пожарные автомобили 2 1 Рис. 5.18. Вертолет МИ-8МТ: 1 – корпус; 2 – винт; 3 – водосливное устройство 3 Емкость с водой может размещаться в грузовой кабине. Ее заполнение водой осуществляется через всасывающий рукав специальными насосами. Объем емкости 4 м3. Слив воды может производиться через: – сливной клапан в днище емкости грузового люка вертолета; – систему форсунок под днищем вертолета; – водомет, расположенный в проеме двери на левом борту вертолета. Водосливное устройство с емкостью из металлических материалов, с объемом жидкости 2 м3 может забирать воду из водоема глубиной не менее 1,5 м. Транспортировка его осуществляется на внешней тросовой подвеске. Из него возможен слив воды в режиме зависания вертолета, а также отцепка водосливного устройства на земле после его посадки. Управление сливом осуществляется с борта вертолета. Время забора воды 18–20 с, а слива – 12–14 с. Кроме пожарных вертолетов имеются комплексы противопожарные вертолетные различного назначения с разнообразным оборудованием. Они предназначены для локализации и тушения пожаров в степной, лесостепной, лесной местностях, а также в районах торфяников и гор. Возможно их использовать и для тушения пожаров в населенных пунктах и на объектах промышленности. Комплекс противопожарный вертолетный оборудов а н н а в е р т о л е т е М и - 2 6 Т С , имеет водосливное устройство ВСУ-15 на внешней подвеске. Вместимость водосливного устройства 10 или 15 м3, средний расход воды при сливе (1000 ± 100) л/с. Размеры смоченной полосы 225 Пожарная техника (при высоте полета 20–60 м и скорости полета 30–80 км/ч): по ширине 12–22 м и по длине 125–300 м. При этом средняя плотность орошения составляет около 2 л/м2. Вертолет забирает воду из водоема глубиной 2–3 м в количестве 9,2–15 м3 при времени забора максимального количества воды не более 10 с. Продолжительность подготовки комплекса к работе около 30 мин. Комплекс может использоваться для доставки к месту пожара десанта пожарных, пожарной техники и ПТВ. К о м п л е к с в е р т о л е т н ы й п р о т и в о п о ж а р н ы й В П Ж - 2 также оборудован на вертолете Ми-26ТС. На борту имеется четыре емкости общей вместимостью 15 м3 воды и емкости для химических добавок вместимостью 0,9 м3. Время сброса воды 35–45 с. Размеры смоченной полосы при высоте полета 30 м и скорости 30 км/ч: по ширине 12 м и длине 250 м. При этом обеспечивается средняя плотность орошения 2–2,55 л/м2. Время заправки водой на земле не более 15 мин. А в режиме нависания – не более 4 мин двумя насосными станциями, спускаемыми на лебедках ЛПГ-150. Время переоборудования вертолета в противопожарный вариант составляет не более одного часа. Пожарные корабли (суда). Пожарные корабли (суда) предназначены для тушения пожаров на объектах, расположенных на море и прибрежных полосах, а также для проведения спасательных и профилактических работ на морских нефтегазодобывающих и других объектах. Они доставляют к месту пожара боевые расчеты, пожарно-техническое вооружение и огнетушащие вещества и подают забортную воду в очаги горения. Наличие на кораблях запаса пенообразователя позволяет тушить горящие нефтепродукты. Они могут также использоваться для буксировки горящих судов и вести спасание тонущих людей. Пожарные корабли могут быть мореходные, базовые и речные. К пожарным судам относятся и пожарные катера. При небольших размерах корпуса и осадки они имеют повышенную скорость по сравнению с пожарными судами. Пожарный корабль должен обладать рядом специфических свойств, прежде всего, навигационными качествами. К ним относятся: Остойчивость – способность судна противостоять внешним силам, нарушающим его равновесие, и возвращаться в исходное положение после прекращения действия этих сил. Непотопляемость – способность судна оставаться на плаву и сохранять остойчивость после заполнения одного или нескольких отсеков. Ходность – способность судна развивать заданную скорость при минимальной мощности главного двигателя. 226 Глава 5. Специальные пожарные автомобили Управляемость – способность судна двигаться по заданному курсу и быстро реагировать на изменение положения органа управления. Автономность – это продолжительность плавания корабля без пополнения эксплуатационными материалами, провизией и водой. Пожарные корабли должны быть гладкопалубными. Иметь прочный стальной корпус и оконечности с плавными очертаниями носовой части. Повышенная маневренность корабля обеспечивается двухвальными ходовыми машинами, иногда – установкой специальных водометов, а также подруливающих устройств. По периметру пожарного корабля создаются водяные завесы для защиты его от теплового воздействия при тушении горящих объектов. Пожарные корабли относятся к вспомогательным судам специального назначения. Они должны соответствовать требованиям Регистра страны. Он является органом государственного контроля, который рассматривает и согласовывает проекты судов, наблюдает за их постройкой, ремонтом и осуществляет контроль их технического состояния. Пожарные корабли имеют общие элементы: корпус с надстройкой, иловую установку, пожарные насосы, водопенные коммуникации, системы орошения. Корпус – это водонепроницаемая оболочка, усиленная внутри системой балок и специальных элементов: шпангоутов, бимсов, полубимсов и др., расположенных в продольном и поперечном направлениях. В совокупности – это корпус, разделенный на водонепроницаемые отсеки. Н а д с т р о й к а служит для размещения служебно-бытовых помещений, кают, кают-компании, столовой. На ней расположена шлюпочная палуба и спарден (самая верхняя палуба) – это ходовой мостик. Рядом с ним устанавливается радионавигационное оборудование, штурманское помещение, радиорубка и т. д. С у д о в а я у с т а н о в к а включает главные и вспомогательные энергетические установки. Главная энергетическая установка – установка, обеспечивающая кораблю движение, как правило, это дизели. Для энергетических потребностей кораблей используются вспомогательные двигатели с генераторами переменного или постоянного тока. Дизельные двигатели оборудуются двумя системами запуска – от аккумуляторных батарей и при помощи сжатого воздуха. Управление двигателями осуществляется как из машинного отделения, так и из ходовой рубки или центрального поста управления. П о ж а р н ы е н а с о с ы на кораблях центробежные, двухступенчатые. На кораблях устанавливают от 2 до 4 насосов. Для привода насосов применяются отдельные двигатели. Допускается использование главных ходовых двигателей. В этом случае мощность к насосу подводится от коробки отбора мощности. 227 Пожарная техника Все насосы устанавливаются ниже ватерлинии1. Этим обеспечивается быстрое заполнение насосов водой самотеком. Насосами может подаваться вода в количестве до 1000 м3/ч при напоре до 100 м. На пожарных кораблях имеется различное пожарно-техническое вооружение и устанавливается не менее двух лафетных стволов. Один из них устанавливается на верхней палубе, а второй в той оконечности, которой он отшвартовывается для оперативной работы. Продольный разрез пожарного корабля показан на рис. 5.19. 3 1 2 1 1 3 6 14 13 8 15 13 12 11 10 7 4 5 9 Рис. 5.19. Продольный разрез пожарного судна: 1 – лафетные стволы; 2 – монитор на подъемной мачте (башне); 3 – вьюшка для пожарных шлангов; 4 – камбуз; 5 – цепной ящик; 6 – кубрик команды; 7 – цистерна пресной воды; 8 – топливная цистерна; 9 – главный пожарный насос; 10 – главный дизель; 11 – главный генератор; 12 – гребной электродвигатель; 13 – распределительный щит; 14 – топливная цистерна; 15 – кормовая дифферентная цистерна Наиболее совершенным можно назвать пожарный корабль «Генерал Гамидов». Некоторые его технические данные представлены в табл. 5.15. Таблица 5.15 Наименование Водоизмещение Осадка средняя Длина Ширина Высота с мачтами Скорость полная Дальность плавания 1 228 Размерность Величина Примечание т м м м м узлы миля 918 3,1 62,6 10,2 23 17,25 2000 1 у = 0,524 м/с 1 миля = 1852 м Ватерлиния – линия по борту, до которой судно погружается в воду при осадке. Глава 5. Специальные пожарные автомобили Корабль может использовать свою технику для тушения пожаров при волнении воды до 4 баллов. Непотопляемость его гарантируется при заполнении водой даже одного любого отсека. Автономность судна обеспечивается запасом топлива 77 т, с мертвым его запасом 6 т. На корабле имеется запас питьевой и котельной воды в количествах, равных 26 и 18 т, соответственно. Запас пенообразователя около 16 м3. Корабль оснащен двумя главными двигателями типа 40 ДМ мощностью каждый по 1850 кВт. Запуск и управление ими производится из центрального поста или с постов у главных двигателей в машинном отделении. На корабле имеются три генератора переменного тока напряжением 400 В. Два генератора мощностью 200 кВт работают от двигателей 7Д-12 и один, мощностью 100 кВт, – от двигателя типа 7Д-6С. С р е д с т в а п о ж а р о т у ш е н и я на корабле достаточные для тушения пожаров водой и пеной кратностью 9–12. Четыре насоса ДПЖН-14 подают воду по 1000 м3/ч (277,7 л/с) и развивают напор 100 м. Специальная противопожарная система обеспечивает тушение различных пожаров, в том числе горящих нефтепродуктов и электрооборудования. Подача пенообразователя во всасывающие магистрали насосов производится специальными дополнительными насосами. Подача пены в очаги горения осуществляется стационарными лафетными стволами с пенными насадками, переносными лафетными стволами с пенными насадками, переносными лафетными стволами и ручными стволами. На корабле установлена одна гидропушка с диаметром спрыска 95–110 мм, обеспечивающая подачу воды 1100–1400 м3/ч на расстояние 130–140 м. Каждый из установленных лафетных стволов с диаметром спрыска 63–65 мм подает 300–530 м3/ч воды на расстояние 100–110 м. На корабле имеется четыре лафетных ствола, обеспечивающих подачу пены средней кратности в пределах 4500–6000 м3/ч на дальность до 80 м. Для распределения огнетушащих веществ по рукавным линиям на судне имеются три шестиклапанные колонки с клапанами ДУ-80 и 1–2 раздаточные клинкеты (запорные приспособления с клиновидными задвижками) с ДУ-150. Для отгона горящей на воде пленки нефтепродуктов и предохранения судна от теплового воздействия на нем имеется специальная система отгона пленки и водяная завеса. На судне оборудованы установки жидкостного пожаротушения СЖБ с емкостями 78 л для внутренних нужд и 40 450 л для тушения пожаров на аварийных объектах. 229 Пожарная техника Корабль укомплектован 8 переносными лафетными стволами, пенными стволами, 8 ГПС-200. Кроме того, на нем имеется три погружных электронасоса ЭСП 16/П, электроэжектор ВЭЖ-21 и другое оборудование. Для спасания людей на палубе имеются: катер, шлюпки, надувные жилеты. Для маневрирования и удержания корабля в районе пожара на нем имеется подруливающее устройство, а для грузовых операций на нем установлен электрокран грузоподъемностью 1 т. Тушение пожаров на причальных сооружениях портов осуществляется подачей огнетушащих веществ по развертываемым рукавным линиям. Оно может осуществляться с любой оконечности корабля присоединением рукавов с диаметрами 150, 88 и 66 мм к переносным раздаточным колонкам. Для оказания экстренной помощи плавсредствам и береговым объектам при пожаре возможно использование ряда пожарных судов. Их тактико-технические характеристики приведены в табл. 5.16. Таблица 5.16 Показатель Экипаж и боевой расчет Главный двигатель, марка (дизель) Мощность Количество двигателей Движитель Пожарный насос Размерность Вьюн КС-110-09 человек – кВт шт. – – 2/6 М-119А 810 2 Водометный ПН-60Б (4 шт.) 60 3 2,2 450 30,8×5 0,81 (носом) 0,75(кормой) 67,4 36 6 ЯМЗ-238НД4 184 1 Водометный НЦПН-100/100 (1 шт.) 100 1 1,0 – 17,8×3,22 0,43 Подача Количество лафетных стволов Запас пенообразователя Запас огнетушащего порошка Габаритные размеры Осадка л/с шт. м3 кг м м Водоизмещение Скорость хода т км/ч 14,0 25–28 На рассматриваемых судах используются в основном пожарные насосы и пожарно-техническое вооружение, применяемое на пожарных автомобилях. Водопенные коммуникации катера КС-110-39 оборудованы запорной и соединительной арматурой, которая позволяет осуществлять: – подачу воды от ПН к лафетному стволу, разветвлению напорных пожарных рукавов и трубопроводам системы водяной завесы; 230 Глава 5. Специальные пожарные автомобили – забор воды от водоема к ПН, пенообразователя из каждого бака (их на катере 2). Внешняя магистраль из напорных рукавов достигает 800 м. Пожарный насос имеет автоматические системы забора воды и дозирования пенообразователя. Время заполнения всасывающей линии и насоса водой составляет 9–10 с. Угол поворота лафетного ствола в горизонтальной плоскости – 360°, а в вертикальной плоскости от –10 до + 90°. Дальность сплошной водяной струи 85 м, распыленной – 51 м, а сплошной воздушно-пенной – 70 м. Пожарно-техническое вооружение комплектуется по индивидуальному договору с заказчиком. На катере имеется 4 порошковых огнетушителя ОП-2. Моторный и пожарный отсеки оборудованы системой аэрозольного тушения. По бортам катера оборудованы устройства водяной завесы. Водяные огнетушители обеспечивают распыление ее частиц диаметром 2–3 мм при давлении на выходе из насоса 7–8 кгс/см2. Топливная система состоит из двух баков вместимостью по 500 л. Расход топлива при работе пожарного насоса 48 л/ч. Автономность плавания 80–83 ч. На катере имеется стационарная радиостанция Гранит-Р44. Работа осуществляется через внешнюю антенну. Транспортировка катера (без демонтажа) осуществляется по железной дороге или автомобильным транспортом (автомашинами МАЗ или КамАЗ). Пожарные поезда. Объекты железнодорожного транспорта характеризуются рядом особенностей. Прежде всего, они дислоцированы на железнодорожных станциях. Площади, занимаемые станциями, имеют протяженность десятки и даже сотни гектаров. Количество путей на них достигает 50–80, при общей длине 15–16 км. Они характеризуются и спецификой пожарной опасности. На станциях могут быть сосредоточены составы со взрывопожароопасными грузами, твердыми горючими материалами, ЛВЖ и ГЖ и т. д. На станциях размещаются различные производственные здания и сооружения. Подъезды к станционным объектам и вагонам с грузами затруднены для пожарных автомобилей и для прокладки рукавных линий. Поэтому технической основой противопожарной службы на железнодорожном транспорте являются пожарные поезда. Пожарные поезда предназначаются для: – ликвидации пожаров и проведения связанных с ними аварийноспасательных работ на объектах и в подвижном составе железнодорожного транспорта; 231 Пожарная техника – оказания помощи при авариях, крушениях, стихийных бедствиях и других чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся пожарами; – участия в ликвидации пожаров и проведения связанных с ними аварийно-спасательных работ, не относящихся к транспорту в пределах своих тактико-технических возможностей. Формирование, содержание и использование пожарных поездов определяется «Правилами содержания и эксплуатации пожарных поездов на железнодорожном транспорте Российской Федерации», а также приказами и инструкциями Министерства путей сообщения РФ. Пожарные поезда являются средствами военизированной охраны железных дорог. Они дислоцируются на отделениях железных дорог по согласованию с Управлением военизированной охраны МПС. Пожарные поезда находятся на крупных станциях, где имеется рабочий локомотивный парк. Участок выезда определяется из расчета времени (не более 1,5 ч), необходимого для доставки поезда на конечный пункт, расстояние до которого не должно превышать 100 км. На вооружении военизированной охраны используются пожарные поезда двух категорий. Пожарный поезд первой категории включает: – один четырехосный цельнометаллический вагон, в котором размещается личный состав, пожарная автоцистерна, насосные установки, электростанция, ПТВ, оборудование и средства пожаротушения; – две цистерны для хранения воды вместимостью 72,3 или 50 м3; – один четырехосный вагон с перекачивающей станцией для размещения насосных установок и дизель электропитания; – одну цистерну-приемник вместимостью 50–70 м3 для перекачки нефтепродуктов; – одну платформу (или вагон) под нейтрализующие материалы. Типовой табель пожарного поезда второй категории включает: – один четырехосный цельнометаллический вагон; – водонасосную станцию; – две цистерны-водохранилища вместимостью 73,1 или 50 м3 и платформу для транспортной системы комбинированного пожаротушения (ТСКП). В машинном отделении в вагоне с водонапорной станцией устанавливаются по 2 мотопомпы МП-1600 и по одной с подачей воды 600–800 л/мин. Они водопенными коммуникациями соединяются с цистернами для воды. Для предотвращения замерзания воды в цистернах устанавливаются змеевики из труб, по которым циркулирует вода от котла. На пожарных поездах первой и второй категории должен быть запас пенообразователя 10 000 и 5000 кг. Кроме того, на них имеются 232 Глава 5. Специальные пожарные автомобили углекислотные и порошковые огнетушители (ОП-5) по 5 штук и порошковые передвижные огнетушители ОП-50 по 2 штуки. Пожарные поезда укомплектованы пожарно-техническим вооружением для прокладки рукавных линий и подачи по ним воды или раствора пенообразователя. К этому оборудованию относятся всасывающие рукава и сетки, стволы РС-50, РС-70 и РСК-50, генераторы пены ГПС-2000 и ГПС-600 и т.д. Поезда укомплектовываются напорными рукавами диаметром 51 мм (700 и 500 м) и 66 мм (1000 и 800 м) для каждой категории поездов. По табелю оснащенности на поездах полагается иметь большое количество необходимого инструмента, снаряжения и спецодежды (более 50 наименований). К ним относятся: ломы, топоры, пилы, ручной аварийноспасательный инструмент, специальная теплозащитная и теплая одежда и т. д. Поезда оборудуются радиостанциями, телефонными аппаратами, электромегафонами, фонарями и т. д. В состав специализированного пожарного поезда может быть включена ТСКП. Эта система включает две емкости вместимостью по 10 м3. В одной из них находится порошок, цеолитовый песок; во второй – диоксид углерода. Оба сосуда соединены. Диоксид углерода служит вытеснителем порошка. Сосуд с порошком оборудован аэроднищем. Для предотвращения слеживания (уплотнения) порошка периодически под аэроднище от пневмосистемы тепловоза (электровоза) подается сжатый воздух. При повышении давления под аэроднищем газ поступает в объем сосуда по всей его площади. На поверхности аэроднища образуется псевдоожиженный слой (кипящий слой). Порошок в объеме сосуда при этом взрыхляется. По штату боевой расчет поезда состоит из 6–7 человек. При выезде на тушение пожара он пополняется за счет: – личного состава военизированной охраны, несущего службу на постах, объектах и в парке станции, на которой дислоцируется пожарный поезд; – свободных от дежурства работников пожарного поезда, проживающих вблизи от стоянки поезда, а также за счет добровольных пожарных дружин, подготовленных для включения в боевые расчеты. Вызов пожарного поезда на место пожара производится поездным диспетчером или дежурным по станции. Отправление поезда должно быть произведено не более чем через 10 мин с момента получения извещения о пожаре. При отсутствии на станции локомотива для пожарного поезда выдается локомотив любого поезда, находящегося на станции. 233 Пожарная техника Контрольные вопросы 1. Классификация специальных пожарных автомобилей. 2. Пожарные автомобили ГДЗС. Назначение, оснащение задачи. 3. Изобразите вариант боевого развертывания АГ-12. Задачи, решаемые АГ-12. 4. Автомобили дымоудаления. Назначение, оборудование. Схема его размещения. 5. Прицеп дымоудаления. Назначение. Перечень оборудования. Область применения. 6. Аварийно-спасательные автомобили. Назначение. Область применения. Основные показатели технических характеристик. 7. Пожарные автомобили связи и освещения. Основное оборудование. Его характеристики и назначение. 8. Аварийно-спасательный инструмент с гидроприводом. Перечень инструмента, его назначение. 9. Опишите работу блока управления механизмами. 10. Опишите работу инструмента с центрально-осевым приводом. 234 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Глава 6. ПОЖАРНЫЕ АВТОЛЕСТНИЦЫ И АВТОПОДЪЕМНИКИ КОЛЕНЧАТЫЕ В жилом секторе, общественных зданиях и промышленных сооружениях пожары могут возникать на различных высотах. Подъем на высоту осуществляется для спасения и защиты людей, имущества, сосредоточения требуемых сил и средств, подачи огнетушащих веществ и выполнения других работ. Подъем и спуск на высоты осуществляется с использованием путей и средств эвакуации из зданий, а также различных технических средств. К техническим средствам спасания относятся спасательные рукава, веревки, трап, специальные и ручные пожарные лестницы. К этим средствам относятся и механизированные автолестницы и автоподъемники коленчатые. 6.1. Общие положения Спасание людей и имущества при пожарах является важнейшим видом оперативно-тактических действий. Основными способами их являются перемещение людей и имущества, в том числе, подъем или спуск с использованием специальных технических средств в безопасное место и защита их от опасных факторов пожара. При проведении этих оперативно-тактических действий используются немеханизированные и механизированные средства. К первым относятся стационарные и переносные пожарные лестницы, различные спасательные устройства (спасательные рукава, веревки и др.), надувные и амортизирующие устройства и т. д. Ко вторым относятся пожарные автолестницы (АЛ) и пожарные автоподъемники коленчатые (АПК). АЛ – это пожарный автомобиль со стационарной механизированной выдвижной и поворотной лестницей. АПК – пожарный автомобиль со стационарной механизированной поворотной коленчатой, телескопической или коленчато-телескопической подъемной стрелой, последнее звено которой заканчивается люлькой. АЛ и АПК являются передвижными средствами спасания; ими укомплектовываются пожарные части гарнизонов ГПС. Первое упоминание о создании механических пожарных лестниц в России изобретателем П. Дальгреном относится к 1778 г. В последующие годы разрабатывались механические четырехколенчатые лестницы для конной повозки, длина которых не превышала 24 м. 235 Пожарная техника С 1955 г. начат промышленный выпуск АЛ с механическим приводом, а в 1963 г. начато производство АЛ с гидравлическим приводом. При этом АЛ-30(ПМ 580) высотой 30 м известны почти в 50-ти странах мира. К концу второго тысячелетия в стране начато производство серии АЛ высотой от 17 до 62 метров на шасси ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ, Татра. В настоящее время разработаны НПБ с изложением терминов и определений (НПБ 191-2000), а также основных технических требований и методов испытаний АЛ и АПК (НПБ 188-2000). Принцип работы АЛ и АПК заключается в подаче стрелы или люльки в необходимую точку пространства в пределах рабочей зоны. В пределах рабочей зоны АЛ и АПК предназначены для: для доставки к месту пожара или проведения спасательных работ боевых расчетов и ПТВ; подъема боевых расчетов, ПТВ и оборудования на высоту; обеспечения проведения спасательных и аварийно-спасательных работ на высоте; подачи огнетушащих веществ для тушения пожаров на высоте; для подъема и перемещения грузов при разборке конструкций. АЛ и АПК – многофункциональные пожарные машины, что и должно найти отражение в требованиях, предъявляемых к ним. Прежде всего, пожарная надстройка, как и в случае пожарных АЦ, не должна ухудшать технических свойств базового шасси. Грузоподъемность шасси и размеры АЛ должны быть такими, чтобы не ограничивалась их проходимость в условиях городской застройки. АЛ и АПК должны маневрировать и устанавливаться у объектов, вблизи которых нет асфальтобетонных покрытий. Поэтому шасси рекомендуется выбирать высокопроходимыми с колесной формулой 6×6 или 6×4. Двигатель базового шасси должен обеспечивать работу машин как в транспортных, так и в стационарных условиях. АЛ и АПК должны быть приспособлены для установки на площадках с уклоном не более 6° (у АПК – 3°) и безопасно применяться при скорости ветра в любом направлении не более 10 м/с. Пульты управления АЛ и АПК размещаются на платформе и в люльке, если она предусмотрена в конструкции. Лестницы и автоподъемники оборудуются автоматическими системами и сигнализацией, позволяющими контролировать и регулировать параметры, влияющие на безопасность их работы. Основными параметрами технических характеристик АЛ и АПК являются: высота подъема, вылет стрелы, угол наклона стрелы. Высота подъема (Н, м) – расстояние по вертикали от горизонтальной опорной поверхности до конца верхней ступени лестницы, а для АПК – до люльки. 236 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Вылет (В, м) – расстояние по горизонтали от оси вращения подъемноповоротного основания до конца верхней ступени лестницы, а для АПК – до внешнего края люльки. Угол подъема стрелы (в градусах) – угол между горизонтальной плоскостью и стрелой (для АПК – нижним коленом стрелы). Автолестницы состоят из несущих сварных металлоконструкций, механических и гидравлических агрегатов, которые соединены в две части: неповоротную и поворотную. Н е п о в о р о т н а я ч а с т ь АЛ и АПК охватывает (например, рис. 6.1): шасси 1, опорные устройства 2, механизм блокировки рессор 3, а также размещенные под платформой шасси КОМ и гидронасос с гидрокоммуникациями. Неповоротная и поворотные части соединены роликовым опорноповоротным кругом 4. П о в о р о т н а я ч а с т ь включает: поворотную раму 5, на которой устанавливаются механизм поворота и подъема колен лестницы и комплект колен лестницы. 6 5 4 2 1 2 3 Рис. 6.1. Общий вид автомобильной лестницы АЛ-30(131)-21Л: 1 – базовое шасси; 2 – опорные устройства; 3 – механизм выключения рессор; 4 – опорно-поворотный круг; 5 – поворотная рама; 6 – комплект колен лестницы АЛ конструируют в различном исполнении. Так, на рис. 6.1 представлена АЛ в первом исполнении, так как она не имеет дополнительного навесного оборудования. Во втором исполнении АЛ оборудуются съемной люлькой на вершине стрелы. В третьем исполнении они оборудуются лифтом, движущимся по лестнице, а в четвертом исполнении – съемной люлькой на вершине и лифтом, движущимся по лестнице (рис. 6.2). 237 Пожарная техника 3 1 2 Рис. 6.2. Автолестница (исполнение 4): 1 – съемная люлька; 2 – комплект колен; 3 – лифт, движущийся по лестнице На вершинах стрелы, а также в люльках предусматривается возможность установки лафетного ствола или пеногенераторов. Рекомендуются лафетные стволы с расходом не менее 20-ти л/с и давлением до 0,6 МПа или три генератора пены ГПС-600 или один пеногенератор ГПС-2000. АЛ должны обладать статической и динамической грузоподъемностью и достаточной прочностью для безопасного проведения аварийноспасательных работ и тушение пожаров, в том числе: при установке их на поверхности с уклоном меньше 6°; при рекомендованных расходах лафетным стволом и пеногенераторами; при скорости ветра на уровне вершины лестницы не более 10 м/с. 6.2. Особенности устройства механизмов автолестницы Опорное основание служит для обеспечения устойчивости АЛ и АПК от статических и динамический усилий, возникающих при работе. В состав опорного основания входят передняя и задние опоры, закрепленные на опорной раме, опорные гидроцилиндры и механизм блокировки рессор. Опора (рис. 6.3) состоит из двух наружных балок 1, расположенных в горизонтальной плоскости. В каждую из них входит внутренняя балка 3. Балки прямоугольного сечения коробчатого типа. К наружной и внутренней балкам крепятся гидроцилиндры 2 выдвигания опор. На концах внутренних балок закреплены опорные гидроцилиндры 5, принцип работы опоры заключается в следующем: при подаче гидравлической жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 2 штоком 4 внутренние балки 3 будут выдвигаться наружу. После их выдвигания включаются гидроцилиндры 5 опор. 238 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Опоры опустятся до грунта. Гидрозамком в системе жидкость будет заперта в гидроцилиндрах 5. При этом возможно осуществлять вывешивание и выравнивание шасси. 2 3 4 1 3 6 5 Рис. 6.3. Опорное основание: 1 – балка наружная; 2 – гидроцилиндр выдвигания; 3 – балка внутренняя; 4 – шток; 5 – гидроцилиндр опоры; 6 – шасси При постановке АЛ на рабочее место вначале необходимо включать передние опоры, одновременно с ними включаются механизмы выключения рессор. При сдвигании опор вначале вдвигается до конца шток опорного гидроцилиндра 5, а затем – шток гидроцилиндра 3. Конструкции выдвижных опор могут быть различными, но принцип их работы одинаков во всех АЛ и АПК. Расстояние между вертикальными осями двух, противоположных относительно продольной оси АЛ (или АПК), выносных опор (см. поз. 5 на рис. 6.3) образует ширину (b, м) опорного контура. В зависимости от исполнения, максимальная ширина опорного контура на современных автолестницах изменяется от 3 до 5,5 м. Длина опорного контура (l, м) – расстояние между вертикальными осями двух наиболее удаленных друг от друга выносных опор, расположенных по одну сторону от продольной оси АЛ (АПК). Механизм выключения рессор. Для увеличения жесткости всей системы и уменьшения колебания лестницы выключают (блокируют) рессоры при установке их для работы. Для этой цели служит блокировка рессор колес. Механизм выключения рессор (рис. 6.4) состоит из гидравлического цилиндра 4 с гидрозамком и стального каната 3. Канат серьгами 2 крепится к кронштейнам 1 рессор. При выдвигании передних опор рабочая жидкость одновременно подается в поршневую полость гидроцилиндра 4. Шток выдвигается и натягивает стальной канат и блокирует рессору, не позволяя ей распрямляться. 239 Пожарная техника 1 4 2 3 Рис. 6.4. Механизм блокировки рессор: 1 – кронштейн; 2 – серьга; 3 – стальной канат; 4 – гидроцилиндр При сдвигании опор рабочая жидкость подается в штоковую полость гидроцилиндра 4, шток вдвигается, рессора разблокируется. Фиксация штока осуществляется запиранием полостей гидрозамком. Гидрозамок. Для исключения самопроизвольных движений штоков в цилиндрах механизмов все силовые гидроцилиндры оборудованы гидрозамками. Фиксация штока гидроцилиндра в заданном положении осуществляется запиранием жидкости в поршневой и штоковой полостях гидрозамком. Принцип работы гидрозамка уясним при рассмотрении схемы, представленной на рис. 6.5. 1 4 2 А 3 5 6 7 8 Г Д В Рис. 6.5. Гидравлическая схема гидрозамка: 1 – гидрозамок; 2 – поршень гидрозамка; 3 – клапан; 4 – поршневое пространство; 5 – поршень; 6 – штоковое пространство; 7 – шток; 8 – гидроцилиндр; А – выступ; Г, В, Д – трубопроводы При подаче жидкости под давлением по трубопроводу В она переместит поршень 2 гидрозамка влево и откроет клапан 3. Затем по трубопроводу Г она поступит в поршневое пространство 4 гидроцилиндра 8 и будет перемещать поршень 5 со штоком 7 в правую сторону. При этом будет включен исполнительный механизм. 240 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Для выключения исполнительного механизма жидкость подают по трубопроводу Д в штоковую полость 6 гидроцилиндра 8 и одновременно в поршневую полость гидрозамка 1. Поршень 2 выступом А сместит клапан 3. При этом поршень 5 гидроцилиндра 8 будет перемещаться в левую часть, а жидкость из поршневого пространства 4 будет удаляться через трубопроводы Г и В на слив. При отсутствии давления в трубопроводах В и Д клапан 3 будет закрыт (под влиянием пружины, на схеме не показано). Рабочая жидкость будет заперта в поршневой полости. Движение штока влево невозможно. Подъемно-поворотное основание. Подъемно-поворотное устройство предназначено для подъема-опускания комплекта колен в вертикальной плоскости, выдвигания их, поворота вокруг вертикальной оси на 360° и бокового выравнивания колен лестницы. В зависимости от механизма выдвигания колен лестницы различаются устройства подъемно-поворотного устройства. При использовании для выдвигания колен лестницы лебедки с приводом от гидромотора подъемно-поворотное устройство имеет вид, показанный на рис. 6.6. 3 4 5 6 2 1 Рис. 6.6. Подъемно-поворотное основание: 1 – поворотный круг; 2 – механизм поворота; 3 – подъемная рама; 4 – гидроцилиндр подъема; 5 – механизм выдвигания колен лестницы; 6 – комплект колен лестницы На поворотном круге 1 установлен механизм поворота 2. С нею осью соединена подъемная рама 3. Подъемная рама и поворотный круг соединены цилиндром 4 подъема подъемной рамы 3, на которой крепятся колена АЛ. На подъемной раме крепится также гидропривод механизма выдвигания колен лестницы 5. Такого типа подъемно-поворотные устройства применены на АЛ30(131), АЛ-45(133ГЯ). На современных АЛ-30(4310) и других используется подъемно-поворотное устройство иного типа (рис. 6.7). На этом 241 Пожарная техника рисунке приняты те же обозначения, что и на рис. 6.6, только вместо гидропривода выдвигания колен лестницы показан гидроцилиндр 5 полиспаста, обеспечивающего выдвигание и сдвигание колен лестницы. 6 5 4 3 2 1 Рис. 6.7. Подъемно-поворотное устройство современных АЛ: 1 – поворотный круг; 2 – механизм поворота; 3 – поворотная рама; 4 – гидроцилиндр подъема (160×110×800); 5 – гидроцилиндр выдвигания (160×110×1200); 6 – подъемная рама Гидроцилиндр подъема 4 (их на АЛ по 2) имеет размеры 160×110×800 мм, а гидроцилиндр выдвигания – 160×110×1200 мм. Эти размеры характеризуют диаметр поршня, штока и ход поршня. Привод поворота (рис. 6.8). Привод предназначен для поворота АЛ или АПК. Он обеспечивается двумя редукторами: червячным (червяк 1 и червячное колесо 2) и зубчатой передачей с внутренним зацеплением (шестерня 3 и зубчатый венец 7). При вращении шестерни 3 она будет перекатываться по зубчатому венцу 7, поворачивая плиту 4 вокруг оси 6. 2 1 0 3 4 5 6 0 7 Рис. 6.8. Схема механизма поворота: 1 – червяк; 2 – червячное колесо; 3 – шестерня привода поворота; 4 – плита; 5 – ролик; 6 – осевой коллектор; 7 – зубчатый венец 242 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Червяк 1 приводится во вращение аксиально-поршневым гидромотором со скоростью nгм, об/мин. Скорость вращения червячного колеса 2 и шестерни 3 равны n2 = n3 = nгм , об/мин, где u – передаточное число черu вячной передачи. 3 7 O1 d3 v3 n3 D7 O2 nАЛ ал Рис. 6.9. Схема расчета скорости поворота АЛ (см. рис. 6.8): 3 – шестерня привода поворота; 7 – зубчатый венец Линейная скорость v3, м/с, оси колеса 3 (рис. 6.9) равна v3 ω Угловая скорость ω3 d3 . 2 (6.1) πn3 π пм , С 1 , тогда 30 u 30 v3 πnгм d3 . u 30 2 (6.2) Ось колеса 3 со скоростью v3 будет перемещаться по окружности, указанной пунктиром, тогда можно записать v3 ωАЛ D7 d3 πnАЛ . 2 30 (6.3) 243 Пожарная техника Приравняв правые части формул 6.1 и 6.2, после преобразований получим nАЛ nгм nгм nгм , D7 z7 ( 1) u u зп u ( 1) u ( 1) d3 z3 (6.4) где z3 и z7 – числа зубьев шестерни 3 и зубчатого венца соответственно; uзп – передаточное число зубчатой передачи с внутренним зацеплением. На АЛ u = 79, z3 = 17 и z7 = 137. На современных АЛ u = 48, z3 = 13 и z7 = 137. Во всех случаях при скорости nгм = 500–560 об/мин, время вращения лестницы равно 60–65 с. В качестве приводов механизмом поворота АЛ и АПК применяют аксиально-поршневые гидромоторы типа МГП (мотор гидравлический планетарный). В большинстве случаев используются гидромоторы МГП-80. На некоторых подъемниках, например АПК-50(6923), установлены МП-315. Некоторые параметры их характеристик приведены в табл. 6.1. Таблица 6.1 Тип мотора Наименование показателя Рабочий объем Частота вращения – nном – nmax – nmin Расход масла Давление на входе – Рном – Рмах Потребляемая мощность Общий КПД Размерность см3 об/мин – – – л/мин МПа – – кВт – МГП-80 МГП-315 80,5 314,9 345 810 10,2 30 88,8 210 10,2 30 16 21 6 0,76 16 21 3 0,76 Лестницы, их механизмы выдвигания, сдвигания. Лестница изготовлена из отдельных колен, собираемых телескопически в один комплект. Каждое нижележащее колено является несущим по отношению к верхнележащим. Нижнее колено, являющееся несущим для всех остальных колен, устанавливается на подъемной раме. Каждое колено лестницы представляет собой сварную пространственную конструкцию, состоящую из боковых ферм, соединенных в нижнем поясе 6 (рис. 6.10), ступеньками 10 и распорками. 244 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Рис. 6.10. Колено лестницы: 1 – ролик направляющий; 2 – передний опорный ролик; 3 – блок; 4 – упор; 5 – опорная шайба; 6 – нижний пояс (тетива); 7 – раскос; 8 – средний опорный ролик; 9 – стойка; 10 – ступень; 11 – накладка резиновая; 12 – верхний пояс; 13 – ось качалки натяжного устройства; 14 – упор; 15 – замыкатель; 16 – ось балансирного кронштейна; 17 – задний опорный ролик Нижний пояс (тетива) 6 боковой фермы изготовлен из специального открытого профиля проката стальной ленты. Профили колен одинаковы, но по размерам различны для разных колен. Телескопическое соединение основных колен лестницы и их перемещение относительно друг друга осуществляется с помощью опорных 2, 8, 17 и направляющих 1 текстолитовых роликов, а также опорных шайб 5 и упоров 4. Направляющий ролик 1 и опорные ролики 8 размещены по отношению к профилю тетивы в двух плоскостях (рис. 6.11). Опорные ролики 8 в скобах закреплены на ступенях нижележащего колена и вращаются на горизонтальной оси. Направляющие ролики 1 закреплены на кронштейнах тетив и вращаются на вертикальных осях. Передние и средние опорные ролики являются опорами для верхнележащего колена, тетивы которых опираются на эти ролики своими нижними горизонтальными полками. Задняя часть колена своими опорными роликами 17 катится по внутренней стороне верхней горизонтальной полки тетивы низлежащего колена. Таким образом, при выдвигании и сдвигании основные колена лестницы перемещаются относительно друг друга своими тетивами по текстолитовым роликам. 245 Пожарная техника Тетива 1 8 8 1 Рис. 6.11. Схема размещения направляющих опорных роликов (см. рис. 6.10): 1 – направляющие ролики; 8 – опорные ролики При полностью сдвинутых коленах нижние торцы тетив упираются в ограничители, закрепленные на внутренней стороне тетив низлежащих колен. При наличии в лестнице дополнительного колена оно телескопически устанавливается в верхней части первого колена. Оно выдвигается вручную, независимо от основных колен. Тетивы дополнительного колена перемещаются на двух передних опорных роликах, установленных с внутренней стороны тетив первого колена, а также на двух текстолитовых ползунах, укрепленных снаружи нижней части тетив дополнительного колена. По середине верхних двух ступенек дополнительного колена, так же как и на первом колене всех типов лестниц, крепят лафетный ствол. Нумерация колен принята сверху вниз. Колена соединены с помощью тросов (канатов) 2 через ролики 1, установленные на верхних концах колен (рис. 6.12). Поэтому если каким-либо механизмом тянуть за канат 3, то все колена будут синхронно перемещаться друг относительно друга. В таком случае скорость V3к, м/с, третьего колена будет равна скорости каната 3, т. е. V3к = Vк, а относительная скорость второго колена будет равна V2к = 2К и т. д. Тогда можно записать V1к = Vк (n – 1), (6.5) где V1к – абсолютная скорость первого колена, м/с; n – число колен лестницы, шт. 246 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые 1к 1 2 2 1 2 Рис. 6.12. Схема выдвигания колен АЛ: 1 – ролики; 2 – канаты сдвигания колен; 3 – канат сдвигания лестницы 3 3 4 Аналогичным образом осуществляется сдвигание лестницы (рис. 6.13). Сдвигание 9 1к 2к Выдвигание 1к 2к 3к 8 3к 4к 1 4к 5 6 3 2 4 2 7 Рис. 6.13. Привод выдвигания-сдвигания колен АЛ-30(4310): 1, 3, 4, 6 – обоймы с блоками; 2 – канат выдвигания; 5 – канат сдвигания; 7 – гидроцилиндр, 8 – тросы выдвигания колен; 9 – тросы сдвигания колен 247 Пожарная техника Механизм выдвигания и сдвигания колен лестницы, обеспечивающий движение каната, может быть различным. Так, в настоящее время возможно применение трех типов приводов: канатно-полиспастным с цилиндрическим гидроприводом; лебедкой с гидромотором; длинноходовым цилиндром. Привод выдвигания-сдвигания колен АЛ полиспастом. Привод (см. рис. 6.13) состоит из гидроцилиндра 7, обойм с блоками 1, 3, 4, 6 канатов 2 и 5. Гидроцилиндр и оси блоков 1, 6 закреплены в подъемной раме АЛ. На штоке гидроцилиндра закреплен кронштейн с обоймами блоков 3 и 4. Эти блоки подвижные. Обоймы блоков 1 и 3 с канатами 2 образуют двойной шестикратный полиспаст выдвигания третьего колена. Выдвигание осуществляется двумя канатами 2. Обоймы блоков 4 и 6 с канатом 5 образуют шестикратный полиспаст сдвигания третьего колена. При выдвигании штока гидроцилиндра 7 вместе с обоймами 3 и 4 канат полиспаста выдвигания удлиняется. Канат полиспаста сдвигания при этом укорачивается. Канаты 2, закрепленные за конец третьего колена (на схеме показан один канат), выдвинет его на необходимую длину. Первое и второе колена выдвигаются своими канатами 8. Выдвигание каждого колена происходит на длину 7,2 м (на АЛ30(4310), а ход штока составляет 1,2 м, т. е. в шесть раз меньше. При выдвигании штока гидроцилиндра будут перемещаться обоймы блоков 3 и 4, полиспаст сдвигания будет удлиняться и канат 5, закрепленный за конец третьего колена, отпустит его на необходимую высоту. Второе и первое колена будут сдвинуты канатами 9. Приводы выдвижения с полиспастами используются на автолестницах с высотой подъема до 50 м. Привод выдвигания лебедкой с гидромотором. Схема привода представлена на рис. 6.14. 5 1 2 3 248 Рис. 6.14. Механизм выдвигания лебедкой: 1 – гидромотор; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – барабан; 5 – канат 4 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Гидромотор 1 приводит во вращение червяк 2. На одном валу с червячным колесом 3 находится барабан 4 с намотанным канатом 5. Частота вращения барабана nб, об/мин, определяется отношением nб nгм , u (6.6) где nгм – частота вращения вала гидромотора, об/мин; u – передаточное отношение червячного редуктора. Не учитывая диаметр каната, его скорость будет равна vк πnб D , 30 2 (6.7) где D – диаметр барабана, м. Абсолютная скорость первого колена равна v1к = vк(n – 1), (6.8) где n – длина колена лестницы, м. Время выдвигания τ, с, лестницы можно вычислить τ 60 L , πDnб (n 1) (6.9) где L – длина лестницы, м. Выдвигание длинноходовым цилиндром. Принципиальная схема механизма представлена на рис. 6.15. 1к 2к Рис. 6.15. Механизм выдвигания штоком длинноходового цилиндра: 1 – гидроцилиндр; 2 – поршень; 3 – шток; 4 – нижнее колено 3к 3 4 4к 2 1 249 Пожарная техника При подаче жидкости в поршневое пространство гидроцилиндра 1 шток 3 будет выдвигать нижнее колено 4. Все другие колена будут выдвигаться, как было описано раньше. Сдвигание колен лестницы будет происходить при подаче жидкости в поршневое пространство цилиндра. Такой привод используется АЛ-62. Люлька. Для АЛ рекомендуются люльки грузоподъемностью 200 кг с площадью пола не менее 0,46 м2 или 0,7 м2 для различных модификаций. Принципиальная схема люльки (вид сбоку) представлена на рис. 6.16, а. а 2 1 в 4 3 а 1 2 3 а 4 б Рис. 6.16. Люлька (а) и гидроцилиндр выравнивания (б): а: 1 – каркас люльки; 2 – кронштейн; 3 – выключатель лобового удара; 4 – гидроцилиндр выравнивания; б: 1 – гидроцилиндр; 2 – шток с поршнем; 3 – кожух штока; 4 – соединительная трубка с вентилем 250 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые В люльках предусматривается возможность установки лафетного ствола или пеногенераторов. Вход в люльку и выход из нее осуществляется по откидному двери-трапу. На рисунке он установлен с правой стороны. На люльке установлены два выключателя лобового удара 3 и гидроцилиндр выравнивания 4 люльки. Им обеспечивается отклонение пола люльки от горизонтального положения не более 3°. Выравнивание люльки происходит под тяжестью собственного веса и гидроцилиндра 4. При перемещении люльки и открытом вентиле на трубке 4 (рис. 6.16, б) жидкость перетекает из одной полости гидроцилиндра в другую. В транспортном положении люлька кронштейном 2 крепится к вершине первого колена. На люльках должны применяться пожарные спасательные устройства. Устройство рукавное пожарное спасательное (УРПС). УРПС – это конструкция, состоящая из рукава спасательного и узла его крепления. Оно предназначено для эвакуации людей с высоких уровней при пожарах или аварийных ситуациях в зданиях и сооружениях. Рукав спасательный – это конструкция, состоящая из одной или нескольких мягких цилиндрических оболочек. Он предназначен для безопасного спуска внутри его людей с высот. В зависимости от назначения спасательные рукава могут быть различных модификаций: одно- и двухслойные, морозостойкие и с теплоотражательной оболочкой. Однослойный рукав выполнен из растягиваемого в поперечном направлении материала. Рукав спасательный двухслойный изготавливается из наружного, растягиваемого в поперечном направлении материала и внутреннего нерастяжимого. Наружный слой создает радиальное обжатие. Его периметр в нерастянутом состоянии меньше периметра человека. Периметр внутреннего слоя рукава значительно превышает периметр человека. Соприкасаясь с одеждой человека, он воспринимает основную часть продольной нагрузки. Рукав спасательный РС состоит из двух соосно-расположенных рукавов: наружного эластичного и внутреннего неэластичного. В верхней части они сшиты между собой. В люльке рукава закрепляются с помощью специального металлического кольца. 251 Пожарная техника Для спуска в рукаве человек опускается в него ногами вниз. Движение осуществляется под действием силы тяжести. За счет сжатия эластичного рукава обеспечивается достаточная сила трения для безопасной скорости спуска. Некоторые параметры технической характеристики РС приводятся в табл. 6.2. Таблица 6.2 Показатели характеристики Полупериметр рукава - наружного эластичного - внутреннего Линейная плотность рукава Расчетное разрывное усилие Установленный ресурс Размерность Величина см см г/м Н цикл 32 ± 3 95 ± 2 920 ± 50 15 000 500 Некоторые параметры технических характеристик АЛ и времени маневра при работе приводятся в табл. 6.3–6.5. Таблица 6.3 Показатель Марка шасси Мощность двигателя Число мест боевого расчета Максимальная скорость Длина выдвинутой АЛ Диапазон угла подъема Вылет лестницы Нагрузка на АЛ Грузоподъемность люльки/лифта Время выполнения маневров подъем выдвигание – поворот 360° 252 Размерность АЛ-30 (131) АЛ-45 (133ГЯ) АЛ-50 (53229) АЛ-3(4310) – Зил-131 кВт 110 ЗИЛ133ГЯ 110 КамАЗ53229 176,5 КамАЗ4310 110 чел км/ч м град м кг 3 80 30 0–75 16 215 3 85 45 -7–75 16 400 3 85 50 -7–73 16/20 300/100 3 70 30 -7–75 18/24 350/100 кг –/– –/240 200/200 200/– с с с 25 25 60 30 60 60 40 70 65 40 40 55 253 м Грузоподъемность м Габаритные размеры 18 62 МАН Татра АЛ-62 1,5×2,5×4,2 29000 20 200/180 * Указаны нагрузки на стрелу. кг лафетного Масса полная ствола Подача л/с м Вылет стрелы люльки/лифта м – ность мер- Высота подъема Шасси Показатели Раз- 12×2,5×3,7 24000 20 200/200 20 50 (6×6) АЛ-37 11,1×2×3,73 19500 20 200/- 18 37 РЕНО Ивеко Мерседес КамАЗ СКАНИА АЛ-50 15800 20 200/- 24 30 10,1×2,5×3,4 11,5×2,5×3,7 11000 20 160* 16 31,6 (6×4) (4×2) (6×6) КамАЗ АЛ-30 ЗИЛ АЛ-31 6800 20 160 14,2 17 253 11×2,5×3,2 7,7×2,5×2,6 10185 20 160* 16 30 Ивеко РЕНО МАН РЕНО МАЗ (4×2), 5301 ЗИЛ- АЛ-17 СКАНИА МАН ЗИЛ(6×6) АЛ-30 Таблица 6.4 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые 254 Выдвигание на полную длину при 3 Поворот на 360° при сдвинутой 5 Подъем (опускание) люльки 7 254 Установка на выносные опоры 6 мальный угол лестнице, поднятой на макси- Сдвигание 4 максимальном угле подъема Опускание величины Подъем от 0° до максимальной Маневры (с) 2 1 п/п № Пожарная техника – – 60 ± 10 25 ± 5 25 ± 5 25 ± 5 25 ± 5 ПМ506 АЛ-30(131) – – 60 - 60 30 30 ПМ501 (133ГЯ) АЛ-45 45 40 40 45 40 45 (4925)ПМ537 АЛ-3-17 – 45 55 ± 5 35 ± 5 40 ± 5 35±5 40±5 ПМ512А АЛ-30(4310) 65 60 65 60 70 40 40 ПМ513 АЛ-50(53229) Таблица 6.5 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые 6.3. Управление механизмами АЛ и АПК Управление приводами механизмов АЛ и АПК осуществляется приборами, объединенными в две системы: пневматическую и гидравлическую с использованием электромагнитных клапанов. Пневматические системы применяются для управления двигателем, включения и выключения КОМ, а в некоторых АЛ (например, АЛ30(4310) для переключения гидрораспределителя в гидравлической схеме управления (поз. 6 на рис. 6.18). Принципиальная схема пневматической системы представлена на рис. 6.17. 7 8 10 11 9 12 6 1 5 4 3 2 Рис. 6.17. Пневматическая схема: 1 – ресивер; 2 – кран управления; 3, 4, 6 – электромагнитный клапан; 5 – гидрораспределитель с электропневмоуправлением; 7 – пневмоцилиндр управления двигателем; 8 – пневмоцилиндр КОМ; 9 – разделительный клапан; 10 – пневмоцилиндр привода останова двигателя; 11, 12 – пневмоцилиндр привода заслонки моторного тормоза Электромагнитными клапанами 6, 4, 3 осуществляется пуск двигателя, включение КОМ, останов двигателя. При их включении сжатый воздух из ресивера 1 будет поступать в поршневое пространство соответствующего пневмоцилиндра. Под давлением воздуха поршни, сжимая пружины, переместят штоки вправо, и они включат соответствующие механизмы. При включении электромагнитных клапанов пружины переместят поршни влево и воздух будет стравлен в атмосферу. При этом механизмы будут выключены. На рассматриваемой схеме предусмотрен кран 2 с ручным управлением для привода останова гидроцилиндра 10 и привода заслонов моторного тормоза пневмоцилиндров 11 и 12. 255 Пожарная техника 9 12 8 8' 13 14 15 16 10 Р Др 7 11 6 5 4 17 1 2 3 Р' 18 Рис. 6.18. Схема гидравлическая принципиальная: 1 – сапун; 2 – бак; 3 – указатель уровня масла с термометром; 4 – насос аксиально-поршневой нерегулируемый; 5 – насос ручной; 6 – гидрораспределитель с электропневмоуправлением; 7 – гидрораспределители с дистанционным механическим управлением; 8 – гидроцилиндр опорный с гидрозамком задней опоры; 8' – гидроцилиндр опорный с гидрозамком передней опоры; 9 – гидроцилиндр выдвигания задней опоры; 10 – гидроцилиндр блокировки рессор с гидрозамком; 11 – коллектор; 12 – гидромотор; 13, 15 – гидрозамок; 14 – гидроцилиндр подъема; 16 – гидроцилиндр выдвигания; 17 – гидрораспределители с пропорциональным распределением; 18 – фильтр напорный с визуально-электрическим индикатором Гидравлические системы обеспечивают включение в работу и управление устройствами, обеспечивающими устойчивость АЛ и АПК, а также функционирование их механизмами: подъем, поворота и выдвигания лестниц и люлек на АПК. В качестве рабочей жидкости в гидросистемах применяют всесезонное масло ВМГЗ или масло МГ-30У. В качестве заменителей рекомендуются веретенные масла АУ или индустриальное масло И-30А. Перечисленные масла применяют при различных температурных условиях. Так, масло ВМГЗ применяют при температуре от -40 до +65 °С, а МГ-30У, а также И-30А – от –10 до +75 °С, а масло АУ – в пределах от -20 до +65 °С. 256 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые В масляных баках различных АЛ и АПК имеется запас масла от 200 до 350 л. В их системах, включая маслобаки, содержится от 420 до 500 л масла. Подача масла в гидросистемы осуществляется аксиальнопоршневыми насосами отечественного производства и производства иностранных фирм. Так, на АЛ-50 и АПК-50 установлены насосы фирмы DANFOSS с подачей 100 и 140 л/мин масла при давлениях соответственно равных 20 и 35 МПа. Некоторые параметры технических характеристик насосов приводятся в табл. 6.6. Таблица 6.6 № п/п 1 2 3 4 5 6 Наименование параметра Рабочий объем Частота вращения минимальная номинальная максимальная Подача Давление на выходе номинальное максимальное Потребляемая мощность Масса Размерность см3 об/мин л/мин МПа кВт кг Значения для насоса 210–12 310–56 11,6 56 400 2400 5500 20 400 1500 3700 80 20 35 10 10 20 35 29 17 Принципиальная гидравлическая схема на примере АЛ-30(4310) и расположение всех приводов и приборов управления ими представлена на рис. 6.18, а условные обозначения на рис. 6.19. Обратный клапан Дроссель Шаровый кран Ручка управления Фильтр Дренажная линия Предохранительный клапан Напорная линия Манометр Линия слива Рис. 6.19. Условные обозначения 257 Пожарная техника Все гидравлическое оборудование от поз. 1 до поз. 11 размещается на неповоротной части АЛ и АПК. Все остальное оборудование устанавливается на их поворотной части. При нейтральном положении рукояток управления гидрораспределителя 6, аксиально-поршневой насос 4, включаемый КОМ, подает масло из бака 2 к гидрораспределителю и далее, как показано стрелкой, на слив в бак 2. Давление масла при этом не превышает 0,3 МПа. Гидрораспределитель 6, кроме электропнематического управления, имеет ручное управление. Электропневматическое управление производится от щита управления. Для ручного управления на нем предусмотрена ручка. На рассматриваемой схеме показаны гидроцилиндры опор только для одного борта. На этой автолестнице выдвижение опор осуществляется гидроцилиндром 9 только на корме. Передние опоры в стороны не выдвигаются. Установка АЛ на опоры осуществляется переводом переключателя на щите управления в положение «Опора». При этом гидрораспределитель 6 направит поток жидкости от насоса к гидрораспределителям 7 управления опорами и через открытые их секции в бак. Давление в гидросистеме в этом случае минимальное. Отклонением из нейтрального положения ручек управления гидрораспределителей сначала осуществляют выдвигание опор гидроцилиндрами 9 левого и правого борта. После этого производят опускание всех четырех опор. Рабочая жидкость, преодолевая сопротивление гидрозамков, поступает в рабочие полости гидроцилиндров 8 и 8' до отрыва колес шасси от грунта. При опускании передних опор 8' жидкость одновременно поступает к гидрозамкам гидроцилиндра 10 механизма блокировки рессор. При возвращении ручек управления в нейтральное положение гидрозамки запирают рабочие полости гидроцилиндров. Опоры фиксируются в заданном положении. По уровням производят выравнивание платформы АЛ. Последовательность выдвижения опор четко регламентирована. Вначале необходимо опустить передние опоры, затем задние. Одновременно с опусканием задних опор происходит блокирование задних рессор, а при подъеме – разблокирование. При работе опорами максимальное давление в гидросистеме опорного контура составляет 19 МПа. После выравнивания платформы и установки АЛ на все четыре опоры можно производить движение поворотной частью. Для этого переключатель, управляющий гидрораспределителем 6 (на щите управления), переводят в положение, соответствующее работе поворотной частью гидросистемы. При этом поток рабочей жидкости от насоса 4 направится через 258 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые коллектор 11 по напорной линии Р' через напорный фильтр 18 к гидрораспределителям 17, установленным на поворотной раме. Перемещением из нейтрального положения рукояток управления производят подъем комплекта стрел, их выдвигание, а также поворот стрелы с поворотной рамой. Маневры стрелой АЛ возможно выполнять только при включенном питании электропневмоклапана (см. поз. 5 на рис. 6.17) гидрораспределителя 6. При его отключении, в том числе и средствами блокировки, происходит сброс рабочего давления в гидросистеме и невозможность выполнения движения стрелой. При работе исполнительных механизмов в гидросистеме поворотной части поддерживается максимальное давление жидкости 24 МПа. Оно поддерживается предохранительным клапаном гидрораспределителя 17. Управление механизмами движения лестницы производится отклонением соответствующих рукояток управления. Регулирование скорости движения осуществляется величиной наклона рукояток. 6.4. Безопасность работы на автолестнице Безопасная работа пожарных на высотах и спасании людей обеспечивается двумя группами факторов: заложенными в конструкциях АЛ средствами, обеспечивающими безопасность их эксплуатации, а также регламентированными условиями их применения и обслуживания. Обеспечение безопасности труда в конструкциях АЛ. НПБ 188-2000 установлены жесткие требования к статической и динамической прочности АЛ для обеспечения их безопасной эксплуатации, в том числе: при установке на поверхности до 6°; при работе с лафетным стволом с расходом 20 л/с и напором 0,6 МПа, или тремя генераторами пены ГПС-600 или одним ГПС-2000, установленными на вершине неприслоненной лестницы или в люльке; при скорости ветра на вершине лестницы (люльки) не более 10 м/с. Динамический коэффициент грузовой устойчивости определяется Kg Му М0 , (6.10) где Му – суммарный момент от собственной массы АЛ (АПК), удерживающий их от опрокидывания; М0 – суммарный момент от собственной массы части стрелы АЛ (АПК), полезной нагрузки и дополнительных нагрузок. Для АЛ (АПК) величина Kg ≥ 1,4. 259 Пожарная техника Статический коэффициент грузовой устойчивости определяется таким же образом, но без учета дополнительных нагрузок, указанных выше. Его величина должна быть Kс = 1,15. Коэффициент поперечной статической устойчивости должен укладываться в пределы, установленные для базовых шасси. При достигнутом уровне совершенства и надежности конструкции АЛ их безопасность в работе осуществляется в установленной определенной зоне обслуживания (поле движения). В этой зоне автоматически выключаются все элементы лестницы при достижении его границ безопасной работы. Кроме того предусмотрено автоматическое боковое выравнивание выдвигаемой лестницы, а также ограничение нагрузки на лестницу, люльку, а также ее поддержание в горизонтальном состоянии. Зона обслуживания. Дл6я каждой автолестницы определено поле движения (или зона обслуживания) – зона, находясь в которой вершина лестницы может быть нагружена полностью (рис. 6.20). Высота, м 30 350 кг 100 кг 20 1 10 2 75° 34° 51° 7° 0 6,5 10 18 20 24,5 Вылет, м Рис. 6.20. Зона обслуживания АЛ-30(4310): 1 – первая зона; 2 – вторая зона 260 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Устойчивость АЛ при работе зависит от опрокидывающего момента, действующего на лестницу. Его величина не может превышать расчетного значения. Поэтому вылет лестницы не может быть больше установленного и ограничивается при работе автоматикой. Вылет – это расстояние от оси поворотного основания до проекции вершины лестницы на горизонтальную плоскость. Для современных АЛ в зоне обслуживания определены две зоны с различными значениями вылетов и допустимого нагружения вершины лестницы. Так, для АЛ-30(4310) 1 и 2 зоны обслуживания характеризуются вылетами 18 и 24 м при максимальных нагрузках на вершину лестницы равных массе 350 и 100 кг, соответственно. В зоне обслуживания граничные условия работы обеспечиваются специальным прибором блокировки. Привод прибора блокировки обеспечивает передачу движения от комплекта колен к прибору блокировки (рис. 6.21). 1 2 3 4 13 5 12 6 11 10 7 8 9 Рис. 6.21. Схема привода прибора блокировки: 1, 4, 8, 11 – звездочки; 2 – подъемная рама; 3 – кронштейн; 5 – тяга; 6 – поворотная рама; 7, 9, 13 – цепи; 10 – рычаг; 12 – прибор блокировки Угол подъема подъемной рамы 2 передается на прибор блокировки 12 рычагом 10 с тягой 5. Рычаг 10 и штырь на подъемной раме 2 равны, следовательно, на приборе блокировки повторяется угол подъема или опускания колен. При достижении предельного значения угла подъема произойдет автоматическое выключение механизма подъема. Блокировка выдвигания и сдвигания колен лестницы осуществляется с помощью цепной передачи. Она включает набор звездочек и цепей, 261 Пожарная техника расположенных, как показано на рис. 6.21. Цепи опоясывают звездочки. На цепи закреплен кронштейн 3, прикрепленный к штоку гидроцилиндра выдвигания (гироцилиндр выдвигания установлен в подъемной раме). При перемещении кронштейна 3 движение цепями 13, 7 и 9 будет передаваться на звездочку 11, а затем на прибор блокировки. При достижении предельной величины выдвигания прибор блокировки осуществит отключение механизма выдвигания лестницы. Прибор блокировки обеспечивает автоматическое отключение: механизма подъема лестницы при достижении максимального угла 73°; механизма выключения и опускания при достижении вершиной лестницы вылета 24 м: то же при вылете 18 м; переключение системы бокового выравнивания на автоматическую работу, при этом угол наклона составляет более 10°. При выключении механизмов автоматически включается световая и звуковая сигнализации. Обеспечение безопасной работы АЛ на пожарах. Безопасная работа на АЛ обусловливается ее устойчивостью, которая должна обеспечиваться при подготовке к ее функционированию, работе на ней и спасании людей. Устойчивость, заложенная в конструкции АЛ, обусловлена исключением ее бокового наклона, т. е. установки ее на строго горизонтальную поверхность. На практике, в ряде случаев, это трудно осуществить. Поэтому установлен предел наклона площадки, на которой она устанавливается, равный 6°. При наклонах меньше 6° механизм бокового наклона обеспечит устойчивость АЛ. На устойчивость АЛ большое влияние может оказывать ветер. При его скорости более 10 м/с устойчивость обеспечивать небезопасно. Для ее улучшения должны использоваться растяжные веревки. В транспортном положении АЛ они находятся на катушках, установленных по бокам четвертого колена. Перед подъемом лестницы растяжные веревки закрепляются за ушки, приваренные от второго колена и удерживаются пожарными. Они становятся по обе стороны лестницы на расстоянии от нее не менее 10–15 м и, натягивая веревки, способствуют обеспечению устойчивости АЛ. Устойчивость АЛ требует четкой организации подъема людей. Перед подъемом людей лестница должна быть установлена по всем правилам и двигатель заглушен. На не прислоненной лестнице разрешается перемещение одновременно 8-ми человек, при условии нахождения на каждом колене по 2 человека. Допускается перемещение одновременно 3-х человек на одном из первых трех колен. 262 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Эвакуация людей может производиться с помощью люлек, лифтов и эластичных спасательных рукавов. В люльке, в зависимости от мощности АЛ (высота подъема лестницы), могут находиться от 2 до 4 человек, в лифтах – 2 человека. Спасательные рукава закрепляются в люльках АЛ. Люлька с рукавами подводится в зону эвакуации (к балкону, окну). При нахождении в люльке одного человека в рукаве может быть только один человек. Если в люльке людей нет, то в рукаве одновременно может быть не более 2 человек. 6.5. Обеспечение технической готовности и надежной работы автолестницы Обеспечение технической готовности и надежной работы АЛ осуществляется техническим обслуживанием, периодическими испытаниями. Техническое обслуживание осуществляется в соответствии с планово-предупредительной системой технического обслуживания и ремонта. ЕТО. При его проведении проверяют: уровень эксплуатационных материалов в баках систем, отсутствие их подтекания, состояние канатов и кабелей переговорного устройства. Запускают двигатель и включают все передачи и коробку отбора мощности (КОМ), а затем включают гидронасос и доводят рабочее давление в системе до максимального значения. Особое внимание уделяют проверкам выдвижения АЛ. Ее осуществляют в такой последовательности: поднимают лестницу на угол 8–10°; выдвигают ее до границы поля движения. При длине выдвигания 20–21 м выдвигание останавливается (при этом на пульте высвечивается сигнал «опасный вылет» и включается звуковой сигнал); вручную доводят поочередно до срабатывания предохранители лобовых ударов (высвечивается лампа «упор вершины» и включается звуковой сигнал); вручную довести до срабатывания выключатель ограничителя грузоподъемности (при перегрузке 110 %) – на пульте управления загорается лампа «перегрузка», включается звуковой сигнал, давление в гидросистеме падает до нуля. Периодическое обслуживание (ПО) после пожара. Выполняют работы ЕТО. Кроме того, проверяют затяжку резьбовых соединений, работу опор, механизм блокировки рессор, а также крепление блоков и канатов. ТО-1 проводят один раз в месяц. Выполняют работы ПО и проверяют: состояние петель, замков и рукояток платформы с открыванием дверей, состояние тарелок опор (выдвиганием опор на половину хода); плотность 263 Пожарная техника соединения контактов в электросети. Кроме того, контролируют состояние сварных швов и деформации элементов конструкций. Особое внимание уделяется измерению степени износа и обрыва проволок канатов. При этом руководствуются нормативами, представленными в табл. 6.7. Таблица 6.7 Износ наружных проволок, % 0 10 15 20 25 30 и более Допустимое число оборотов для канатов 6×9 6×37 8 7 6 5 5 4 15 13 11 10 9 7 Число оборотов считают на длине одного шага витка каната. При поверхностном износе проволок более 40 % канат подлежит замене на новый. ТО-2 проводят два раза в год. Выполняют работы Т-01. Дополнительно проверяют: состояние и прочность всех веревок; натяжение цепных передач; состояние контактных колец в токопереходах (при необходимости промывают нефросом и зачищают шкуркой); состояние всех штоков всех гидроприводов. Сезонное ТО. Выполняют работы ТО-2. Заменяют сезонные смазочные материалы. Рабочие жидкости заменяют после 500 часов работы, а в последующем через 1000 часов, восстанавливают покрытия наружных поверхностей выдвижных балок опор. Испытание АЛ и АПК. Испытания производят специально назначенные комиссии для оценки работоспособности всех систем и механизмов АЛ. Приняты два вида испытаний: техническое освидетельствование (один раз в году) и эксплуатационные испытания (один раз в три года). Перед каждым испытанием необходимо выполнить ряд подготовительных работ: тщательно осуществить внешний осмотр, состояние канатов и их крепление, состояние электропроводки; запустить двигатель, прогреть его, включить КОМ и гидронасос, довести давление до максимального значения; проверить работу двигателя на режимах 500–600 и 13 000– 1400 об/мин (переключение тумблеров произвести не менее трех раз); 264 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Техническое освидетельствование включает ряд работ, представленных на рис. 6.22. Техническое освидетельствование Подготовительные Проверка работоспособноИспытание работы сти систем и механизмов люльки (лифта) Функционирование Продолжительность маневра Работа привода ствола Статические Динамические Рис. 6.22. Содержание работ по техническому освидетельствованию АЛ 1. Проверка работоспособности всех систем. Она производится в целях определения нормального функционирования механизмов и систем. 1.1. Проверку механизма блокировки рессор и опорного устройства осуществляют в такой последовательности: выдвигают и опускают опоры, затем поворачивают лестницу на 90°, поднимают ее на угол 25–30° и выдвигают до максимального вылета; в этом положении ее поворачивают не менее трех раз на 180° в обе стороны. 1.2. Проверка на площадке с уклоном 6°. Устанавливают лестницу на площадке с уклоном 6°. Можно использовать подкладки под колеса. Лестницу поднимают на 65–70° и поворачивают вправо или влево на 360°. Через каждые 90° ее останавливают и проверяют уровнем горизонтальность ступеней. Отклонение не должно превышать 1°. Проверку производят не менее двух раз. 1.3. Проверка механизма подъема. Повернув лестницу на 90° в любую сторону, поднимают и опускают ее от мах до - не менее трех раз. Затем, поднимая последовательно на угол подъема от 2 до 75° и через каждые 10°, ее выдвигают до границ поля. В любом положении она должна четко фиксироваться. 1.4. Проверка механизма выдвигания и сдвигания. Выполняется, как и п. 1.3, но при сдвигании произвести одно выключение движения установкой рукоятки управления в нейтральное положение. При этом сдвигание колен должно прекращаться. 1.5. Проверка механизма поворота. Поднимают лестницу на 20° и, выдвинув до грани поля, поворачивают вправо и влево на 360° не менее двух раз. Проверку производят, когда угол подъема равен 75°. 1.6. Проверка предохранителей лобовых ударов. Поворачивают лестницу на 90°, опускают на 2–5° и выдвигают до границ поля. К концу 265 Пожарная техника каждого предохранителя привязывают шнур длиной 5–10 м и поочередно деформируют шнуром каждый предохранитель при всех движениях лестницы. То же повторяют на прикрепленной люльке. При этом проверяются предохранители, установленные на ней. 1.7. Проверка громкоговорящей связи, устройств автоматики, блокировки и сигнализации осуществляют по специально разработанной методике заводов-изготовителей. 2. Проверка времени выполнения маневров. Время маневра, с, – промежуток времени с момента перемещения тумблера (рычага и т. д.), с помощью которого обеспечивается управление соответствующим маневром до момента, когда исполнительный механизм, обеспечивающий выполнение данного маневра, достигнет своего предельного положения. Лестницу устанавливают на все опоры, закрепляют на первом колене люльку и нагружают грузом массой 200 ± 10 кг. Затем фиксируют время выполнения всех маневров: – выдвигание на полную длину при mах; – полное сдвигание при mах; – поворот на 360° вправо и влево при сдвинутой и поднятой лестницей на угол mах. Проверку производят при частоте вращения вала двигателя 1300–1400 об/мин. Время маневров должно соответствовать техническим данным. 3. Испытание люльки. Люльки подвергают статическим и динамическим испытаниям. 3.1. Статические испытания. Лестницу поворачивают на 90° и устанавливают на ее вершине люльку. В ней закрепляют рекомендованный груз (для АЛ-30 – 400 ± 20 кг). Затем поднимают груз на 100–200 мм от земли и выдерживают 10 минут. Повреждение конструкций и опускание груза не допускается. 3.2. Динамические испытания. Люльку загружают рекомендованным грузом (для АЛ-30 – 220 ± 20 кг). Последовательно поднимают лестницу, через каждые 10° от 20 до 75° и выдвигают до границ поля движения стрелы. В каждом опыте поворачивают лестницу в обе стороны на 90°. Испытания проводят не менее двух раз. 4. Проверка работоспособности ствола. Закрепляют ствол и с пульта управления производят маневр влево, вправо, вверх и вниз до автоматического останова. Проверку осуществляют 3 раза. Эксплуатационные испытания включают ряд работ (на каждом вылете). Общий объем их показан на рис. 6.23. 266 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Эксплуатационные испытания Статические испытания Испытания Подготовительные Проверка ограничения Статические грузоподъемности испытания с заблокированными опорами в качестве крана работы На всех вылетах На всех вылетах По обоим бортам Статические Динамические Рис. 6.23. Содержание работ по эксплуатационным испытаниям АЛ 1. Подготовительные работы в объеме, указанном выше. 2. Проверка ограничителей грузоподъемности (ОГ). 2.1. Тумблер переключения вылета поставить в требуемое положение. Поднять лестницу на угол α > α1, полностью выдвинуть и опустить до автоматического выключения. 2.2. Нагрузить лестницу грузом Q > Q1 (для АЛ-30-385 ± 5 кг). При этом сработает ОГ, а с основного пульта нельзя включить двигатель. 2.3. Снять нагрузку до выключения ОГ. Довести ее до Q1, ОГ не должен срабатывать. Повысить нагрузку до Q > Q1 (для АЛ-30-385 ± 5 кг) – ОГ должен сработать. Проверку производят три раза. 3. Статические испытания. 3.1. Тумблер переключения вылета перевести в положение, соответствующее В1, повернуть лестницу на 90° и закрепить трос. 3.2. Поднять лестницу на угол α1 и полностью выдвинуть. 3.3. Подвесить груз массой Q = 1,5 Q1, поднять груз лестницей на 100–200 мм от земли и выдержать 10 минут. При испытаниях не должно быть отрыва разгруженных опор от грунта и должны отсутствовать деформации конструкций. 4. Статические испытаний с разгруженной опорой одной стороны (только на меньшем вылете!). 4.1. Переднюю и заднюю опоры одной стороны опустить, а противоположной выдвинуть и опустить. Повернуть лестницу в сторону выдвинутых опор на 90°. 4.2. Закрепить стальной канат на верхней ступени первого колена, поднять лестницу на угол α1 и полностью выдвинуть. 4.3. Закрепить рекомендованный груз (для АЛ-30 – 150 ± 10 кг), поднять над землей на 100–200 мм и выдержать 10 минут. При испытаниях груз не должен опускаться, а опоры разгруженной стороны не должны отрываться от земли. Деформации должны отсутствовать. 5. Испытание лестницы при работе в качестве крана. 267 Пожарная техника Для испытания устанавливают лестницу на опоры, поворачивают на 90°, опускают в горизонтальное положение и подвешивают груз массой 2200 ± 50 кг. 5.1. Статические испытания – поднимают груз на высоту 100–200 мм и выдерживают 10 минут. При испытаниях груз не должен опускаться, а разгруженные опоры не должны отрываться от земли. 5.2. Динамические испытания проводятся, как и статические. Кроме того, поднимают груз на небольшую высоту и поворачивают влево и вправо. Количество испытаний не менее трех. Лестница считается выдержавшей испытания, если не было отказов в работе и не обнаружено повреждений металлоконструкций и механизмов. 6.6. Автоподъемники пожарные коленчатые (АПК) АПК, как и АЛ, имеют неповоротную и поворотную части. Неповоротные части и механизмы поворота АЛ и АПК идентичны. Основное их различие заключается в устройстве механизмов выдвижения люльки. АПК могут быть (рис. 6.24) с шарнирными соединениями колен, телескопическими и комбинированными. Все они имеют одинаковое устройство: шасси, опоры, механизм блокировки рессор, поворотная рама, механизм подъема колен, комплект колен и люлька. а б в Рис. 6.24. Автоподъемники коленчатые (АПК): а – с шарнирным соединением колен; б – с телескопическим соединением колен; в – с шарнирно-телескопическим соединением колен В дальнейшем будет рассматриваться вариант б. Особенности конструкций АПК. Управление стрелами и люлькой осуществляется гидравлическими цилиндрами. Их размещение показано на рис. 6.25. 268 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые 9 8 7 5 4 10 6 1 2 3 Рис. 6.25. Принципиальная кинематическая схема подъема и выдвигания люльки: 1 – гидроцилиндр подъема комплекта стрелы; 2 – механизм поворота; 3 – поворотная рама; 4 – телескопическая стрела; 5 – гидроцилиндр выравнивания люльки; 6 – люлька; 7 – шарнирная стрела; 8 – гидроцилиндр подъема шарнирной стрелы; 9, 10 – рычаги Гидроцилиндр 1 (их на АПК по два) с размерами 160х110х1200 (диаметр поршня, штока, ход поршня) обеспечивает подъем комплекта стрел: телескопической 4 и шарнирной 7. Гидроцилиндр 8 (160×110×1440) подъема шарнирной стрелы 7 обеспечивает рычагами 9 и 10 ее подъем на 180°. На каждой стреле 7 установлен гидроцилиндр 5 выравнивания люльки 6. Его осуществляет специальный блок управления горизонтированием (БУГ). Люлька, грузоподъемностью 300 кг, может вмещать 4 человека. Она может поворачиваться специальным гидроцилиндром поворота вправо и влево на 45°. В люльке имеется лафетный ствол с подачей 20 л/с. Ствол может поворачиваться влево и вправо на 50°, а вверх и вниз соответственно на 65° и 40°. Подача воды к лафетному стволу осуществляется по специальным водоводам телескопического устройства, размещенных внутри стрел, имеющих коробчатое прямоугольное сечение. Люлька оборудована устройством, ограничивающим грузоподъемность. В люльке имеется пульт управления. Телескопическая стрела 4 состоит из трех секций, размещенных одна в другой. Принципиальная схема ее устройства представлена на рис. 6.26. 269 Пожарная техника 1 4 3 2 16 5 15 6 14 7 8 13 10 11 9 12 Рис. 6.26. Схема выдвигания телескопических секций: 1 – первая секция; 2 ,14 – скользун; 3 – натяжник; 4 – вторая секция; 5, 9 – ролики; 6 – основание телескопа; 7 – цепь сдвигания; 8, 15, 16 – ролики; 10 – тяга; 11 – шток; 12 – гидроцилиндр (гильза); 13 – цепь выдвигания Все секции телескопической стрелы перемещаются относительно друг друга по роликам и скользунам. Шток 11 гидроцилиндра 12 закреплен к торцу основания телескопа 6, а гильза 12 свободно перемещается, опираясь скользуном 14 на поверхность первой секции 1. При выдвижении гильза 12 перемещается влево и вытягивает вторую секцию, жестко связанную с гильзой. Одновременно вытягивается цепью 13 и первая секция. Вытягивание первой секции 1 происходит через ролик 5 с помощью цепи 13. Один конец цепи крепится на первой секции, а второй, посредством тяги 10 закрепляется на торце телескопа 6. При сдвигании секций гильза 12 перемещается вправо, втягивает вторую секцию 4. Одновременно через ролик 9 цепью 7, соединенной с первой секцией, вся система будет втягиваться в телескоп 6. Натяжение цепи 7 производится натяжником 3. Время маневров люльки при максимальной скорости движения и полной нагрузкой представлено для некоторых АПК в табл. 6.8. Таблица 6.8 Маневры Подъем на полную высоту Опускание на землю Поворот на 360° Время установки на выносные опоры Глубина опускания люльки Размерность АПК-32(4310) АПК-50(6923) с с с с м 120 ± 10 110 ± 10 120 60 5 220 ± 10 210 ± 10 120 ± 10 5 Промышленность нашей страны выпускает ряд АПК, технические характеристики которых представлены в табл. 6.9. 270 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые Таблица 6.9 Показатель Шасси Высота подъема люльки Грузоподъемность Вылет стрелы Вылет стрелы с люлькой/ пеногенераторами Угол поворота стрелы Угол поворота люльки Количество пеногенераторов ГПС-2000 Масса полная, не более Габаритные размеры Размерность АПК-50 – АПК-50 МАН АПК-35 АПК-32 АПК-30 КамАЗ, МАН, Ивеко РЕНО Скания (4×2) 6×4 (6×6) Татра Скания (8×8) МТКЗ РЕНО (6×4); (8×4) м 50 50 35 32 30 кг 400 400 300 300 350 м м – 20/24 – 20/24 19 – 16 – 18 – град 360 360 360 360 360 град ± 30 ± 45 шт. 4 – кг 35000 м 120×2,5× 2,8 36000 19000 20000 20000 13,0×2,5× 11×2,5×3,5 11×2,5×3,8 14×2,5×3,8 3,8 Примечание. На АПК устанавливают лафетные стволы с подачей 20 л/с. Обеспечение технической готовности и надежность АПК. Для эффективного использования АПК или АЛ предусматривается: техническое обслуживание и техническое освидетельствование. Техническое обслуживание включает все виды проводимых обслуживаний, как и для АЛ. Перечень работ регламентируется заводскими инструкциями. Техническое освидетельствование АПК. Техническое освидетельствование производится в целях обеспечения надежной работы всех механизмов АПК. Проверка работы всех устройств автоматики. Блокировки и сигнализации проводят по всей границе поля движения люльки, называемого зоной обслуживания. Зона обслуживания устанавливается заводом-производителем. Она включает область безопасной работы полностью нагруженной люльки, охватывающей высоту подъема и вылет стрелы (рис. 6.27). 271 Пожарная техника А 30 Высота подъема, м В 20 10 85° 73° С 0 0 5 0 Е 10 17 20 Вылет, м D Рис. 6.27. Поле обслуживания АПК-32 (4310) Техническое освидетельствование проводит владелец. Установлено два вида технического освидетельствования: частичное – не реже одного раза в год, полное – не реже одного раза в три года. Кроме того, производится не реже одного раза в шесть месяцев испытание ограничителя грузоподъемности. Установлено полное внеочередное техническое освидетельствование в случае замены расчетных элементов и сборочных единиц, а также после капитального ремонта АПК. Полное техническое освидетельствование включает: внешний осмотр; испытание без нагрузки, проверку работы устройств автоматики, блокировки и сигнализации, статическое и динамическое испытания. При частичном техническом освидетельствовании проводят внешний осмотр, работу устройств автоматики, блокировки и сигнализации и динамические испытания. П р и в н е ш н е м о с м о т р е проверяют состояние АПК в целом, его механизмов, элементов конструкций, электропроводку. 272 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые И с п ы т а н и ю б е з н а г р у з к и трехкратно подвергаются все механизмы. Для этого АПК должен быть установлен на опоры. Испытания проводят в пределах зоны обслуживания. П р о в е р к а р а б о т ы у с т р о й с т в автоматики, блокировки и сигнализации проводят по всей границе поля обслуживания. При достижении границы зоны обслуживания должна срабатывать автоматика и все движения прекращаются. Проверка блокировки движений стрелы производится при невыставленных опорах. В этом случае невозможно поднять, выдвинуть или повернуть стрелы. С т а т и ч е с к и е и с п ы т а н и я (ограничитель грузоподъемности должен быть отключен) осуществляют в целях проверки грузовой устойчивости и прочности всех элементов АПК. Их проводят в двух положениях (рис. 6.28). Положение 2 Положение 1 73° 12 500 16 500 5400 Рис. 6.28. Схема статических испытаний При испытаниях следует: повернуть стрелу на 90° относительно продольной оси; загрузить люльку 110 % номинальной грузоподъемности; закрепить к центру люльки стальной трос диаметром 8–10 мм, установить стрелу в положение 1 (см. рис. 6.28); подвесить груз с 40 % от номинальной грузоподъемности, поднять его на 100–200 мм, выдержать 10 минут и снять. 273 Пожарная техника Установить АПК в положение 2 и произвести описанные действия. Испытания проводят один раз. АПК считается выдержавшим испытания, если не обнаружено опускание груза и повреждений механизмов и металлоконструкций. Д и н а м и ч е с к и е и с п ы т а н и я проводят грузом на 10 % превышающим грузоподъемность люльки. Проводится не менее трех циклов на всех возможных движений люльки. Испытания положительны, если не наблюдалось отказов в работе и не обнаружено повреждений в системах АПК. П р о в е р к а о г р а н и ч и т е л я грузоподъемности производится грузом, превышающим номинальный на 10 %. Ограничитель должен четко сработать и надежно отключить систему гидропривода. После его срабатывания невозможно включить движение стрелы. Испытания проводят не менее трех раз. П р о в е р к а в р е м е н и м а н е в р о в производится при максимальных скоростях движения полностью нагруженной люльки. Проверяют выдвигание опор, подъем и опускание люльки, ее поворот. Время маневров должно соответствовать нормативным значениям. О проведении технического освидетельствования производится запись в формуляре. Контрольные вопросы 1. Опишите основные параметры технических характеристик АЛ и АПК. Изобразите их графически. Назовите их для какой-либо АЛ и АПК. 2. Дайте определение ширины и длины опорного контура АЛ или АПК. Опишите порядок установки АЛ на опорный контур. Укажите ограничения для установки АЛ. 3. Назначение подъемно-поворотного основания АЛ. Сравните рис. 6.6 и 6.7. Что характеризует различие размещения гидроцилиндра 4. 4. Опишите схему выдвигания колен АЛ. Возможные приводы выдвигания, их особенности. 5. Изложите основы обеспечения безопасной работы на АЛ. Чем она обеспечивается. 6. Проанализируйте зону обслуживания (движения) АЛ. Укажите возможные ограничения для какой-либо АЛ. 7. Обеспечение безопасной работы АЛ на пожарах. Обслуживание АЛ и АПК. 8. Назначение и порядок проведения технического освидетельствования АЛ. 9. Назначение и порядок проведения эксплуатационных испытаний АЛ. 10. Особенности технического освидетельствования и эксплуатационных испытаний АПК. 274 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля Глава 7. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЯ ПОЖАРНОГО АВТОМОБИЛЯ Теория движения пожарного автомобиля (ПА) рассматривает факторы, которые определяют время следования пожарного подразделения к месту вызова. В основу теории движения ПА положена теория эксплуатационных свойств автомобильных транспортных средств (АТС). Для оценки свойств конструкции ПА и его способности своевременно прибыть к месту вызова необходим анализ следующих эксплуатационных свойств: тягово-скоростных, тормозных, устойчивости движения, управляемости, маневренности, плавности хода. 7.1. Тягово-скоростные свойства пожарного автомобиля Т я г о в о - с к о р о с т н ы е с в о й с т в а П А определяются его способностью к движению под действием продольных (тяговых) сил ведущих колес. (Колесо называется ведущим, если к нему передается через трансмиссию крутящий момент от двигателя АТС.) Эта группа свойств состоит из тяговых свойств, позволяющих ПА преодолевать подъемы и буксировать прицепы, и скоростных свойств, позволяющих ПА двигаться с высокими скоростями, совершать разгон (приемистость) и двигаться по инерции (выбег). Для предварительной оценки тягово-скоростных свойств используется удельная мощность NG ПА, т. е. отношение мощности двигателя N, кВт, к полной массе автомобиля G, т. По НПБ 163-97 удельная мощность ПА должна быть не меньше 11 кВт/т. Оценка тягово-скоростных свойств ПА по удельной мощности может быть только предварительной, так как часто АТС с одинаковой NG имеют различную максимальную скорость и приемистость. В нормативных документах и технической литературе нет единства в оценочных показателях (измерителях) тягово-скоростных свойств АТС. Общее число предлагаемых оценочных показателей более пятнадцати. Специфика эксплуатации и движения (внезапный выезд с непрогретым двигателем, интенсивное движение с частыми разгонами и торможениями, редкое использование выбега) позволяет выделить для оценки тяговоскоростных свойств ПА четыре основных показателя: максимальную скорость vmax; максимальный подъем, преодолеваемый на первой передаче с постоянной скоростью (угол αmax или уклон imax); время разгона до заданной скорости tv; минимально устойчивую скорость vmin. Показатели vmax, αmax, tv и vmin определяются аналитически и экспериментально. Для аналитического определения этих показателей необходимо 275 Пожарная техника решить дифференциальное уравнение движения ПА, справедливое для частного случая – прямолинейного движения в профиле и плане дороги (рис. 7.1). В системе отсчета 0xyz это уравнение имеет вид Gδ(dv / dt ) Pк P , (7.1) где G – масса ПА, кг; δ > 1 – коэффициент учета вращающихся масс (колеса, детали трансмиссии) ПА; Рк – суммарная тяговая сила ведущих колес ПА, Н; ΡΣ = Pf +Pi + Pв суммарная сила сопротивления движению, Н; Рf – сила сопротивления качению колес ПА, Н: Рi – сила сопротивления подъему ПА, Н; Рв – сила сопротивления воздуха, Н. Решить уравнение (7.1) в общем виде сложно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие основные силы (Рк, Рf, Рi, Рв) со скоростью АТС. Поэтому уравнение (7.1) обычно решают численными методами (на ЭВМ или графически). Рис. 7.1. Силы, действующие на пожарный автомобиль При определении тягово-скоростных свойств АТС численными методами наиболее часто используются методы силового и мощностного баланса и динамической характеристики. Для использования этих методов необходимо знать силы, действующие на АТС при движении (рис. 7.1). 7.1.1. Тяговая сила ведущих колес Крутящий момент двигателя Мд передается через трансмиссию к ведущим колесам АТС. Приводимые в справочной литературе и технических 276 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля характеристиках автомобилей данные внешних характеристик двигателей (Ne, Me) соответствуют условиям их стендовых испытаний, значительно отличающихся от условий, в которых двигатели работают на автомобилях. При стендовых испытаниях по ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний» внешние характеристики двигателя определяют при установке на него только основного оборудования (воздухоочиститель, генератор и водяной насос), т. е. без оборудования, необходимого для обслуживания шасси (например, компрессор, гидроусилитель руля). Поэтому для определения Мд числовые значения Ме необходимо умножить на коэффициент Kc: M д Kс М е . (7.2) Для отечественных грузовых двухосных автомобилей Kс = 0,88, а для многоосных – Kc = 0,85. Условия стендовых испытаний двигателей за границей отличаются от стандартных. Поэтому при испытаниях: по SАЕ (США, Франция, Италия) – Kс = 0,81–0,84; по DIN (Германия) – Kс = 0,9–0,92; по В5 (Англия) – Kс = 0,83–0,85; по JIS(Япония) – Kс = 0,88–0,91. К колесам передается крутящий момент Мк > Мд. Увеличение Мд пропорционально общему передаточному числу трансмиссии. Часть крутящего момента, учитываемая коэффициентом полезного действия трансмиссии, расходуется на преодоление сил трения. Общее передаточное число трансмиссии и является произведением передаточных чисел агрегатов трансмиссии u uк u p u r , (7.3) где uк, uр, ur – соответственно передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки и главной передачи. Значения uк, uр и ur приводятся в технической характеристике АТС. Коэффициент полезного действия трансмиссии η является произведением КПД ее агрегатов. Для расчетов можно принимать: η= 0,9 – для грузовых двухосных автомобилей с одинарной главной передачей (42); η= 0,88 – для грузовых двухосных автомобилей с двойной главной передачей (42); η= 0,86 – для автомобилей повышенной проходимости (44); η = 0,84 – для грузовых трехосных автомобилей (64); η= 0,82 – для грузовых трехосных автомобилей повышенной проходимости (66). Суммарная тяговая сила Pк, которую может обеспечить двигатель на ведущих колесах, определяется по формуле Pк M к / rD M д uη / rD , (7.4) где rD – динамический радиус колеса. 277 Пожарная техника Динамический радиус колеса в первом приближении равен статическому радиусу, т. е. rD = rст. Значения rст приводятся в ГОСТ на пневматические шины. При отсутствии этих данных радиус rD тороидных шин вычисляется по формуле rD 0,5d λbш , (7.5) где d – диаметр обода (определяются из обозначения шины); λ = 0,890,9 – радиальная деформация профиля; bш – ширина профиля (определяются из обозначения шины). Использование силы Pк (7.4) для движения АТС зависит от способности автомобильного колеса, находящегося под воздействием нормальной нагрузки Gng воспринимать или передавать касательные силы при взаимодействии с дорогой. Это качество автомобильного колеса и дороги принято оценивать силой сцепления шины с дорогой Pφn или коэффициентом сцепления φ. Силой сцепления шины с дорогой Pφn называют максимальное значение горизонтальной реакции Тn (рис. 7.2), пропорциональное нормальной реакции колеса Rn: Pn Tn Rn ; (7.6) Tn X n2 Yn2 ; (7.7) Rn Gn g. (7.8) Для движения колеса без продольного и поперечного скольжения необходимо соблюдать условие Pn Rn X n2 Yn2 . (7.9) В зависимости от направления скольжения колеса различают коэффициенты продольного φх и поперечного φу сцепления. Коэффициент φх зависит от типа покрытия и состояния дороги, конструкции и материала шины, давления воздуха в ней, нагрузки на колеса, скорости движения, температурных условий, процента скольжения (буксования) колеса. Pxn Xn Gng Rn Gng Rn Pgn Yn Рис.7.2. Схема сил, действующих на колесо автомобиля 278 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля Величина коэффициента φх в зависимости от типа и состояния дорожного покрытия может изменяться в очень широких пределах. Это изменение обусловлено не столько типом, сколько состоянием верхнего слоя дорожного покрытия. При отсутствии поперечных сил Pφn и Yn коэффициент φх возрастает с увеличением проскальзывания (буксования) шины по дороге. Максимум φх достигается при 20–25 % проскальзывания. При полном буксовании ведущих колес (или юзе тормозных колес) коэффициент φх может быть на 10–25 % меньше максимального (рис. 7.3, а). С увеличением скорости движения автомобиля коэффициент φх обычно уменьшается (рис. 7.3, б). При скорости 40 м/с он может быть в несколько раз меньше, чем при скорости 10–15 м/с. Коэффициент поперечного сцепления φу обычно принимают равным коэффициенту φх и при расчетах пользуются средними значениями коэффициента сцепления φ (табл. 7.1). φх 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 φх 1 2 3 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % а v, м/с б Рис. 7.3. Влияние на коэффициент φх различных факторов: а – изменение коэффициента φх в зависимости от проскальзывания; б – изменение коэффициента φх в зависимости от скорости качения колеса: 1 – сухая дорога с асфальтобетонным покрытием; 2 – мокрая дорога с асфальтобетонным покрытием; 3 – обледеневшая ровная дорога Таблица 7.1 Дорожное покрытие Состояние покрытия высокое Давление в шине низкое регулируемое Асфальт, бетон Сухое Мокрое 0,5–0,7 0,35–0,45 0,7–0,8 0,45–0,55 0,7–0,8 0,5–0,6 Щебеночное Сухое Мокрое 0,5–0,6 0,3–0,4 0,6–0,7 0,4–0,5 0,6–0,7 0,4–0,55 Грунтовое (кроме суглинка) Сухое Увлажненное Мокрое 0,4–0,5 0,2–0,4 0,15–0,25 0,5–0,6 0,3–0,45 0,25–0,35 0,5–0,6 0,35–0,5 0,2–0,3 279 Пожарная техника Окончание табл. 7.1 Дорожное покрытие Состояние покрытия высокое Давление в шине низкое регулируемое Песок Сухое Влажное 0,2–0,3 0,35–0,4 0,22–0,4 0,4–0,5 0,2–0,3 0,4–0,5 Суглинок Сухое В пластическом состоянии 0,4–0,5 0,2–0,4 0,4–0,55 0,25–0,4 0,4–0,5 0,3–0,45 Снег Рыхлое Укатанное 0,2–0,3 0,15–0,2 0,2–0,4 0,2–0,25 0,2–0,4 0,3–0,45 Любое Обледенелое 0,08–0,15 0,1–0,2 0,05–0,1 При расчетах тягово-скоростных свойств АТС различием в коэффициентах сцепления колес пренебрегают и максимальную тяговую силу, которую могут обеспечить ведущие колеса по сцеплению с дорогой, определяют по формуле Р Rn , (7.10) где Rn – нормальная реакция n-го ведущего колеса. Если тяговая сила ведущих колес превышает максимальную тяговую силу, то ведущие колеса автомобиля буксуют. Для движения АТС без буксования ведущих колес необходимо выполнение условия Pк PRn . (7.11) 7.1.2. Сила сопротивления качению колес пожарного автомобиля Сопротивление качению колеса с пневматической шиной по недеформируемой дороге возникает в основном за счет затрат энергии на деформацию шины, так как деформации дороги незначительны. Работа, затраченная на участке 1–2 (рис. 7.4, а) на деформацию шины, больше, чем возвращенная на участке 2–3 (рис. 7.4, а) для восстановления ее формы, так как часть энергии расходуется на внутреннее трение резины. Поэтому давление pz на участке 1–2 больше, чем на участке 2–3, и равнодействующая нормальных реакций Rn, cмещенная относительно оси 0 (рис. 7.4, а) в сторону движения, препятствует качению колеса. Сопротивление качению колеса с пневматической шиной по деформируемой дороге (пашня, песок, неуплотненный снег) возникает в основном за счет затрат энергии на деформацию грунта (образование колеи) и на преодоление сил трения между колесом и грунтом (рис. 7.4, б). 280 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля Gng ω Gng ω 0 0 0 rD РZ Gng ω Rn 2 Rх 3 Rn rD 1 Rn RƩ а Рfn в б Рис. 7.4. Схема сил, действующих на автомобильное колесо при качении: а – по твердой дороге; б – по мягкому грунту; в – условное изображение в расчетных схемах ПА при составлении уравнения движения В теории движения АТС реакцию Rn принято проводить через ось колеса 0 перпендикулярно опорной поверхности, а сопротивление качению колеса учитывать за счет силы Рfn, направленной в сторону, противоположную движению колеса в плоскости дороги (рис. 7.4, в). Сила сопротивления качению колес АТС является суммой сил сопротивления качению Рfn всех колес: n n 1 1 Pf Pfn f n Rn , (7.12) где fn – коэффициент сопротивления качению n-го колеса; Rn – нормальная реакция опорной поверхности n-го колеса; п – число колес. Коэффициент сопротивления fn у ведущих и ведомых колес отличается мало. Поэтому при расчетах движения ПА Pf можно вычислять по формуле (см. рис. 7.1): n Pf f Rn fGg cos , (7.13) 1 где α – угол продольного уклона дороги; f – коэффициент сопротивления качению колеса; g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения. Коэффициент сопротивления качению f зависит в основном от типа и состояния дорожного покрытия, конструкции шин и давления воздуха в них. Для практических расчетов в интервалах скоростей до 80–100 км/ч коэффициент f можно считать постоянной величиной, зависящей только от типа и состояния дорожного покрытия (табл. 7.2). 281 Пожарная техника Таблица 7.2 Тип дороги или покрытия Состояние дороги или покрытия Значение f Дорога с асфальтобетонным покрытием Сухая, в хорошем состоянии 0,015–0,018 Сухая, в удовлетворительном со- 0,018–0,020 стоянии Дорога с гравийным покрытием Сухая 0,020–0,025 в хорошем состоянии Булыжное шоссе Сухое, в хорошем состоянии 0,025–0,030 Сухое, с выбоинами 0,035–0,050 Грунтовая дорога Песок Суглинистая и глинистая целина Обледенелая дорога или лед Укатанная снежная дорога Сухая, укатанная Влажная (после дождя) В период распутицы Сухой Сырой Сухая В пластическом состоянии В текучем состоянии – – 0,025–0,035 0,050–0,15 0,10–0,25 0,10–0,30 0,060–0,150 0,040–0,060 0,100–0,200 0,20–0,30 0,015–0,03 0,03–0,05 Мощность Nf, кВт, необходимая для преодоления сил сопротивления качению колес АТС, определяется по формуле N f Pf v103 ( fGg cos )v103 . (7.14) Здесь v в м/с2; G в кг; g в м/с2. 7.1.3. Сила сопротивления подъему пожарного автомобиля Сила сопротивления подъему ПА Pi , Н, является составляющей силы веса (см. рис. 7.1): Pi Gg sin . (7.15) Вместо α может быть задан уклон i. Уклон может быть выражен в процентах i, %, и промилле i, ‰. Уклон дороги i представляет собой отношение (см. рис. 7.1) i hi / Si tg , (7.16) где hi – превышение дороги; Si – заложение дороги. Между i, i % и i ‰ существует соотношение 282 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля i ‰ 10i ‰ 103 i . (7.17) При малых углах подъема дороги ( < 10°) tg α ≈ sin α можно считать, что Pi Ggi . (7.18) Мощность Ni, кВт, необходимая для преодоления силы сопротивления подъему АТС, определяется по формуле N i Pi v103 (Gg sin )v103 , (7.19) здесь G в кг; g в м/с2; v в м/с. При < 10° можно считать, что N i (Ggi )v103 . (7.20) 7.1.4. Сила сопротивления воздуха Движущийся ПА часть мощности двигателя расходует на перемещение воздуха и его трение о поверхность АТС. Сила сопротивления воздуха Рв, Н, определяется по формуле Pв Kв Fv 2 , (7.21) где F – лобовая площадь, м2; Kв – коэффициент обтекаемости, (Нс2)/м4; v – скорость автомобиля, м/с. Лобовой площадью называют площадь проекции АТС на плоскость, перпендикулярную продольной оси автомобиля. Лобовую площадь можно определить по чертежам общего вида ПА. При отсутствии точных размеров ПА лобовая площадь вычисляется по формуле F BH г , (7.22) где В – колея, м; Нг – габаритная высота ПА, м. Коэффициент обтекаемости определяется для каждой модели АТС экспериментально, при продувке автомобиля или его модели в аэродинамической трубе. Коэффициент Kв равен силе сопротивления воздуха, создаваемой 1 м2 лобовой площади автомобиля при его движении со скоростью 1 м/с. Для ПА на шасси грузовых автомобилей Kв = 0,5–0,6 (Нс2)/м4, для легковых Kв = 0,2–0,35 (Нс2)/м4, для автобусов Kв = 0,4–0,5 (Нс2)/м4. При прямолинейном движении и отсутствии бокового ветра силу Рв принято направлять вдоль продольной оси АТС, проходящей через центр масс автомобиля или через геометрический центр лобовой площади. 283 Пожарная техника Мощность Nв, кВт, необходимая для преодоления силы сопротивления воздуха, определяется по формуле N в Pвv103 K в Fv3103 . (7.23) Здесь F в м2, v в м/с. При v ≤ 40 км/ч сила сопротивления воздуха мала и при расчетах движения ПА на этих скоростях ее можно не учитывать. 7.1.5. Сила инерции Часто движение ПА удобнее рассматривать в системе отсчета, жестко связанной с автомобилем. Для этого к ПА необходимо приложить инерционные силы и моменты. В теории АТС инерционные силы и моменты при прямолинейном движении автомобиля без колебаний в продольной плоскости принято выражать силой инерции Рj, Н: Pj Gj , (7.24) где j – ускорение центра масс АТС, м/с2. Сила инерции направлена параллельно дороге через центр масс АТС в сторону, противоположную ускорению. Для учета увеличения силы инерции из-за наличия у АТС вращающихся масс (колеса, детали, трансмиссия, вращающиеся детали двигателя) используется коэффициент δ. Коэффициент δ учета вращающихся масс показывает, во сколько раз энергия, затрачиваемая при разгоне вращающихся и поступательно движущихся деталей АТС, больше энергии, необходимой для разгона АТС, все детали которого движутся только поступательно. При отсутствии точных данных коэффициент δ для ПА можно определять по формуле δ 1, 03 (0, 04 0, 06)u 2 . (7.25) Мощность Nj, кВт, необходимая для преодоления силы инерции, определяется по формуле N j Pj v10 3 (Gj )v10 3 . (7.26) 7.1.6. Нормальные реакции опорной поверхности колес При движении ПА нормальные реакции Rn изменяются. Уменьшение или увеличение нагрузки на п-е колесо при движении АТС характеризуется коэффициентом λп изменения нормальной реакции n Rn / zn Rn /(Gn g ), 284 (7.27) Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля где zn – нормальная реакция опорной поверхности (нагрузка) n-го колеса при стоянке АТС на горизонтальной дороге; Gn – масса АТС, сила веса, которая создает нагрузку zn. Если нормальные реакции колес левой и правой стороны одной оси ПА равны, то коэффициент λn характеризует также и изменение нагрузки на ось. Распределение силы веса (Gg) между колесами ПА зависит от положения центра масс автомобиля, жесткости подвески и рамы, давления воздуха в шинах. При вычислении zn влиянием всех факторов, кроме положения центра масс, обычно пренебрегают. Для двухосного автомобиля нагрузки zn вычисляют по формулам (рис. 7.5): z1,2 G1,2 g z1 z2 (G1 G2 ) g (b / L)Gg ; (7.28) z3,4 G3,4 g z3 z4 (G3 G4 ) g (a / L)Gg , (7.29) где z1, z2 –соответственно нагрузка на левое и правое колесо передней оси; z3, z4 – соответственно нагрузки на левые и правые колеса задней оси. L b a (G1 + G2g (G3 + G4)g Gg H R3 + R4 1 R1 + R2 Рис. 7.5. Определение координат центра масс пожарного автомобиля: 1 – платформа весов При компоновке ПА добиваются равного распределения силы веса между колесами одной оси: z1 z2 0,5z1,2 ; (7.30) z3 z4 0,5 z3,4 . (7.31) Из-за обязательного выполнения требований по равенству нагрузки на левые и правые колеса одной оси в технических характеристиках АТС и ПА принято указывать только G, расстояние между осями и массы, силы веса, от которых передаются каждой осью. Для двухосного АТС указываются: G, 285 Пожарная техника L и G1,2, G3,4. Данные по G1,2 и G3,4, которые приводятся в технических характеристиках АТС, определяются, как правило, экспериментально. Для экспериментального определения z1,2 или z3,4 колеса передней или задней оси ПА устанавливают на весы (см. рис. 7.5). Для проверки равенств (7.30), (7.31) ПА устанавливают на весы колесами одной стороны. Основные требования при взвешивании: полная комплектация ПА (при отсутствии боевого расчета его имитируют балластом); горизонтальная опорная поверхность колес ПА при взвешивании; расторможенные колеса и нейтральное положение рычага механической коробки передач. Взвешивают ПА, как правило, два раза: первый – при въезде на весы передним ходом, второй – при въезде на весы задним ходом. За зачетные значения G, z1,2 и z3,4 принимаются их средние арифметические. По результатам взвешивания судят о возможности эксплуатации ПА. Необходимо выполнение трех основных требований: масса G ПА не должна превышать полной массы базового шасси – собственной массы базового шасси плюс грузоподъемность; распределение массы G между осями ПА (G1,2 или G3,4) должно соответствовать распределению между осями полной массы базового шасси; нагрузка на колеса левой и правой стороны ПА должна быть равной. Нагрузки на оси R1,2 и R3,4 при движении ПА определяются из уравнений: М 0 0; P1,2 L PB H PH Pj H (Gg cos ) H 0; i (7.32) F (7.33) z 0; R1,2 R3,4 Gg cos 0 . После преобразований уравнений (7.32), (7.33) и подстановки R1,2 и R3,4, z1,2 и z3,4 формул (7.28), (7.29) в формулу (7.27) получим: 1,2 K B Fv 2 j H R1,2 / z1,2 cos sin ; g b Gg (7.34) K B Fv 2 j H cos sin , g a Gg (7.35) 3,4 R3,4 / z3,4 где α > 0, ј > 0 – при подъеме и разгоне АТС; α < 0, ј < 0 – при спуске и торможении АТС. Анализ формул (7.34) и (7.35) показывает, что при движении на подъеме и разгоне ПА увеличивается нагрузка на заднюю ось и уменьшается на переднюю. При движении на спуске и торможении ПА происходит обратное явление. Этим объясняется, например, подъем передней части ПА, наблюдаемый при разгоне, и наклон ее вниз («клевок») при торможении. При движении по дорогам с асфальтобетонным покрытием коэффициенты λ1,2 и λ3,4 ПА могут изменяться в пределах от 0,5 до 1,5. 286 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля 7.1.7. Уравнение силового баланса пожарного автомобиля При использовании метода силового баланса уравнение (7.1) записывается в виде Pк Р f Рi РВ Р j (7.36) и называется уравнением силового баланса. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь р е ш е н и я у р а в н е н и я (7.36) м е т о дом силового баланса: 1. По уравнению (7.36) вычисляется суммарная сила тяги ведущих колес, которую необходимо реализовать для движения ПА на заданной передаче (заданном и) в известных дорожных условиях (α, f) со скоростью v и ускорением j. Вычислять необходимую Рк удобнее по формуле Pк ψ δ( j / g ) Gg K B Fv 2 , (7.37) где ψ = fcоsα + sinα – коэффициент сопротивления дороги. Формула (7.37) получена после подстановки в правую часть уравнения (7.36) правых частей формул (7.13), (7.15), (7.21), (7.24) и последующих преобразований. 2. По формуле (7.10) вычисляется максимальная сила тяги Рφ, которую могут обеспечить ведущие колеса ПА по сцеплению с дорогой. Сила Рφ вычисляется с учетом перераспределения нагрузки между колесами ПА. Двухосные и трехосные ПА при движении с подводом крутящего момента двигателя к ведущим колесам задних осей могут обеспечить по сцеплению с дорогой P R3,4 R3,4 / z3,4 z3,4 3,4G3,4 g . (7.38) Использование всех колес ПА для создания силы тяги позволяет увеличить Рφ на 15–30 %. Максимальная сила тяги Рφ полнопроводных ПА определяется по формуле Р Gg . (7.39) 3. Проверяется выполнение неравенства (7.11). Если неравенство (7.11) не выполняется, то длительное (безостановочное) движение ПА на заданной передаче в известных дорожных условиях (α, f) со скоростью v и ускорением j невозможно. В зависимости от решаемой задачи изменяется один из перечисленных параметров и расчеты повторяются. 4. По формуле (7.4) вычисляется суммарная сила тяги (обозначим ее Ркд), которую может обеспечить двигатель на ведущих колесах ПА. Крутящий момент двигателя Мд определяется по внешней скоростной характеристике (см. рис. 1.4) или по формуле (1.5) при частоте вращения коленчатого вала 287 Пожарная техника nд (30/π)(v/rD )u , (7.40) где nд в об/мин; v в м/с; rD в м. 5. Необходимая для движения сила тяги (обозначим ее Ркн), вычисленная по формуле (7.37), сравнивается с силой тяги Ркд , которую может обеспечить двигатель. Если Ркн < Ркд, то движение ПА возможно при неполном открытии дроссельной заслонки (карбюраторный двигатель) или при неполной подаче топлива (дизель). Если Ркн = Ркд , то уравнение (7.36) решено и движение ПА возможно только при полном открытии дроссельной заслонки или полной подаче топлива, т. е. при использовании внешней скоростной характеристики двигателя. Если Ркн > Ркд, то движение ПА при заданных условиях (и, α, f, v, j) невозможно – двигатель не может обеспечить необходимую силу тяги на ведущих колесах. Один из параметров – и, α, f, v или j изменяется и расчеты повторяются с п. 1. Методом силового баланса можно определить vmax и vmin. Для этого при расчетах необходимо изменять и и v при j = 0, α = 0. Для определения α max необходимо изменять v и α при движении ПА на первой передаче и Рв ≈ 0. Для определения tv метод силового баланса не применяют из-за большого объема расчетов. 7.1.8. Уравнение мощностного баланса пожарного автомобиля Метод мощностного баланса основан на анализе использования мощности двигателя при движении ПА. По аналогии с уравнением силового баланса уравнение мощностного баланса ПА можно записать в следующем виде N к N д N тр N по N f N i N B N j , (7.41) где Nд – мощность, которая передается от двигателя к трансмиссии ПА; Nтр – мощность, затрачиваемая на преодоление трения в трансмиссии; Nп.о – мощность, затрачиваемая на привод пожарного оборудования (например, насоса, механизма прокладки и сборки рукавных линии) при движении ПА. После учета расхода мощности двигателя на работу дополнительного оборудования базового шасси (коэффициента Kс) и на трение в трансмиссии (учитывается коэффициентом η) формулы (7.14), (7.19), (7.23) и (7.26), уравнение (7.41) можно преобразовать к виду j Gg KF N к ηK c N e N п.о ψ δ 3 v в 3 v3 . g 10 10 288 (7.42) Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля Графическое решение уравнения мощностного баланса для определения скорости движения ПА на первой и второй передачах с одновременной подачей воды из цистерны через лафетный ствол приведено на рис. 7.6. 1 N 2 3 v1 4 v2 v Рис. 7.6. Графическое решение уравнения мощностного баланса пожарного автомобиля: – движение на первой передаче; – – – движение на второй передаче; 1 – Ne; 2 – KсηNe; 3 – Nк = KeηNe – Nn; 4 – Nψ Внешняя скоростная характеристика двигателя Ne(n) (см. рис. 1.4) построена в координатах N–v. При построении зависимости Ne(v) (см. рис. 7.6, кривая 1) предполагается, что нет пробуксовки ведущих колес ПА и для пересчета nд в v, и наоборот, можно использовать формулу (7.40). Вниз от Ne(v) отложена мощность, которая затрачивается на преодоление трения в трансмиссии и на обеспечение работы дополнительного оборудования базового шасси. Для движения ПА и привода насоса может быть использована мощность КсηNe (рис. 7.6, кривая 2). Мощность Nпо отложена вниз от мощности КсηNe. Мощность Nпо, затрачиваемая на привод пожарного центробежного насоса, пропорциональна третьей степени частоты вращения рабочего колеса насоса. Зависимость Ne(n), а следовательно, и зависимость КсηNe в координатах N–v (см. рис. 7.6, поз. 2) также представляет собой многочлен третьей степени (5.11). Поэтому зависимость мощности, которую может обеспечить двигатель на ведущих колесах ПА (см. рис. 7.6, кривая 3), – кубическая парабола, вид которой зависит: от внешней скоростной характеристики двигателя Ne(nд), от передаточного числа и и коэффициента полезного действия η трансмиссии ПА на включенной передаче, от передаточного числа итн и коэффициента полезного действия ηтн трансмиссии пожарного насоса, от подачи Qн, напора Hн и коэффициента полезного действия ηн насоса. Если принять, что коэффициент f – величина постоянная и сила сопротивления воздуха при движении на первой и второй передаче пренебрежимо 289 Пожарная техника мала, то правая часть уравнения (7.42) представляет собой наклонную прямую (рис. 7.6, прямая 4), проходящую через начало координат. Метод мощностного баланса удобно использовать при выборе двигателя базового шасси ПА. Использовать этот метод для определения vmax, tv, аmax, vmin нецелесообразно, так как приходится дополнительно вычислять Р , Рφ, проверять выполнение неравенства (7.11). К 7.1.9. Динамическая характеристика пожарного автомобиля Методы силового и мощностного баланса имеют общий недостаток – при использовании этих методов трудно сравнивать тягово-скоростные свойства АТС с различными массами, так как при движении в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления сопротивления дороги, различны. От этого недостатка свободен метод динамической характеристики, предложенный Е. А. Чудаковым. Динамическим фактором D АТС называется отношение D = (Pк – Pв)/Gg. (7.43) Если в правую часть уравнения (7.43) подставить значения Pк и Pв (7.4) и (7.21), то после преобразований получим формулу для вычисления динамического фактора: M uη 1 D е K B Fv 2 , rD Gg (7.44) который могут обеспечить двигатель и трансмиссия на ведущих колесах АТС. Если подставить значение Pк (7.37), то получим формулу для вычисления динамического фактора: D ( j / g ) , (7.45) который необходимо обеспечить для движения в заданных условиях. Чтобы учесть ограничение реализуемых Pк силами сцепления ведущих колес с дорогой, необходимо использовать предельное значение силы тяги по формуле (7.10). Автомобиль из-за ограниченной силы сцепления Pφ колес с дорогой не может реализовать динамический фактор, больший D P Pв / Gg . (7.46) Длительное движение АТС в заданных дорожных условиях (ψ или α, f) со скоростью v и ускорением j возможно, если выполняется условие D D D . 290 (7.47) Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля При равномерном движении (j = 0) полноприводного ПА с малой скоростью (Pв = 0) условие (7.48) с учетом формул (7.40) и (7.46) записывается в виде D . (7.48) При равномерном движении (j = 0) двухосных и трехосных ПА по горизонтальной дороге (α = 0) с малой скоростью (Pв = 0) условие (7.48) с учетом формул (7.36), (7.39) и (7.46) записывается в виде (G3,4/G) D . (7.49) Динамической характеристикой автомобиля D(v) называют зависимость динамического фактора D (7.44) от скорости движения на различных передачах. Для построения динамической характеристики необходимо: 1. На внешней характеристике двигателя Мe (см. рис. 1.4) выбрать несколько значений nдi и соответствующих им Мei. По формуле (7.2) определить Мдi. 2. По формуле (7.40) определить vi, которые соответствуют nдi на первой передаче. 3. По формуле (7.44) определить Di, соответствующие vi на первой передаче. Повторить расчеты с п. 2 для каждой последующей передачи. По динамической характеристике D(v) определяются vmax, max и vmin. Для определения vmax на участке дороги с коэффициентом сопротивления качению f и уклоном необходимо по оси ординат динамической характеристики D(v) отложить коэффициент (см. формулу (7.37)), масштаб D и должен быть одинаков) и провести прямую, параллельную оси абсцисс. Возможны несколько вариантов. 1. Если линия (прямая 1 на рис. 7.7, а) пересекает динамическую характеристику в одной точке, то vmax = v1, так как при превышении этой скорости не выполняется условие (7.48). В зависимости от это пересечение может быть на любой передаче. 2. Если линия (прямая 2 на рис. 7.7, а или 3 на рис. 7.7, б) не пересекает динамическую характеристику, то равномерное движение ПА при полностью открытой дроссельной заслонке карбюраторного двигателя или при максимальной подаче топлива дизельного двигателя невозможно, так как D > D и начинается разгон ПА. Чтобы обеспечить равномерное движение, водитель должен прикрыть дроссельную заслонку карбюраторного двигателя или уменьшить подачу топлива дизельного двигателя. Максимальная скорость ПА будет ограничена максимально допустимой угловой скоростью коленчатого вала двигателя. Например, vmax = v2 при движении на пятой передаче и vmax = v3 при движении на второй передаче. 291 Пожарная техника Dmax Dmax II III 1 IV vmin 2 I II 3 III V IV 4 v2 v v1 5 Динамический фактор D Динамический фактор D I vmin v v4 v3 v5 а б Рис. 7.7.Динамическая характеристика пожарного автомобиля: а – на шасси АТС с 5-ступенчатой коробкой перемены передач; б – на шасси с 4-ступенчатой коробкой перемены передач; I–V – передачи 3. Если линия (прямая 4 на рис. 7.7, б) пересекает динамическую характеристику в двух точках, то ПА может равномерно двигаться как со скоростью v4, так и со скоростью v5. 4. Если линия (прямая 5 на рис. 7.7, б) выше динамической характеристики, то не выполняется условие (7.48), и равномерное движение ПА при таком коэффициенте невозможно. Для определения max необходимо по динамической характеристике найти максимальное сопротивление дороги D = Dmax, которое может преодолеть ПА на первой передаче (см. рис. 7.7), и затем по формуле (7.46) вычислить max при известном коэффициенте f и j = 0. Приближенно можно считать, используя формулы (7.16) и (7.38), что tgmax = imax = Dmax – f. (7.50) Скорость vmin определяется, как правило, только для низшей (первой) передачи (см. рис. 7.7). Для определения vmin ПА при движении по поверхности с твердым покрытием необходимо знать частичные характеристики двигателя и учитывать использование части крутящего момента двигателя Mд на привод пожарного оборудования, например насоса. 292 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля 7.1.10. Разгон пожарного автомобиля Время равномерного движения ПА невелико по сравнению с общим временем следования к месту вызова. При эксплуатации в городах ПА движутся равномерно не более 10–15 % времени. Более 40–50 % времени ПА движутся ускоренно. Способность АТС изменять (увеличивать) скорость движения называют приемистостью. Одним из наиболее распространенных показателей, характеризующих приемистость автомобиля, является время tv разгона автомобиля с места до заданной скорости v. Определяют tv обычно экспериментально на горизонтальной ровной дороге с асфальтобетонным покрытием при коэффициенте = 0,015 (f = 0,01, i % 0,5). Аналитические методы определения tv основаны на построении зависимости t(v) (рис. 7.8), т. е. на интегрировании дифференциального уравнения (7.1): v tv 0 G dv. Pк P (7.51) При 0 < v < vmin движение ПА происходит при пробуксовке сцепления. Время разгона tp до vmin зависит в основном от умения водителя правильно выбрать положение педалей сцепления и топлива (см. п. 7.1.1). Так как время разгона tp существенно зависит от квалификации водителя, которую трудно описать математически, то при аналитическом определении tv время tp часто не учитывают. Разгон ПА на участке АВ происходит на первой передаче при полностью нажатой педали топлива. При максимальной скорости ПА на первой передаче (точка В) водитель выключает сцепление, разобщая двигатель и трансмиссию, и автомобиль начинает двигаться замедленно (участок ВС). Включив вторую передачу, водитель вновь нажимает до отказа педаль подачи топлива. Процесс повторяется при переходах на последующие передачи (участки CD, DE). Время переключения передач t1,2, t2,3 (рис 7.8) зависит от квалификации водителя, способа переключения передач, конструкции коробки передач и типа двигателя. Среднее время переключения передач водителями высокой квалификации приведено в табл. 7.3. У автомобиля с дизельным двигателем время переключения передач больше, так как из-за больших (по сравнению с карбюраторным двигателем) инерционных масс его деталей частота вращения коленчатого вала изменяется медленнее, чем у карбюраторного двигателя. 293 Пожарная техника v2,3 v D v1,2 E В С vmin А tp t1,2 t2,3 tv Рис. 7.8. Разгон пожарного автомобиля: t1,2, t2,3 – соответственно время переключения передачи с первой на вторую и со второй на третью; ∆v1,2 и ∆v2,3 – уменьшение скорости за время t1,2 и t2,3 За время переключения передач скорость ПА уменьшается на v1,2 и v2,3 (см. рис. 7.8). Если время переключения передач невелико (0,5–1,0 с), то можно считать, что при переключении передач движение происходит с постоянной скоростью. Таблица 7.3 Время переключения передач, с Тип коробки передач Карбюраторный двигатель Дизельный двигатель Ступенчатая без синхронизатора 1,3–1,5 3–4 Ступенчатая с синхронизатором 0,2–0,5 1,0–1,5 Полуавтоматическая 0,05–0,1 0,5–0,8 Ускорение ПА при разгоне на участках АВ, CD определяется по формуле D ψ j ψ g, (7.52) δ которая получена после преобразования формулы (7.46). Так как с увеличением номера передачи динамический фактор ПА уменьшается (см. рис. 7.7), то максимальные ускорения разгона достигаются на низких передачах. Поэтому водители ПА для обеспечения быстрого разгона при обгоне в городских условиях используют низкие передачи чаще, чем водители других АТС. 294 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля 7.2. Аварийная безопасность пожарного автомобиля 7.2.1. Тормозные свойства пожарного автомобиля Тягово-скоростные и тормозные свойства АТС связаны между собой. Чем больше vmax, max и tv, тем лучше должны быть тормозные свойства ПА. Повышенные требования к тормозным свойствам ПА вызваны также и тем, что при следовании к месту вызова с высокой скоростью водители ПА вынуждены в 3–5 раз чаще, чем водители других АТС, использовать торможение для обеспечения безопасности движения. Тормозная система ПА служит для замедления его движения, вплоть до полной остановки, и для удержания на месте при стоянке. Тормозное управление ПА включает следующие системы; рабочую тормозную систему (ножную) – используется при всех режимах торможения для уменьшения скорости и полной остановки ПА; запасную тормозную систему – используется при отказе рабочей тормозной системы и обеспечивает не менее 30 % эффективности работы по тормозному пути; стояночную тормозную систему – обеспечивает стоянку автомобиля на уклонах (i % 18); вспомогательную тормозную систему (тормоз-замедлитель) – используется при длительном торможении на спусках для поддержания постоянной скорости. Вспомогательной тормозной системой должны быть оборудованы ПА с общей массой более 12 т или ПА с общей массой более 10 т, использующие прицепы. Если ПА с общей массой более 3,5 т эксплуатируется в горных условиях, то также используют вспомогательную тормозную систему. Для оценки эффективности работы рабочей и вспомогательной тормозных систем используют три показателя: тормозной путь Sт, м; установившееся замедление jт, м/с2; время срабатывания тормозов tт, с. Экспериментально установлено, что этими показателями можно достаточно полно характеризовать процесс торможения АТС (рис. 7.9). v v0 v1 j 2 1 jт t1 + t2 t3 t4 t0 Рис. 7.9. Торможение пожарного автомобиля: 1 – j(t); 2 – v(t) 295 Пожарная техника Время t1 зависит от реакции водителя, от времени, за которое он принимает решение о торможении и переносит ногу с педали управления подачей топлива на педаль тормоза. Время t1 зависит от индивидуальных особенностей и квалификации водителя, обычно t1 = 0,4–1,5 с. При расчетах принимают t1 = 0,8 с. Время t2 зависит от конструкции и технического состояния привода тормозов, от времени, за которое выбирается свободный ход педали тормоза, и управляющее усилие водителя передается к колесным тормозам. У ПА с гидравлическим приводом тормозов t2 = 0,2–0,4 с, с пневматическим приводом t2 = 0,6–0,8 с. Время t2 неисправного гидравлического привода (при наличии воздуха в системе или неисправности клапанов в главном тормозном цилиндре) увеличивается, тормоза срабатывают со второго (t2 = 0,6 с) или третьего (t2 1,0 с) нажатия. Время t2 тормозов ПА с пневматическим приводом может увеличиваться зимой после продолжительной работы на пожаре из-за уменьшения сечения трубопровода замерзающим конденсатом. У ПА с гидропневматическим приводом тормозов (например, на шасси «Урал») t2 0,4 с. Время t2 всех приводов уменьшается при более быстром нажатии на педаль тормоза. Время t3 зависит от массы ПА, типа и состояния дорожного покрытия. При экстренном торможении время t3 пропорционально массе ПА и коэффициенту , на дорогах с малым масса ПА на время t3 практически не влияет. Время tт = t2 + t3 является одним из трех показателей эффективности работы тормозной системы и определяется при диагностировании ПА на тормозном стенде. Для ПА с 3,5 т < G < 12 т время tт 1 с, для ПА с G > 12 т tт < 1,2 с. Контролировать tт при ходовых испытаниях ПА сложно. Время t4 представляет собой время торможения с максимальным ускорением (замедлением) jт. За время t4 кинетическая энергия АТС расходуется в основном на работу сил трения тормозов и частично на работу сил сопротивления движению (Рf, Рв). Если при торможении колеса заблокированы (не вращаются), то работа сил трения происходит только между шиной и поверхностью дороги. Трение в тормозном механизме как поглотитель энергии АТС при блокировке колес уже не действует. Если колеса АТС заблокированы, то после преобразования уравнения (7.1) при = 1, Рк = 0, Рf = Р, Рi = Pв = 0 с учетом формулы (7.39) получим формулу jт = g (7.53) для определения максимального замедления автомобиля при торможении всеми колесами. Так как при увеличении буксования колес уменьшается (см. рис. 7.3), то для увеличения jт и, следовательно, уменьшения Sт достигать полной блокировки колес при торможении нежелательно. 296 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля При торможении ПА сила инерции Pj (7.24) увеличивает нагрузку на передние колеса и уменьшает на задние. Наибольшие значения коэффициентов изменения нормальной реакции ПА находятся в следующих пределах (7.35) и (7.36): 1,2 =1,2–2,0; 3,4 = 0,5–0,7. Поэтому для обеспечения торможения с jт необходимо такое распределение тормозных усилий между передними и задними колесами, при котором блокировка колес происходит одновременно. Так как современные тормозные системы ПА не обеспечивают точного соответствия между нормальной реакцией Rn колес и их тормозных усилий, то действительное значение jт меньше теоретически возможного в Kэ = 1,4–1,6 раз. Тормозной путь Sт при полной блокировке колес определяется как площадь, ограниченная кривой 1 за время t3 + t4 (см. рис. 7.9), т. е. t0 1 1 S т vdt v0 t 3 (v0 v1 )t 3 v1t 4 . 2 2 t1 t2 (7.54) После преобразования формулы (7.54) с учетом формулы (7.53) и tт 1–1,2 с формула для определения тормозного пути ПА примет вид: S т ( K э / 2)(v02 / g ) , (7.55) где v0 – скорость автомобиля перед торможением, м/с. Для предварительной оценки эффективности работы рабочей и запасной тормозных систем ПА проводят ходовые испытания. Испытания могут проводиться визуально по Sт и синхронности начала торможения колес при резком однократном нажатии на педаль (сцепление выключено), а также с использованием переносных приборов-деселерометров (или деселерографов). Диагностирование по тормозному пути Sт должно проводиться на ровном, сухом, горизонтальном участке дороги, свободном от движущегося транспорта. В соответствии с ГОСТ 25478–91 тормозной путь определяется при v0 = 11,1 м/с (40 км/ч). Для ПА с G = 3,5 т рабочая тормозная система должна обеспечить Sт 23 м, запасная – Sт 36,9 м. При отсутствии деселерометра (или деселерографа) ускорение jт вычисляется по формуле jт = v02/Sт, (7.56) где v0 в м/с; Sт в м. Для ПА с G > 3,5 т рабочая тормозная система должна обеспечить jт 4,0 м/с2, запасная – jт 2,1 м/с2. Тормозной путь Sт и установившееся замедление jт должны обеспечиваться тормозными системами ПА с G > 3,5 т при усилии на педали тормоза не более 0,7 кН (70 кгс). 297 Пожарная техника Стояночная тормозная система должна обеспечивать стоянку ПА на уклоне i < 18 % при усилии на рычаге тормоза не более 0,4 кН (40 кгс). Вспомогательная тормозная система должна обеспечивать движение ПА на спуске с i = 7 % протяженностью 7 км с постоянной скоростью не более 30 км/ч. 7.2.2. Устойчивость и управляемость пожарного автомобиля Тягово-скоростные свойства ПА определяют потенциальную, т. е. предельно возможную скорость следования ПА к месту вызова. Устойчивость и управляемость ПА ограничивают vmax в зависимости от дорожных и транспортных условий. У с т о й ч и в о с т ь А Т С – способность АТС сохранять заданное водителем движение. Показатели устойчивости ПА характеризуют только возможности АТС без учета возможностей водителя по управлению автомобилем для реализации задаваемого движения. У п р а в л я е м о с т ь А Т С – способность АТС реагировать на воздействие водителя на органы управления (руль, педаль муфты сцепления, педаль тормоза, рычаг коробки передач). Показатели управляемости АТС характеризуют поведение системы автомобиль – водитель. Единых оценочных показателей устойчивости и управляемости АТС нет. «Исключить» водителя удалось только при одном виде испытаний на устойчивость – опрокидывание АТС на наклонной платформе. При всех других видах испытаний АТС на устойчивость и управляемость фактически оценивается поведение системы автомобиль – водитель. Поэтому сейчас принято говорить об устойчивости управления АТС, которую классифицируют: П о в и д у п о т е р и у с т о й ч и в о с т и управления (рис. 7.10, а, б, в): продольная; поперечная. По результату (проявлению) потери устойчивости у п р а в л е н и я (см. рис. 7.10): – опрокидывание (проявление – разгрузка колес одной оси или стороны автомобиля); – занос – скольжение колес относительно опорной поверхности, не выполняется условие (7.9); – отклонение от траектории движения (см. рис. 7.11, а) – траекторная устойчивость управления АТС; – отклонение от курса (направления) движения (рис. 7.11, б) – курсовая устойчивость управления АТС. 298 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля j v R3,4 H H Pφ2 (Gg) (Gg)n Gg Pj Gg Pφ1,2 Pφ1 R1,2 Pφ R34 R2,4 B β б a j Pj H Gg Pφ2,4 R1 R1,3 R2,4 B в Рис. 7.10. Потеря устойчивости управления автомобилем: а – на уклоне (продольная); б – на уклоне (поперечная); в – на повороте (поперечная) 2 4 2 _ v к _ v 3 1 1 v а T BК _ BК 2 4 3 б 1 2 Рис. 7.11. Потеря устойчивости управления автомобилем: а – траекторией; б – курсом; ВК – ширина разметки полосы движения; ∆1 – поперечное смещение; ∆2 – угловое смещение; 1 – центр полосы движения; 2 – разметка; 3 – автомобиль до потери устойчивости управления; 4 – автомобиль при потере устойчивости управления 299 Пожарная техника П о р е ж и м у д в и ж е н и я , при котором наступила потеря устойчивости управления АТС: статическая, динамическая. Устойчивость ПА против опрокидывания. Опрокидывание ПА может произойти из-за действия поперечной составляющей силы веса (Gg)τ при движении по косогору или из-за действия силы инерции Pj при движении на повороте. Опрокидывание ПА наступает при разгрузке колес одной стороны автомобиля, т. е. при R1,3 = 0 (рис. 7.10, б, в). Поэтому для движения ПА по косогору и на повороте необходимо выполнение соответственно двух условий: М 0 0; М 0 (Gg ) n ( B / 2) (Gg ) τ Н 0; ; (7.57) М 0 0; М 0 (Gg )( B / 2) (Gg ) τ Р j Н 0. (7.58) Так как (Gg)n = Gg cos, (7.59) (Gg) = Gg sin, (7.60) Pj= G (v2/R) (7.61) (R – радиус поворота ПА), то для движения ПА без опрокидывания необходимо выполнение условий: tg B/2H; v B / 2 H Rg , которые получены соответственно из формул (7.57) и (7.58). Отношение K = В/2 Н (7.62) (7.63) (7.64) называют коэффициентом устойчивости автомобиля против опрокидывания. Для определения K автомобиль устанавливают на наклонную платформу (см. рис. 7.10, б), замеряют угол , при котором произошла разгрузка колес одной стороны автомобиля, и затем по формуле (7.63) определяют численное значение K. Неравенства (7.58) и (7.59) составлены без учета деформации шин, подвески и кузова АТС, поэтому значения K, вычисленные по экспериментальному значению , на 10–15 % меньше, чем определенные по формуле (7.64). Для оценки эффективности мероприятий по обеспечению безопасности движения пожарных автоцистерн необходимо использовать другие виды испытаний на устойчивость управления АТС. Такими видами испытаний являются «поворот» и «переставка» (рис. 7.12). 300 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля При испытании «поворот» водитель ПА постепенно, от заезда к заезду, увеличивает скорость движения по прямой 1–2 (рис.7.12, а). На участке 2–3 водитель должен, не снижая скорости, пройти дугу поворота радиусом R = 30–60 м. При испытании фиксируется скорость, при которой на участке 2–3 происходит или отрыв колес одной стороны ПА от дороги, или занос, или выход ПА из коридора безопасности (под коридором безопасности понимается ширина разметки проезжей части дороги на повороте 30–60 м). _ v 4 4 3 3 _ v 2 2 _ _ v 1 v а б 1 Рис. 7.12. Определение предельной скорости пожарного автомобиля: а – на повороте; б – при смене полосы движения (обгоне); 1–2 – прямолинейное движение с – v-const; 2–3 – переходной участок; 3–4 – движение с постоянной скоростью и углом поворота управляемых колес При испытании «переставка» имитируется обгон или объезд ПА внезапного препятствия. Испытания проводятся аналогично испытанию «поворот», но на участке с иной разметкой (рис. 7.12, б). Испытание при длине «переставки» Lп = 12 м имитирует обгон в городских условиях движения, Lп = 20 м при движении за городом. Испытания «поворот» и «переставка» проводятся на специально оборудованных площадках автомобильных полигонов водителями, прошедшими курс специальной подготовки. Устойчивость ПА против заноса. Занос ПА может произойти из-за действия поперечной составляющей силы веса (Gg) при движении по косогору или из-за действия силы инерции Рj при движении на повороте. Занос колеса ПА наступает при невыполнении неравенства (7.63). Если Рк = Хn = 0, то, чтобы избежать бокового скольжения колес по косогору и при повороте, необходимо выполнение соответственно двух условий: (Gg) (Gg)n; (7.65) 301 Пожарная техника Рj Gg. (7.66) После преобразований формул (7.65) и (7.66) с учетом формул (7.59), (7.60) и (7.61) условия движения без заноса записываются в виде tgβ ; (7.67) v Rg . (7.68) Сравнение формул (7.62) и (7.67) и формул (7.63) и (7.68) позволяет заключить, что в большинстве случаев занос ПА будет предшествовать его опрокидыванию ( < K). Следовательно, опрокидывание ПА в реальных условиях может произойти при углах косогора и скоростях меньших, чем определенных экспериментально на стенде опрокидывания и при испытаниях «поворот» и «переставка». Поэтому угол косогора, который разрешается преодолевать ПА, уменьшается вдвое, т. е. [] < 0,5. 7.3. Проходимость и маневренность пожарного автомобиля Проходимость – способность ПА двигаться по заснеженным, мокрым и плохим (разбитым, размокшим) дорогам, бездорожью и преодолевать естественные (подъемы, спуски, косогоры) или искусственные препятствия без вспомогательных средств. Маневренность – способность ПА поворачиваться (маневрировать) на минимальной площади. Единого показателя, характеризующего проходимость и маневренность ПА, не существует. Проходимость и маневренность ПА зависит от его геометрических размеров и опорно-тяговых свойств, а также от конструкции трансмиссии (дифференциала, коробки передач) и механизма поворота управляемых колес. По проходимости АТС делятся на дорожные (обычной проходимости), повышенной и высокой проходимости. К дорожным относят АТС, предназначенные для преимущественного использования на дорогах с твердым покрытием. Обычно эти АТС являются неполноприводными (с колесной формулой 42); 62; 64 – первая цифра соответствует общему числу колес АТС, вторая – числу ведущих колес) с колесами дорожного рисунка шин и с простыми (неблокируемыми) дифференциалами. Автомобильные транспортные средства повышенной проходимости предназначены для движения по дорогам с твердым покрытием, вне дорог и для преодоления естественных препятствий. Обычно эти АТС являются полноприводными (с колесной формулой – 44; 66 и т. д.), имеют тороидные или широкопрофильные (реже арочные) шины с системой 302 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля регулирования давления воздуха. В трансмиссиях этих АТС часто применяют блокируемые дифференциалы. Автомобильные транспортные средства высокой проходимости создаются для преимущественного использования вне дорог. Эти АТС имеют полный привод ведущих колес и специальные шины (шины сверхнизкого давления, пневмокатки). Различают профильную и опорно-тяговую проходимость. Профильная проходимость характеризует способность АТС преодолевать неровности пути, препятствия и вписываться в дорожные габариты. Опорная проходимость – способность АТС двигаться по деформируемым грунтам. Контрольные вопросы 1. Перечислите показатели тягово-скоростных свойств ПА. Напишите дифференциальное уравнение прямолинейного движения ПА. 2. Общее передаточное число трансмиссии ПА. Формула для вычисления тяговой силы ведущих колес ПА. Расшифруйте. 3. Силы сопротивления качению колес ПА, подъему ПА, воздуху и инерции. 4. Уравнение силового и мощностного балансов ПА. 5. Динамический фактор и динамическая характеристика ПА. 6. Определение показателей тягово-скоростных свойств ПА по динамической характеристике. 7. Ускорение разгона ПА. 8. Показатели тормозных свойств ПА. 9. Показатели устойчивости и управляемости ПА. 10. Устойчивость ПА против заноса и опрокидывания ПА. Проходимость и маневренность ПА. 303 Пожарная техника Глава 8. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 8.1. Общие сведения Слово «эксплуатация» означает использование чего-либо для достижения каких-либо целей. Все пожарные автомобили эксплуатируют (используют) для проведения различных работ на пожарах и их тушения. При эксплуатации пожарных автомобилей расходуются горючесмазочные материалы, огнетушащие вещества, требуют замены некоторые виды пожарно-технического вооружения. Следовательно, после проводимых работ необходимо восстанавливать техническую готовность пожарных машин. Эксплуатация пожарных машин сопровождается снижением эффективности функционирования различных систем. Например, ухудшается работоспособность систем забора воды из естественных водоисточников, может уменьшаться подача пенообразователя и т. д., поэтому возникает необходимость в восстановлении их функционирования. При эксплуатации пожарных машин изнашиваются рабочие поверхности деталей их механизмов. Следовательно необходимо учитывать степень их изнашивания и разрабатывать мероприятия, способствующие уменьшению износа, обосновывать необходимость постановки машин в ремонт. Основой изнашивания является их трение. Общие сведения о трении. Трение – это механическое взаимодействие между твердыми телами, которое возникает в местах соприкосновения и препятствует относительному перемещению тел в направлении, лежащем в плоскости их соприкосновения. В зависимости от вида движения одного тела по отношению к другому различают трение скольжения и качения. Процесс трения характеризуется коэффициентом трения – отношением силы трения Ft (рис. 8.1) к приложенной нормальной силе Fn. Для металлических поверхностей трения f 0,08÷0,1. 2 Fn v 3 Д Ft 1 304 Fд Рис. 8.1. Контакт поверхностей трения: 1 – плита; 2 – ползун; 3 – динамометр Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Трение между телами, поверхности которых не смазаны, называется сухим трением, а при обильной смазке – жидкостным. В случае очень тонких слоев смазки оно называется граничным. Сухое трение происходит при работе тормозов, дисков трения сцепления, ременных передач. При трении поверхности деталей нагреваются. Коэффициент трения может достигать значения 0,15 и выше. Граничное трение проявляется при толщине адсорбированного слоя масла на поверхностях трения около 0,1 мкм. Коэффициент трения при этом достигает значений 0,01–0,1. Оно происходит при работе зубчатых передач, при скольжении поршневых колец по поверхностям гильз цилиндров в двигателях и т. д. Рабочие поверхности деталей шероховаты. Толщина слоя масла между ними неодинакова. В отдельных зонах поверхности разделены маслом, в других (точки а, б, с на рис. 8.2) слой масла может быть очень тонким. а б с Масло Рис. 8.2. Определение коэффициента трения Жидкостное трение наступает тогда, когда поверхности трения полностью разделены слоем масла. В этом случае коэффициент трения достигает величины 0,001. Этот режим трения может иметь место в подшипниках скольжения, зубчатых передачах. Трение рабочих поверхностей деталей основания – причина их изнашивания. В настоящее время имеется несколько классификаций изнашивания. В наиболее простом случае рассматривают истирание рабочих поверхностей, их схватывание (молекулярно-механическое изнашивание) и питтинг (осповидное разрушение). Истирание – наиболее распространенный вид изнашивания. Ему подвергаются рабочие поверхности всех сопряженных деталей. При этом с поверхностей трения удаляется металл, изменяются размеры деталей, увеличиваются величины зазоров между ними. Потери массы изнашивающейся детали невелики (несколько десятков граммов). Это не сказывается на прочности деталей. Однако они являются причиной замены деталей из-за потери массы, так как образующиеся зазоры в сопряженных деталях не обеспечивают нормального функционирования механизмов. Так, изнашивание поршневых колец и гильз цилиндров приводит к невозможности 305 Пожарная техника пуска двигателей (увеличение зазоров) и уменьшению развиваемой ими мощности. Изнашивание деталей уплотнения пожарных насосов приводит к невозможности создавать в них требуемую величину вакуума для забора воды и т. д. Схватывание поверхностей трения происходит вследствие молекулярного сцепления отдельных зон контактов поверхностей трения. Нагрузки на поверхностях контакта воспринимаются отдельными частями поверхностей зоны а, б, с (см. рис. 8.2). Они подвержены очень высокому давлению, которое выдавливает смазочный слой. Наступает сухое трение, локальное повышение температуры и схватывание поверхностей. Образующиеся мостики схватывания разрушаются, при этом увеличивается шероховатость поверхностей трения и их изнашивание. Этот процесс может иметь место на рабочих поверхностях трения зубчатых колес, в подшипниках скольжения. Питтинг – процесс выкрашивания металлических частиц в зонах высоких контактных нагрузок. Он имеет место в кольцах подшипников качения, поверхностях зубьев зубчатых колес. Его развитию способствует перегрузка механизмов, чрезмерный нагрев. Общая закономерность изнашивания. Изнашивание рабочих поверхностей деталей сопровождается увеличением зазора между ними. В течение срока службы механизма они изменяются по-разному (рис. 8.3). В новых машинах детали соединены с некоторым начальным зазором Δ0. Δпр в′ в б′ б Δобк Δ0 а L0 L′ L, км L Рис. 8.3. Общая закономерность изнашивания В начальный период эксплуатации интенсивность изнашивания деталей велика (аб). Происходит приработка (притирание) нагруженных поверхностей трения. Период L0 на практике ограничивается обкаткой новых и поступивших после ремонта машин. 306 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Продолжительность обкатки устанавливается заводом-изготовителем. При этом ограничивают на 40–50 % скорость движения пожарного автомобиля. Период бв – период нормальной эксплуатации. Период до достижения предельного состояния механизма Δпр называют долговечностью (L на рис. 8.3). Если условия обкатки сделать более жесткими, то ее продолжительность уменьшится (аб'). Но тогда изнашивание будет более интенсивным и долговечность уменьшится на величину вв', т. е. станет равной L'. Установленная долговечность механизмов может уменьшиться при нарушении режимов их эксплуатации и своевременного обслуживания. Становится также важной задача своевременно определить Δпр. При достижении Δпр изделие считается неисправным. Эксплуатация за пределами Δпр приводит к повышению интенсивности изнашивания и увеличению стоимости ремонта. Поэтому очень важно определять техническое состояние механизмов. 8.2. Особенности эксплуатации пожарных автомобилей Пожарные автомобили как и грузовые автомобили эксплуатируются на всей территории страны в различных категориях условий эксплуатации и природно-климатических условиях (см. гл. 1). Однако режимы их работы существенно различаются. Грузовые автомобили закреплены за водителями. Транспортные функции они выполняют, как правило, только в одну смену. При этом за редким исключением величина пробега автомобиля равна величине пробега без груза. В нерабочую смену они содержатся либо в гаражах, либо вне гаражей на специально оборудованных стоянках. Перед выездом по наряду их двигатели прогревают, а зимой специально разогревают до температуры охлаждающей жидкости, обеспечивающей их запуск и быстрый выход на эксплуатационный режим. В отличие от грузового автомобиля пожарные автомобили не имеют холостых (без груза) пробегов. Так, все специальные ПА загружены пожарным оборудованием, цистерны заполняют водой в районе тушения пожара. Исключение составляют пожарные автомобили со специальными огнетушащими веществами (порошки, пенообразователь, газ). Пожарные автомобили, как правило, эксплуатируют посменно тремя караулами. Они всегда размещаются только в гаражах пожарных частей в готовности к немедленному следованию по вызову на тушение пожара. Из изложенного следует, что ПА эксплуатируются в трех режимах: во время дежурства в гараже пожарной части, транспортном режиме при 307 Пожарная техника следовании на пожар и возвращении в пожарную часть и в режиме тушения пожара. При этом следует отметить, что в режиме дежурства в гараже и тушении пожара пожарный автомобиль находится в стационарном положении и двигатель может работать на холостом ходу или под нагрузкой. Режим дежурства. В этом режиме состояние ПА должно быть таким, чтобы его расчет занял свое место и в течение одной минуты начал следование на пожар. Это требует, чтобы ПА были технически исправными. Это означает, что каждый ПА должен быть укомплектован ПТВ, которое надежно закреплено; его цистерны и баки должны быть заполнены огнетушащими веществами; топливные баки содержать необходимое количество топлива, а тепловое состояние двигателя позволяло бы осуществить его надежный пуск и начать движение. Техническую готовность ПА к использованию (эксплуатации) обеспечивает дежурный караул, а проверяет караул, заступающий на дежурство. Работы по подготовке ПА к сдаче смены и ее проверке составляют содержание работ ежедневного технического обслуживания (ЕТО). В перечень работ при ЕТО входят запуск двигателя для проверки его технического состояния и проверка герметичности пожарного насоса. Проведение этих двух операций сопровождается значительным расходом топлива и ресурса двигателя. Для обеспечения надежного запуска двигателя без его предварительного прогрева установлена минимальная температура его охлаждающей жидкости, равная 16 °С. Такое минимальное значение должна иметь температура воздуха в гараже. Запуск непрогретого двигателя сопровождается износом его деталей, т. е. сокращением срока службы. Так, было установлено, что один запуск двигателя сопровождается сокращением его срока службы S, км, выражаемого зависимостью S 270 , t 40 (8.1) где t – температура охлаждающей жидкости в двигателе, °С. Легко определить, что при t = 16 °С значение S = 4,82 км. При ежедневном запуске двигателя при средней температуре, равной 16 °С, в течение 9-ти лет срока службы автомобиля его пробег составит около 16 000 км. На эту величину уменьшится его срок службы. Поэтому становится важным стремиться увеличивать t, например, используя электроподогрев. Применение электроподогрева может быть полезным при эксплуатации ПА в режиме дежурства объектовых пожарных частей при выполнении на объектах технологических операций, ремонтных работах и т. д. При этом будет исключено включение двигателей для прогрева в зимних условиях и т. д. 308 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Проверка двигателя и пожарного насоса в гаражах сопровождается большим расходованием топлива для двигателей. Рассмотрим это на примере 100 ПА, эксплуатируемых в течение года. Расход топлива Qт, л, определим зависимостью Qт N ПА nд (qхх τ хх qПН ), (8.2) где Qт – расход топлива, л; NПА – количество ПА (примем 100); nд – количество дней в году; qхх – расход топлива на холостом ходу, л/мин; τхх – продолжительность работы на холостом ходу, мин; qПН – расход топлива на проверку герметичности ПН, л, на одну проверку. По нормативам и опыту эксплуатации примем nд = 365 дней; qхх = 0,15 л/мин; τхх = 3 мин; qПН = 0,3 л. Подставив эти значения в формулу (8.2), получим Qт = 27375 л. При стоимости 1 л бензина, равной 18 руб., затраты на топливо составят сумму 492 750 руб. На весь парк пожарных автоцистерн эта сумма составит более 64 млн рублей в год. Это топливо сгорает в гаражах, загрязняя их атмосферу. Одним из путей уменьшения его расходования является совершенствование конструкции насосов. Так, внедрение на автоцистернах пожарных насосов с приводом вакуумных шиберных насосов от аккумуляторных батарей почти в два раза сократит расходы топлива. Соблюдение нормативного времени продолжительности работы двигателя на режимах холостого хода также приводит к экономии топлива. Режим следования на пожар. Это транспортный режим работы двигателя пожарного автомобиля. От скорости движения ПА во многом зависит начало тушения пожара и величина ущерба от него. Действительно, для большинства ординарных пожаров отмечается два периода его развития (рис. 8.4). в 200–300 t, С° а I период II период τ, мин Рис. 8.4. Принципиальная схема развития пожара 309 Пожарная техника В первой из них происходит разогревание горящих предметов и уже при 200–300 °С образуются продукты разложения и интенсивность горения сильно увеличивается. Пропорционально повышению температуры увеличивается ущерб от пожара. Вот поэтому необходимо прибытие ПА на пожар в течение первого периода. Продолжительность следования на пожар зависит от технического состояния двигателя, начальной температуры его охлаждающей жидкости, знания особенностей характеристики маршрута следования на пожар и квалификации водителя. В зависимости от этих факторов, а также величины радиуса выезда время следования может находиться в пределах 5–10 минут. При следовании в другие районы или на крупные пожары в близлежащие населенные пункты или города оно может достигать десятков минут или нескольких часов. Особенность этого режима эксплуатации ПА состоит в том, что его двигатель прогревается в пути следования. Об интенсивности прогрева двигателя можно судить по рис. 8.5. t, °C 100 100 1 8080 6060 2 3 40 40 4 20 20 0 0 0 55 10 10 15 15 20 20 25 25 τ, мин Рис. 8.5. Прогрев блока двигателя при движении АЦ-40(130) 63Б при следовании на пожар: летом: 1 – при tдв = + 50 °С; 2 – при tдв = + 20 °С; зимой: 3 – при tдв = + 50 °С; 4 – при tдв = + 10 °С Прогрев блока двигателя АЦ-40(130)63Б при ее следовании по вызову, как следует из рис. 8.5, происходит с различной скоростью в зависимости от двух факторов: начальной температуры блока цилиндров (кривые 1 и 2) при температуре наружного воздуха +25 °С и зимой – при –25 °С (кривые 3 и 4). 310 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Таким образом, можно утверждать, что даже в летних условиях температура блоков двигателя достигает величины, близкой к 80 °С через 5 мин (кривая 1) и через 10 мин близкой к 80 °С (кривая 2). В зимних условиях АЦ прибывает в район вызова с непрогретым двигателем (кривая 4). Нагрев двигателя оказывает основное влияние на возможную скорость следования на пожар. Это следует из рис. 8.6, на котором обозначения кривых соответствуют условиям, указанным на рис. 8.5. V, км/ч 5050 2 1 3 4040 3030 4 2020 1010 00 55 10 10 15 15 20 20 τ, мин Рис. 8.6. Изменение скорости движения АЦ-40(130) 63Б при следовании на пожар: летом: 1 – при tдв = + 50 °С; 2 – при tдв = + 20 °С; зимой: 3 – при tдв = + 50 °С; 4 – при tдв = + 10 °С В этих случаях испытания проводились на одном и том же маршруте одним и тем же водителем. При следовании АЦ-40(130)63Б на пожар в первые 5–6 км пути расход топлива превышает нормативный на 60–80 % и только после 10 км пробега достигает нормативного. На АЦ с дизелем оно достигает трехкратного значения. Режим прогрева двигателя при следовании на пожар неблагоприятен еще и тем, что его работа при относительно низких температурах головок блока сопровождается повышенным расходом топлива. Особенно важно и то, что в транспортном режиме автомобиля приходится часто его тормозить, осуществлять разгон и т. д. Это обусловливает переменные режимы работы двигателя, а при этом интенсивность износа его деталей в 2–3 раза 311 Пожарная техника выше интенсивности износа в стационарном режиме работы. Именно это является одной из причин уменьшения продолжительности эксплуатации пожарного автомобиля до капитального ремонта. Второй причиной является то, что двигатель при температуре охлаждающей жидкости на 20–30 °С ниже эксплуатационных режимов (70–90 °С) изнашивается с интенсивностью в 5–6 раз большей, чем при 80 °С. Норматив пробега пожарного автомобиля L, км, до капитального ремонта определяют по формуле, приведенной ниже Lкр LГА кр aK1 , ГА (8.3) где Lкр – норматив эксплуатации грузового автомобиля, км; а – коэффициент, учитывающий влияние прогрева двигателя при следовании на пожар, равный 0,9; K1 – коэффициент, характеризующий третью категорию эксплуатации, равный 0,8. Легко определить, что в рассматриваемом случае при пробеге ГА грузового автомобиля до капитального ремонта, равного Lкр = 300 000 км, пробег пожарного автомобиля до капитального ремонта равен приблизительно 170 000 км. Установленный норматив пробега пожарного автомобиля относится только к третьей категории эксплуатации пожарного автомобиля и для условий умеренного климата. Для иных категорий эксплуатации и природно-климатических условий производится его корректировка (см. гл. 1). При следовании на пожар с максимальной возможной скоростью ПА приходится часто тормозить, разгонять или обгонять другие транспортные средства. Это одна из причин дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Средний уровень опасности перевозок автомобильным транспортом в СССР характеризовался величиной 0,305 ДТП/млн км; а по пожарной охране – 1,63 ДТП/млн км. Это различие ДТП характеризует пожарный автомобиль как объект повышенной опасности среди участников дорожного движения. Повышение безопасности движения ПА обусловлено его надлежащим техническим состоянием и высокой квалификацией и дисциплиной водителей. Режим тушения пожара. По прибытию АЦ к месту вызова может быть начато тушение пожара с забором воды из ее цистерны или от водопроводной сети. В обоих случаях АЦ находится в стационарном состоянии, а ее двигатель расходует мощность на привод пожарного насоса. Так как АЦ находится в стационарном (нетранспортном) состоянии, то сильно изменяются условия охлаждения двигателя. При этом 312 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин возможны два последствия. Летом при больших подачах насоса на некоторых АЦ возможен перегрев двигателя и увеличение износов его деталей. В зимних условиях при малых подачах насоса происходит охлаждение двигателя, сопровождаемое также повышением износа деталей цилиндров двигателя и его поршневых колец. Продолжительность тушения пожаров характеризуется временем от десятков минут до нескольких часов. На крупных пожарах это время может исчисляться многими часами. Учет работы пожарного насоса фиксируют в часах – τ, час. Таким образом, оказалось, что пробег пожарного автомобиля фиксируют в километрах – Sсп, км, а работу пожарного насоса – в часах. Было установлено, что один час работы двигателя на пожарный насос равноценен пробегу пожарного автомобиля, равного 50 км. Следовательно, можно записать S S сп 50 τ, (8.4) где S – общий пробег автомобиля, км; Sсп – пробег пожарного автомобиля в транспортном режиме, км; τ – работа пожарного насоса, час. Обобщая опыт эксплуатации пожарных автоцистерн, было определено, что по стране величина Sсп – 3500–4000 км, а значение τ = 100–120 час. Подставляя приведенные значения Sсп и τ в формулу (8.4) легко установить, что приведенные значения Sкр = 50τ, км, превышают значения Sсп. Однако, так как интенсивность изнашивания деталей двигателя в транспортном режиме более высокая, то и конечная величина износов в этом режиме будет значительно большей. Мощность двигателей пожарных автомобилей достаточно большая – 80–170 кВт. Мощность потребителей энергии относительно невелика (кроме автолестниц). На автоцистерне самым большим потребителем мощности является пожарный насос. В зависимости от величины подачи насоса и развиваемых ими напоров потребляемая ими мощность изменяется в широких пределах. Поэтому становится важным рассмотреть согласование режимов работы двигателя пожарного автомобиля и его потребителей. 8.3. Согласование режимов эксплуатации двигателя пожарного автомобиля и потребителей мощности Потребителями энергии двигателей пожарных автомобилей могут быть генераторы электрического тока, лебедки, компрессоры, приводы механизмов пожарных автолестниц и автоколенчатых подъемников, а также пожарные насосы на автоцистернах и автонасосах. 313 Пожарная техника Мощность потребителей энергии на пожарных машинах сравнительно небольшая, да и эксплуатируются они в основном (кроме пожарных насосов) при постоянных скоростных режимах. Поэтому согласование режимов их эксплуатации и двигателя в основном осуществляется по скоростным параметрам. Рассмотрим это на следующем примере (рис. 8.7), (см. также рис. 1.6). Me max М, Нм 3 Ne, кВт Nemax 1 K N, кВт 4 Nп 0,7 Nemах 2 б а nм 0,75nN nк nN n, об/мин Рис. 8.7. Согласование режимов работы двигателя и потребителя: 1 – внешняя скоростная характеристика двигателя; 2 – частичная характеристика; 3 – крутящий момент; 4 – уровень мощности потребителя На этом рисунке кривая 2 является частичной скоростной характеристикой, ограничивающей мощность двигателя при его работе в стационарном режиме. Кривая 3 характеризует крутящий момент, соответствующий частичной скоростной характеристике (кривая 2). Прямая 4 характеризует максимальную мощность потребителя. Диапазон скоростных его режимов от nм до nк может быть рекомендован для привода потребителя. Зная обороты вала потребителя nп и выбранные обороты двигателя nдв, определяют передаточное отношение привода: i nп . nдв (8.5) Более сложным является согласование режимов эксплуатации пожарных насосов и двигателей. Пожарные насосы эксплуатируются в широком интервале величин развиваемых ими напоров и подач воды. 314 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Изменение от максимальных до минимальных значений величин напоров и подач воды образуют поле мощности эксплуатации насосов. Естественно, что каждой точке этого поля будет соответствовать величина потребляемой мощности. Вот эти мощности и необходимо согласовать с полем мощности, отдаваемой двигателем в стационарном режиме эксплуатации пожарной автоцистерны. Для осуществления процедуры согласования необходимо знать зависимости напоров Н, м, развиваемых насосами, от величин подачи Q, л/с.Такие зависимости H = f(Q) при заданной величине высоты всасывания hвс = 3,5 м и постоянных оборотах вала насоса получают экспериментально. При этом, естественно, определяют мощность N = f(Q) и значение коэффициента полезного действия. Было установлено, что изменение Н, N и η в зависимости от величины Q можно выразить аналитически: уі = Ai + BiQ – CiQ2, (8.6) где i = 1 – величина напора, м вод. ст.; i = 2 – величина потребляемой мощности, кВт; i = 3 – значение коэффициента полезного действия; Q – подача насоса, л/с. Значения постоянных А, В и С приводятся в справочных пособиях1. При определении мощности N, потребляемой пожарным насосом, необходимо учитывать ее потери в трансмиссии. При этом будет определена мощность, отдаваемая двигателем. Потери мощности учитываются коэффициентом полезного действия трансмиссии: тр кз.п кк.в кп.о , (8.7) к где ηкз.п = 0,97 – КПД зубчатой передачи; ηк.в = 0,99 – КПД карданного вала; ηп.о= 0,99 – КПД промежуточной опоры; к – количество зацеплений зубчатых колес или опор карданного вала. С учетом КПД трансмиссии насоса потребляемая им мощность Nн равна N н' Nн , (8.8) η тр где N'н – мощность, вычисленная по формуле (8.6). Значения Н, N и η, вычисленные по формулам (8.6) и (8.8), характерны только при одной скорости nн вала насоса. Они изображены кривыми ав и a'в' на рис. 8.8. 1 1. Пожарная техника: Учебник / Под ред. Безбородько М. Д. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. –222 с. 2. Безбородько М. Д. Методика выполнения РГР. Согласование режимов работы центробежного насоса с двигателем ПА. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. 315 Пожарная техника Для того чтобы определить поле мощности, потребляемой насосом, необходимо построить зависимости Н = f(Q) и N = f(Q) при частотах вращения вала nн2 и nн3. Предположив, что подача воды насосом возможна при 0,5 Нном, выбирают величину nн3. Это соответствует nн3 0,65 nн1. Величину nн2 выбирают в интервале от nн1 до nн3. Обозначим выбираемую скорость nх, тогда соответствующие ей значения Q, Н и N определим на основании формулы теории подобия: 2 Н x nx ; H1 n1 Qx nx ; Q1 n1 3 N x nx . N1 n1 (8.9) Вычисленные значения Нх и Nх при различных скоростях nN изображают, как показано на рис. 8.8. Поле а'b'dc' характеризует потребляемую насосом мощность. Для сопоставления отбираемой от двигателя мощности и мощности, потребляемой насосом, необходимо согласовать частоты вращения вала двигателя nдв с частотами вращения nн вала насоса. Это согласование осуществляется коробкой отбора мощности по формуле передаточным отношением i nдв 0,75nN , nн1 nн1 (8.10) где nN – частота вращения вала двигателя при максимальной мощности, об/ мин; nн1 – номинальная частота вращения вала насоса, об/мин. H, м nN1 nN2 0,75nN nN3 nN2 0,7 Nеmax n, об/мин nN3 nN Nеmax nN1 N, кВт N, Hм Рис. 8.8. Согласование режимов работы двигателя и пожарного насоса 316 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Используя передаточное отношение, легко находим частоты вращения вала двигателя, соответствующие скоростям вала насоса n1 = inн1, n2 = inн2 и т. д. Полученные значения частот вращения вала двигателя устанавливаем на оси частот вращения двигателя в третьем квадранте графической схемы расчета. Затем в этом квадранте строим внешнюю скоростную характеристику двигателя и, как указывалось выше, определяем точку K. Из точек n1, n2 и n3 на оси абсцисс опускаем перпендикулярные прямые. На них с помощью горизонтальных прямых c'...c'', d'...d'' и т. д. находим точки a" e" c" d" f" b". Соединив эти точки отрезками прямых и кривых линий, определяют поле мощности, потребляемой насосом. Если имеется запас мощности в точке «K», то двигатель пожарного автомобиля будет эксплуатироваться без перегрева. В противном случае необходимо будет в систему охлаждения двигателя включать теплообменник. Такие теплообменники устанавливаются на автоцистернах с двигателем ЗИЛ и ГАЗ. Поле мощностей, затрачиваемых на транспортный режим ПА и мощностей, потребляемых насосом (см. рис. 8.8), сильно различаются по величине. Поэтому становится важным детально рассмотреть особенности их сочетаний на примере согласования полей мощности дизеля ЯМЗ-236 и пожарного насоса ПН-40УВ. Пример этого согласования представлен на рис. 8.9. Кроме внешней характеристики 1 и поля 2 мощностей, потребляемых пожарным насосом на рис. 8.9, представлены линии 3 одинаковых удельных расходов топлива (изолинии). У каждой из них указаны величины расходов топлива в г/кВт мощности. Индексы точек a b c d поля мощностей идентичны индексам a" b" c" d" на рис. 8.8. Следовательно, прямые a b и c d указывают, что увеличение подачи воды насосом сопровождается уменьшением удельного расхода топлива. Так, при максимальном значении напора, развиваемого насосом и подачах 4 и 40 л/с удельные расходы и подачи соответственно равны 300 и 225 г/кВт, т. е. различаются на 33 %. При наименьших величинах напоров и тех же расходах они составят 38 %. Удельные расходы топлива также уменьшаются и при увеличении напоров (при постоянных расходах воды) от с к а и от d к b (см. рис. 8.8). Различие в удельных расходах топлива на режимах работы пожарного насоса с наименьшими значениями напоров и подач, развиваемых им и их наибольшими значениями (точки с и b) составляют более 70 %. Величины подач воды и напоров, развиваемые при этом ПН, сочетаются самым невероятным образом. Величины подач воды пожарными насосами до 10 л/с составляют около 85 %. При этом около 65 % составляют подачи менее 5 л/с. Величины напоров, развиваемых ПН до 70 м, составляют до 70 % всех случаев. 317 Пожарная техника Мощность двигателя, N, кВт На основании обобщения опыта тушения пожаров можно считать, что большинство из них тушат при подаче воды не более 20 л/с. Исходя из изложенного, на рис. 8.9 отметим точки d' и b', характеризующие величины подач насосом, равные 20 л/с. Следовательно, на рис. 8.9 площадь, ограниченная линиями, соединяющими точки c d' b' a , характеризует большинство режимов эксплуатации ПН. 150 СО, г/кг топлива 3 225 100 1 b 250 b' 2 50 300 d a' c а 375 0,5 800 1200 1600 2000 Частота вращения коленчатого вала, n, об/мин Рис. 8.9. Совмещение характеристики полей мощности дизеля ЯМЗ-236 и пожарного насоса ПН-40УВ: 1 – внешняя скоростная характеристика дизеля ЯМЗ-236; 2 – поле мощностей, потребляемое пожарным насосом ПН-40УВ; 3 – изолинии удельных расходов дизельного топлива На площади d' d b b' ПН эксплуатируются только в случае, когда вода подается насосами по ряду последовательно установленных автоцистерн. То есть осуществляется перекачка воды от водоисточника к очагу пожара рядом c последовательно соединенными рукавными линиями автоцистерн. Возможен также вариант, когда используется лафетный ствол и одновременно с ним вода подается несколькими стволами. Удельные расходы топлива, указанные на рис. 8.9, получены при температурах охлаждающей жидкости двигателей 80–90 °С. При более низких ее значениях они значительно увеличиваются. В случаях, когда техническое состояние подачи топлива в двигатель не соответствует 318 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Мощность двигателя, N, кВт нормативным требованиям, удельные расходы топлива могут увеличиваться на 50 % и более. Требуемое тепловое состояние двигателя и соответствующее нормативам его техническое состояние – основные факторы рациональной экономии расхода топлива. Сгорание топлива в двигателе сопровождается образованием отработавших газов (ОГ). В их состав входят различные вещества. Наиболее важные из них сажа (углерод – С), оксид углерода СО, углеводороды СхНх, окислы азота NОх, бензпирен С24Н12 и другие. Их содержание в отработавших газах зависит от расхода топлива и, следовательно, от режима работы двигателя. Изолинии содержания СО, выраженные в г/кг, сгоревшего топлива представлены на рис. 8.10 (основа этого рисунка аналогична на рис. 8.9). Можно утверждать, что содержание СО в точках а и b примерно одинаковы – 0,25 г/кг сгоревшего топлива. В точке d его содержание равно уже 0,5 г/кг·т, а в точке с достигает 1,0 г/кг·т. Это хорошо корреспондируется с удельными расходами, представленными на рис. 8.9. 150 СО, г/кг топлива 100 0,25 1 b 2 50 0,75 1,0 1,25 d c а 3 0,5 800 1200 1600 2000 Частота вращения коленчатого вала n, об/мин Рис. 8.10. Содержание СО в отработавших газах дизеля: 1 – внешняя характеристика дизеля ЯМЗ-236; 2 – поле мощностей, потребляемое насосом ПН-40УВ; 3 – изолинии выбросов СО, г/кг топлива 319 Пожарная техника Удельное содержание в ОГ других веществ представлены в табл. 8.1. Таблица 8.1 № п/п 1 2 3 4 5 Наименование веществ Сажа (углерод С) Углеводороды Оксид углерода СО Окислы азота Бензпирен Режимы (на рис. 8.9) b c d Размерность a г/кг г/кг г/кг г/кг мг/кг 0,1 0,25 0,6 0,1 < 0,1 0,4 < 0,25 1,0 0,6 < 0,1 < 0,1 0,4 0,2 0,5 0,2 0,25 Из анализа этой таблицы следует, что при малых подачах ПН и напорах, развиваемыми ими, содержание анализируемых веществ в ОГ увеличивается в 2–4 раза, по сравнению с минимальными выбросами. Только выбросы окислов азота NОх в площади режимов работы двигателя на насос тем больше, чем выше частота вращения вала и величины развиваемого двигателем крутящего момента (мощность двигателя). Из анализа этой таблицы также следует, что режимы эксплуатации двигателя находятся в зоне минимальных удельных выбросов сажи (углерода – С). Приводимые результаты выбросов различных веществ, характеризующие токсичность ОГ, получены при испытании двигателей, устанавливаемых на специальном стенде. При проверке нового автомобиля в специальной лаборатории допуск на содержание СО в отработавших газах двигателя составляет 20 %, а по СН – около 30 %. При испытании даже подготовленного автомобиля допуск по выбросу вредных веществ достигает 40 % и более. Для автомобилей, находящихся в эксплуатации, нестабильность результатов определения вредных веществ достигает еще больших величин. На образование и выброс вредных веществ большое влияние оказывает техническое состояние двигателей и температура охлаждающей жидкости. Так, неисправность одной форсунки приводит к увеличению образования СО на 25–50 %, а СНх – на 50–100 % и т. д. При эксплуатации АЦ содержание токсичных веществ в ОГ ДВС может превышать требования стандартов в несколько раз. Содержание оксида углерода в ОГ на различных режимах эксплуатации ДВС и ПН также различается в десятки раз. При снижении температуры охлаждающей жидкости, особенно зимой, увеличиваются расходы топлива и, следовательно, выбросы вредных веществ, содержащихся в ОГ. Так, при пониженной температуре охлаждающей жидкости превышение показателей токсичности по выбросу СО может достигает 80 %, СН – 40 % и NОх до 12 %. Для всех выбросов различных токсичных веществ всеми пожарными автомобилями страны невелики по сравнению с загрязнением атмосферы всеми автотранспортными средствами. Однако есть два обстоятельства – 320 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин очень важные. Первое из них состоит в том, что все системы выпуска ОГ двигателями сосредоточены в кормовой части ПА. В большинстве АЦ нашей страны органы управления ДВС и пожарными насосами размещаются также в кормовой их части. Оператор, управляющий ПН, также находится в кормовой части АЦ, то есть в зоне выброса всех токсичных веществ. Кроме этого, АЦ могут находиться в зонах, загрязненных продуктами горения на пожарах. Они могут быть крайне разнообразными как по компонентам, так и по токсичности. Во-вторых, двигатели ПА ежедневно запускают при проверке их технической готовности. При этом ОГ, поступая в гараж, загрязняют атмосферу. Поэтому необходимо обеспечивать их отвод и работу вентиляции в гаражах. Сильно загрязняется атмосфера гаражей при проверке герметичности ПН с помощью газоструйных вакуумных аппаратов. Они, как известно, приводятся в работу ОГ двигателя. В перспективе это будет полностью исключено, так как для ПН нового поколения разработана система вакууммирования с приводом от аккумуляторных батарей. 8.4. Изменение технического состояния (ТС) систем и механизмов пожарных автомобилей Эксплуатация ПА сопровождается двумя процессами. Первый из них – это расходование ОВ, ГСМ и других эксплуатационных материалов. Это основная причина снижения технической готовности ПА. Она восстанавливается после каждого тушения пожара или учения. Второй процесс более сложный, он сопровождается изнашиванием рабочих поверхностей деталей механизмов и систем ПА. Это и обусловливает изменение основных показателей (параметров) технических характеристик. Технические характеристики ряда элементов систем могут изменяться не только вследствие изнашивания рабочих поверхностей деталей, но и по другим причинам. Такими причинами могут быть загрязнение фильтров различных систем (например, система смазки), уменьшение подачи пожарного насоса по причине перекрытия проточных каналов рабочего колеса механическими примесями и т. д. Все системы и механизмы ПА обладают оптимальными параметрами (П) технических характеристик. Эти параметры не остаются постоянными на протяжении срока службы машин. Отклонение их от номинальных (первоначально установленных значений) характеризует изменение технического состояния систем и механизмов. 321 Пожарная техника Для систем и механизмов машин устанавливают начальное значение параметров П0, предельно допустимые Ппд и допустимое Пд. При достижении значений Пд изделие становится неработоспособным, поэтому устанавливают срок его обслуживания, равный величине Ппд. Процесс нормального функционирования систем и механизмов во времени неодинаков. Так, изменение П в большинстве систем регламентируется временем (или величиной пробега ПА в км), в течение которого система будет нормально функционировать. Первоначальные значения П, изменяющиеся при эксплуатации ПА, могут восстанавливаться. К таким системам относятся системы подачи топлива, фильтрации масла, подачи пенообразователя и т. п. В этом случае изменение П и его восстановление можно иллюстрировать, как показано на рис. 8.11. Параметр П может изменяться от П0 до Пд, как показано на участке аб'. Однако его восстановление производят при достижении Ппд (отрезок бв). При этом могут производиться регулировочные работы (например, регулирование форсунок дизеля) или работы по промывке систем (например, топливных фильтров или пеносмесителя). Таким образом, эти системы требуют периодического обслуживания. Оно производится либо по значению измеряемого параметра Ппд, либо по величине пробега ПА. Аналогично описанному изменяются параметры характеристик механизмов. Для них такими параметрами могут быть мощность двигателя N, кВт, подача насоса Q, л/с, и величина напора, развиваемого двигателем, и др. Снижение П (точка а) ниже допустимого Ппд (точка б) приводит к функциональному отказу: невозможно забрать воду насосом из водоема, невозможно запустить двигатель и т. д. П П0 а 1 2 в П Пн а б Ппд Пд б′ б Ппд б′ Пд Lобсл L, км Рис. 8.11. Изменение П системы: 1 – изнашивание; 2 – восстановление 322 Ремонт L, км Рис. 8.12. Изменение П механизма Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Параметры характеристик механизмов изменяются значительно медленнее, чем у их систем. Как правило, при достижении Ппд требуется ремонт механизма (рис. 8.12). Все же основной причиной изменения технического состояния является изнашивание рабочих поверхностей деталей. Интенсивность изнашивания деталей машин зависит от многих факторов. Различные детали изнашиваются неодинаково и с различными последствиями. В результате изнашивания рабочих поверхностей деталей увеличиваются зазоры в их сопряжениях. Именно они и характеризуют утечку рабочих газов из камер сгорания двигателей, уменьшение подач воды пожарными насосами или гидравлических жидкостей в системах управления автолестниц. Поэтому рассмотрим изнашивание деталей ряда типичных механизмов ПА. Двигатели. Наибольшее влияние на изменение технического состояния двигателей оказывает изнашивание рабочих поверхностей гильз цилиндров и поршневых колец. Износы гильз цилиндров и поршневых колец зависят не только от скоростных и нагрузочных режимов двигателя, но и от его теплового состояния, а также наличия в воздухе пыли (абразива) и влаги. При высоких температурах охлаждающей жидкости износ гильз цилиндров увеличивается (рис. 8.13) вследствие уменьшения вязкости масла. С понижением температуры вязкость масла увеличивается, но одновременно с этим увеличивается в 4–5 раз износ. Это обусловлено коррозионными процессами вследствие конденсации продуктов сгорания (область б). В их состав входят окислы серы, образующиеся из сернистых соединений, содержащихся в топливе. Они с влагой образуют кислоты, особенно активные в дизелях. При t > 90 ºС износ увеличивается вследствие уменьшения вязкости масла (перегрев – область а). Износ б а Δmin 80 90 t, ºС Рис. 8.13. Влияние температуры охлаждающей жидкости двигателя на износ его цилиндров 323 Пожарная техника По высоте гильзы цилиндров износ различен (рис. 8.14). Наибольшее его значение имеет место в зоне верхней и нижней мертвых точек. Вследствие износа гильз цилиндров и особенно поршневых колец увеличиваются зазоры Δ в их стыках. Изнашиваются и канавки поршневых колец. Из-за этого в такте сжатия часть воздушного заряда утекает в картер. Поэтому уменьшается давление Рс в конце такта сжатия и понижается температура tс сжимаемого заряда воздуха. Это затрудняет пуск двигателя. После воспламенения топлива в такте рабочего хода часть газов проходит в картер двигателя, не совершая работы. Вследствие этого снижается мощность, развиваемая двигателем. Изнашивание других деталей (коленчатый вал, детали гидрораспределителя и др.) сказывается на уменьшении мощности в меньшей степени. Износ цилиндров, деталей топливоподающей аппаратуры дизелей является одной из причин повышенного расхода топлива. ВМТ Δ2 Δ1 1 НМТ Рис. 8.14. Износ гильз цилиндров: 1 – эпюра износа Пожарные насосы. Техническое состояние пожарных насосов ухудшается вследствие изнашивания щелевых уплотнений, подшипников качения, поверхностей вала в зоне контакта с резиновыми манжетами, деформации шпонок, соединяющих вал с рабочим колесом. Большое влияние на техническое состояние насоса оказывает перекрытие проточных каналов колес твердыми телами. Первоначальный зазор в щелевых уплотнениях равен 0,2–0,3 мм (рис. 8.15). Потоком циркулирующей жидкости поверхности щелевых колец изнашиваются, зазор между ними увеличивается до 1–1,5 мм. Особенно интенсивно кольца изнашиваются, если вода содержит абразив. Увеличение зазора усиливает циркуляцию воды. Подача Q, л/с, и развиваемый насосом напор Н, м, уменьшаются. 324 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин 5 6 4 Рис. 8.15. Уплотнение насоса: 1 – вал; 2 – корпус манжетного уплотнения; 3 – корпус насоса; 4 – щелевое уплотнительное кольцо; 5 – крышка насоса; 6 – рабочее колесо; 7 – шпонка 4 3 2 1 7 Поток циркулирующей жидкости направлен перпендикулярно потоку всасывания. Это уменьшает живое сечение всасываемого потока на 25–30 %, увеличивает внутренние потери и снижает КПД насоса. Уменьшается Q и Н также при перекрытии проточных каналов насоса твердыми телами (камни, щепки и т. д.). Для частоты вращения n, об/мин, рабочего колеса насоса, близкой к номинальной, изменения Н, м, и Q, л/с, описываются уравнениями: Н = 25,28 + 2,88·10-2 n – 12,12b – 1,36·10-2; Q = 5,15 + 1,31·10-2 n – 2,56b – 0,318·10-2, (8.11) где b – зазор в уплотнении, мм; – уменьшение площади проточных каналов, мм2. Влияние увеличения площади перекрытия каналов на Q и Н приводится в табл. 8.2. Таблица 8.2 n, об/мин 2000 b, мм , мм2 м % л/с % 0,3 0,3 1,0 1,0 0 400 0 400 79 73 71 65 100 93 89 82 30,6 29,3 28,8 27,5 100 95 94 89 H Q Площадь перекрытия каналов = 400 мм2 (около 25 % общего сечения) соответствует поперечному сечению двух камушков d = 15 мм. Изменение Q и Н существенным образом влияет на характеристику H = f(Q), как показано на рис. 8.16. Допустимая величина уменьшения Н при больших подачах не должна превышать ΔН = 15 %. Поэтому необходимо 325 Пожарная техника контролировать работоспособность насоса. При малых подачах уменьшается КПД вследствие повышения сопротивления движению жидкости. Н, м 110 100 1 90 85 80 Н 2 3 70 20 10 30 40 50 Q, л/с Рис. 8.16. Характеристика пожарного насоса ПН-40УВ: 1 – насос исправный; 2 – щелевые уплотнения изношены (зазор 0,8 мм); 3 – то же, проточные каналы колеса перекрыты на 55 % Одной из важных характеристик пожарного насоса является работоспособность системы всасывания , с. Она определяется продолжительностью забора воды из открытого водоисточника. Ее можно выразить формулой h ρg (Vv 10 S 2 Sh) dh , RT Q ( P ) 0 τ (8.12) где – плотность воды, кг·м-3; g – ускорение свободного падения, м·с-2; Vν – объем воздуха в системе до начала всасывания, м3; S – площадь поперечного сечения рукава, м2; h – высота водяного столба в данный момент времени, м; R – газовая постоянная, Дж·кг-1K-1; T – температура воздуха, K; Q (ΔР) – производительность вакуумного насоса, м3·с-1. При недостаточной герметичности продолжительность всасывания будет увеличиваться, так как система будет опорожняться с расходом, м3с1,Q (ΔР) - Σ Qн(ΔР). Время будет увеличиваться при уменьшении Q (ΔР) вследствие ухудшения работоспособности газоструйного вакуумного аппарата и снижения температуры воздуха Т. Приток воздуха в систему Σ Qн(ΔР) возможен через различные неплотности в насосе и в соединениях всасывающих рукавов. При этом увеличится продолжительность забора воды и работы двигателя с газоструйным 326 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин вакуумным аппаратом. Наибольшее влияние на приток воздуха будет оказывать нарушение герметизации насоса. Ухудшение герметичности насоса может происходить по двум причинам. Во-первых, может ухудшаться герметичность, обеспечиваемая прокладками заслонок и клапана коллектора насоса. Часто она ухудшается из-за износа вала под кромкой манжеты, обеспечивающей герметизацию насоса. Диаметр вала насоса под манжетами равен 45 мм, а диаметр кромки манжеты в свободном состоянии равен 43 мм. Следовательно, манжета при ее надевании на вал плотно его охватывает и пружина прижимает ее к валу. При создании вакуума в насосе прижатие манжеты к валу еще больше усиливается. Этим обеспечивается поддержание вакуума в насосе достаточно продолжительно. При работе насоса изнашивается кромка манжеты и вала. Вал изнашивается потому, что твердость ингредиентов, входящих в резину, больше твердости слоя окисла, покрывающего вал. Постепенное увеличение износа приведет к тому, что диаметр вала в зоне контакта с манжетой станет равным диаметру кромки манжеты в свободном состоянии. При этом атмосферное давление станет недостаточным для прижатия кромки манжеты к валу. Создавать требуемый вакуум станет невозможно, или его падение не будет соответствовать нормативному. Обеспечение работоспособности системы всасывания требует постоянной проверки технического состояния газоструйного вакуумного аппарата и герметичности пожарного насоса. Механизмы трансмиссий. Рабочие поверхности зубьев шестерен обычно подвержены истиранию. Однако при резком включении сцепления при пуске заполненного водой насоса и одновременным увеличением частоты вращения двигателя пиковые нагрузки в 2,5–3 раза превышают нагрузки при установившемся режиме. При этом не только увеличиваются износы рабочих поверхностей шестерен, но возможно и появление задиров, увеличивающих износ. При высоких нагрузках на зубьях шестерен в зонах начальных окружностей, а также на деталях возможно появление питтинга (выкрашивание на рабочих поверхностях). Вследствие изнашивания рабочих поверхностей зубьев шестерен увеличиваются зазоры в их зацеплении. Допустимая величина суммарного зазора в КОМ не должна превышать 10°. В карданной передаче этот угол не должен быть больше 2°. Большие зазоры (люфты) недопустимы, так как при непрерывных изменениях режимов работы механизмов рабочие поверхности деталей подвергаются дополнительным ударным нагрузкам. Зазоры способствуют сминанию боковых поверхностей шпонок в соединении колеса насоса с валом, увеличению износа трущихся поверхностей деталей механизмов. 327 Пожарная техника 40 60 1 35 40 30 20 2 45 Увеличение ущерба, % Скорость v, км/ч Изнашивание зубьев шестерен приводит к увеличению суммарных люфтов главной передачи с 20 до 40°. Допустимая их величина не должна быть больше 55°. Установлены также допустимые значения люфтов для каждой передачи. Они находятся в пределах от 2,5 до 6°. Техническое состояние пожарного автомобиля не оценивается каким-либо единым параметром. В определенной мере таким показателем может быть мощность, подводимая к колесам автомобиля и измеряемая на специальных стендах (рис. 8.17). Оценивая потерю мощности, следует анализировать и другие факторы. К ним относятся увеличение расхода топлива и влияние этого фактора на внешнюю среду. 40 35 Мощность на колесах N, кВт Рис. 8.17. Влияние мощности, подводимой к колесам ПА, на его скорость и ущерб от пожара: 1 – уменьшение скорости ПА; 2 – увеличение ущерба Причинами увеличенного расхода топлива могут быть износы деталей топливоподающей аппаратуры дизелей и карбюраторов бензиновых двигателей и их систем зажигания. Изнашивание деталей ходовой части и приводов управления может ухудшать устойчивость и управляемость ПА. Гидравлические системы могут оказывать большое влияние на техническое состояние ПА. Так, на автолестницах постепенно увеличивается время выдвигания колен лестницы и их поворота (рис. 8.18). Это обусловлено как перетеканием масла в узлах системы, так и загрязнением фильтров гидросистем. Предельное давление перед фильтром равно 0,1 МПа. В эксплуатации оно не должно превышать 0,35 МПа. Увеличивается также давление срабатывания предохранительного клапана с 10 до 12 МПа. Установлены также нормативы на производительность гидронасоса. При увеличении времени выдвигания лестницы или ее поворота причины должны выяснять специалисты из ПЧ(О)ТС. 328 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Время τ, ч 60 50 1 40 30 2 20 10 40 50 60 70 80 90 Подача масла q, л/мин Рис. 8.18. Влияние подачи насоса в системе привода АЛ на скорость ее маневрирования: 1 – выдвигание на 30 м; 2 – поворот на 360° Причинами износа деталей насоса являются загрязнение масла и попадающая в него вода. Частой неисправностью является нарушение герметичности гидросистем. Вследствие этого уменьшается количество масла в системе и попадание в нее воздуха. Наличие воздуха в системе ухудшает плавность хода механизмов. Поэтому при обслуживании АЛ необходимо тщательно проверять герметичность систем, устранять появляющиеся течи масла. Устранить изнашивание деталей механизмов невозможно. Однако его можно замедлить рациональным режимом их работы и своевременным обслуживанием. Изнашивание рабочих поверхностей деталей механизмов постепенно приводит к потере их работоспособности. Ненадежная работа одного механизма может стать причиной ограничения возможности эксплуатации всего пожарного автомобиля. Так, невозможность создавать в пожарном насосе требуемое разрежение для забора воды из естественных водоисточников ограничивает область использования пожарных автоцистерн. Износы ряда деталей ходовой части и трансмиссии ПА могут сказываться также на безопасности их движения. Износы деталей топливоподающей системы в двигателе приводят к увеличению расхода топлива и содержанию вредных веществ в отработавших газах. Все эти факторы требуют, прежде всего, уметь оценивать изменения, происходящие в механизмах, не допуская полной потери их работоспособности. Становится важной оценка надежности механизмов и машин. 329 Пожарная техника 8.5. Методы оценки надежности и качества пожарных автомобилей Надежность ПА, их механизмов и систем тесно связана с их качеством. В теории надежности машины механизмы и их элементы называют изделиями. Понятие качества включает соответствие изделий условиям их эксплуатации, приспособленность их к эффективному использованию, к возможностям человека. Перечисленные требования – необходимые, но недостаточные условия создания качественных изделий. Низкая надежность изделий в эксплуатации обесценивает их, какими бы другими высокими показателями они не обладали. Поэтому надежность – важнейшая составная качества. Надежность изделий оценивается на всех этапах их создания и применения. Ошибки проектирования, недостатки изготовления и упущения в эксплуатации сказываются на их надежности. Поэтому появление теории надежности – это следствие проблемы: как сохранить основные параметры технических характеристик изделий в допустимых пределах на протяжении заданного срока службы. Существует два основных подхода к оценке надежности изделий: функциональный и вероятностно-статистический. При первом подходе о надежности машины судят по одному или нескольким параметрам или показателям, определяющим ее техническое состояние. Выход параметра (показателя) за допустимые пределы означает недопустимое падение надежности. Этот подход позволяет давать заключение о надежности конкретного образца изделия, используя безразборную диагностику машин. При вероятностно-статистическом подходе оценивается надежность не конкретного образца, а данной модели (марки) изделия. Надежность и ее оценка. Надежность – это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени. При этом должны соблюдаться два условия. Во-первых, изделие необходимо использовать только в заданных условиях и режимах работы. Во-вторых, изделие должно обслуживаться в полном объеме и с рекомендованной периодичностью. Соблюдение этих условий является важнейшим фактором обеспечения нормативной долговечности механизмов и машин Надежность – сложное свойство, слагающееся из более простых: безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости. Б е з о т к а з н о с т ь . Изделие, выполняющее свои функции в установленных параметрах, является работоспособным. Нарушение работоспособности называют отказом. 330 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Причинами отказов являются случайные или закономерные изменения в изделиях. Например, повреждение пожарного напорного рукава на пожаре падающим элементом конструкции – явление случайное. При этом рукав станет неработоспособным, наступит внезапный отказ. Такие отказы в оценке надежности не учитываются. Все отказы, появляющиеся вследствие закономерных изменений, называются постепенными. Они и приводят к постепенному изменению технического состояния изделия. Отказы могут проявляться и внезапно (рис. 8.19). Так, изнашивание деталей уплотнения вала пожарного насоса приведет к тому, что станет невозможным забор воды из постороннего источника. Причины Виды отказов Случайные Внезапные Усталостные разрушения Изменение в элементах машин Повреждения поверхности Закономерные Нарушение положения деталей Функциональные отказы Влияние среды, времени Внезапные по появлению, постепенные по развитию Питтинг Износы Смятие Заедание Постепенные Внезапные Постепенные Внезапные по появления, постепенные по развитию Постепенные Рис. 8.19. Классификация отказов машин Причинами отказов могут быть недостатки конструкций изделий, дефекты производства. Отказы могут появляться вследствие несоблюдения режимов использования изделий. На АЦ около 60–70 % отказов приходится на специальные агрегаты (вакуумные системы, насосные установки). Свойство изделий сохранять работоспособность называют безотказностью. Безотказность ремонтируемых изделий оценивается наработкой на отказ То, ч (км) 331 Пожарная техника N То ti 1 r , (8.13) где ti – наработка i-го изделия (объекта) до отказа (в км или часах работы); N – число испытываемых объектов; r – число отказов за время испытаний. В случае неремонтируемых изделий оценивается вероятность их безотказной работы, % D(t ) N (t ) 100 , N (8.14) где N(t) – число изделий, оставшихся работоспособными ко времени t. На практике возможна оценка вероятности безотказной работы и ремонтируемых изделий при условии, что они не восстанавливаются. Примеры оценки таких изделий показаны на рис. 8.20 (кривые 1, 2 и 3). На основании такой оценки возможно определять количество изделий, которые могут потребовать ремонта после определенного пробега, например, пожарного автомобиля. Так, если бы газоструйные вакуумные аппараты не ремонтировали, то после пробега пожарных автомобилей, равного 100 000 км, только на 20 % из них можно было бы создавать в насосах требуемое разрежение. Вероятность безотказной работы шасси специальных агрегатов и ПА представлена на рис. 8.20. а Вероятность Р(t) 1,0 4 0,8 0,6 1 0,4 0,2 0 3 20 2 40 60 80 100 Общий пробег ×103, км Рис. 8.20. Вероятность безотказной работы пожарных автоцистерн на шасси ЗИЛ: 1 – шасси; 2 – специальные агрегаты; 3 – автомобиль в целом; 4 – при устранении отказов шасси через каждые а = 5000 км 332 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин С увеличением пробега ПА она снижается. Если периодически через промежуток времени восстанавливать неработоспособные агрегаты, то вероятность безотказной работы Р(t) будет характеризоваться более высокими значениями, как показано кривыми 4. В настоящее время в промышленном производстве существуют жесткие требования по безотказности изделий. Так, в Нормах пожарной безопасности установлена гамма-процентная ( = 80 %) наработка пожарного насоса и его привода до отказа, которая должна быть не менее 150 ч для насоса типа ПН-40УВ и 200 ч для насосов НЦП. Гамма-процентный ( = 80 %) ресурс специальных агрегатов до первого капитального ремонта ПА должен быть не менее 1500 ч. Гамма-процентный ресурс означает 80 %, что из любой партии изделий 80 % из них отработают установленный норматив, а 20 % могут и не отработать или тоже отработают. Кроме безотказности оценивается ремонтопригодность, сохраняемость и долговечность. Р е м о н т о п р и г о д н о с т ь – свойство изделия, заключающееся в приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем проведения ремонтов или технического обслуживания. Оценивается она средним временем восстановления работоспособности изделия, ч, m Тв 1 m i , (8.15) где m – количество восстанавливаемых изделий; i – продолжительность восстановления. С о х р а н я е м о с т ь – свойство изделия сохранять работоспособное состояние во время и после хранения. Оценивается по Т0 и Тв. Д о л г о в е ч н о с т ь – это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе ТО и Р. Для ее оценки устанавливается срок службы в годах и гамма-процентный ресурс до капитального ремонта. Например, при = 80 % не менее 80 % всех изделий должны быть работоспособными до капитального ремонта. К о м п л е к с н ы е п о к а з а т е л и н а д е ж н о с т и . Сопоставляя Т0 и Тв, трудно однозначно оценивать надежность, поэтому введены комплексные показатели: коэффициент готовности К г Т0 ; Т0 ТВ коэффициент технического использования K т.и tсум tсум tрем tобс , (8.16) 333 Пожарная техника где tсум – суммарная наработка всех объектов; tрем – суммарное время простоев при ремонте; tобс – суммарное время обслуживания, Kо.г – коэффициент оперативной готовности Kо.г = KгР(t). (8.17) Необходимым является следующее требование: в течение средней продолжительности тушения пожара, равной 2 ч, не должно быть отказов пожарной техники. Это оценивается коэффициентом оперативной готовности Kо.г = Kг Р(t) ≥ 0,96, (8.18) т. е. не менее 96 % всех ПА при тушении пожаров не должны иметь отказов. Управление надежностью. Надежность объектов закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и поддерживается при эксплуатации (рис. 8.21). РАЗРАБОТКА ТУ НА НОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ Требования по надежности КОНСТРУИРОВАНИЕ Обоснование теоретической надежности ПРОИЗВОДСТВО Обеспечение фактической надежности ЭКСПЛУАТАЦИЯ Оценка надежности УСТАНОВЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ безопасность; ремонтопригодность; долговечность; сохраняемость Обоснование ТУ для совершенствования конструкции Совершенствование конструкции в целях повышения надежности Устранение дефектов производства Корректировка объема и периодичности обслуживания Определение номенклатуры запасных частей Совершенствование методов диагностики Совершенствование технической подготовки Мероприятия по поддержанию надежности Предложения по повышению надежности Рис. 8.21. Влияние оценки надежности на совершенствование пожарной техники 334 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин При проектировании пожарной техники требуемый уровень надежности обеспечивается: рациональной схемой устройств или механизмов, использованием стандартных деталей. Кроме того, предусматривается ограничение режимов использования и введение в конструкцию ограничительных устройств и т. д. В обсуждении эскизных и рабочих проектов принимают участие специалисты пожарной охраны. Они проверяют выполнение требований технических условий в проектах. В производстве ПА контроль осуществляют представители ГПС МЧС РФ. Под их руководством производятся заводские испытания выпускаемых машин. Приемосдаточным, периодическим испытаниям и испытаниям установочной серии подвергается продукция, выпускаемая серийно. Заводы промышленности устанавливают гамма-процентный ресурс до первого отказа и капитального ремонта и их численные значения для ряда механизмов. Однако действительная оценка надежности осуществляется только в эксплуатации. С этой целью может проводиться опытная эксплуатации определенного количества ПА или механизмов, желательно, в одинаковых категориях условий эксплуатации и природно-климатических условиях. При этом фиксируют количество отказов, наработки на отказ, продолжительность восстановления работоспособности и другие показатели. Получаемые исходные (опытные) результаты направляются в органы, организующие оценку надежности, в них формируются банки данных. Используя методы математической статистики, определяются необходимые результаты надежности механизмов или машин в целом. На основании обобщения надежности, проводимой исследователями, разрабатывается комплекс мероприятий, перечисленных в правой части рис. 8.21. Разработка этих мероприятий – основа управления надежностью. Оценка качества изделий. Качество продукции – это совокупность свойств, обусловливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Для оценки качества ПТ приняты три уровня: нулевой, первый и второй. Поэтому оцениваются комплексные показатели, групповые и единичные. Единичные показатели оценивают следующим образом: qi F Fi 1 или qi iv 1 , Fi Fiv (8.19) где i – число принятых к оценке показателей; Fi и Fiν – значения оцениваемого (i) и базового (iν) показателя. Для всех показателей qi устанавливают (экспертным путем) их значимость (весомость mi, табл. 8.3). При этом сумма всех ∑mi = 1. 335 Пожарная техника Если часть qi > 1, а часть qi < 1, то используют другие показатели. Г л а в н ы й п о к а з а т е л ь к а ч е с т в а отражает основное назначение изделия. Для автоцистерн это может быть их вместимость, для двигателей внутреннего сгорания – мощность и т. д. И н т е г р а л ь н ы й п о к а з а т е л ь к а ч е с т в а определяется при установлении суммарного полезного эффекта от эксплуатации изделия и затрат на его изготовление. Его вычисляют по формуле jт П , Зс (t ) Зэ (8.20) где П∑ – суммарный полезный годовой эффект, руб/м3; Зс – суммарные капитальные затраты на изготовлении продукции, руб.; Зэ – суммарные годовые эксплуатационные затраты, руб.; φ(f) – поправочный коэффициент (табл. 8.3 и 8.4). Таблица 8.3 Показатели j 1 Назначения Масса Колесная формула Компоновочная схема Число мест боевого расчета Удельная мощность Максимальная скорость Габаритная длина и высота 2 Надежности Коэффициент оперативной готовности Средний ресурс до капитального ремонта Средний срок до списания 3 Эргономические Уровень освещенности в кабине Усилия, прикладываемые к органам управления лафетными стволами Эстетические 4 Коэффициенты весомости Mj i mi 1 2 14 0,012 0,039 0,010 1 0,072 2 0,057 3 m i M j 0,20 m М j 0,18 i 1 3 i 1 0,051 0,16 15 0,012 0,13 1–3 5 0,14 1–5 Унификации и стандартиза- 6 ции Патентно-правовые 7 0,12 1–3 0,07 1–2 0,04– 0,05 0,001– 0,063 0,036– 0,042 0,034– 0,036 7 M j 1 336 14 0,18 0,012 – Классификационные показатели 0,20 1 Технологичности Примечание j 1 i Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Таблица 8.4 Срок службы, год φ(f) 1 2 5 10 15 1,000 0,539 0,262 0,174 0,149 Средневзвешенный арифметический показатель к а ч е с т в а . Для пожарных автомобилей принято семь обобщенных групповых показателей K с коэффициентами весомости Мj: назначения, надежности, эргономические, эстетические, технологичности, унификации, стандартизации и патентно-правовые. Показатели весомости определяются экспертами, они должны отвечать условию j = l, а также ∑mi = Mj, где l – число показателей в каждой группе j (см. табл. 8.3). Для оценки качества выбирается лучший образец в качестве базового. Для всех j показателей определяют относительные показатели Qj Fj F jv 1 или Q j F jv Fj 1, (8.21) где j = 1–7 – число принятых в оценке показателей; Fj – значение j-го показателя оцениваемого изделия; Fjv – значение j-го базового показателя. Комплексный показатель качества определяют таким образом: К P M j Qj , (8.22) 1 где K – число групповых показателей в рассматриваемом случае K = 7. Оценку качества производят исследовательские учреждения для обоснования требований к новой пожарной технике. 8.6. Техническое диагностирование Параметры технических характеристик механизмов ПА при их использовании изменяются в пределах от установленных начальных параметров (П) П0 до предельно допустимых Ппд. Фактическое знание действительных величин этих параметров характеризует техническое состояние механизмов и систем ПА. Источником информации о величинах этих параметров является техническое диагностирование, т. е. определение технического состояния механизмов и систем без их разборки. Диагностирование может быть функциональным или тестовым. Функциональное диагностирование осуществляется во время работы механизма (любого объекта), который подвергается только рабочему 337 Пожарная техника воздействию. Примером его могут служить величины хода рычагов и педалей приводов управления механизмами, определение тормозного пути и др. Тестовое диагностирование осуществляется в основном с использованием специальных приборов, стендов и т. п. С помощью диагностирования решается ряд задач: определяется работоспособность системы и механизма (в дальнейшем – объекта), как правило, это делается включением их в работу; устанавливается потребность в обслуживании или ремонте; контролируется качество выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту; прогнозируется возможное продление срока службы машин; обосновывается целесообразность списания агрегатов или машин. Для определения технического состояния используются различные, так называемые, диагностические признаки. Ими могут являться: факт работоспособности, снижение мощности двигателя или подачи и напора, развиваемых ПН, степень герметичности сопряжений и т. д. Решение задач диагностирования требует знания П их технического состояния. Параметры диагностирования. Техническое состояние объекта в основном определяется изнашиванием рабочих поверхностей их деталей. Например, для двигателя – это изменение размеров гильз цилиндров и поршневых колец. Для пожарного насоса – изменение размеров вала насоса в зоне контакта вала с манжетами уплотнения и т. д. Измерение износа деталей без разборки механизма или ограничена, или практически невозможна. Поэтому для определения технического состояния пользуются косвенными величинами. Их называют диагностическими параметрами. Они связаны с параметрами технического состояния и дают о них определенную информацию. Например, о техническом состоянии пожарного насоса можно судить по величине падения разрежения при его проверке на герметичность. Важной информацией является изменение создаваемого насосом напора. О техническом состоянии двигателя можно судить по изменению его мощности, компрессии, расходу масла. Рассмотрим обоснование диагностических параметров на примере их определения для оценки технического состояния системы всасывания пожарного насоса. Герметичность у нового насоса обеспечивается тем, что на вал с некоторым предварительным натягом посажена резиновая манжета. Ее диаметр меньше диаметра вала. Вследствие износа деталей при эксплуатации через какую-то величину наработки насоса tпд диаметры сравняются. Это предельное состояние уплотнения. 338 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Начальному и предельному состоянию соответствуют начальный П0 и Ппд параметры его технического состояния. Изменение П во времени эксплуатации показано прямой 1 на рис. 8.22. Было установлено, что время падения создаваемого в насосе разрежения, измеряемое в секундах tс, в зависимости от диаметра вала насоса изменяется, как показано кривой 2 на рис. 8.22. Легко определить, что предельно допустимому параметру Ппд соответствует диагностический параметр tD. Таким образом, диагностическим параметром является время tD. Если при испытании насоса измеряемое падение вакуума t будет больше tD, то система будет работоспособной. На основании изложенного, можно прогнозировать срок надежной службы системы. Пусть измеренное время падения вакуума будет t1, тогда, как показано на рисунке, возможная продолжительность работоспособного состояния системы будет определяться отрезком аб. П0 2 1 Ппд t, c П t1 tD а а Ресурс б б S, км Рис. 8.22. Диагностический параметр: 1 – износ вала пожарного насоса; 2 – изменение диагностического параметра К л а с с и ф и к а ц и я д и а г н о с т и ч е с к и х п а р а м е т р о в позволяет определять как их перечень, так и область их применения. Параметры выходных рабочих процессов определяют функциональные свойства ПА или механизма. К ним относятся мощность двигателя, напор, развиваемый насосом, подача пенообразователя в насос, расход топлива, давление подачи топлива форсунками дизеля и др. Параметры сопутствующих процессов включают температуру нагрева масла, содержание оксида углерода в отработавших газах, давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя и т. д. Параметры геометрические определяют связи между деталями в сборочной единице и между отдельными агрегатами и механизмами. К ним относятся зазоры, ход педалей, угол опережения зажигания или подачи топлива в дизеле и др. 339 Пожарная техника Пожарные автомобили создаются, как известно, на шасси грузовых транспортных средств, поэтому для их диагностирования используются параметры и методы, применяемые в автомобильном транспорте. Для специального оборудования пожарных машин разработаны свои диагностические параметры. М е т о д ы д и а г н о с т и р о в а н и я П А и их оборудования характеризуются способом измерения диагностических параметров. В настоящее время в зависимости от вида диагностических параметров выделяют три основные группы методов. Первая группа методов базируется на имитации скоростных и нагрузочных режимов работы автомобиля. При заданных условиях определяются выходные параметры. Для этой цели используются специальные стенды как для автомобилей, так и для пожарно-технического вооружения (ПТВ). При диагностировании ПТВ устанавливается только пригодность его к использованию. Вторая группа включает в себя методы, в основу которых положена оценка герметичности рабочих объемов механизмов или систем. Измеряя герметичность (степень ее изменения), оценивают степень износа вала насоса, деталей цилиндропоршневой группы двигателя. Возможны и другие методы, входящие в эту группу. Например, использование параметров процессов вибрации. Третья группа методов основывается на субъективной оценке геометрических параметров в статике, например, измерении хода педалей приводов и т. д. Для оценки технического состояния объекта могут применяться различные средства технического диагностирования (ТД). Встроенное средство ТД – средство диагностирования, выполненное в общей конструкции с объектом диагностирования. Это контрольные приборы различного назначения. Внешнее средство ТД – средство, выполненное отдельно от конструкции объекта диагностирования. Это различного рода стенды, например, беговые или тормозные для оценки тяговых и тормозных свойств автомобиля, компрессометры и другие переносные приборы. Универсальное средство ТД – средство, предназначенное для объектов диагностирования различного конструктивного выполнения или функционального назначения. Это могут быть приборы для измерения давления, состава отработавших газов, оценки линейных размеров. Специализированное средство ТД – средство, предназначенное только для однотипных объектов. Все изложенные методы диагностирования и используемые средства охватывают различные диагностические признаки и параметры, они применяются в различных областях (табл. 8.5). 340 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Таблица 8.5 Признаки Диагностические параметры Факт работоспособности или нерабо– тоспособности объекта Снижение эффек- Мощность, напор, развиваетивности мый насосом, расход пенообразователя, поворот колен автолестницы, тормозной путь Правильность гео- Линейные и угловые зазоры, метрических со- свободный и рабочий ход пряжений Степень герметиза- Герметизация пожарных насоции рабочих объе- сов, компрессия, прорыв газов мов в картер, давление воздуха в шинах, опрессовка водопенных коммуникаций Правильность цик- Изменение силы тока и налических процессов пряжений в электроцепях, изменение колебания подрессоренных масс, изменение установки зажигания Отклонение от нор- Виброимпульс, частота и фаза мы акустических колебаний, уровень шума процессов Изменение состава Вязкость, кислотность, наликартерного масла чие воды, наличие и концентрация продуктов износа Изменение состава Содержание СО, сажи отработавших газов Тепловое состояние Температура и скорость ее изменения Объекты применения Двигатель, герметичность пожарного насоса, сцепление Двигатель, тормоза, аккумуляторная батарея, сцепление Приводы ПЦН, механизмы приводов, рулевое управление Пожарный насос, двигатель, компрессор, гидроприводы, системы охлаждения Система зажигания, генератор, сцепление Двигатель. Агрегаты трансмиссии, топливная аппаратура дизеля Двигатель, система смазки Двигатель, система зажигания, топливная система Система охлаждения, пожарный насос, система смазки, агрегаты трансмиссии Пожарный насос, трансмиссия, рулевое управление Изменение КПД объекта диагности– рования Изменение вида по- Визуальное наблюдение де- Кузов, двигатель, насосная верхности объекта формации, порча окраски, установка, агрегаты и систеподтекания, царапины, износ мы пожарного автомобиля шин Особенности технического диагностирования в ГПС обусловлены спецификой технического обслуживания (ТО ПА) и их ремонта (Р). В пожарных частях ТО и Р производится силами водителей ПА и личного состава боевых расчетов под руководством начальника караула. Все работы осуществляются на посту технического обслуживания. 341 Пожарная техника Для постов ТО в пожарной части установлен перечень диагностического оборудования. Оно позволяет осуществлять технический контроль небольшого количества элементов. Его перечень, наименование и область применения приводятся в табл. 8.6. Таблица 8.6 Объект проверки Двигатель Наименование приборов Стетоскоп Компрессометр Плотномер Приспособление Шасси Измерительная линейка Люфтомер Линейка Аккумуляторные батареи Трубка стеклянная Плотномер Пробник Назначение приборов и приспособлений Прослушивание двигателя Определение давления в цилиндрах в конце такта сжатия Определение температуры замерзания охлаждающей жидкости зимой Проверка натяжения приводных ремней Проверка и регулирование схождения передних колес автомобиля Проверка свободного хода рулевого колеса пожарного автомобиля Проверка свободного хода педалей привода управления Проверка уровня электролита Замер плотности электролита Определение ЭДС аккумуляторной батареи При ЕТО включением проверяется работоспособность двигателей. С помощью газоструйного вакуумного аппарата проверяется герметичность пожарного насоса по падению создаваемого разрежения. Один раз в 10 дней производится проверка аккумуляторных батарей и при необходимости их обслуживание. При выполнении этой работы используются простые приспособления, указанные в табл. 8.6. При проведении ТО-1 для диагностирования используется все оборудование, указанное в табл. 8.6. Замеренные диагностические параметры сравнивают с нормативными их значениями, приводимыми в инструкциях по эксплуатации пожарных автомобилей. При их несогласованности принимается решение по обслуживанию (выполнению регулировочных и других работ). Контроль выполнения работы осуществляют повторными измерениями. Диагностирование производится также для обоснования проведения текущих ремонтов, сопутствующих техническому обслуживанию. Выполнение диагностических работ гарантирует поддержание технической готовности ПА в подразделениях ГПС. Обеспечение технической готовности ПА осуществляется при проведении ТО-2 и необходимых ремонтов механизмов и агрегатов ПА. Эти работы выполняются в подразделениях технической службы – пожарных частях (отрядах) технической службы. В этих пожарных частях осуществляются как общее, так и локальное диагностирование, т. е. диагностирование какого-либо элемента объекта. Примерами его 342 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин являются: диагностирование пеносмесителя насосной установки, форсунки дизеля и т. д. В настоящее время обоснована номенклатура стендов, приборов и приспособлений для постов диагностики подразделений технической службы. В них, прежде всего, имеется все оборудование, которым оснащены посты ТО в пожарных частях. На постах технического диагностирования должны быть стенды для общего диагностирования шасси, пожарно-технического вооружения. Для локального диагностирования используются различные приборы. Для общего диагностирования шасси необходим ряд стендов. С т е н д ы т я г о в ы е предназначены для имитации работы автомобиля в различных скоростных и нагрузочных режимах. Такие стенды бывают силовыми и инерционными. Более простыми по устройству и применению являются силовые стенды. Принципиальная схема стенда показана на рис. 8.23. Они могут быть для полноприводных и неполноприводных автомобилей. Автомобили устанавливают колесами на беговые барабаны стенда. Создание заданного нагрузочного и скоростного режимов работы диагностируемого автомобиля создается притормаживанием барабанов, вращаемых его колесами. В качестве нагрузочного устройства могут применяться гидравлические и электрические тормоза. Во втором варианте возможно измерение момента сопротивления трансмиссии. На стенде определяется мощность на ведущих колесах, расход топлива, а также дымность отработавших газов у дизелей и количество СО у карбюраторных двигателей. 1 2 3 4 а 6 5 7 8 9 б 11 10 Рис. 8.23. Схема стенда тяговых качеств: а – силового; б – инерционного; 1 – барабан; 2 – соединительная муфта; 3 – редуктор; 4 – нагрузочное устройство (электротормоз); 5 – датчик измерения нагрузки; 6 – подъемник; 7 – тахогенератор; 8 – ролик для замера схождения колес; 9 – цепь; 10 – маховик; 11 – карданное сочленение 343 Пожарная техника С т е н д д л я п р о в е р к и т о р м о з н ы х с и с т е м с приводом от колес автомобиля (рис. 8.24). На нем определяются: тормозная сила на каждом колесе, одновременность срабатывания тормозов колес одной оси, время срабатывания тормозного привода, усилия на тормозной педали. 2 2 3 4 5 6 5 1 1 4 7 4 3 5 а б Рис. 8.24. Инерционные тормозные стенды с беговыми барабанами: а – с приводом от ведущих колес автомобиля; б – с приводом от электродвигателя; 1 – ролик; 2 – маховик; 3 – цепная передача; 4 – соединительные электромагнитные муфты; 5 – редуктор; 6 – передаточный вал; 7 – электродвигатель С т е н д д л я п р о в е р к и у с т а н о в к и п е р е д н и х к о л е с . Принципиальная схема стенда показана на рис. 8.25. С помощью стенда определяют величину боковых сил в контакте колеса с барабаном стенда. 7 4 5 6 7 4 1 3 2 1 Рис. 8.25. Схема стенда КИ-4872 с беговыми барабанами силового типа для проверки и регулировки установки передних колес: 1 – беговой барабан; 2 – маятниковая подвеска (серьга); 3 – индуктивный датчик боковой силы перемещения барабана; 4, 5 – передний и задний захваты; 6 – балка переднего моста; 7 – колесо автомобиля 344 5 7 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин На посту технической диагностики желательно иметь специальные стенды для проверки пожарных насосов, вакуумных систем, пеносмесителей. Стенды для диагностирования пожарно-технического вооружения должны обеспечивать испытание спасательных устройств и снаряжения пожарных, а также гидравлического испытания пожарного оборудования. На посту предусмотрена возможность локального диагностирования систем двигателя, дополнительной трансмиссии, гидравлических систем. Эти работы выполняются специальными приборами. 8.7. Система технического обслуживания и ремонта пожарных автомобилей Пожарные автомобили при тушении пожаров расходуют огнетушащие вещества, горюче-смазочные материалы. Кроме того, необходимо производить замену мокрых пожарных рукавов сухими. Это приводит к снижению технической готовности ПА. Для ее восстановления необходимо пополнять запасы огнетушащих веществ и горюче-смазочных материалов, заменять напорные рукава. С увеличением пробега ПА ухудшается работа всех систем, изнашиваются рабочие поверхности деталей. Для предотвращения отказов в работе систем и механизмов необходимо периодически восстанавливать их работоспособность. Комплекс работ по поддержанию технической готовности ПА и работоспособности их систем и механизмов называется техническим обслуживанием (ТО). При эксплуатации ПА расходуется определенный ресурс. Отдельные механизмы по различным причинам могут выходить из строя, появляются неисправности. Комплекс работ по восстановлению исправности или работоспособности механизмов или систем и восстановлению их ресурса называется ремонтом (Р). Для технического обслуживания и ремонта ПА необходимы определенное оборудование, документация на их проведение и исполнители, т. е. нужны определенные силы и средства. Совокупность взаимосвязанных средств: документации технического обслуживания, ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества механизмов и систем, составляет систему технического обслуживания и ремонта (ТО и Р). В ГПС, как и в других структурах нашей страны, принята плановопредупредительная система ТО и ремонта. Ее сущность состоит в том, что планируется периодичность ТО и ремонта и объем их работ. Однако ТО 345 Пожарная техника Удельная стоимость работы С руб./км Сопт проводится в обязательном порядке, а ремонт – по необходимости, после диагностирования. Для реализации системы ТО и ремонта необходимо знать периодичность Ткм проведения работ по ТО и ремонту (обычно устанавливают в км пробега ПА) и трудоемкость tчел.-ч их выполнения. Трудоемкость выполняемых работ по обслуживанию механизмов и систем определяют методом хронометрирования и обычно задается в человеко-часах (t, чел.-ч). Для обслуживания ПА в целом определяется срок (в сутках), в течение которого оно должно быть произведено. Периодичность проведения технического обслуживания обозначают буквой Т с индексом, указывающим на вид ТО и Р. Например: ТТО-1 – периодичность проведения технического обслуживания ТО-1, ТКР – капитального ремонта и т. д. Аналогично обозначается и трудоемкость t технических воздействий. Периодичность Т проведения технического обслуживания регламентируется величинами пробега ПА в км или в часах работы агрегата. Она может определяться различными методами. Трудности определения периодичности технического обслуживания обусловлены разнообразием выполняемых работ. Обычно ТО включает несколько видов работ: смазочные, крепежные, регулировочные. Кроме того, каждый механизм и система имеют свою оптимальную периодичность обслуживания. Периодичность ТО может определяться по так называемым стержневым операциям. В соответ3 ствии с этим методом периодичность ТО приурочивается к оптиCP+CMO мальной периодичности наиболее важных (стержневых) операций. Такими операциями могут быть операции, обусловливающие безоCP 1 2 CMO пасность движения, операции, характеризующиеся большой трудоемкостью работ, требующих спеТопт циального оборудования и др. ПеПериодичность обслуживания Ткм риодичность проведения таких операций принимается за основу, Рис. 8.26. Определение оптимальной периодичности ТО: и к ним присоединяют операции 1 – СМО; 2 – СР; 3 – СР+СМО ТО других механизмов. 346 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Используется также технико-экономический метод (рис. 8.26). Удельная стоимость обслуживания С руб./км тем меньше, чем больше пробег Ткм (кривая 1). Однако при этом возрастает удельная стоимость ремонта (кривая 2). Периодичность обслуживания определяется по минимальному значению суммы СТО и СР (кривая 3). Особенности системы ТО и Р в ГПС. Система ТО и Р обеспечивает и поддерживает техническую готовность ПА. Все работы по ТО можно разделить на регламентные и плановые (схема на рис. 8.27). К регламентным работам относятся: ежедневное ТО (ЕТО), обслуживание на пожаре ТОп, после пожара ТОпп, обслуживание после первого пробега 1000 км и через 10 дней (аккумуляторные батареи). К плановым относятся технические обслуживания ТО-1, ТО-2 и сезонное обслуживание ТОс. При этом обслуживание, обозначенное А, проводят в пожарных частях, а Б – в подразделениях технической службы. Трудоемкость tчел.-ч и величина периодичности обслуживания Ткм определяют режимы ТО. Б А Рис. 8.27. Классификация видов ТО ЕТО производится при смене караула водителем и пожарными под руководством начальника караула. Обслуживание включает проверку заправки всех систем, наличие ПТВ и его исправность, проверяется работа двигателя на холостом ходу, система всасывания пожарного насоса. Для различных ПА работа двигателя на холостом ходу осуществляется в пределах 3–10 мин. Распределение обязанностей водителя (В) и пожарных (П) показаны на рис. 8.28. Трудоемкость обслуживания составляет от 70 до 75 чел.-мин. ТОп на пожаре не нормируется. Оно включает контроль работы двигателя и насоса. По окончании тушения пожара промывают водой водопенные коммуникации и ПН, если пожар тушили пеной, заполняют 347 Пожарная техника цистерну водой. Периодически подают смазку в сальниковый стакан насоса. При следовании в часть проверяют работу приводов управления, тормозов. ТОпп после тушения пожара и возвращения в пожарную часть. После тушения пожара должна быть восстановлена техническая готовность ПА. Цистерны и баки машин заполняются ГСМ и ОВ, заменяются пожарные рукава, выполняются все работы ЕТО, устраняются неисправности, обнаруженные при использовании автоцистерн. Рис. 8.28. Распределение обязанностей пожарных при проведении ЕТО Трудоемкость работ установлена экспериментально и составляет в среднем 110 чел.-мин. При полном составе боевого расчета, равном 6 человек, продолжительность обслуживания не боле 20–25 мин. Ответственность за выполнение работ возложена на начальника караула. ТО-1 проводится в пожарных частях. При его проведении выполняются все работы ЕТО и дополнительные работы, регламентированные для каждого типа ПА в «Наставлении по технической службе в ГПС МВД России». ТО-1 проводится после общего пробега ПА, равного 1500 км (для специальных ПА после 1000 км), но не реже одного раза в месяц. Общий Lоб пробег ПА определяют суммой Lоб = Lсп + 50, (8.23) где Lсп – пробег ПА по спидометру, км; – работа пожарного насоса, ч. Примерное распределение выполняемых работ боевыми расчетами показано на рис. 8.29. Для проведения ТО-1 ПА выводят из боевого расчета на 1–2 дня. Работы выполняют водители (В) и пожарные (П). При ТО-1 может выявиться необходимость ремонта агрегатов. Такой текущий ремонт называют сопутствующим. Он проводится для замены неисправного агрегата новым. Его объем не должен превышать 20 % объема ТО-1. 348 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Техническое обслуживание ПА производят в зоне обслуживания V гаража пожарной части (рис. 8.30). Она включает пост мойки I, пост ТО II, мастерскую поста III, кладовую при мастерской IV. На посту в мастерской находится комплект приборов и средств для диагностических работ. Кроме того, имеется комплект различного оборудования и пособий, номенклатура которых и размещение показаны на рис. 8.30. Рис.8.29. Распределение обязанностей пожарных при проведении ТО-1 5 I V 4 II 3 2 6 7 III IV 8 1 11 10 9 Рис. 8.30. Пост ТО пожарной части (типовой проект): I – мойка автомобилей; II – пост ТО в гараже; III – мастерская поста; IV – кладовая при мастерской; V – зона обслуживания; 1 – верстак; 2 – сверлильный станок; 3 – точило; 4 – график проведения ТО; 5 – осмотровая канава; 6 – шкаф с инструментом; 7 – аптечка; 8 – стеллаж с запасными частями; 9 и 10 – столы для изучения правил дорожного движения; 11 – стенд с поворотными планшетами 349 Пожарная техника ТО-2 проводится после общего пробега ПА, равного 7000 км (для специальных ПА – 5000 км), но не реже одного раза в год. Постановка ПА на ТО-2 планируется. Обслуживание производится специалистами технических подразделений с участием водителей ПА. Трудоемкость обслуживания АЦ находится в пределах 55–75 чел.-ч. При этом на обслуживание шасси приходится 10–15 % общей трудоемкости. Для проведения ТО-2 пожарный автомобиль выводится из боевого расчета. Время пребывания ПА на обслуживании не должно превышать трех дней. Для ПА, находящихся в эксплуатации более 10 лет, увеличивается время простоя до 5 суток. ПА, прошедший ТО-2, получает руководитель и старший водитель подразделения по акту сдачи. Пожарный автомобиль, прошедший ТО, должен отвечать всем требованиям технической документации. Сезонное ТОс. Нормативы трудоемкости ТОс составляют от трудоемкости ТО-2: для очень холодного климатического района – 50 %; для холодного климатического района – 30 %; для прочих климатических районов – 20 %. Ремонт ПА. Для ПА установлены основные агрегаты, базовые и основные детали в них. Например, основной агрегат – двигатель и сцепление. Базовыми деталями для него являются: блок цилиндров, головка блока цилиндров, коленчатый вал и т. д., основные детали перечислены в Наставлении по технической службе ГПС. Изложенная классификация важна для уяснения вида ремонтов. В ГПС ремонт ПА подразделяется на следующие виды: для автомобилей: текущий, средний, капитальный; для агрегатов: текущий, капитальный. Ремонты производят в пожарных частях и подразделениях технической службы (рис. 8.31). Рис. 8.31. Места проведения ремонтов 350 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Т е к у щ и й р е м о н т ( Т Р ) выполняется для восстановления технической исправности ПА и осуществляется заменой отдельных агрегатов, в том числе, одного основного. Поэтому он называется агрегатным. Кроме того, выполняются крепежные, сварочные, слесарно-механические и другие работы. Трудоемкость ТР находится в пределах от 15 чел.-ч/1000 км (ГАЗ-66 и др.) до 20,5 чел.-ч/1000 км общего пробега (КамАЗ). Это в 2,5–3 раза больше планируемой трудоемкости на ТР базового шасси. ТР может быть сопутствующим, т. е. выполняемый при проведении ТО-2, следовательно, его трудоемкость планируется. Кроме этого, он может проводиться по потребности, выявленной при эксплуатации или при контрольных осмотрах. ТР должен обеспечить безотказную работу отремонтированных изделий до очередного ТО-2. С р е д н и й р е м о н т ( С Р ) пожарного автомобиля предусматривается, если требуется капитальный ремонт двигателя. Возможна также замена нескольких агрегатов (в том числе, двух – четырех основных). Пробег ПА до капитального ремонта двигателя находится в пределах от 70000 (ГАЗ-66) до 130000 км (КамАЗ 43102, Урал-43202). Трудоемкость работ при СР находится в пределах от 315 чел.-ч (ГАЗ66 и др.) до 450 чел.-ч (Урал-43202, КамАЗ). При этом до 50 % трудоемкости приходится на ремонт шасси. Время простоя ПА в среднем ремонте не должно превышать 30 календарных дней. К а п и т а л ь н ы й р е м о н т ( К Р ) пожарного автомобиля заключается в его полной разборке, замене или капитальном ремонте большинства агрегатов, систем, приборов. Капитальному ремонту подвергается ПА, если его кузов, кабина, пожарный насос и не менее двух основных агрегатов базового шасси требуют капитального ремонта. Этот ремонт необходим также, если техническое состояние ПА неудовлетворительное по результатам диагностирования. ПА, сдаваемые в капитальный ремонт, должны быть в состоянии, позволяющем их передвижение своим ходом. Агрегаты подвергаются КР в случае, если базовая и основные детали требуют ремонта, а также если работоспособность агрегата не может быть восстановлена или восстановление экономически нецелесообразно при текущем ремонте. Основным методом ремонта является агрегатный метод. По этому методу неисправный агрегат заменяется новым или отремонтированным. Периодичность пробега ПА до капитального ремонта изменяется в пределах от 80000 км (ГАЗ-66) до 170000 км общего пробега (ЗИЛ, КамАЗ). Трудоемкость КР находится в пределах от 520 чел.-ч (ГАЗ-66 и др.) до 800 чел.-ч (Урал 43202, КамАЗ, ЗИЛ-130). Это почти в два раза больше трудоемкости КР базового шасси. 351 Пожарная техника Время простоя ПА в КР не должно превышать 60 календарных дней. Отремонтированный ПА подвергается диагностированию или испытанию: автомобиль – пробегом 2–5 км, а агрегат – работой, продолжительностью 0,5 ч. Перед установкой на боевое дежурство ПА должен пройти обкатку: после среднего ремонта – пробегом 150 км, а после КР – 400 км. В обоих случаях работа специального агрегата должна составлять 2 ч. Ресурс АЦ, прошедшей капитальный ремонт, должен составлять не менее 50 % от ресурса новой, а значение нормативной массы АЦ не должно превышать исходную величину более чем на 1 %. 8.8. Корректировка нормативов ТО и ремонта ПА Пожарными автомобилями комплектуют пожарные части всей страны. Ее огромная территория крайне разнообразна по природным, дорожным и климатическим условиям. По особенностям дислокации пожарных частей, качества дорожных покрытий и типа рельефа местности вся территории страны разделена на пять категорий условий эксплуатации (КУЭ) (гл. 1, табл. 1.2), а по климатическим условиям – на семь климатических районов от очень холодного до умеренного климата (гл. 1, табл. 1.3). В этих сильно различающихся условиях по-разному будут нагружаться механизмы ПА при их эксплуатации. Следовательно, с усложнением условий эксплуатации потребуется производить техническое обслуживание и ремонты более часто, чем в первой категории условий эксплуатации. Это потребовало осуществлять корректировку нормативов на периодичность проведения ТО и ремонтов и их трудоемкости. Она производится с учетом категории условия эксплуатации (КУЭ) и климатических условий. К а т е г о р и я у с л о в и й э к с п л у а т а ц и и . Влияние на величины нормативов КУЭ учитывают коэффициентом корректирования K1. Его значения различны для всех КУЭ и нормативов. Численные значения K1 приводятся в табл. 8.7. Таблица 8.7 Категория условий (КУ) эксплуатации Обозначение КУЭ, i I II III IV V 1 2 3 4 5 1 Периодичность технического обслуживания ТТО-2, км 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Нормативы Nj 2 3 Пробег до Удельная трудокапитального емкость текущего ремонта, Ткр, ремонта, t, чел.-ч км 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,7 0,6 0,5 4 Расход запасных частей, Р, единиц 1,0 1,1 1,25 1,40 1,40 1,65 1,65 2,0 Примечание. В правой части колонок 3 и 4 указаны коэффициенты K1 для двигателей. 352 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин Из анализа табл. 8.7 следует, что исходными значениями нормативов являются нормативы первой КУЭ. Они были подвергнуты корректировке для третьей КУЭ, которые и стали основными нормативами, которые используются на большей части территории страны. Для всех других КУЭ необходима корректировка нормативов. Такую корректировку осуществляют отделы пожарной техники, а полученные новые нормативы для заданных КУЭ утверждают старшие начальники. Последовательность корректировки рассмотрим ниже. Необходимо установить периодичность проведения ТТО-2 для пятой КУЭ. Нормативное значение периодичности ТТО-2 = 7000 км пробега ПА (это третья КУЭ). Следует прежде всего установить ТТО-2 для первой КУЭ (при i = 1), это осуществляется делением действующего норматива на коэффициент K1 = 0,8 (III категория условий эксплуатации). В результате деления получим значение ТТО-2 = 8750 км для первой КУЭ. Чтобы определить ТТО-2 для пятой КУЭ необходимо полученное значение ТТО-2 = 8750 умножить на K1 пятой КУЭ, т. е. K1 = 0,6. В результате умножения получим ТТО-2 = 8750·0,6 = = 5250 км. Полученное значение округляют до целых сотен километров – ТТО-2 = 5200 км. Аналогичным образом осуществляется корректирование остальных нормативов. В общем виде все вычисления следует производить по формуле N ij N III j K1III K ij , (8.24) III где Nij – определяемый норматив; N III j – действующий норматив; K1 j – ко- эффициент корректирования для третьей КУЭ; Kij – коэффициент корректирования для определяемого норматива. Индексы «i» и «j» – см. табл. 8.8. Природно-климатические условия (ПКУ). Климатические факторы также оказывают большое влияние как на долговечность и надежность пожарной техники, так и на работоспособность личного состава, обслуживающего ее. При переходе от умеренного к очень холодному климату увеличивается интенсивность изнашивания механизмов, снижается надежность их работы. Поэтому нормативные показатели эксплуатации ПА, установленные для умеренного климата, корректируются в других климатических районах. Как правило, значительно уменьшается периодичность технического обслуживания и пробег до капитального ремонта и увеличиваются трудоемкость текущего ремонта и расход запасных частей. 353 Пожарная техника Коэффициенты корректирования и особенности их использования приводятся в табл. 8.8. Характеристика района Обозначение Таблица 8.8 1 Периодичность технического обслуживания, ТТО-2 Нормативы Nj 2 3 Удельная Пробег до трудоемкость капитальтекущего ного ремонремонта, t, та, Ткр, км чел.-ч 4 Расход запасных частей Зональный коэффициент, Kз ' Коэффициент K 3 Умеренный Умеренно теплый, умеренно теплый влажный, теплый влажный Умеренно холодный Холодный Очень холодный 1 2 1,0 1,0 1,0 0,9 1,0 1,1 1,0 0,9 1,0 0,9 3 0,9 1,1 0,9 1,1 1,1 4 5 0,9 0,8 1,2 1,3 0,8 0,7 1,25 1,4 1,2 1,3 0,9 1,1 1,1 Коэффициент Район с высокой агрессивностью окружающей среды 6 0,9 K 3'' 1,1 Примечания: 1. Корректирование нормативов производится для серийных моделей автомобилей, в конструкции которых не учтены специфические особенности работы в других районах. 2. Районирование территории России по природно-климатическим условиям приведено в табл. 1.3, гл. 1. 3. Для районов, не указанных в табл. 1.3, гл. 1 коэффициент корректирования K'3 равен 1,0. 4. Агрессивность окружающей среды учитывается при постоянном использовании автомобилей в районах, указанных в табл. 1.3, гл. 1, и при перевозках химических грузов, вызывающих интенсивную коррозию деталей. Таким образом, с учетом корректирования нормативов по условиям эксплуатации K3 и в зависимости от природно-климатических условий K'3 общий коэффициент корректирования нормативов определяется их произведением K = KiK3, (8.24а) где Ki – коэффициент по условиям эксплуатации (см. табл. 8.7); K'3 – коэффициент корректирования в зависимости от природно-климатических условий. 354 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных машин В случае районов с высокой агрессивностью окружающей среды вводится и коэффициент K"3, таким образом: K = KiK1K'3K"3. (8.25) В итоге необходимые периодичность ТО или Р должны корректироваться по природно-климатическим условиям (8.26) Тi = Ki ТjK = Тj KiK'3K"3. Производится корректировка трудоемкости технического обслуживания ТО-2, а также всех ремонтов. Эти нормативы разработаны для умеренного климатического района. В районах с другими климатическими условиями осуществляется корректировка трудоемкости tчел.-ч проведения ТО-2 и всех видов ремонта введением зонального коэффициента Кз. Его значения приведены в табл. 8.8. Тогда скорректированные значения трудоемкостей технических воздействий будут равны t j t jн K з , (8.27) где tj – скорректированная трудоемкость ТО-2, КР и т. д.; tjн – нормативные значения трудоемкости. Трудоемкость ТО и Р возрастает с увеличением срока службы ПА. Это учитывается коэффициентом эксплуатации Kэ, зависящим от срока службы машин (табл. 8.9). Таблица 8.9 Срок службы ПА Kэ До 5 лет От 5 до 10 лет От 10 до 15 лет Свыше 15 лет 1 1,2 1,4 1,5 С учетом табл. 8.9 определим t j t jн K з K э . (8.28) Скорректированные значения Тi и tj должны утверждаться начальниками УГПС (ОГПС). Контрольные вопросы 1. Причины изнашивания деталей механизмов. Общая закономерность изнашивания. Пробег ПА до капитального ремонта. 2. Особенности эксплуатации двигателей ПА при следовании на пожар. Возможные мероприятия по уменьшению износов двигателя. 355 Пожарная техника 3. Режимы работы двигателя ПА. Их особенности. Учет работы двигателей и пожарных насосов. 4. Общий принцип согласования режимов эксплуатации двигателя и пожарного насоса. Анализ особенностей эксплуатации пожарного насоса. 5. Особенности изменения технического состояния систем и механизмов ПА. Предотвращение изменений и устранение их последствий. 6. Причины износа деталей пожарного насоса. Их последствия. Контроль технического состояния. 7. Надежность изделий. Определение условия оценки. Основные показатели надежности. 8. Назначение диагностирования технического состояния ПА. Особенности и методы его осуществления. Возможность диагностирования на посту технического обслуживания пожарной части. 9. Система технического обслуживания и ремонта пожарных машин. Ее особенности в ГПС. Основные виды ТО и ремонта нормативов. 10. Чем вызвана необходимость корректирования нормативов ТО и ремонта ПА. Какие факторы учитываются при корректировании. Изложите принцип корректировки нормативов по категориям условий эксплуатации. 356 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах Глава 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЖАРНОЙ ТЕХНИКИ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПОЖАРОВ В ХОЛОДНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ РАЙОНАХ 9.1. Особенности эксплуатации пожарных автомобилей Ряд государств Европы, Азии и Америки, расположенные в северном полушарии земли (Россия, США, Норвегия, Канада и др.), имеют значительные территории в зонах холодного и очень холодного климата. Россия среди этих государств характеризуется протяженностью северных территорий, равной 17 718 тыс. кв. км., т. е. около 80 % территории всей страны. Климатические условия этих районов характеризуются низкими температурами воздуха, достигающими минус 50 °С, глубоким снежным покровом, сильными ветрами и большой продолжительностью зимнего периода с ограниченным дневным светом. Это все и оказывает существенное влияние как на оперативную обстановку в регионах, так и на условия их тушения. Особенно большие трудности возникают при тушении крупных пожаров, так как их локализация и ликвидация осуществляются в течение продолжительного времени. В этих же районах часто затрудняется организация подачи воды. Именно тяжелые условия тушения пожаров обусловливали то, что в России издавна создавались специальные средства для их тушения при низких температурах воздуха. Так, еще в XVIII в. в пожарной охране широко использовались специально оборудованные бочечные и отапливаемые трубные ходы на санях. К районам с холодным климатом в нашей стране относятся север Европейской части, Урал, Западная и Восточная Сибирь, Дальний Восток. Минимальная температура в этих геостратегических районах страны может опускаться зимой до -45–60 °С, а именно интенсивность развития этих районов во многом определяет экономическую стабильность России. Кроме того, в этих районах сосредоточены основные нефтегазодобывающие комплексы России и магистрали их транспортирования. Все это должно быть надежно защищено от пожаров, что требует использования пожарной техники, адекватной климатическим условиям ее применения, а также специальной подготовки пожарных подразделений при эффективном использовании ее технических возможностей. Для оценки условий функционирования подразделений ГПС, находящихся в различных климатических районах страны, был проведен статистический анализ всех крупных пожаров на территории пяти климатических зон России за последние 20 лет. В качестве основных критериев 357 Пожарная техника оценки ситуации рассматривались: количество пожаров, время следования подразделений на тушение, время тушения пожара, гибель людей на пожарах. Было установлено, что в холодных районах чаще происходят крупные пожары, особенно в зимний период времени. В холодных районах показатели по среднему времени следования подразделений на пожар значительно выше. Так, в зимний период года в умеренном климатическом районе подразделения следовали на крупный пожар в среднем 12 мин, а в очень холодном климатическом районе это время составляло 15 мин, то есть на 20 % больше. Среднее время тушения крупного пожара, например, в умеренном районе зимой достигало 3,5 часа, а в очень холодном – 5–6 часов, то есть увеличивается на 40 % и более. Было также установлено, что, чем ниже температура воздуха, при которой тушится крупный пожар, тем больше среднее время тушения таких пожаров. Так, при температуре - 40 °С тушится 12 % крупных пожаров, среднее время их тушения составляет 6,2 часа. И даже при температуре окружающей среды – 50 °С тушится до 3 % крупных пожаров, происходящих в зимний период года, при этом среднее время тушения составляет 7 часов. Из этого следует, что в холодных климатических районах в зимнее время года складывается сложная оперативная обстановка с тушением пожаров. Низкие температуры окружающего воздуха способствуют развитию пожаров до крупных размеров, и более того, осложняют само тушение пожаров. Если количество всех пожаров в стране в течение года по месяцам различается незначительно (в пределах до 20 %), то численность погибающих людей значительно возрастает в зимний период времени. Число людей, погибающих на 10 000 пожарах зимой в 2–3 раза выше, чем гибель людей на 10 000 пожарах в другие времена года. При одинаковом числе пожаров такое увеличение гибели людей объясняется только снижением эффективности деятельности подразделений пожарной охраны в зимний период года, в котором основным влияющим фактором являются климатические условия в регионе. Для тушения пожаров выпускаются пожарные машины, приспособленные для эксплуатации в условиях от – 40 °С до + 40 °С. В этом интервале температур осуществляется реализация их технических возможностей. Однако при низких температурах возникают нередко значительные трудности в их работе. Их оценку произведем, рассматривая основную тактическую единицу технических ресурсов противопожарной службы, которой является пожарная автоцистерна (АЦ). Проанализируем влияние экстремальных метеорологических условий на АЦ при реализации ею своего функционального назначения (рис. 9.1). 358 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах Рис. 9.1. Функциональное назначение АЦ При поступлении вызова АЦ предстоит выполнить первую функцию назначения (рис. 9.1). Согласно нормативным требованиям температура воздуха в пожарном депо не должна опускаться ниже 16 °С. При выполнении этих условий пожарный автомобиль и все его пожарное и аварийно-спасательное снаряжение находятся в благоприятных условиях и готовы к немедленному выполнению своего функционального назначения. Переход из состояния «ожидания» в состояние «следование по тревоге» для пожарного автомобиля должен осуществляться не более чем за 50 сек. Автомобиль, выезжая на пожар при отрицательной температуре окружающей среды, значительное время следования работает с непрогретым двигателем, так как отсутствует возможность предварительного прогрева двигателя автомобиля перед выездом из пожарного депо. При следовании пожарного автомобиля на пожар в большинстве случаев двигатель не успевает выходить на номинальный тепловой режим 80–90 °С, и следовательно, он не развивает достаточную мощность. Кроме того, его эксплуатация сопровождается большим расходом топлива и износа рабочих поверхностей деталей и сопровождается повышенным загрязнением окружающей среды продуктами неполного сгорания. Мощность, развиваемая двигателем, оказывает прямое влияние на динамические характеристики пожарного автомобиля, прежде всего, на скорость движения. Известно, что средняя скорость движения пожарного автомобиля с непрогретым двигателем на 25 % меньше, чем у автомобиля 359 Пожарная техника с прогретым двигателем. При средней скорости движения пожарного автомобиля в городе Vгор 45 км/ч и принятому радиусе выезда основного пожарного автомобиля R = 5 км согласно нормативному документу, можно определить среднее время движения пожарного автомобиля τдв, мин, к месту вызова. Используем для этого следующую формулу τ дв τ 0 R / Vср , (9.1) где τ0 – время от получения сигнала о пожаре до выезда из гаража (50 сек). В результате расчета получено значение близкое к τдв = 8 мин. Если учесть, что в условиях низких температур средняя скорость пожарного авзим томобиля на 25 % меньше, то она достигает τ дв 10 мин . Разница во времени следования к месту вызова составляет более двух минут. Следовательно, в зимнее время года увеличивается время следования пожарных подразделений к месту вызова, а значит, и увеличивается вероятность развития пожара до крупных размеров и гибели людей. При выезде пожарного автомобиля по тревоге все его агрегаты, элементы пожарной надстройки – пожарно-техническое и аварийно-спасательное вооружение почти всегда нагреты до температуры воздуха в помещении пожарного депо. При температуре – 20 °С и ниже температура в узлах и агрегатах пожарного автомобиля резко снижается. Чем ниже температура окружающего воздуха и больше скорость автомобиля, тем интенсивнее происходит их охлаждение. Важным становится тщательность проведения ЕТО. При его проведении серьезное внимание следует уделять герметичности задвижек на трубопроводе, соединяющем цистерну с насосом. Наличие влаги перед выездом автомобиля внутри насоса приводит к замерзанию вакуумного крана и задвижек. Времени следования пожарного автомобиля к месту пожара достаточно для образования ледяных пробок. При этом автомобиль не в состоянии будет обеспечить необходимую подачу воды к месту пожара. При большом времени следования к месту тушения пожара под действием низких температур окружающей среды происходит охлаждение как объема отсеков пожарной надстройки, так и всего пожарнотехнического и аварийно-спасательного вооружения в них. На рис. 9.2 показана интенсивность охлаждения отсека пожарного автомобиля АЦ-6/6-40(5557), следующего к месту вызова при температуре окружающей среды – 18 °С, скорости ветра vв = 4 м/с и средней скорости движения автомобиля vа = 50 км/час. 360 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах t, °С 20 10 60 τ, мин 40 2 -10 1 -20 Рис. 9.2. Интенсивность охлаждения отсека пожарной надстройки АЦ-6/6–40 (5557): 1 – температура внутренней поверхности стенки отсека; 2 – температура ПТВ в отсеке (пожарных рукавов) Из анализа рис. 9.2 следует, что уже после прибытия на пожар через 5–10 минут температура стенок отсека достигает 0 °С. Резкое охлаждение стенок отсека (кривая 1) приводит к охлаждению размещенного в них ПТВ (кривая 2). При этом может сложиться ситуация, когда при очень низкой температуре и сильном ветре находящиеся в отсеках АЦ пожарные напорные рукава, охладятся до температуры окружающей среды. При движении АЦ влиянию низких температур подвергаются также и средства защиты органов дыхания, находящиеся в отсеках пожарного автомобиля и бак с пенообразователем. Находящаяся на АЦ цистерна с водой имеет достаточный тепловой запас, исключающий замерзание в ней воды при следовании пожарного автомобиля к месту вызова. После прибытия АЦ к месту тушения пожара расчет автомобиля производит боевое развертывание. Выполняется вторая функция назначения автомобиля (см. рис. 9.1). Влияние низких температур окружающей среды на АЦ при следовании на пожар может вызывать трудности с выполнением этой функции. 361 Пожарная техника Так, если для подачи ствола первой помощи используются охлажденные в отсеках АЦ напорные пожарные рукава, то при подаче в них воды по длине рукавной линии может сформироваться «шуга» (двухфазный поток жидкости, состоящий из кристаллов льда и воды), которая, как правило, забивает разветвление внутренней полости, переходные соединения, стволы и, тем самым, препятствует подаче воды. Одной из основных функций АЦ является подача к месту пожара огнетушащих веществ от источников водоснабжения – это третья функция назначения (см. рис. 9.1). При этом влиянию охлаждения подвергается как пожарный автомобиль, так и магистральные и рабочие рукавные линии. Это может приводить к отказам. При этом даже временное прекращение подачи воды и выключении насоса в его полости может привести к замерзанию оставшейся воды. При продолжительной подаче воды по рукавным линиям в условиях низких температур в них происходит замерзание воды. Скорость формирования льда зависит от диаметра рукавов, скорости движения воды, ее температуры, а также температуры окружающей среды. Возникает ситуация, когда становится невозможным подавать воду на тушение пожара. Это может быть причиной того, что начавшиеся пожары приобретают крупные размеры. При этом АЦ не может осуществить выполнение третьей функции своего назначения. Основой выполнения этой функции является работоспособность насосно-рукавной системы обеспечения подачи воды на тушение пожара (рис. 9.3). Рис. 9.3. Система обеспечения подачи воды на тушение пожара От работоспособности системы подачи воды зависит весь процесс тушения пожара, ведь она обеспечивает как забор воды, так и подачу ее на тушение пожара. Если в каком-то элементе этой системы произойдет отказ в работе, то тушение пожара станет невозможным. 362 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах Отказы в работе насосно-рукавной системы возникают в различных ее элементах. Так, на основании описаний более 3,5 тыс. крупных пожаров было установлено распределение отказов, произошедшее по причине влияния низких температур (табл. 9.1.). Таблица 9.1 Элемент системы Водоисточник Всасывающая линия Пожарный автомобиль Напорные линии Распределение отказов, % 13,2 5,7 43,4 37,7 Из анализа этой таблицы следует, что наибольшее количество отказов приходится на пожарный автомобиль и напорную линию. Из общего их количества всех отказов наибольшая их часть обусловлена замерзанием воды в пожарных насосах (табл. 9.2). Таблица 9.2 Элемент системы Воздействие низких температур на тепловой режим двигателя ПА Замерзание вентилей, клапанов и задвижек водопенных коммуникаций Замерзание вакуумной системы насоса ПА Замерзание воды в насосе ПА Распределение отказов, % 8,7 17,4 4,3 69,9 Количество отказов на пожарных АЦ в настоящее время значительно сокращено. Так, нагрев воды в цистернах, установка в насосные отсеки АЦ подогревателей, которые поддерживают положительную температуру в них, способствует предотвращению замерзания воды в насосах. Кроме того, в настоящее время проводятся активные опытно-конструкторские работы по созданию пожарной автоцистерны в северном исполнении. По мере поступления в гарнизоны новой пожарной техники, имеющей дополнительную защиту пожарной надстройки от воздействия низких температур, это снизит количество отказов на пожарных автомобилях. Важной остается задача оценки влияния низких температур окружающей среды на рукавные линии и обеспечение при этом их работоспособности. 9.2. Влияние низких температур на работоспособность рукавных линий (РЛ) пожарных автомобилей Для оценки работоспособности РЛ следует рассмотреть особенности течения воды по ним. Оценку процесса проанализируем на примере РЛ, прокладываемых от пожарных автоцистерн, не приспособленных к работе 363 Пожарная техника в условиях низких температур (ниже – 35 °С). Для этого рассмотрим насосно-рукавную систему АЦ, которая показана на рис. 9.4. n; tвод tн t0 Δtн Рис. 9.4.Схема критических показателей по длине рукавной линии Забор воды, как показано на рисунке, производится из естественного водоисточника при температуре tвод. Эта температура, непосредственно на границе вода – лед, может быть близка к 0 °С. Поступая в насос АЦ, поток воды незначительно подогревается на какую-то температуру Δtн. Интенсивность нагрева зависит от расхода воды и рабочих параметров насоса и может достигать от 0,1 до 0,6 °С. Далее поток воды с температурой tн поступает в магистральную рукавную линию, где по длине линии воды охлаждается. Непосредственно в рукавной линии можно выделить три характерных участка. Первый участок представляет собой часть рукавной линии, на котором вода охлаждается до 0 °С (критическая длина линии Lкр). Интенсивность снижения температуры воды в рукавной линии, прежде всего, зависит от метеорологических условий (температуры окружающей среды tв, °С и скорости ветра vв, м/с). Интенсивность охлаждения потока воды зависит также от диаметра рукавов, расхода и скорости движения воды в РЛ. Второй участок рукавной линии L0 характеризуется тем, что несмотря на то, что вода и охлаждена до 0 °С, но лед на внутренней поверхности рукавов и рукавной арматуры еще не образуется. Для образования льда необходима дополнительная отдача энергии перехода из жидкого состояния в твердое. На этом участке рукавной линии происходит потеря теплоты, равной теплоте кристаллизации воды. В сумме первый Lкр и второй L0 участки формируют предельную длину магистральной рукавной линии до начала обледенения Lпрд, м. 364 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах Lпрд Lкр L0 . (9.2) После этого участка при течении воды на внутренней поверхности рукавной арматуры и рукавов образуется лед. Это наиболее опасный участок Lоблд. Интенсивное образование льда на арматуре приводит к уменьшению проходных сечений (рис. 9.5) и, следовательно, к снижению интенсивности подачи воды. Кроме того, обледенение рукавов приводит к уменьшению их срока службы и к отказам в работе. 2 1 Рис. 9.5. Обледенение внутренней полости разветвления в работающей рукавной линии: 1 – массив льда; 2 – свободное сечение Предельная длина рукавной линии до начала обледенения Lпрд может быть использована для прогнозирования работоспособности насоснорукавной системы пожарного автомобиля. Если выполняется условие Lкр Lр.л , (9.3) где Lр.л – длина рукавной линии, м, то насосно-рукавная система по фактору обледенения может функционировать неограниченный период времени. Температура воды по длине РЛ не охлаждается до 0 °С и обледенение такой насосно-рукавной системы возможно только при экстремальных ситуациях. Определение критического показателя Lкр, м, осуществляется по формуле: t tн Lкр н 100 , (9.4) t 365 Пожарная техника где tн – температуры воды, при входе в насос пожарного автомобиля, °С; Δtн – изменение температуры воды на насосе, °С; Δt – снижение температуры воды на каждых 100 м рукавной линии, °С, значения которого могут быть в зависимости от гидравлических характеристик рукавных линий и метеорологических условий от 0,05 до 3 °С. Если же условия незамерзаемости рукавной линии (9.3) не выполняются, то с течением времени эта линия будет подвержена обледенению. В первую очередь, лед в рукавной линии образуется на разветвления (рис. 9.5), соединительных рукавных головках (рис. 9.6), стволах, а также на внутренних поверхностях рукавов вблизи рукавной арматуры. 2 1 Рис. 9.6. Обледенение внутренней полости соединительной рукавной головки в работающей рукавной линии: 1 – массив льда; 2 – свободное сечение На приведенных рисунках лед образовался, подавая воду по рукавам при температуре воздуха – 27 °С, скорости ветра до 10 м/с в течение 3-х часов. Образование льда приводит к увеличению сопротивления потоку воды и, следовательно, к уменьшению напора на стволах. Подаваемого количества воды может быть недостаточно для локализации и тушения пожара, становится невозможным реализовать тактико-технические возможности подразделений. Это особенно опасно при тушении крупных пожаров. В течение нескольких часов подача воды стволом может уменьшаться в 2–4 раза. Оценку влияния обледенения на работоспособность рукавной линии проанализируем на элементарном участке такой линии длиной dx (рис. 9.7), ограниченный сечением I–I и II–II со льдом на внутренней поверхности рукавов и движущейся водой. 366 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах I qп tв II tр2 I1; Q1; v1 qв tл1 I2; Q2; v2 Вода Лед Стенка рукава л I dx II Рис. 9.7. Схема элементарного участка рукавной линии в условиях обледенения: І1; Q1; v1 – соответственно, энтальпия, расход и скорость движения воды в сечении I–I; І2; Q2; v2 – соответственно, энтальпия, расход и скорость движения воды в сечении II–II; qв – отток тепла от воды к поверхности раздела между водой и льдом, Вг/м; qп – отток тепла с наружной поверхности рукавной линии в окружающую атмосферу, Вг/м; tл1 – температура внутренней поверхности льда, °С; tр2 – температура наружной поверхности рукава, °С; tв – температура окружающей среды, °С Дифференциальные уравнения баланса тепла и дифференциальное уравнение гидравлики составляют систему из трех уравнений со следующими переменными: r – радиус свободного сечения, м; tж – температура воды в линии, °С; Н – напор, м; х – длина, м; t – время, с; θt ж Vж ρ ж Срж θx Vж I г 2πr 1 (tж t0 ) 0 θr 2πK l (t0 tв ) 2πr ρ л ε л α1 (tж t0 )2πr 0 θτ θН θx I к I г . (9.5) В результате решения этой системы уравнений можно установить следующие функции: r f (x; τ); H f (x; τ); t f (x; τ) . 367 Пожарная техника Они определяют изменение температуры воды, напора и радиуса живого сечения (степень обледенения) как по длине рукавной линии, так и во времени. Для использования этой модели с помощью ПЭВМ разработан специальный алгоритм, на базе которого составлена программа. Она позволяет описать работоспособность рукавных линий при воздействии низких температур, то есть рассчитать, как будет изменяться по длине линии температура и напор воды (см. рис. 9.4). Кроме того, с помощью разработанной программы возможно оценивать, как во времени будет изменяться радиус внутреннего сечения рукавов и рукавной арматуры (интенсивность обледенения). И, самое важное, можно определять, как во времени будет изменяться напор на стволах, а следовательно, и подача воды. Появляются условия для предварительной оценки тактико-технических возможностей подразделений по тушению пожаров при экстремально низких температурах окружающей среды. Практические рекомендации, полученные с использованием рассматриваемой математической модели (9.5), отражены в параграфе 9.4. настоящей главы. 9.3. Современная пожарная техника, приспособленная для эксплуатации в холодных климатических районах Проблема адаптации пожарной техники к условиям ее оперативного использования возникла в России во второй половине XVIII в. и связана с появлением первых технических средств тушения пожаров, которые применялись для подачи в очаг пожара воды. Использование для тушения пожаров воды при многих положительных качествах обладает одним существенным недостатком. Температура кристаллизации воды равна 0 °С. Поэтому с появлением технических средств подачи воды возникла проблема обеспечения их работоспособности в условиях низких температур. В литературных источниках, датированных серединой XIX в., появляются первые упоминания о пожарных ручных трубах (насосах). Эти насосы приводились в действие за счет физического усилия команды пожарных. Однако при подаче воды в условиях низких температур наблюдалось обледенение «поливных» (напорных) и «заборных» (всасывающих) рукавов, а также корпуса самого насоса, что приводило к значительному замедлению работы насоса, а порой и к его остановке. Учитывая это, еще в XVIII в. изготавливали пожарные ручные трубы (насосы) с печным подогревом (рис. 9.8.). 368 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах 2 3 1 4 Рис. 9.8. Пожарная труба (насос) с подогревателем: 1 – всасывающий насос (цилиндр), 2 – коромысло, 3 – нагнетательный коллектор, 4 – подогреватель в виде железной печки Во время работы насоса в условиях низких температур его обогрев обеспечивался энергией, выделяемой при горении угля в специальной топке под клапанной коробкой насоса. В середине XIX в. для тушения пожаров зимой используется прототип современных автоцистерн северного исполнения – бочечный ход с топкой для нагрева воды. На санях, а затем и на колесном ходу монтировалась емкость из «котельного» железа объемом до 2 м3. В кормовой стороне емкости устраивалась топка, от которой через емкость проходила труба для выпуска дыма (рис. 9.9.). 3 2 1 Рис. 9.9. Бочечный ход с топкой для нагрева воды: 1 – топка в виде железной печки; 2 – бочка в теплоизолированном корпусе; 3 – выхлопная труба 369 Пожарная техника Таким образом обеспечивалось предварительное нагревание воды, которая в дальнейшем подавалась для подпитки в напорные рукавные линии и обеспечивала их работоспособность при низких температурах. За последнее столетие произошло интенсивное развитие технических средств для тушения пожаров. Появление двигателя внутреннего сгорания способствовало механизации пожарной техники. Прежде всего, с конной тяги пожарные насосы перебрались на шасси автомобиля, что позволило совершенствовать насосно-рукавные системы и к середине ХХ в. пожарный автомобиль приобрел свой настоящий вид. Так как климатические особенности России за последние 100 лет изменились незначительно, то проблема обеспечения работоспособности пожарной техники при низких температурах остается актуальной. Первоначально на пожарных автомобилях для обеспечения теплоустойчивости отдельных элементов водопенных коммуникаций использовалась энергия выхлопных газов двигателя. Так, на пожарных автомобилях моделей ПМГ-5 и ПМЗ-8 (1946–1965 гг.) выхлопными газами обеспечивался подогрев насосного отсека. Такое техническое решение было достаточно эффективным. Далее была сделана попытка обогревать энергией выхлопных газов как насосный отсек, так и цистерну с водой. Начиная с 1960 г., такое техническое решение применялось на АЦ-30(130)63Б; АНР-40(130)127А. В 1980 г. появились автоцистерны АЦ-30(53А)106А и АЦ-40(133ГЯ)181А, в которых выхлопные газы двигателя использовались еще для обогрева и кабины боевого расчета. Однако возможности выхлопных газов двигателя по обеспечению обогрева узлов и агрегатов пожарного автомобиля ограничены энергетически. Поэтому использование их для обогрева нескольких элементов надстройки пожарного автомобиля было малоэффективным. Этот опыт был учтен при выпуске современных автоцистерн, таких, как АЦП-3/6-40(131), АЦ-5,5-40(5557)005МИ, где выхлопные газы двигателя использовались для подогрева только насосных отсеков. С 1960 г. начался выпуск пожарных автоцистерн, на которых для обогрева кабины боевого расчета использовался автономный подогреватель. Это автоцистерны АЦ-40(131)137, АЦ-40(375Н)Ц1А, АЦ-40(375)Ц1А. Развитие данного технического решения по обеспечению обогрева элементов пожарной надстройки пожарного автомобиля оказалось успешным. Оно позволило найти еще одно решение для автомобилей, эксплуатируемых в холодных регионах. Пожарный насос на многих моделях пожарных автомобилей был установлен в обогреваемой кабине боевого расчета, так называемое среднее расположение насоса. Такое решение позволило обеспечить теплоустойчивость пожарного насоса и создать достаточно комфортные условия работы водителя. Оно было реализовано на АЦ-40(375)Ц1, АНР-40(130)87А, а также используется на современных автоцистернах: АЦ-40-40-6/6(5557), АЦ-2,5-40(131)004-ПС, АЦ-8-40(4320)006МИ и других моделях. 370 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах На современных пожарных автоцистернах автономные подогреватели используются для обеспечения теплоустойчивости насосного отсека. Такое техническое решение применяется фактически для всего типового ряда автоцистерн, выпускаемых ОАО «Пожтехника» (г. Торжок), а также у автоцистерн многих других производителей. Кроме того, это техническое решение регламентируется нормативным документом НПБ 163 «Пожарная техника. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний» и предназначено для обеспечения нормальной работы насосной установки при отрицательных температурах воздуха. Использование автономных подогревателей на пожарных автомобилях не ограничивается только защитой насосного отсека. Варгашинским заводом противопожарного и специального оборудования (пос. Варгаши, Курганская обл.) начиная с 2000 г. выпускаются автоцистерны с элементами северного исполнения: АЦ-4,0-(5557)-9ВР; АЦ-8,0-40(43118)-24ВР; АЦ-8,0-40(4320)-25ВР (рис. 9.10). Рис. 9.10. Пожарная автоцистерна АЦ-8,0-40 (Урал-4320)-25ВР с элементами защиты от воздействия низких температур На этих автоцистернах насос имеет среднее расположение в обогреваемой кабине боевого расчета. Также автономным подогревателем обеспечивается обогрев цистерны с водой, эффективность защиты возрастает за счет обработки цистерны теплоизолирующим материалом. Следует отметить, что на всех перечисленных выше пожарных автомобилях за счет использования различных технических решений обеспечивался обогрев отдельных элементов пожарной надстройки. При этом основное внимание уделялось защите пожарного насоса. Обоснованность этих мер подтверждают исследования, проведенные на кафедре пожарной техники Академии ГПС МЧС России. Проанализировав количество отказов насосно-рукавных систем, установили, что более 43 % отказов приходится на пожарный автомобиль, и основной отказ – это замерзание насоса. Также было определено, что 38 % отказов приходится на напорные рукавные линии. О возникновении этой проблемы, связанной 371 Пожарная техника с негативным воздействием низких температур, было известно еще с XVIII в. Для ее решения использовался бочечный ход с топкой для нагрева воды (см. рис. 9.9.) До сегодняшнего дня принципиально нового решения найдено не было, изменения произошли лишь в источниках энергии, используемых для предварительного подогрева воды. Так, широко известна пожарная автоцистерна АЦ-40(131С)153, выпуск которой был освоен в начале 80-х гг. прошлого века на Прилукском заводе «Пожмашина» (Украина). Этот автомобиль имеет установку, которая позволяет осуществлять предварительный подогрев воды в цистерне жидкостным подогревателем, а затем подпитывать горячую воду в рукавные линии. На этом автомобиле предусмотрено утепление цистерны с водой и пенобака теплоизоляционным слоем. Насос имеет среднее расположение в кабине боевого расчета, которая отапливается автономным подогревателем (рис. 9.11.). 2 3 4 5 1 Рис. 9.11. Автоцистерна АЦ-40 (1319) 153 с установкой подогрева воды: 1 – базовое шасси; 2 – лафетный ствол; 3 – выхлопные трубы установки подогрева; 4 – пожарная надстройка автомобиля; 5 – отсек размещения установки подогрева воды Хотя этот пожарный автомобиль соответствовал самым современным техническим решениям по обеспечению работоспособности насоснорукавной системы, он также имел ряд существенных недостатков. Прежде всего, временные параметры выхода на режим подпитки подогретой воды, который составлял 60 мин. За это время при температурах окружающей среды от – 40 °С до – 50 °С происходит интенсивное обледенение рукавных линий, которое может привести к отказу всей насосно-рукавной системы. На современном этапе создания пожарных автомобилей по обеспечению деятельности пожарных подразделений при экстремально низких температурах окружающей среды обосновывается реализацией одного из направлений концепции развития типажа пожарных автомобилей для пожарно-спасательной службы на период до 2010 года, которая утверждена Министром МЧС России. В качестве одного из важнейших направлений этой концепции определено создание пожарной и аварийно-спасательной техники, приспособленной для эксплуатации в холодных климатических 372 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах районах. То есть, необходима разработка и изготовление пожарных автомобилей в исполнении ХЛ в соответствии с ГОСТ 15150. Такое исполнение предполагает, что при эксплуатации рабочие значения температур для пожарных автомобилей должны быть в пределах от + 40° до – 60 °С. Причем этим требованиям должны удовлетворять, как базовое шасси, так и его пожарная надстройка. А учитывая, что одной из основных функций автоцистерны (см. рис. 9.1) является подача к месту пожара огнетушащих веществ, то и насосно-рукавная система АЦ должна функционировать в температурном диапазоне исполнения ХЛ, то есть при – 60°С. Также учеными Академии ГПС МЧС России на протяжении последних 20 лет ведутся активные исследовательские работы в области обеспечения работоспособности пожарной техники при эксплуатации в условиях низких температур. Возможно реализовать подогрев при низких температурах в насоснорукавных системах пожарных машин, например, в разработанном пожарном многоцелевом автомобиле АПМЗ-2/40-05/125-50(43118) мод. ПиРо (рис. 9.12.). Такое техническое решение может гарантированно обеспечить работоспособность любой рукавной линии при температуре окружающей среды до – 60 °С. 1 2 4 3 К разветвлению Рис. 9.12. Использование автомобиля пожарного многоцелевого для обеспечения работоспособности насосно-рукавной системы ПНС в условиях низких температур: 1 – пожарная насосная станция (ПНС); 2 – магистральная рукавная линия; 3 – вставка для подпитки горячей воды; 4 – автомобиль пожарный многоцелевой АПМЗ-2/40-05/125-50 (43118) мод. ПиРо 373 Пожарная техника 9.4. Рекомендации по эксплуатации рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур Анализируя опыт практической работы подразделений в условиях низких температур, а также используя результаты полигонных испытаний, проведенных с насосно-рукавными системами пожарных автомобилей, а также математическое моделирование, на кафедре «Пожарная техника» разработаны рекомендации по эксплуатации рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур. Основные положения этих рекомендаций приведены в настоящей главе. Особенности подачи воды по рукавным линиям в условиях низких температур На основании опыта тушения пожаров были обоснованы наиболее широко применяемые схемы боевого развертывания для первичных тактических подразделений. Эти схемы указаны в рис. 9.13. В рисунке принято, что рабочие линии состоят из трех рукавов соответствующего диаметра: для ствола РС-50 – диаметром 51 мм; для ствола РС-70 – диаметром 66 мм. Число рукавов, входящих в магистральную рукавную линию (MPЛ), является тем предельным значением, для которого насос пожарного автомобиля может обеспечить требуемый расход на стволах. Такая длина МРЛ будет представлять собой предельную длину линии по гидравлическим характеристикам. Рис. 9.13. Возможная схема рукавных линий 374 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах Самым тяжелым для эксплуатации рукавных линий является зимний период года. Воздействие низких температур воздуха, а также ветра сопровождается образованием льда на внутренних стенках рукавов и особенно рукавной арматуры (соединительные рукавные головки, разветвления, переходные соединения, стволы). Это значительно увеличивает сопротивление потоку воды в рукавных линиях и, следовательно, приводит к уменьшению напора и расхода воды на стволах. Во время разборки рукавных линий интенсивному обледенению подвергаются рукава, что затрудняет их сборку и транспортирование. Во многом нормальная работоспособность рукавной линии (РЛ) зависит от расхода протекающей в ней воды, ее температуры, теплофизических свойств материала рукавов и климатических факторов. Наиболее тяжелые условия подачи воды возникают при ее заборе из естественных водоисточников (реки, озера). Температура воды подо льдом близка к нулю градусов. В насосе вода, в зависимости от расхода, может нагреваться за счет трения до 0,1–0,6 °С. Далее при течении воды по РЛ она постепенно охлаждается до 0 °С. Длина рукавной линии, на которой вода охлаждается до температуры 0 °С, называется критической. После этого участка происходит переохлаждение воды, и на внутренней поверхности рукавной арматуры начинается образование льда (предельная длина линии по началу обледенения). Схема критических показателей по длине рукавной линии показана на рис. 9.14. Рис. 9.14. Предельные длины рукавных линий по началу обледенения 375 Пожарная техника Для прогнозирования работоспособности рукавных линий в условиях низких температур используется рис. 9.14. В ней для каждой схемы боевого развертывания (см. рис. 9.13.), с учетом климатических факторов, даются два значения по длине РЛ. Точка начала сплошной линии (для соответствующих схем) свидетельствует о том, что температура воды на данной длине линии охладилась до 0 °С (критическая длина линии). Далее по сплошной линии показано как происходит переохлаждение потока воды. Конечная точка линии свидетельствует о том, что на внутренней поверхности рукавной арматуры началось обледенение (предельная длина линии по началу обледенения). Указанные длины даны с учетом наиболее тяжелых условий забора воды для различных климатических факторов. Под наиболее тяжелыми условиями следует понимать, что забираемая вода при подходе к насосу пожарного автомобиля имеет температуру, близкую к 0 °С. Все указанные в рис. 9.14 длины приводятся для МРЛ, состоящих из прорезиненных рукавов диаметром 66 и 77 мм. Использование графического материала (рис. 9.13, 9.14) рассматривается на ряде примеров П р и м е р 1 . При температуре воздуха - 30 °С и скорости ветра 0,5 м/с отделению на АЦ необходимо обеспечить забор воды из озера (верхние слои из-под льда) и на расстояние 240 м подать два ствола РС-50. Решение. 1. Для подачи двух стволов РС-50 по рис. 9.13. выбираем схему №3. 2. Критический и предельный показатели длины рукавной линии, соответствующие этой схеме, находим по рис. 9.14. При скорости ветра 0,5м/с и температуре воздуха – 30 °С охлаждение потока воды до 0 °С для рассматриваемой схемы произойдет по длине 15 рукавов (то есть на расстоянии 300 м). Вывод: При имеющихся условиях предлагаемая схема боевого развертывания может по фактору обледенения функционировать неограниченный период времени. П р и м е р 2 . При температуре воздуха – 40 °С и скорости ветра 5 м/с отделению на АЦ необходимо обеспечить забор воды из реки (верхние слои из-под льда) и на восемь рукавов проложить МРЛ диаметром 66 мм с подачей стволов РС-50 и РС-70 через разветвление от рабочих линий на три рукава. 376 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах Решение. 1. Для подачи стволов РС-50 и РС-70 по рис. 9.13 выбираем схему № 4. 2. Критический и предельный показатели длины рукавной линии, соответствующие этой схеме, находим по рис. 9.14. При скорости ветра 5м/с и температуре воздуха - 40 °С охлаждение потока воды до 0 °С, для рассматриваемой схемы, произойдет по длине трех рукавов (т. е. на расстоянии 60 м). Начало ледообразования будет наблюдаться на восьмом рукаве (т. е. на расстоянии 160 м). Выводы: Следовательно, в конце МРЛ, а именно на разветвлении, начнется образование льда. Будет происходить увеличение сопротивления в рукавной линии, расход воды уменьшится. С течением времени этот процесс будет развиваться по нарастающей, и может привести к полному обледенению линии. Рекомендации по обеспечению работоспособности магистральных и рабочих рукавных линий При тушении пожаров в условиях низких температур надежная подача воды по рукавным линиям обеспечивается выполнением ряда простых рекомендаций. 1. Забор воды и подача ее в рукавную линию: а) использовать для забора воды близлежащие водоисточники, отдавая преимущества пожарным гидрантам и утепленным пожарным водоемам; б) осуществлять забор воды из естественных водоисточников с максимально возможной глубины, так как температура воды в глубине выше, чем в верхних слоях; в) при заборе воды из водоисточников сначала следует подать воду из насоса в свободный напорный патрубок и только при устойчивой работе насоса подавать воду в рукавную линию. Подача воды должна производиться (при достаточном количестве пожарных автомобилей) только по одной магистральной линии. Причем для увеличения скорости потока воды, а следовательно, и увеличения критической длины МРЛ должна быть задействована на полную пропускную способность по расходу; г) подача воды к месту тушения от каждого пожарного автомобиля, установленного у водоисточника. Общий расход может составлять для МРЛ диаметром 66 мм – 17 л/с; для МРЛ диаметром 77 мм – 23 л/с; д) при температуре воздуха до – 40 °С для прокладки МРЛ преимущество отдавать пожарным напорным рукавам с латексным гидроизоляционным слоем, так как иx теплоизолирующая способность в два раза выше, чем 377 Пожарная техника у прорезиненных рукавов. Напорные рукава с латексным гидроизоляционным слоем при температуре воздуха ниже – 40 °С не подлежат эксплуатации, так как этот слой становится хрупким и может разрушаться; е) после проведения боевого развертывания подача воды в линию должна быть осуществлена без промедления. При этом следует обеспечить движение переднего фронта потока воды по линии с максимальной скоростью. Для этого необходимо перед открытием напорного патрубка создать напор на насосе, равный 3–4 атм (при большем давлении будет затруднено открытие патрубка). Одновременно с открытием напорного патрубка следует повысить напор на насосе до 6–7 атм (при подаче от водоисточников) и до 5 атм (при подаче от автоцистерны). В результате этого значительно увеличится скорость движения переднего фронта потока по линии. С увеличением скорости потока уменьшится интенсивность охлаждения воды и вероятность появления шуги в линии при заполнении ее водой; ж) не рекомендуется при тушении пожаров в условиях низких температур заблаговременно осуществлять прокладку резервных магистральных линий. Уже через 20–30 мин после прокладки внутренняя часть рукавов охлаждается до температуры окружающего воздуха. Эластичность материала рукавов значительно снижается. При подаче воды в такую линию происходит интенсивное ее охлаждение, имеется большая вероятность появления шуги в воде и закупорки всей линии; з) содержать необходимое количество рукавов для прокладки резервной линии в утепленном отсеке или кабине одного пожарного автомобиля. При значительном уменьшении расхода воды в основной линии осуществить прокладку резервной линии и подачу в нее воды. 2. Предотвращение отказов подачи воды: а) недопустимо использовать при тушении пожаров неисправные рукава. Незначительные свищи и протечки способствуют образованию наледи на рукавах. Это при разборке рукавных линий может привести к разрушению рукавов; б) необходимо произвести замену рукава, если он в линии оказался поврежденным. В первую очередь, отсоединяется рукавная головка испорченного рукава ближе к месту пожара. К этому участку присоединяется новый рукав. При всех манипуляциях участок линии, находящийся под напором, должен быть в стороне, чтобы не замочить рукава. После того, как присоединен новый рукав, дается команда на перекрытие напорного патрубка (без остановки насоса). Отсоединяется вторая рукавная головка поврежденного рукава, на ее место присоединяется новый рукав. Открывается напорный патрубок насоса; в) не рекомендуется зигзагообразная прокладка рукавных линий. Каждый залом или изгиб является источником дополнительного сопротивления 378 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах в линии и снижает скорость потока на 10–20 %, что приводит к усилению интенсивности охлаждения воды. 3. Предотвращение образования льда в рукавных линиях: а) разветвления являются наиболее чувствительной к замерзанию частью рукавных линий. При наружной установке разветвлений необходимо принимать меры для их утепления (обогрев паяльной лампой, засыпка снегом, ветошью), при возможности устанавливать их внутри зданий. Для наиболее эффективного утепления разветвлений, а также для подогрева воды рекомендуется изготовлять металлические кожухи (по форме разветвления) с отводом для паяльной лампы; б) в тех случаях, когда избежать критической длины линии невозможно, следует организовать подвоз горячей воды автоцистернами из заранее определенных мест заправки. Подвозимую горячую воду использовать как для дозировки в МРЛ, так и для отогрева рукавной арматуры; в) недопустим резкий перепад давлений при начавшемся ледообразовании в рукавной линии. Часть слоя льда, образовавшегося на рукавах и рукавной арматуре, может под воздействием изменения давления отслоиться и закупорить линию в районе обледеневшей рукавной арматуры. Такая закупорка приведет к обледенению всей линии. Рекомендации по разборке магистральных рукавных линий После окончания работы по тушению пожара подразделениям необходимо произвести разборку МРЛ. При выполнении этих операций в условиях низких температур следует руководствоваться следующими рекомендациями: 1. Уборку рукавных линий производить сразу же по окончании тушения пожара. Для уборки задействовать максимально возможное количество личного состава. 2. Если имеется достаточное количество личного состава, чтобы одновременно рассоединить каждую пару соединительных головок, то дается команда остановки насоса и одновременно рассоединяются все рукава. Необходимо сразу же слить из них воду и свернуть их в одинарную скатку. Если личного состава для этого недостаточно, то при уборке линий подача воды не прекращается. Уборка производится со стороны ствола при уменьшенном напоре. 3. Замерзшие рукава нельзя свертывать в скатки. Если они внутри покрыты небольшим слоем льда, то иx необходимо собирать «восьмеркой». Если же вода в рукавах замерзла полностью, то такие рукава транспортируются в ближайшую часть в полную длину. 379 Пожарная техника Контрольные вопросы 1. Функциональное назначение пожарных автоцистерн. Какое влияние оказывают экстремальные метеорологические условия на реализацию этих функций. 2. Перечислите наиболее уязвимые элементы насосно-рукавной системы обеспечения подачи воды в условиях воздействия низкой температуры окружающей среды. 3. Перечислите характерные особенности участков рукавной линии, обеспечивающих работоспособность МРЛ в условиях низких температур. 4. Укажите основные параметры, определяющие критическую длину рукавной линии при эксплуатации автомобиля в условиях низких температур. 5. Запишите условие безотказной работы рукавной линии по фактору обледенения. 6. Перечислите способы защиты элементов пожарной надстройки ПА от воздействия низких температур. 7. Перечислите способы защиты насосно-рукавной системы ПА от воздействия низких температур. 8. Перечислите основные положения рекомендаций по обеспечению работоспособности рукавных линий при заборе и подачи воды. 9. Перечислите особенности по обеспечению работоспособности рукавов при разборке рукавных линий. 10. Направления развития мобильных средств пожаротушения в условиях низких температур. 380 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Глава 10. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 10.1. Управление техническим обеспечением 10.1.1. Техническое обеспечение и его организация По назначению пожарные автомобили (ПА) должны содержаться в постоянной технической готовности, которая определяется: исправным техническим состоянием автомобиля и его систем; заправкой эксплуатационными материалами и огнетушащими веществами; укомплектованностью ПТВ и инструментом согласно табельной положенности и охране труда; соответствием внешнего вида пожарного автомобиля нормативнотехнической документации. Эксплуатация ПА сопровождается расходом эксплуатационных материалов и огнетушащих веществ. Следовательно, снижается их техническая готовность, которую необходимо восстанавливать. Эксплуатация ПА сопровождается также снижением эффективности функционирования систем их механизмов, износом рабочих поверхностей деталей механизмов. Поэтому при эксплуатации ПА всегда осуществляется контроль технического состояния всех его систем и механизмов. По результатам контроля производится их техническое обслуживание или ремонт. Поддержание технической готовности, обслуживание и ремонт пожарных машин в территориальных (на территории субъектов РФ) и местных гарнизонов пожарной охраны осуществляется нештатной технической службой. Она подчинена начальнику гарнизона. Техническая служба обеспечивает: содержание пожарной и аварийно-спасательной техники в состоянии постоянной технической готовности к использованию; эффективную и надежную работу машин при использовании их по прямому назначению; поддержание машин в работоспособном и пригодном к применению состоянии при их хранении; техническую подготовку личного состава. 381 Пожарная техника Техническое обеспечение осуществляется на основании требований нормативных актов по: управлению техническим обеспечением; периодичности и трудоемкости технического обслуживания и ремонта пожарных и аварийно-спасательных машин; организации хранения пожарной техники и ПТВ на складах и базах хранения; организации материально-технического обеспечения пожарных подразделений технической службы. Организация и руководство техническим обеспечением осуществляется соответствующими управлениями Главного управления МЧС России по субъектам РФ. Все пожарные части и части технической службы по вопросам технического обеспечения подчинены отделам Управления вооружения и техники и отделам Управления МТО (рис. 10.1). В состав управлений входят различные отделы со своими функциями. В крупных субъектах РФ организуются Управления административных округов. В каждом таком управлении, например в г. Москве, имеется отдел материально-технического обеспечения, включающий два отделения вооружения и техники и материального обеспечения. Каждое управление выполняет определенный комплекс работ. Ниже изложено их содержание. Управление вооружения техники: организует руководство техническим обеспечением; организует разработку проектов нормативно-правовых актов; осуществляет подготовку заказа на производство, закупку и текущий ремонт вооружения и специальной техники; осуществляет централизованную закупку материальнотехнических средств для эксплуатации и текущего ремонта вооружения и специальной техники; контролирует выполнение поставок вооружения, спецтехники и пожарно-технической продукции, а также мероприятий по обеспечению безаварийной эксплуатации и технического состояния автотехники; руководит техническим обеспечением МЧС, а также деятельностью баз и складов МТО. 382 383 ОП ОП ОП ПЧ-№ Закупок горючесмазочных материалов Подразделения технической службы (ПО(Ч) ТС, ПТЦ) Материальнотехнического обеспечения Рис. 10.1. Структура Управления МТО ГУ МЧС по субъектам РФ ПЧ-2 ПЧ-1 Отряд ГПС Пожарнотехнического вооружения Отделы Отделы Эксплуатации и ремонта ПТ и вооружения Управление материального обеспечения Управление вооружения и техники ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МЧС ПО СУБЪЕКТАМ РФ Управление кадров, воспитательной работы Управление оперативного реагирования 383 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Пожарная техника Управление МТО: разрабатывает проект плана материально-технического обеспечения на год; принимает участие в испытаниях новых образцов продукции, также в разработке проектов планов технической готовности подразделений; определяет порядок эксплуатации, ремонта, учета и списания материальных средств; осуществляет контроль расходования ГСМ и ОВ; осуществляет руководство деятельностью баз, складов МТО производственно-технических центров (ПТЦ). Наличие в ГПС специальных частей технической службы обусловливает организацию технического обеспечения на двух уровнях: в пожарных частях (ПЧ), в гаражах и на постах технического обслуживания; в частях и подразделениях технической службы (ТС): производственно-технических центрах (ПТЦ); отрядах (ОТС) и частях (ЧТС) технической службы и отдельных постах технического обслуживания. Силы технической службы составляют личный состав отделов вооружений и тыла, водители и мотористы подразделений, а также должностные лица, отвечающие за техническую готовность пожарной техники. К средствам технической службы относятся инструмент, станочное оборудование, средства диагностики, используемые источники энергии, специальное оборудование (компрессоры, вентиляторы, кузнечные горны и т. д.). К ним же относятся приборы измерения расхода энергии, мерительный инструмент и т. д. 10.1.2. Техническое обеспечение в пожарных частях В соответствии с планово-предупредительной системой ТО и Р техническое обеспечение в пожарных частях (ПЧ) включает: приемку поступающих в ПЧ новых пожарных автомобилей; выполнение регламентных работ по ЕТО, ТО после пожара и после пробега ПА 1000 км. На посту технического обслуживания проводится ТО-1 на основании годового плана-графика. В ПЧ оформляются также работы и документы по направлению в части технической службы ПА, требующих ТО-2, а также среднего или капитального ремонта. Приемка ПА, поступившего в ПЧ. Органами управления ГПС для приемки ПА назначается постоянно действующая комиссия в составе: председателя – представителя отдела вооружения и техники, членов – начальник 384 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей ПТЦ, отряда, части технической службы, руководителя и старшего водителя (водитель) подразделения, в которое передается автомобиль. Комиссия обязана проверить: наличие положенной документации (инструкции по эксплуатации шасси и специальных агрегатов, формуляр пожарного автомобиля, паспорт транспортного средства, свидетельство о согласовании конструкции ПА, справка-счет); укомплектованность пожарного автомобиля оборудованием, принадлежностями и инструментами согласно описи; техническое состояние пожарного автомобиля (внешний осмотр, пуск и прослушивание двигателя, диагностирование агрегатов и систем, испытание на ходу, включение и работа специальных агрегатов). Приемка (передача) пожарного автомобиля (агрегата) оформляется актом. Поступивший в подразделение новый пожарный автомобиль в установленный срок регистрируется в Госавтоинспекции и перед постановкой на дежурство должен пройти обкатку. Обкатка пожарных автомобилей осуществляется в соответствии с требованиями заводов-изготовителей, изложенными в руководствах и инструкциях по эксплуатации. Обкатку производит старший водитель (водитель) подразделения ГПС под руководством назначенного начальника караула. Результаты обкатки заносятся в формуляр пожарного автомобиля. После обкатки выполняется техническое обслуживание шасси пожарного автомобиля в объеме работ, рекомендуемых инструкцией по эксплуатации шасси, а специального оборудования – в объеме работ первого технического обслуживания в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации ПА. Постановка пожарного автомобиля на дежурство и закрепление его за водителем производится руководителем подразделения ГПС. П е р е д а ч а П А и з о д н о й ч а с т и в д р у г у ю . В этом случае не производится обкатка. При передаче нового ПА, не прошедшего обкатку, ее проведение обязательно. П р и е м к а н о в о й п о ж а р н о й т е х н и к и . Новую пожарную технику получают на заводах-изготовителях или пунктах назначения при отгрузке ее транспортом. Завод или транспортная организация уведомляет УГПС (ОГПС) о месте и сроках получения пожарной техники. П р и е м к а н а з а в о д а х - и з г о т о в и т е л я х . Для получения техники руководство УГПС, ОГПС определяет ответственного представителя. Обычно это члены постоянно действующей комиссии. При командировании на завод ответственный представитель должен иметь доверенность на получение техники и уведомление. 385 Пожарная техника Приемка на заводе производится с его представителями. Получению подлежит только полностью укомплектованная, исправная пожарная техника с полным комплектом документации. Если при приемке обнаруживается, что получаемая продукция не соответствует стандартам, техническим условиям или комплекту, то получатель совместно с представителем заказчика МЧС РФ обязан отказаться от принятия продукции. При этом он должен потребовать ее замены или доукомплектования. При получении ПА на заводах в назначаемое подразделение они прибывают своим ходом. П р и е м к а н а п у н к т е н а з н а ч е н и я производится в случае, когда пожарная техника направляется потребителю по железнодорожному транспорту. Приемку техники производят представители ГПС на основании полученного уведомления и доверенности на ее получение. Прибывшие представители должны до снятия пожарной техники со средства транспортировки проверить целостность пломб, комплектность и осмотреть техническое состояние получаемой продукции. В случае повреждения пломб и вскрытия тары составляется акт в произвольной форме. В нем указывается номенклатура недостающего оборудования. Акт составляется при участии представителей транспортной милиции и транспортной организации. Составленный акт является основанием для восстановления утраченного. Если все пломбы не повреждены, то их срезают, оставляя концы длиной не менее 15 мм, и сохраняют до конца гарантийного срока эксплуатации изделия. Они служат доказательством получения изделия железнодорожным транспортом. Назначенная комиссия производит приемку пожарной техники в последовательности: приемка, регистрация в ГИБДД, обкатка, ТО, постановка в боевой расчет. Если при приемке будут обнаружены недостатки в комплектовании или выявлены какие-либо неисправности, то составляется акт-рекламация. Этот акт служит основанием для предъявления претензий заводуизготовителю. П о р я д о к п р е д ъ я в л е н и я а к т о в - р е к л а м а ц и й регламентирован правительством и Приказом министра МВД РФ. Заводы-поставщики устанавливают гарантийные сроки на всю пожарно-техническую продукцию. Этот срок исчисляется со дня регистрации в ГИБДД, но не позднее одного месяца со дня получения изделия потребителем. 386 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей При получении пожарной техники непосредственно с завода гарантийный срок и наработка исчисляются со дня ввода ее в эксплуатацию, но не позднее одного месяца со дня получения. Акты-рекламации составляются при: обнаружении несоответствия качества или комплектности установленным требованиям; поломках, разрушениях и нарушениях работоспособности деталей механизмов, систем; преждевременном износе отдельных деталей или механизмов. Претензии могут предъявляться только при условии, что изложенные изменения произошли по вине завода-поставщика, а потребитель соблюдал правила эксплуатации и хранения, изложенные в инструкциях заводов. Претензии предъявляются заводу-поставщику как на его изделия, так и на комплектующие изделия смежников. Последовательность оформления претензии и акта-рекламации четко определена нормативными документами. Приняв решение о предъявлении рекламации, подразделение ГПС в трехдневный срок направляет заводупоставщику извещение о вызове представителя для определения причин неисправности или отказа. Завод-поставщик может прислать представителя или согласиться на составление акта-рекламации в одностороннем порядке. До приезда представителя завода-поставщика неисправный агрегат может быть снят с машины, но не должен разбираться. Для составления акта-рекламации в ГПС создается комиссия, в которую включается и представитель завода-поставщика. Акт должен быть составлен в течение трех дней. При несогласии с комиссией представитель завода подписывает акт, но делает запись о своем мнении и несогласии с выводами комиссии. В случае неприбытия представителя завода по вызову ГПС в течение 15 суток создается комиссия для составления акта-рекламации в одностороннем порядке. В комиссию должен быть включен специалист из незаинтересованной организации. Общий срок составления акта-рекламации не должен превышать 30 суток со дня обнаружения дефекта. При получении акта-рекламации представитель заказчика МЧС России должен потребовать замены или ремонта продукции и выплаты штрафа в согласованном размере. Расходы по транспортировке и ремонту изделий производятся за счет поставщика. В случае, если в период гарантийного срока возникли неисправности или поломки деталей агрегатов по причине несоблюдения установленных режимов эксплуатации изделия или его технического обслуживания, расходы по восстановлению работоспособности возлагаются на ГПС. 387 Пожарная техника С п и с а н и е п о ж а р н о й т е х н и к и . Годовые нормы износа машин устанавливаются правительственными органами в процентах к их балансовой стоимости. В соответствии с этим установлен срок службы ПА равный 10 годам. Пожарную технику, отработавшую установленный срок службы, необходимо тщательно проверить и установить, отвечает ли ее техническое состояние предъявляемым к ней требованиям. Результаты проверки являются основанием для принятия одного из решений: продлить срок эксплуатации; модернизировать на промышленных предприятиях; списать ввиду невозможности проведения модернизации. Зарубежный опыт показывает, что в результате модернизации можно восстанавливать 50–60 % ресурса пожарных автоцистерн. Стоимость модернизации, в зависимости от объема, достигает до 50–80 % стоимости новой пожарной машины. В настоящее время заводы производят: замену трансмиссий, установку новых насосов, цистерн для воды и пенообразователя, реконструкцию кузова и отсеков для ПТВ и т. д. Опыт, накопленный в нашей стране, дает основание утверждать, что организация модернизации пожарных машин на заводах позволяет обеспечивать их ресурс более чем на 50 % по сравнению с новыми машинами. При этом стоимость работ составляет около 75 % от стоимости новых машин. Возможна передача пожарной техники, отработавшей установленный ресурс и срок, организациям, в которых требования к параметрам технического состояния машин менее жесткие, чем в ГПС. Техническое обслуживание ПА. В пожарных частях производятся регламентные виды ТО, к которым относятся ЕТО, ТО на пожарах и после проведения обкатки нового ПА, а также плановые ТО. К последним относятся ТО-1, ТО-2 и сезонные обслуживания. Техническое обслуживание пожарных автомобилей должно обеспечивать: постоянную техническую готовность ПА к использованию; надежную работу ПА, его агрегатов и систем в течение установленного срока службы; безопасность движения; устранение причин, вызывающих преждевременное возникновение отказов и неисправностей; установленный минимальный расход горючесмазочных и других эксплуатационных материалов; 388 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей уменьшение отрицательного воздействия автомобиля на окружающую среду. При проведении технического обслуживания пожарных автомобилей уборочно-моечные, смазочные, контрольно-диагностические и крепежные работы выполняются в обязательном порядке, а заправочные, регулировочные и ремонтные работы проводятся по потребности на основании результатов контрольно-диагностических работ. Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) проводится в подразделении при смене караулов заступающим на дежурство водителем и личным составом боевого расчета под руководством командира отделения. Перед сменой караулов все пожарные автомобили, находящиеся в боевом расчете и резерве, должны быть чистыми, полностью заправленными эксплуатационными материалами и огнетушащими веществами, укомплектованными согласно табельной положенности. Водитель сменяющегося караула обязан внести все записи о работе пожарного автомобиля во время его боевого дежурства в эксплуатационную карту и подготовить автомобиль к сдаче. Личный состав под руководством командира отделения осуществляет подготовку ПТВ к сдаче согласно обязанностям номеров боевого расчета. Водитель, принимающий пожарный автомобиль, в присутствии водителя сменяющегося караула должен проверить состояние автомобиля в объеме перечня работ ежедневного технического обслуживания и сделать соответствующую запись в эксплуатационной карте. При этом время работы двигателя не должно превышать: для основных пожарных автомобилей общего применения с карбюраторным двигателем 3 мин.; для основных пожарных автомобилей целевого применения, автомобилей с дизельным двигателем и автомобилей, оборудованных многоконтурной тормозной пневмосистемой 5 мин.; для специальных пожарных автомобилей 7 мин.; для пожарных автолестниц и коленчатых подъемников 10 мин. При обнаружении неисправностей механизмов ПА, пожарнотехнического вооружения и оборудования принимаются меры по их устранению силами личного состава караула. В случае невозможности немедленного устранения неисправностей пожарное оборудование и снаряжение заменяются, а пожарная техника выводится из боевого расчета и заменяется резервной, о чем уведомляется ЦППС. Решение о замене пожарного оборудования и снаряжения принимается начальником караула, а о замене пожарных машин – руководителем подразделения (оперативным дежурным). 389 Пожарная техника При отсутствии или неисправности резервной техники соответствующие должностные лица ставят в известность ЦППС для принятия мер по обеспечению пожарной безопасности района выезда данного подразделения за счет других подразделений гарнизона. Резервный ПА перед постановкой на боевое дежурство должен пройти ежедневное техническое обслуживание, которое выполняется водителями заступающего и сменяющегося караулов. О выполненных работах по устранению неисправностей старший водитель (водитель) делает запись в журнале учета ТО. Водитель, приняв автомобиль, отвечает в установленном порядке за все неисправности, обнаруженные в его дежурство. Ответственность за содержание ПТВ пожарных автомобилей в исправности и чистоте возлагается на командиров отделений, за которыми закреплены автомобили. Уход за пожарными автомобилями, ПТВ осуществляется ежедневно личным составом боевого расчета караула в установленное распорядком дня время. Исправность пожарно-технического вооружения, предназначенного для работы на высотах и спасания людей (пожарные лестницы, спасательные веревки, пояса и карабины), проверяется командиром отделения. Личный состав заступающего караула и водитель докладывают командиру отделения об исправности автомобиля и ПТВ. Командиры отделения обязаны докладывать начальнику караула о технической готовности пожарного автомобиля. Техническое обслуживание на пожаре (ТОп) заключается в основном в осуществлении контроля работы агрегатов по приборам, имеющимся на ПА. Техническое обслуживание после пожара (ТОпп) включает работы по пополнению запасов ГСМ и огнетушащих веществ, замене пожарных напорных рукавов, уборке и мойке автомобиля, а также устранению обнаруженных неисправностей. Первое техническое обслуживание (ТО-1) проводится после общего пробега ПА, равного 1500 км (специальные ПА – 1000 км), но не реже одного раза в месяц. На основании этих нормативов формируются годовые планы-графики ТО-1 в каждом гарнизоне ГПС МЧС РФ. Планы разрабатываются заместителями начальника по материально-техническому обеспечению гарнизона. Разработанные планы согласуются с управлением организации пожаротушения гарнизона и утверждаются начальником гарнизона. Годовой план-график составляется по форме, аналогичной плануграфику ТО-2. В планах-графиках предусматривается равномерный вывод ПА из боевого расчета. Выписка из плана-графика направляется в ПЧ за 5 дней до начала планируемого года. 390 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Первое техническое обслуживание проводится на посту ТО подразделения закрепленными за автомобилем водителями в служебное и свободное от дежурства время под руководством старшего водителя в объеме требований Инструкции по эксплуатации пожарного автомобиля. При составлении плана проведения ТО-1 пожарных автомобилей служебное и свободное от дежурства время должно распределяться равномерно между водителями. Водителям, привлеченным на ТО в свободное от дежурства время, дополнительная оплата не производится, а предоставляются дополнительные дни отдыха по графику. Продолжительность пребывания на ТО-1 не должна превышать двух дней. Перед ТО-1 руководитель подразделения совместно со старшим водителем, командиром отделения и водителем проводит контрольный осмотр технического состояния пожарного автомобиля и ПТВ. По результатам контрольного осмотра старший водитель, с учетом замечаний водителей, составляет план проведения ТО с распределением всего объема работ между привлекаемыми на ТО водителями и личным составом боевого расчета. Старший водитель подразделения обязан подготовить необходимые для проведения технического обслуживания эксплуатационные материалы, инструмент, приспособления и запасные части. В дни проведения технического обслуживания пожарных автомобилей не планируются практические занятия с выездом в охраняемый район. Расписание занятий в этот период составляется таким образом, чтобы занятия можно было провести в любое удобное время в течение текущих дежурных суток. Техническое обслуживание проводят пожарные под руководством старшего водителя. Объем работ регламентирован Наставлением по технической службе. При обслуживании может выявиться необходимость ремонта агрегатов. Такой ремонт называют сопутствующим. Его объем не должен превышать 20 % от объема работ ТО-1. В противном случае проводится текущий ремонт. В проведении ТО-1 делаются записи в журнале учета ТО, формуляре и эксплуатационной карте. В журнале учета каждый водитель расписывается за фактически выполненные работы. Ответственность за своевременное и качественное выполнение работ по ТО-1 возложена на руководителя подразделения ГПС. Сезонное техническое обслуживание (СО) проводится в ПЧ с привлечением специалистов из частей (подразделений) технической службы. 391 Пожарная техника 10.1.3. Техническое обеспечение частей технической службы Части технической службы выполняют работы на ТО-2 всех пожарных автомобилей, а также их текущий, средний и капитальный ремонты. Техническое обслуживание ТО-2 проводят на основании разработанных годовых планов-графиков. В нем указываются наименования подразделений, марка и регистрационный знак автомобиля и проведение обслуживания по месяцам и числам. Годовой план-график составляется управлениями вооружения и техники ГУ МЧС по субъектам РФ (Управление МО). Разработанный план согласовывается с управлением организации пожаротушения и утверждается начальником ГУ МЧС по данному субъекту РФ. Выписка из его плана направляется в ПЧ за 15 дней до начала планируемого года. ТО-2 проводится в частях технической службы их рабочими с участием водителя пожарного автомобиля. Объем выполняемых работ регламентируется наставлениями по эксплуатации ПА. При проведении ТО-2 может производиться текущий ремонт. Как и при ТО-1 его объем не должен быть более 20 % от объема работ по ТО-2. Как исключение, ТО-2 может проводиться на посту ТО в ПЧ. В этом случае его проводят водители, закрепленные за автомобилем, под руководством старшего водителя. Не исключается его проведение на станциях ТО автомобилей на основании заключенных договоров. Для выполнения ТО-2 пожарный автомобиль выводят из боевого расчета, заменяя его резервным. Время пребывания на ТО-2 не должно превышать трех дней. Для ПА на большегрузных шасси, пожарных автоподъемников и пожарных автомобилей, находящихся в эксплуатации более 10 лет, допускается увеличение простоя при ТО-2 до пяти дней. Порядок представления пожарного автомобиля на ТО или ремонт производится в соответствии с изложением в Положении о порядке представления пожарных автомобилей на ТО и их ремонт. В Положении указывается: комплектация ПА, наличие эксплуатационных материалов, технической документации; направление и приемка ПА в подразделение ТС и его регистрация; информация о техническом состоянии ПА и его агрегатов и необходимость проведения ремонтных работ; выдача автомобиля и гарантия частей технической службы; представление рекламаций на выполняемые работы. Пожарный автомобиль представляется на ТО-2 руководителем подразделения и водителем по оформленному акту. 392 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Ответственность за своевременность и качество выполненных работ несет руководитель части технической службы. Пожарный автомобиль, прошедший ТО-2, получает руководитель подразделения и старший водитель по акту сдачи. Ремонт пожарных автомобилей производится в частях технической службы в соответствии с планом-графиком, разрабатываемым отделом вооружения. Допускается составление единого плана-графика технического обслуживания и ремонта. Необходимость в среднем капитальном ремонте определяется специально созданной комиссией. В ее состав входят: представитель отдела вооружения Управления МТО ГУ МЧС области, подразделения технической службы, руководитель подразделения, из которого направляется в ремонт автомобиль, старший водитель. Техническое состояние ПА, сдаваемого в ремонт по техническому состоянию и комплектности, должно соответствовать нормативнотехнической документации. ПА должны быть способны (независимо от способа доставки) передвигаться своим ходом, при условии обеспечения безопасности движения. За несоответствие технического состояния и комплектность машин требованиям нормативно-технической документации ответственность несет руководитель подразделения. Сдача ПА на ремонт в производственно-технический центр (ПТЦ) или отряд (часть) технической службы оформляется актом сдачи в ремонт. Время простоя ПА в среднем ремонте не должно превышать 30 календарных дней, а в капитальном ремонте – 60 дней. В случае превышения этого срока начальник ПТЦ (отряда, части) докладывает начальнику отдела вооружения для принятия необходимого решения. За качество ремонта ответственность несет руководитель подразделения технической службы. Отремонтированный ПА подвергается диагностике или испытаниям пробегом. При этом ПА проверяют при пробеге 2–5 км, а агрегат – работой продолжительностью 0,5 часа. ПА после ремонта получает руководитель подразделения и старший водитель по акту сдачи (выдачи), имея доверенность. О проведенном ремонте в формуляре ПА вносится необходимая запись, которая заверяется подписью руководителя подразделения технической службы и печатью. При замене в процессе ремонта номерных агрегатов их номера указываются в акте сдачи. На основании этих записей ГИБДД вносятся изменения в регистрационные документы. Перед постановкой на дежурство ПА должен пройти обкатку: после капитального ремонта – пробегом 400 км и работой специальных агрегатов 393 Пожарная техника продолжительностью 2 часа; после среднего и текущего ремонта (с заменой или ремонтом одного основного агрегата) – пробегом 150 км и работой агрегата в течение двух часов. 10.1.4. Структура отрядов (частей) технической службы Техническое обеспечение готовности пожарных подразделений осуществляется в частях технической службы (ТС). В зависимости от количества пожарных, специальных и вспомогательных машин они могут быть объединены в производственно-технические центры (ПТЦ) или отряды технической службы (ОТС) и части (ЧТС), отдельные посты технического обслуживания (ТО). Они предназначены для организации и осуществления: технического обслуживания ТО-2 и ремонта пожарных автомобилей и всей пожарно-технической продукции; оказания помощи пожарным частям в проведении сезонных обслуживаний, а также подготовки ПА к кратковременному или длительному хранению; материально-технического обеспечения пожарных частей и подразделений ТС; обеспечения личного состава вещевым довольствием; обоснования и снабжения подразделений запасными частями; метрологического обеспечения. В отрядах (частях) технической службы О(Ч)ТС могут быть сосредоточены подразделения специальной пожарной техники для тушения крупных пожаров и проведения аварийно-спасательных работ. Таким образом, О(Ч)ТС – специализированные оперативно-тактические подразделения (рис. 10.2). Склады Часть ТС Производственные участки Основные Восстановительные ПОСТЫ ТО Рукавный Часть специальных ПА Рис. 10.2. Организация части технической службы 394 Диагностики Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Структура ПО(Ч)ТС и их состав определяются количеством пожарных автомобилей в регионе, а следовательно, объемом работ по их техническому обслуживанию и ремонтам (табл. 10.1). Таблица 10.1 Подразделения Количество обслуживаемых объектов, шт. Отдельный пост До 50 единиц ПТ Часть ТС От 51 до 200 единиц ПТ и до 3000 единиц средств связи Отряд ТС Более 200 единиц пожарных машин ПТЦ Более 400 единиц ПТ Отдельные посты ТО входят в состав частей или отрядов ТС. В состав ремонтно-восстановительной части технической службы входят: ряд специальных постов, склады (ГСМ, запасных частей и др.) и производственные участки. Их количество (21 участок) и наименования регламентированы Наставлением по ТС в ГПС. По назначению они разделяются на основные и вспомогательные (рис. 10.2). Основные участки – это участки, на которых непосредственно выполняются работы по ТО и ремонту пожарных машин и агрегатов. Например, участок по техническому обслуживанию, диагностике, ремонту и др. Части ТС могут быть самостоятельными или входить в состав отрядов ТС. В зависимости от количества обслуживаемой ПТ они подразделяются на два разряда (табл. 10.2). Таблица 10.2 Наименование 1 разряд 2 разряд Транспортнохозяйственная часть Ремонтно-вспомогательная часть Часть специальной техники Часть по ремонту средств связи > 60 пожарных частей до 60 пожарных частей > 100 единиц, ПТ от 50 до 100 единиц ПТ > 10 единиц > 3000 единиц 4 – 9 единиц 2000 – 3000 единиц К вспомогательным относятся, например, склад запасных частей, заточное отделение, компрессорная и т. д. Отряды ТС – более крупные подразделения. В их состав входят части специальной техники. Не менее трех пожарных частей ТС различного назначения, другие подразделения (рис. 10.3). Части ТС, входящие в отряды ТС, также могут быть первого или второго разряда. 395 Пожарная техника Отряд ТС Часть специальных ПА Ремонтновосстановительная часть Транспортнохозяйственная часть Часть по ремонту средств связи Склады Пост ТО Рис. 10.3. Организация отряда технической службы В ряде регионов (областей, краев и т. д.) при количестве пожарных автомобилей более 400 единиц могут создаваться производственнотехнические центры (ПТЦ). В них могут входить как отряды, так и части технической службы. Для каждого отряда (части) и поста технического обслуживания определяется годовая производственная программа (ГПП). Она включает трудозатраты на проведение ТО-2 и всех видов ремонта. Основой для ее расчета являются нормы пробега ПА до ТО-2 и ремонтов, а также трудозатраты (чел.-ч.) для их проведения. При разработке ГПП необходимо корректировать как пробеги ПА до ТО-2 и ремонтов, так и величины трудоемкости проведения работ. Корректировка производится по категориям условий эксплуатации и природно-климатическим условиям. Расчет ГПП проводится в следующей последовательности. 1. В ПЧ заданного района определяют количество пожарных автомобилей (по типам и маркам шасси), требующих капитального и среднего ремонта – Nк.рi и Nср.рi, единиц. 2. Определяют количество ПА, которые потребуют технического обслуживания ТО-2 NТО-2i = NПАi – Nк.рi – Nср.р.i, (10.1) где NПаi – численность ПА данного типа и марки шасси. 3. Устанавливают ГПП – Пv , учитывающую трудозатраты τi чел.-ч. для каждого типа ПА П'v = ΣNj τg", 396 (10.2) Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей где Nj – количество обслуживаемых и ремонтируемых ПА; τj – трудоемкость выполнения работ, чел.-ч.; j = 1, 2 и 3 – ТО-2, капитального и среднего ремонта, соответственно. 4. Отдельно вычисляют составляющую ГПП, обусловленную текущими ремонтами. Для этого определяют для каждого типа ПА среднюю величину пробегов Lср.i до проведения ТО-2: Lcр.i Lmax i Lmin i . 2 (10.3) Составляющая ГПП по текущему ремонту определяется П"v Lср.i N ТО 2i 1000 tТРi . (10.4) Из общей трудоемкости П"v, обычно для частей технической службы принимают 20–30 %, а остальные 80–70 % назначают для ПЧ. Тогда общая Государственная программа будет равна П = 1,2 [П'v + (0,2÷0,3) П"v] +Пвсп, (10.5) где 1, 2 – коэффициент, учитывающий непредвиденные работы; Пвсп – трудозатраты на вспомогательные работы. Вспомогательные работы включают: обслуживание и ремонт оборудования, транспортные работы, уборку производственных помещений и т. д. Их трудоемкость принимают равной 20 % от суммарной трудоемкости ТО-2 и ремонтов при численности рабочих до 50 человек; и 15 % – при численности рабочих более 50 человек. Станочное оборудование частей технической службы, наличие средств диагностики обеспечивают надежную работу ПА между очередными техническими обслуживаниями. Выполнение капитальных и средних ремонтов ПА позволяет их эксплуатировать в пределах установленных нормативов на эти виды ремонтов. 10.2. Защита пожарной техники от коррозии Детали механизмов и систем ПА находятся в контакте с внешней средой, отработавшими газами двигателей, огнетушащими веществами, эксплуатационными материалами. Под влиянием внешней среды может происходить необратимое изменение состояния металлических поверхностей и даже их разрушение. Разрушение металлов под влиянием воздействия на них сред, с которыми они находятся в контакте, называют коррозией. В зависимости от среды, вызывающей коррозию, она может быть жидкостной, 397 Пожарная техника газовой, атмосферной. Однако по механизму протекания коррозионных процессов различают химическую и электрохимическую коррозии. Х и м и ч е с к а я к о р р о з и я имеет место в случае химического взаимодействия металла, например, с кислородом воздуха или коррозионноактивных веществ, содержащихся в жидкостях, не проводящих электрический ток. Примером может служить коррозия деталей топливоподающей аппаратуры дизелей (рис. 10.4). 3 2 1 а 1 б 2 Рис. 10.4. Коррозия рабочих поверхностей деталей топливоподающей аппаратуры дизеля: а – рейка топливного насоса: 1 – рейка; 2 – коррозия; б – детали регулятора: 1 – тарелка; 2 – шар; 3 – коррозия Ее вызывают меркаптаны (R-Н-S), содержащиеся в топливе. Они очень агрессивны даже в присутствии следов влаги. Вот поэтому необходимо предотвращать ее попадание в топливо как при его хранении, так и при заправке им баллонов машины. Химической коррозии подвергаются гильзы цилиндров дизелей, их поршневые кольца. Ее вызывают конденсирующиеся отработавшие газы. В дизельном топливе содержится до 0,2 % различного состава серосодержащих веществ. При сгорании топлива, в зависимости от режима работы двигателя, образуются окислы серы SО2 или SО3, содержащиеся в отработавших газах. В присутствии влаги окислы преобразуются в кислоты Н2SО3 или Н2SО4. Они химически взаимодействуют с металлом гильз, подвергая их коррозии. Если при постановке на хранение (консервацию) не принять специальных мер, то после некоторого периода поражение коррозией при последующей эксплуатации ПМ приведет к увеличению износов гильз цилиндров в 1,5–2 раза, а шеек коленчатого вала – на 15–20 %. Э л е к т р о х и м и ч е с к а я к о р р о з и я возникает в случае, если химическая коррозия сопровождается протеканием на поверхности металла и среды электрического тока. Электрохимическая коррозия имеет место, если среда, взаимодействующая с металлом, является электролитом. Его роль может выполнять влага, адсорбирующаяся на металлических поверхностях. В ее составе могут присутствовать окислы, например, SО2, СО2, морские соли вблизи берегов морей. 398 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Источником электрического тока Zn Cu является разность электродных потенциалов различных частиц металла. До2 пустим, что на фрагменте металлической детали находятся Zn, Сu и Fе (рис. 10.5). Их электронные анодные εa и катодные εк потенциалы соответственно равны – 0,76; + 0,34 Ni 1 и – 0,43 В. Под каплей влаги, являющейся электролитом, образуются три Рис. 10.5. Схема микрогальванических микрогальванических элемента. элементов: Частицы с более отрицательным 1 – деталь из стали; электродным потенциалом будут раз2 – капля влаги (электролит) рушаться. На незащищенной от влияния внешней среды металлической поверхности образуется бесчисленное множество таких микроэлементов. Часто такой вид коррозии реализуется в атмосфере воздуха, поэтому такая коррозия называется атмосферной. В реальных условиях металлы неоднородны. На поверхности металлических изделий находятся кристаллические зерна различной ориентации, состав металла которых может быть различным вследствие микроликвации, сам сплав может иметь неоднородное строение. Из-за этой неизбежной неоднородности разные участки поверхности деталей характеризуются различными потенциалами. Участки с более отрицательным электродным потенциалом играют роль анодов. Они и будут разрушаться. Механические напряжения также увеличивают отрицательные потенциалы, они усиливают электрохимическую коррозию. Неоднородность металла деталей, разные напряжения в различных их частях, неодинаковая интенсивность коррозионных процессов являются причиной образования различных форм коррозионных поражений (рис. 10.6). 1 3 5 2 4 6 Рис. 10.6. Формы коррозионных разрушений: 1 – сплошная равномерная; 2 – сплошная неравномерная; 3 – пятнами; 4 – язвами; 5 – точечная; 6 – межкристаллитная 399 Пожарная техника В результате коррозии на металлических поверхностях образуются пленки из окислов. Пленки на стали рыхлые, непрочные, легко разрушаются. Этот процесс непрерывный и является причиной разрушения металлов. В течение года в нашей стране выходит из строя около 20 млн т металлических конструкций. Слои окисла на деталях из цветных металлов прочные, плотные, они защищают металл от коррозионного разрушения. Такие изделия не требуют защиты от коррозии. Интенсивность коррозии во многом определяется свойствами среды, воздействующей на металлы. Х а р а к т е р и с т и к а к о р р о з и о н н ы х с р е д . Огнетушащие вещества (вода, пенообразователи) омывают поверхности элементов водопенных коммуникаций. В воде растворены различные газы, соли, поэтому она является слабым электролитом. Внутренняя поверхность цистерны выше уровня воды смачивается ее парами, и они конденсируются на ней. Коррозия может происходить и на поверхностях цистерн, заполненных жидкостью. Для ее предотвращения применяются лакокрасочные материалы, анодная защита. Коррозионно-активными являются пенообразователи, поэтому баки для них делают из нержавеющей стали. При эксплуатации после использования пенообразователей необходимо промывать систему пеноподачи. Капли пенообразователя, попадающие в насосное отделение, вызывают сильную коррозию резьбовых соединений. Это затрудняет демонтаж насоса. Э к с п л у а т а ц и о н н ы е м а т е р и а л ы . Смазочные материалы, амортизационные жидкости смазки коррозию не вызывают. Серосодержащие вещества в топливе могут вызывать коррозию топливоподающей аппаратуры, а продукты горения – коррозию гильз цилиндров. Для ее предотвращения необходимо предпринимать специальные меры. А т м о с ф е р а . Газовый состав воздуха у поверхности земли сравнительно постоянен. Переменным является содержание влаги, промышленных газов, пыли, отработавших газов автомобилей и т. д. Степень сухости атмосферы измеряется относительной влажностью φ, %. Она равна отношению абсолютного (действительного) содержания влаги а, г/м3, к максимально возможному (при полном насыщении) ее содержанию А, г/м3, при данной температуре 400 a 100 %. A (10.6) Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Удельное содержание влаги А в г/м3 при полном насыщении ею воздуха зависит от температуры (рис. 10.7). А, г/м3 30 А = 22 г/м3 20 Роса 17,12 Q = 11 г/м3 10 9,38 -10 0 10 20 30 t = C Рис. 10.7. Удельное содержание влаги в воздухе Так, при +25 С ее удельное содержание А = 22 г/м3. Однако в воздухе может находиться значительно меньшее ее количество, например, а = 11 г/м3. Тогда относительная влажность воздуха будет равна а 11 100 100 50 % . А 22 Удельное содержание влаги при полном насыщении ею воздуха сильно изменяется при снижении температуры. Так, если при + 20 °С величина А = 17,12 г/м3 , то при + 10 С ее значение будет А = 9,38 г/м3. Разность между этими значениями (7,74 г/м3) выпадает в виде росы. Таким образом, в помещении объемом 100 м3 и снижении температуры воздуха от + 20 до + 10 С в виде росы выпадает 774 г влаги. Эта влага тонким слоем покроет всю поверхность помещения и оборудования (например, машин), находящихся в нем. Эта влага (роса) и может быть источником коррозии металлов. Чистая влага практически не вызывает коррозию (прямая 1 на рис. 10.8). В присутствии SО2 (кривая 2) коррозия сильно увеличивается. Однако при R < 60 % она практически прекращается. Это обусловлено тем, что при любых возможных колебаниях температуры воздуха не выпадает роса. 401 Пожарная техника Потери от коррозии, мг/дм2 240 180 3 2 80 1 30 0 60 20 = 99 % 90 40 60 % 80 100 Время, сут Рис. 10.8. Влияние загрязнений атмосферы на коррозию стали: 1 – чистая влага; 2 – влага и 0,05 % SО2; 3 – то же, образцы покрыты пылью из SiО2 Большое влияние на коррозию оказывает пыль (кривая 3), так как вследствие щелевого (капиллярного) эффекта под пыльниками конденсируется влага. З а щ и т а о т к о р р о з и и . Разнообразные состояния металлических поверхностей, состав сред, находящихся с ними в контакте, обусловливают различные механизмы протекания коррозии. Естественно, что это требует и различных методов защиты от нее. Проанализируем их в общем виде. Величина электрического тока, протекающего в микрогальваническом элементе, мкА, определяется отношением разности потенциалов элементов к сопротивлению среды j εa εк . R Rдоп (10.7) На производстве стремятся подбирать металлы так, чтобы εа – εк . В эксплуатации создают условия изоляции изделий от влияния внешней среды или увеличивают дополнительное сопротивление Rдоп. В общем виде методы защиты металлических поверхностей и изделий из них можно представить, как показано на рис. 10.9. 402 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Методы защиты Покрытия Металлические Ni Zn Sn Обработка среды Неметаллические Масло Смазки Краски Введение ингибиторов Удаление активных веществ Уменьшение влажности Рис. 10.9. Методы защиты от коррозии М е т а л л и ч е с к и е п о к р ы т и я применяются на производстве. Изделия могут никелировать, цинковать или покрывать другими металлами. Эти покрытия эффективны, пока не нарушена целостность покрывающего слоя. Нарушение его будет разрушать металл, имеющий более отрицательный потенциал. Так, в случае покрытия оловом будет разрушаться слой олова, а при оцинкованных поверхностях – слой цинка. Н е м е т а л л и ч е с к и е п о к р ы т и я – защита маслами, смазками, красками (эмалями). Жидкие масла стекают с вертикальных и наклонных поверхностей. Восстановление смазочного защитного слоя осуществляется включением механизма в работу или прокручиванием валов механизмов вручную. Смазки, эмали или смазочные масла надежно изолируют металлические поверхности от воздействия внешней среды. Однако их защита эффективна до тех пор, пока защитный слой не нарушен. Защита с помощью эмалей (лакокрасочных материалов) достаточно эффективна. Строение этих покрытий сложное (рис. 10.10). При его разрушении, на1 2 3 4 5 пример, ударом тяжелого предмета или нанесения царапины коррозия внешне не заметна. Она развивается под слоем эмали (рис. 10.11). Это обусловлено тем, что окисляющийся очищенный металл имеет более положительный Рис. 10.10. Строение лакокрасочного покрытия: 1 – окрашиваемая поверхность; 2 – грунт; электродный потенциал. Поэтому необходимо расширить 3 – местная шпатлевка; 4 – общая шпатлевка; 5 – слой краски разрушенный слой, удалить образовавшиеся следы коррозии и полностью восстановить окрашенный слой. Аналогичным образом поступают и при восстановлении защитного слоя смазками. 403 Пожарная техника Обработка коррозионной среды широко используется в технике. О2 1 2 3 Так, в смазочные материалы вводят антиокислительные и антикоррозионные присадки. Охлаждающие жидкости также содержат различные добавки. Так, в воду для систем охлаждения двигателя добавляют по Рис. 10.11. Коррозия стали при разрушении 0,05 % хрампина (К2Сr2О7), нитрита натрия (NaNO2) и тринатрия слоя смазки или краски: 1 – стальная поверхность; 2 – слой краски; фосфата (Na3PO4). Кроме того, они 3 – коррозия предотвращают отложение накипи в системах охлаждения двигателей. К обработке коррозионной среды относится и такой прием, как удаление из камер сгорания двигателей остатков отработавших газов. Для этого стартером прокручивают коленчатый вал двигателя без подачи топлива в течение 3–5 с. Важным приемом обработки коррозионной среды является создание условий, при которых относительная влажность в объекте не будет превышать 60 %. Такие условия создаются при упаковке изделий в запаянные полиэтиленовые оболочки, внутри которых помещают силикогель (SiO23H2O). Он поглощает влагу, поступающую в упаковку извне, автоматически поддерживая влажность ниже 60 %. К о н с е р в а ц и я п о ж а р н ы х а в т о м о б и л е й осуществляется для предотвращения коррозии механизмов и систем машин, которые не будут продолжительное время эксплуатироваться. Под консервацией понимается содержание технически исправных, полностью укомплектованных, заправленных и специально подготовленных машин и оборудования в состоянии, обеспечивающем их длительную сохранность и приведение в боевую готовность в кратчайшие сроки. На консервацию ставят все сверхштатные ПА или ПА, использование которых не предполагается на период более трех месяцев, а в особых климатических условиях – более одного месяца. Консервация может быть кратковременной (до одного года) и длительной – более одного года. Постановка ПА на консервацию осуществляется по решению начальника Управления МТО. Он же определяет вид консервации, перечень машин, подлежащих консервации, и материально-ответственных лиц за выполнение работ. Организует работу по консервации заместитель начальника отряда (части). Он же составляет план выполнения работ. В плане определяется: 404 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей подготовка персонала, который будет выполнять работу; распределение оборудования и помещений для постановки машин на хранение; обеспечение подразделений эксплуатационными материалами; порядок оформления документации. О постановке и снятии ПА с консервации делается запись в формуляре. Постановка и снятие с консервации другого оборудования осуществляется по решению руководителя подразделения ГПС. К о н с е р в а ц и я П А . На консервацию ставят только машины, имеющие запас хода до среднего и капитального ремонта не менее 12 000 км. Новые машины ставят на консервацию после обкатки. Подготовка машин к консервации включает очередное техническое обслуживание и специальные работы по защите их от коррозии. Перед началом специальных работ с машин снимают и хранят отдельно пожарные рукава, задержки рукавные, веревки спасательные, инструмент для резки электропроводов, фонари электрические переносные. Остальное пожарнотехническое вооружение после приведения его в исправное состояние при необходимости смазывают и хранят на машинах. Д о п о л н и т е л ь н ы е р а б о т ы по защите механизмов от коррозии регламентированы Наставлением по технической службе. Их можно разделить на две группы. Первую группу составляют работы, выполняемые до постановки машин на место стоянки для хранения. Вторую группу составляют работы после установки машин на стоянки для хранения. Р а б о т ы п е р в о й г р у п п ы включают: промывку, очистку всех баков и их высушивание, а при необходимости, и восстановление разрушенных слоев краски; снятие колес с машин, демонтаж шин, очищение от коррозии, окрашивание шин, талькирование1 камер, монтаж шин на диски, заполнение воздухом и установка на место; удаление из рабочей полости насоса воды (затем заливают литр моторного масла; провернув вал насоса на 5–10 оборотов, сливают масло; пеносмеситель снимают, разбирают, после очистки смазывают моторным маслом и устанавливают на место); обработку консистентной смазкой всех шарниров приводов, инструмента, листов рессор (графитной смазкой). По окончании всех работ закрывают все задвижки и клапаны, а на всасывающий патрубок ставится заглушка. После выполнения этих работ автомобиль устанавливают на место стоянки. Для хранения автомобилей отводятся специальные помещения. В них автомобили могут 1 Тальк – минерал 3MgO 4SiO2H2O, уд. масса 2,7–2,8; твердость 1 (по шкале Мооса, по этой шкале твердость алмаза равна 10). 405 Пожарная техника устанавливаться не более чем в два ряда передней частью к воротам с интервалом не менее 1 метра. Р а б о т ы в т о р о й г р у п п ы включают консервацию двигателя, слив воды и горючего из двигателя. Наиболее сложной является консервация двигателя. Разогрев двигателя перед консервацией следует осуществлять на эксплуатационных оборотах при температуре охлаждающей жидкости 70–80 оС. При этом образуется наименьшее количество SO2 и SO3 в отработавших газах. Останавливать двигатель следует перекрыванием бензинового крана бензобака. Вывернув свечи, следует провернуть (2–3 раза) стартером коленчатый вал в течение 5 с. После этого в каждый цилиндр заливают 30–50 г обезвоженного (предварительно подогреваемого до 110 °С) масла при 80 °С, затем коленчатый вал двигателя проворачивают заводной рукояткой на 10–15 оборотов. Свечи ввертывают на место и из двигателя сливают все эксплуатационные материалы. Аккумуляторные батареи снимают с машин, подготавливают для хранения и сдают на склад. Горловины всех механизмов и систем герметизируются и закрываются промасленной бумагой. Рычаги управления должны быть поставлены в нейтральное положение, а тормоза отпущены. Каждый автомобиль устанавливают на металлические или деревянные подставки. Колеса при этом должны быть подняты от земли на 8–10 см, а давление воздуха в шинах понижено на 50 %. После проверки комиссией качества консервации двери кабины и кузова, а также капот двигателя пломбируются. Ключи зажигания должны находиться на месте. О б с л у ж и в а н и е а в т о м о б и л е й н а к о н с е р в а ц и и производится по планам осмотра. При обслуживании выполняется комплекс работ. Прежде всего проверяется наличие коррозии. При ее обнаружении она удаляется с последующим покрытием участков консистентной смазкой. Проверяется работа приводов управления. По окончании всех работ капот двигателя, двери кабины и кузова пломбируются. Ежегодно снимаются с консервации 20 % машин. Они испытываются пробегом 20–25 км, а специальные агрегаты – в течение 1 ч. Если обнаружены какие-либо неисправности, то могут быть испытаны другие автомобили. После испытаний проводится обслуживание машин в объеме второго технического обслуживания и постановка их на консервацию. О выполненных работах делается запись в формуляре. С н я т и е м а ш и н с к о н с е р в а ц и и . Перед постановкой машин в боевой расчет они подвергаются первому техническому обслуживанию. 406 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Кроме того, на машины устанавливают снятое с них оборудование, все системы промывают, доливают и заменяют масло в агрегатах. Баки заполняют пенообразователем, цистерну – водой. Работу насоса проверяют, забирая воду из открытого водоема. 10.3. Охрана труда пожарных Отличительной особенностью профессиональной деятельности пожарных является то, что она осуществляется в трех различных сферах. Во-первых, пожарные в стационарных условиях пожарных частей обеспечивают и поддерживают техническую готовность пожарных машин. Для этого они осуществляют техническое обслуживание и ремонт. Во-вторых, пожарные – участники транспортно-уличных потоков с преимущественным правом движения. Из-за следования на пожар с высокой скоростью пожарные машины могут являться опасным фактором возникновения дорожно-транспортных происшествий. В-третьих, пожарные используют пожарную технику в нестандартной и непредсказуемой обстановке, подвергаясь всем опасным факторам пожара. Эти сферы деятельности пожарных могут являться источником разного уровня опасности для них. Так, установлено, что во всех указанных выше сферах деятельности пожарных, их гибель распределяется поразному (рис. 10.12). Естественно, что наибольшее количество погибших имеет место на пожарах и в дорожно-транспортных происшествиях. 1 1 2,2 % 46,7 % 59 % 1,7 % 6% 5 4 5 3 11,9 % 2 2 4 3 42,3 % 21,4 % 4,4 % 4,4 % а б Рис. 10.12. Распределение гибели пожарных в различных сферах деятельности: а – США; б – Россия: 1 – на пожарах; 2 – в дорожно-транспортных происшествиях; 3 – при обслуживании ПМ; 4 – при ликвидации аварий; 5 – обучение (в России – хозяйственные работы) 407 Пожарная техника Профессия пожарных является не только трудной, но и одной из самых опасных. По данным США почти 40 000 случаев смерти пожарных – 42 % – произошло вследствие сердечно-сосудистых заболеваний, 29 % – из-за обрушения конструкции, 8 % – от ожогов, остальные – по другим причинам. Изложенные особенности профессиональной деятельности пожарных обусловливают строгую регламентацию правил охраны труда (ОТ), а также организацию их четкого и безусловного исполнения. Так, согласно данным международной статистики, главной причиной возникновения несчастных случаев является, как правило, не техника, не организация труда, а сам работающий человек, который по тем или иным причинам не соблюдал правил техники безопасности, нарушал нормальное течение трудового процесса, не использовал предусмотренные средства защиты и т. п. Результаты обобщения причин происшедших несчастных случаев в ГПС указывают, что в основном их причинами являются недостатки в обучении пожарных безопасным приемам труда и неудовлетворительной организации производства работ. Анализу были подвергнуты 524 и 152 несчастных случая, происшедших в период 1996–1999 гг. в оперативных и других подразделениях, соответственно. Некоторые результаты обобщения приведены в табл. 10.3. Таблица 10.3 Причина несчастного случая Недостатки в обучении Неудовлетворительная организация производства работ Конструктивные недостатки машин, механизмов, оборудования, их недостаточная надежность Неприменение средств индивидуальной защиты (при их наличии) Среднегодовое число Оперативные Другие подразделения подразделения число % число % 246 103 46,9 19,7 72 24 47,4 15,8 28 5,3 2 1,3 29 5,6 10 6,1 Физические и нервно-психические перегрузки, приводившие к возникновению несчастных случаев, полностью обусловлены указанными причинами (табл. 10.4). Таблица 10.4. Вид происшествия Физические перегрузки 408 Причины несчастного случая Неудовлетворительная организация производства работ Недостатки в обучении безопасным приемам труда Количество несчастных случаев Всего % 47 38,8 74 61,2 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Окончание табл. 10.4 Вид происшествия Нервнопсихические перегрузки Причины несчастного случая Неудовлетворительная организация производства работ Недостатки в обучении безопасным приемам труда Количество несчастных случаев Всего % 11 25 33 75 По результатам того же исследования из 264 случаев получения травм и гибели пожарных 50,4 % произошло при выполнении боевой работы. По этим же данным 77 % погибших было зарегистрировано также при выполнении боевой работы. Для изучения регламентаций правил охраны труда следует знать четкие определения основных понятий. В процессе трудовой деятельности на человека воздействуют опасные и вредные производственные факторы. Опасный производственный фактор – фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или к внезапному резкому ухудшению здоровья. Воздействие на человека опасного фактора при выполнении им служебных обязанностей приводит к несчастному случаю. Вредный производственный фактор – то же, но приводит к заболеваниям или снижению работоспособности. Техника безопасности (ТБ) – система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов. Охрана труда (ОТ) – система законодательных актов, социальноэкономических, организационных, технических, гигиенических и лечебнопрофилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. Обеспечение ОТ осуществляется организацией техники безопасности, а также воспитанием и обучением пожарных. Техника безопасности в ГПС обеспечивается: созданием пожарных машин и ПТВ с минимальной опасностью для личного состава; разработкой средств защиты от опасностей (заграждения, водяные завесы, дублирование приводов и т. д.); обоснованием мероприятий по безопасности труда. О р г а н и з а ц и я О Т . Охрана труда и здоровья граждан страны гарантируется Конституцией. В ГПС право на здоровье и безопасность труда 409 Пожарная техника пожарных обеспечивается мероприятиями, проводимыми МЧС, а также в гарнизонах ГПС и пожарных частях. К ОТ предъявляются общие требования, регламентируемые системой Государственных стандартов безопасности труда (ССБТ). ССБТ – комплекс взаимосвязанных стандартов, направленных на обеспечение безопасности труда. Этому комплексу присвоен класс 12. Структуру ССБТ можно представить, как показано на рис. 10.13. Рис. 10.13. Структура и обозначение в системе ССБТ Классификационная группа 0 устанавливает стандарты, определяющие задачи ССБТ, общую терминологию понятий по ОТ, дает определение опасных и вредных производственных факторов, их группировку. Классификационная группа 1 включает стандарты на нормы и требования по видам опасных и вредных производственных факторов, их допустимые значения, а также методы их измерения. Классификационная группа 2 охватывает стандарты на требования безопасности к производственному оборудованию, к его конструкции, методы контроля требований. Классификационная группа 3 сосредотачивает стандарты по требованию безопасности к размещению технологического оборудования, режимам его работы, средствам защиты работающих. Классификационная группа 4 содержит стандарты, устанавливающие требования к средствам защиты органов дыхания, пожарной технике и т. д. ССБТ являются основой для обоснования нормативной документации по охране труда в различных отраслях промышленности. В ГПС таким документом являются «Правила по охране труда в ГПС МЧС России». Ряд требований по ОТ изложены в НПБ, Наставлении по технической службе. В Правилах по ОТ сформулированы требования безопасности к: пожарной технике, ПТВ и объектам ГПС; несению караульной службы; выполнению боевых действий; проведению пожарно-технических исследований; испытанию ПТВ. Техническая служба ГПС по вопросам ОТ: обеспечивает общую организацию безопасности труда при эксплуатации ПТ; 410 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей обосновывает требования безопасности к ПТ и ПТВ; организует обучение безопасной работе, выполнению правил безопасного труда, контролирует готовность ПТ и боевых расчетов к безопасной работе; осуществляет воспитание личного состава ГПС и пропаганду безопасной работы. Требования безопасности к ПТ сводятся к следующему: конструкция ПА не должна снижать показателей безопасности базовых шасси; обеспечивать безопасность работ при всех видах боевых действий пожарных; общие технические требования к ПА дополняются требованиями информативности к кабине боевого расчета, ПТВ, техническому обслуживанию; пожарные автомобили, предназначенные для работы в зонах высоких тепловых потоков, должны иметь тепловую защиту. Для создания условий безопасной работы личного состава ГПС должностные лица органов управления обязаны проводить ряд мероприятий. Во-первых, в установленном порядке проводить инструктажи по выполнению Правил по охране труда. Во-вторых, принимать меры по максимальному облегчению условий труда и механизации трудоемких процессов. В-третьих, вести непрерывное наблюдение лично, через подчиненных начальников за действиями личного состава подразделений, разрабатывать мероприятия и принимать меры по исключению несчастных случаев. В-четвертых, при затяжных пожарах своевременно производить подмену работающих, их питание, обеспечение водой. О б у ч е н и е п о ж а р н ы х в ГПС регламентировано правилами ОТ. Следует выделить в них три следующих положения: люди, поступающие в ГПС, допускаются к несению службы и работе на пожарах после прохождения курса обучения и сдачи зачета по ОТ; правила охраны труда изучаются во всех темах программы курса начальной подготовки; начальствующий состав изучает правила ОТ самостоятельно. Младший начальствующий и рядовой состав ГПС изучает правила техники безопасности на всех видах занятий и при оперативнотактическом изучении объектов в районе дислокации пожарной части. По изучению отдельных вопросов техники безопасности решением начальника ГУ МЧС по субъектам РФ могут проводиться специальные занятия. 411 Пожарная техника В обеспечении ОТ в ГПС уделяется большое внимание организации инструктажей пожарных. Они различаются по характеру и времени проведения. Вводный инструктаж проводится со всем личным составом, поступающим на службу. Первичный – проводится на рабочих местах со всем личным составом и с каждым работником индивидуально с практическим показом безопасных приемов труда. Повторный инструктаж со всем личным составом повторяется один раз в год со сдачей экзаменов по знанию Правил ОТ. Внеплановый инструктаж осуществляется при замене оборудования или изменении нормативных документов. Целевой инструктаж организуется руководителями в случае проведения разовых работ. Руководство и ответственность за обеспечение ОТ, техники безопасности и обучение личного состава в ГПС возлагается: в органах управления – на руководителей органов; в образовательных и научно-исследовательских учреждениях – на начальников учреждений; в подразделениях ГПС – на начальников подразделений; в караулах – на начальников караулов; при работе на пожарах – на должностных лиц, обеспечивающих выполнение работ на порученном участке; при проведении занятий, учений, соревнований – на руководителей занятий, учений, соревнований. При возникновении несчастных случаев должностные лица должны: оказать помощь пострадавшим, доложить о нем старшему начальнику, комитету профсоюза, если пострадавший работает по найму – организовать и провести служебное расследование и составить акт; утвердить акт и принять меры к устранению причин несчастных случаев. Акт составляют, если потеря трудоспособности продлилась более одних суток. Если причиной несчастного случая явились конструктивные недостатки ПА или ПТВ, то ГУ МЧС по субъектам направляет акт-рекламацию заводу-изготовителю. О групповых, смертельных и тяжелых несчастных случаях начальник части немедленно сообщает начальнику ГУ МЧС по субъектам РФ. Их представители проводят расследование с медицинской и технической экспертизами. При гибели людей расследование проводит начальник ГУ. Акт составляется не более 7 дней со дня происшествия. При групповых случаях акт оформляется на каждого пострадавшего. 412 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Начальники подразделений ГПС несут персональную ответственность за правильное и своевременное рассматривание в установленном порядке несчастных случаев, предоставлении информации о них, а также несвоевременное и некачественное выполнение мероприятий по устранению причин, приведших к несчастному случаю (Правила ОТ, п.19). Начальствующий состав органов и подразделений ГПС обязан осуществлять: обучение подчиненного им личного состава безопасным приемам труда; организацию выполнения работ, исключающих возникновение несчастных случаев. Источником травматизации и гибели людей являются упущения в правилах использования автомобилей. Так, в России число погибших в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) достигает 30÷34 тыс. чел. в год, а количество травмированных – нескольких сотен тысяч человек. Анализ количества несчастных случаев, приведших к травмированию (гибели) сотрудников ГПС свидетельствует, что основными их причинами является не пожарная техника и даже не ее техническое состояние, а личный состав, эксплуатирующий ПА (табл. 10.5). Таблица 10.5 Причина несчастного случая Эксплуатация неисправных машин, механизмов, оборудования Нарушение требований безопасности при эксплуатации автотранспортных средств Нарушение правил дорожного движения* Использование работающего не по специальности Итого: Всего происшествий на службе в пути всего % всего % 7 9,6 1 4.8 24 32,9 6 28,5 36 49,3 13 61,9 6 6,2 1 4,8 73 100 21 100 * Путь на работу и с работы на транспорте организации. ДТП могут происходить по различным причинам. Основными из них являются несоблюдение правил дорожного движения, низкая квалификация водителей и их недисциплинированность. Несомненно, большую роль играют внезапно возникающие непредвиденные ситуации в транспортном потоке. Спровоцировать ДТП могут и водители ПА, развивая высокие скорости при следовании на пожар. Так, установлено, что средний уровень опасности перевозок грузовыми автомобилями характеризуется 0,305 ДТП/млн км. В ГПС эта величина равна 1,63 ДТП/млн км, т. е. в 5 раз больше. 413 Пожарная техника Последствия ДТП могут быть самыми разнообразными: наезды на пешеходов, столкновения и опрокидывания ПА. Для предотвращения ДТП и анализа их причин рассмотрим некоторые особенности зависимости тормозного пути, условий заноса и опрокидывания ПА при поворотах. Тормозной путь Sт, м, определяется по формуле Sт v02 Kэ , 2g (10.8) где v0 – скорость в начале торможения, м/с; φ – коэффициент сцепления колеса с покрытием дороги; g – ускорение земного притяжения, м/с2; Kэ – коэффициент, учитывающий соотношение нормальной реакции колес и их тормозных усилий: K = 1,4–1,6. Для безопасного поворота без заноса необходимо соблюдать условие v Rg , (10.9) где v – зафиксированная скорость ПА на повороте, м/с; R – минимальный радиус поворота, м. Для грузовых автомобилей, на шасси которых создаются ПА, заводами устанавливают минимальные радиусы безопасного поворота. Так, для автомобилей ЗИЛ-100 радиус поворота на оси следа переднего внешнего колеса установлен равным R1 = 8,3 м, а радиус наружный габаритный R2 = 8,9 м. Соответственно, для шасси КамАЗ рекомендуется R1 = 17,2 м и R2 = 18,4 м. При этом указывается скорость, равная 40 км/ч. Значение ускорения земного притяжения известно и равно g = 9,8 м/с2. Коэффициент сцепления изменяется в широких пределах φ = 0,1–0,8 в зависимости от дорожного покрытия и погодных условий, а также давления в шине. Таким образом, всегда можно определить для заданных условий ту величину скорости движения при повороте, при которой не произойдет занос. Если окажется, что при повороте скорость v, м/с, больше вычисленной, то всегда поворот будет опасным. Аналогичным образом определяют и условия, при которых не будет опрокидывания ПА. При повороте не произойдет опрокидывания при условии, если зафиксированная скорость ПА будет равна или меньше v В Rg , 2Н где В – ширина колеи ПА, м; Н – высота центра массы ПА, м. 414 (10.10) Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей Отношение В/2Н = K называют коэффициентом устойчивости против опрокидывания. Все величины, входящие в формулы, известны. Поэтому, зная пути следования на пожар, можно заранее определить безопасные скорости поворотов ПТ и величины тормозных путей. Кроме того, зная фактические величины R и v, возможно оценивать причины заносов и опрокидывания ПА. Причинами ДТП может быть нарушение Правил дорожного движения, недисциплинированность водителей и т. д. По каждому случаю ДТП проводится служебное расследование. Так, в случае травматизма привлекаются представители УГПС, руководители подразделений ГПС. Учет ДТП ведется в специальном журнале УГПС, ОГПС и в формуляре ПА. В ГПС разработана четкая система мероприятий по предотвращению ДТП, представленных в Наставлении по технической службе. Они являются основой для организации мероприятий отделами пожарной техники и входят отдельным разделом в план работы УГПС, ОГПС. Основные мероприятия можно разделить на ряд групп: обучение и воспитание водительского состава; организация кабинетов безопасности движения; изучение маршрутов следования на пожары; изучение и обобщение положительного опыта эксплуатации ПА. 10.4. Организация и методика обучения личного состава дежурной смены Подготовка личного состава подразделений ГПС организуется в соответствии с «Программой подготовки личного состава подразделений ГПС МЧС России» (Утверждена 29.12.2003 г.). В Программе сформулирован ряд важных позиций в области обучения личного состава: овладение необходимыми знаниями, умениями и навыками, поддержание их на должном уровне является служебной обязанностью всего личного состава ГПС; за состояние профессиональной подготовки сотрудников и работников отвечают начальники структурных подразделений на всех уровнях. В Программе особо указано: «Начальник дежурной смены несет ответственность за качество подготовки личного состава, возглавляемой им дежурной смены, лично организует и проводит занятия …». Тематика занятий по технической подготовке регламентирована Программой. 415 Пожарная техника Порядок организации и проведения занятий устанавливается приказом начальника органа управления ГПС регионального центра МЧС, приказом начальника подразделения ГПС. В приказах: анализируются результаты обучения за истекший год; представляется план распределения времени по дисциплинам и месяцам обучения; определяется период обучения, а также тематический план занятий; назначаются ответственные за занятия. Занятия проводятся в период дежурства. Начало учебного года – 15 января, окончание 15 декабря. В условиях усиления службы, совершенствования учебной и материально-технической базы и других мероприятий возможен перерыв в обучении до 30 дней. Планирование подготовки личного состава дежурных смен включает разработку ряда документов. Основными из них являются следующие: план подготовки на год; план-график учебных сборов; тематический план занятий; расписание занятий. Учебная нагрузка может составлять 2–4 часа в течение одних дежурных суток и не менее 18 часов в месяц для каждой дежурной смены. Лица, проводящие занятия, должны заблаговременно готовиться к занятию, составлять методические планы их проведения и владеть методами проведения занятий с малочисленными группами. Для реализации поставленных целей обучения целесообразно использовать две формы занятий: классно-групповые и практические. К л а с с н о - г р у п п о в ы е занятия являются основой подготовки к практическим занятиям. Они проводятся в специально оборудованных классах. Кроме плакатов по устройству агрегатов пожарной техники, таблиц и схем в нем желательно иметь образцы механизмов, макеты, отдельные виды ПТВ; оборудование классов должно обеспечивать наглядность обучения. П р а к т и ч е с к и е з а н я т и я проводятся непосредственно на пожарных автомобилях с использованием мотопомп, пожарно-технического вооружения. В зависимости от целей занятия, они могут проводиться в гаражах или на открытых площадках, а также в подразделениях пожарных частей технической службы. П о д г о т о в к а р у к о в о д и т е л я к з а н я т и я м . Подготовка к занятию и его проведение – творческий процесс, который должен вызывать профессиональный интерес. Основная цель занятий – повышение квалификации 416 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей специалистов, воспитание у них патриотизма, верности служебному долгу, исполнительности. Безупречным исполнителем своих функциональных обязанностей может быть только высококвалифицированный специалист. Вот поэтому каждое занятие необходимо тщательно готовить. Готовиться к занятиям следует в определенной последовательности. 1. Изучить по программе содержание предстоящей темы, определить значимость занятия для практики. 2. Уяснить цель предстоящего занятия. 3. Определить, какие пособия или оборудование могут быть использованы при подготовке и проведении занятий. 4. Продумать вопросы техники безопасности, особенно при проведении практических занятий. 5. Начать работу над конспектом. Определению целей занятия должно быть уделено особое внимание. Следует обозначить то, что обучаемые должны усвоить на занятии, в чем практическая значимость этих знаний. При подготовке практических занятий необходимо определить, какие приемы работы следует отработать. В зависимости от задач предстоящих тренировок, будет во многом определяться метод проведения занятий. При проведении классных групповых занятий широко используются такие методы, как рассказ и беседа. Р а с с к а з представляет собой систематизированное последовательное изложение материала руководителем занятий, в ходе которого объясняются принципы и закономерности работы механизмов, сообщаются данные технических характеристик и т. д. Б е с е д а – это целенаправленный вопросно-ответный способ обучения. Он обеспечивает активное участие обучаемых в процессе занятия. Этот метод целесообразно использовать при закреплении и повторении ранее полученных знаний. Рассказ и беседа могут сочетаться. Беседа – более трудная форма занятий. Предлагаемые руководителем вопросы должны быть четко сформулированными, чтобы ответы на них были однозначными. Иногда целесообразно рассказ и беседу сопровождать показом каких-либо действий с изучаемым оборудованием. При проведении практических занятий целесообразно сочетать рассказ с показом приемов выполнения определенных работ. На основании практических умений должны формироваться навыки, т. е. способность автоматически выполнять какие-либо работы. Руководитель практических занятий должен хорошо знать материал предыдущих теоретических занятий, инструкции и руководство по эксплуатации ПА и ПТВ. Он сам должен уметь использовать ПТВ и личным примером учить пожарных приемам его применения. 417 Пожарная техника В качестве помощников или руководителей занятий следует привлекать автомехаников и старших водителей (бригадиров). Они должны знать тему занятий, уметь демонстрировать использование ПТВ, последовательность выполнения работ. При подготовке к занятиям руководитель должен тщательно продумать вопросы техники безопасности. Они должны быть обсуждены с лицами, привлекаемыми к проведению занятий. Первое условие безопасного проведения любых работ – это знание их содержания и умения их выполнять. Второе условие – деловая обстановка при проведении работ. М е т о д и ч е с к и й п л а н з а н я т и я должен отражать три части любого занятия: вводную, основную и заключительную. Примерная схема плана занятий приводится далее. В в о д н а я ч а с т ь . В ней сообщается тема и цель занятия и осуществляется контроль подготовки обучаемых к занятию. В основной части излагается содержание основных вопросов, как указано в примерном плане. Разрабатывая вопросы, необходимо учитывать, что продолжительность изучения вопроса не должна превышать 15–20 мин. Ее увеличение приводит к утомляемости обучаемых, потере интереса к занятию и ухудшению усвоения материала. Таким образом, на 2-х часовом занятии можно рассматривать 3–4 вопроса. Если объем материала большой, то целесообразно разделить его на два самостоятельных вопроса. З а к л ю ч и т е л ь н а я ч а с т ь любого занятия предназначена для подведения его итогов. Оформление плана-конспекта – заключительная часть подготовки занятия. Он является, по существу, единственным методическим пособием на занятии и поэтому его следует четко разделить по частям занятия и рассматриваемым вопросам. Текст в нем должен быть лаконичным. Даже при хорошо составленном плане-конспекте, успех занятия определяется глубоким знанием сущности излагаемых вопросов. М е т о д и к а п р о в е д е н и я з а н я т и я . Каждый руководитель занятий должен начинать с установления контакта с обучаемыми. Занятие начинается сразу после того, как руководитель займет свое место. Говорить следует так, чтобы каждый слышал выступающего без малейшего напряжения. Задавать вопросы для контроля усвоения пройденного материала следует всей аудитории, а не отдельному лицу, чтобы все обучаемые могли продумать ответ. В обсуждение необходимо вовлекать всех; для этого целесообразно, спрашивая одного обучаемого, предлагать дополнить ответы другим. Можно узнать мнение об ответе других. Такая беседа способствует более глубокому осмыслению изучаемого материала, активизирует познавательную деятельность обучаемых. Обучаемые должны уяснить, чем им предстоит заниматься. Поэтому руководитель сообщает им тему занятия, его цели, основные вопросы, а также порядок проведения занятия. 418 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей УТВЕРЖДАЮ Начальник _____________ _______________________ (звание) _______________________ «___»___________20___г. МЕТОДИЧЕСКИЙ ПЛАН проведения занятий с группой Тема: ______________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Вид занятия _________________________ Отводимое время: ________ час. Учебные пособия и материальное обеспечение __________________________________ (указать литературу, наставления, плакаты, ТСО, машины, пожарное оборудование, необходимое на занятии) Цель занятия: _______________________________________________________________ (указать конкретные цели занятия: что слушатели должны знать и о чем имеет представление в результате проведения занятий, какие воспитательные цели достигаются на занятии). 1. Литература, используемая при проведении занятия. 2. Развернутый план занятия. Учебные вопросы (включая контроль занятия) Введение Отводимое время, мин 10–15 Первый вопрос 15 Второй вопрос 20 Заключение 5–15 Содержание учебного вопроса, метод отработки и материальное обеспечение (в том числе, технические средства обучения) учебного вопроса Контрольные вопросы. (Записать вопросы для проверки усвоения пройденного материала). Иногда можно заранее записать фамилии обучаемых для опроса. Сообщить тему и цель занятия. Указать, какие вопросы будут изучаться. (Тему и цели не записывать, доложить по плану-конспекту). Указать правила техники безопасности. Изложить план или сделать краткую запись сообщаемого материала. Записать цифровые данные. Указать пособия (например: «Показать на плакате…..» или «Показать на макете», или «Изучить по образцу……» и т. д.). В ряде случаев возможна зарисовка простых схем. Подчеркиванием выделить главное в сообщаемом материале. Записать вопросы для проверки понимания изучаемого материала. Второй и последующие вопросы разрабатываются, как указано выше. Контрольные вопросы. (Записываются 2–3 вопроса по изучаемой теме только в случае, если предусматривается контроль). Оценить усвоение материала. 419 Пожарная техника 3. Пособия и оборудование, используемые на занятии ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4. Задание для самостоятельной работы слушателей и подготовки к следующему занятию ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Руководитель занятия _______________________ (должность, звание) _______________________ (фамилия, имя, отчество) «___» ___________20___г. К л а с с н о - г р у п п о в о е з а н я т и е . Последовательность занятия, изложенная в плане, должна четко выдерживаться. Прежде всего, необходимо разграничивать вопросы занятия; для этого указываются их наименования. Для достижения поставленной цели необходимо выделять наиболее существенные и важные положения, характерные признаки и особенности процессов, явлений и т. д. На классно-групповом занятии изучается и усваивается то, что необходимо на практике. Сформировавшиеся знания составят основу умений. Руководитель должен быть уверен, что все обучаемые его правильно поняли и усвоили основное содержание изучаемого вопроса. Для этого необходимо не только задавать вопросы в целях проверки правильного понимания и усвоения материала, но и спрашивать, имеются ли вопросы у обучаемых. Задаваемые вопросы могут выходить за рамки подготовительного материала. Учитывая возможность постановки таких вопросов, руководитель занятия должен готовить материал в большем объеме, что предусмотрено программой и отражено в плане-конспекте. Может случиться, что у руководителя нет ответа на внезапно возникший вопрос. Появление таких вопросов практически невозможно предусмотреть. В таких случаях следует сказать, что вы не готовы ответить на этот вопрос и подготовите ответ к следующему занятию. На следующем занятии необходимо ответить на такой вопрос. Иногда ответ может дать кто-либо из обучаемых. Этим пренебрегать не следует. Переход ко второму вопросу следует осуществлять, только убедившись в том, что все правильно поняли изучаемый вопрос. При ведении обучаемыми записей следует добиваться, чтобы они делались осмысленно. Поэтому необходимо пояснить содержание изложенного вопроса и затем дать время для его записи. Не рекомендуется злоупотреблять диктовкой. В этом случае обучаемые большей частью 420 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей механически записывают то, что им диктуют. Если записи делаются самостоятельно, то их формулировки обучаемые осмысливают. Это способствует развитию мышления и улучшению усвоения изучаемого материала. Исключительно важное значение имеет использование на занятиях доски. Все записи, схемы или чертежи должны быть аккуратно выполнены. Изображая что-либо на доске, руководитель должен соблюдать логическую последовательность. Ему следует занимать такое положение у доски, чтобы обучаемые видели доску и все изображаемое на ней. Во время занятий нередко приходится демонстрировать плакаты, схемы, диафильмы и т. д. Любая демонстрация всегда приводит к изменению условий обстановки. При этом переключается внимание обучаемых, что способствует снижению усталости, кроме того, сообщается новая информация и она активнее воспринимается. Вот поэтому необходимо этим процессом четко управлять. Руководитель занятия должен обратить внимание обучаемых на самое главное, самое существенное в излагаемом или демонстрируемом материале. По окончании показа необходимо сделать вывод из увиденного. При изложении учебного материала не следует непрерывно пользоваться конспектом. Это приводит к потере связи с обучаемыми, снижает их активность, занятие не достигает своей цели. К плану-конспекту необходимо обращаться для контроля последовательности изложенных учебных вопросов и распределения времени, а также для приведения точных формулировок, цифрового материала и т. д. По мере накопления опыта преподавания отпадает надобность в использовании конспекта. Однако составлять его всегда необходимо, также следует отмечать в конспекте, что было изложено недостаточно ясно и четко. Используя накопленный опыт, становится возможным рационально совершенствовать методику обучения. П р а к т и ч е с к о е з а н я т и е . Необходимо изложить обучаемым цель предстоящего занятия, какие приемы работы будут отрабатываться, какие машины или оборудование планируется использовать. На основании знаний должны формироваться способность, умение выполнять какую-либо работу или приемы использования пожарных машин, пожарно-технического вооружения. Методика формирования умений включает три элемента. Во-первых, следует убедиться, что обучаемые понимают значимость предстоящей работы или отрабатываемых приемов. Знание порядка выполнения работы является основой умения. Во-вторых, руководитель должен показать, как, в какой последовательности выполняется работа. В-третьих, все обучаемые должны выполнить работу или повторить отрабатываемый прием. Контролируя выполнение работы, руководитель должен обращать внимание на правильность и последовательность выполнения операций 421 Пожарная техника или приемов. Для активизации занятия рационально поручить контроль обучаемым, которые уже выполнили эту работу, или спрашивать их мнение об успешности освоения отрабатываемых вопросов. Допускаемые ошибки должны обсуждаться и устраняться. Убедившись, что обучаемые приобрели необходимые умения, можно переходить к формированию навыков выполнения работ или приемов использования оборудования. Заключительная часть занятия предназначена для подведения итогов. В этой части необходимо, прежде всего, убедиться в том, что основные положения занятия усвоены. Если какой-либо из вопросов не усвоен достаточно четко, то руководителю следует добиться правильного его понимания. По заранее подготовленным вопросам контроль проводится так же, как во вводной части занятия. На основании результатов контроля нужно указать, как обучаемые усвоили материал темы. В заключительной части практического занятия необходимо оценить качество выполнения изучаемых операций и работ, а также указать на типичные недостатки, которые допускались обучаемыми на занятиях и высказать рекомендации по их устранению. Руководителю следует помнить, что качество проводимых им занятий определяется уровнем его профессиональной подготовки и качеством подготовки к занятиям. Контрольные вопросы 1. Чем определяется техническая готовность ПА. Задачи технического обеспечения. 2. Техническое обеспечение в пожарных частях. Перечислите основные работы. Их назначение. 3. Ежедневное ТО. Его задачи. Нормативно-техническое обслуживание на пожаре. 4. Техническое обслуживание ТО-1. Сезонное обслуживание. Назначение. Нормативы выполнения работ. 5. Техническое обеспечение частей технической службы. Основные работы. Нормативы выполнения работ. 6. Организация частей технической службы. 7. Основы расчета годовой производственной программы. 8. Причины коррозии деталей механизмов ПМ. Причины защиты от коррозии. Организация работ по консервации. 9. Охрана труда пожарных. Причины травматизма. 10. Основы организации технической подготовки в ГПС. Задачи. Нормативные документы. 422 Глава 11. Сертификация продукции Глава 11. СЕРТИФИКАЦИЯ ПРОДУКЦИИ 11.1. Сертификация продукции Соответствие объектов защиты или продукции требованиям пожарной безопасности (далее – соответствие ПБ) определяется на основании Федерального закона «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (ФЗ). Подтверждение соответствия объектов защиты определяется аккредитованными организациями, которые руководствуются требованиями, установленными Федеральными законами о технических регламентах, нормативными документами по пожарной безопасности или условиями договоров. Федеральным законом установлено девять форм оценки соответствия объектов защиты (продукции). Например, декларирование пожарной безопасности, подтверждение соответствия объекта (продукции) требованиям ПБ, приемка и ввод объектов защиты (продукции), исследований и др. Подтверждение соответствия ПБ на территории Российской Федерации осуществляется в добровольном или обязательном порядке, установленном законодательством РФ. Следовательно, этим законом введен принцип выбора противопожарной защиты или соответствия продукции ПБ. Собственник распоряжается своим имуществом, это его право, и, следовательно, может рисковать им. Собственник может не согласиться с требованиями, предъявленными к принадлежащему объекту (продукции). В этом случае от него потребуются доказательства, что продукция соответствует требованиям пожарной безопасности. Добровольное подтверждение соответствия продукции осуществляется в форме добровольной сертификации1. Обязательное подтверждение соответствия продукции осуществляется в форме декларирования2 или в форме обязательной сертификации. Обязательному подтверждению соответствия объектов защиты (продукции) подлежит продукция общего назначения и пожарная техника. Требования пожарной безопасности к ней устанавливаются Федеральным Законом и (или) Федеральными законами о технических регламентах, содержащих требования к отдельным видам продукции. 1 Сертификат – [фр. сertifikat: верно + делать]. Документ, удостоверяющий, что продукция соответствует требованиям пожарной безопасности. 2 Декларация [лат. – deklaracio – заявление, объявление]. Заявление, что объект (изделие) соответствует требованиям пожарной безопасности. 423 Пожарная техника Декларирование соответствия продукции требованиям ФЗ может осуществляться юридическим или физическим лицом, являющимся предпринимателем на территории РФ, которое является изготовителем (продавцом) продукции, юридическим или физическим лицом, зарегистрированным в качестве индивидуального предпринимателя на территории РФ, выполняющим по договору функции иностранного изготовителя (продавца), в части обеспечения соответствия поставляемой продукции требованиям ФЗ и несущим ответственность за нарушение указанных требований. Продукция, соответствие которой подтверждено в установленном ФЗ порядке, маркируется знаком обращения на рынке. Знак обращения на рынке применяется изготовителем (продавцом) на основании сертификата соответствия или декларации соответствия. 11.2. Схемы подтверждения соответствия продукции пожарной безопасности Техническим регламентом для подтверждения соответствия продукции требованиям пожарной безопасности определен ряд схем, каждая из которых представляет собой набор операций и условий их выполнения. Схемы рекомендованы для серийно выпускаемой и для ограниченной партии продукции. Для обоих случаев установлены декларация и сертификация продукции. Каждая схема может включать набор операций, характеризующий объем выполняемых работ. Набор операций в каждой из схем представлен в табл. 11.1 и 11.2. Таблица 11.1 Условия выпуска продукции № п/п Обозначение схем 1 2 3 4 1д 2д 3д 4д Серийно выпускаемая Ограниченная партия + + + – – – – + Выполняемые операции На основе собственных Испытание Сертификация доказательств + + + + – + + – – – + – Примечание. Испытания производят из партии продукции. Таблица 11.2 № п/п Обозначение схем 1 2 2с 3с 424 Условия выпуска продукции Выполняемые операции Серийно выпускаемая Ограниченная партия Анализ состояния производства Испытание типового образца Инспекционный контроль Сертификация + + – – + – + + – + – – Глава 11. Сертификация продукции Окончание табл. 11.2 № п/п Обозначение схем 3 4 5 6 Условия выпуска продукции Серийно выпускаемая Ограниченная партия 4с 5с 6с + + – – – + 7с – + Выполняемые операции Анализ состояния производства Испытание типового образца Инспекционный контроль Сертификация + + + – – + + + Сертификация партии и продукции на основе испытаний представительной выборки образцов из этой партии Сертификация единиц продукции на основе испытаний единицы продукции Схемы соответствия устанавливаются для определенной продукции или материалов. В случае декларации соответствия они охватывают три направления. Схемы 1д и 4д применяют для оценки веществ и материалов. При этом исключаются строительные материалы, отделочные материалы для подвижного транспорта, железнодорожного транспорта и метрополитена, огнезащитные и огнетушащие вещества. Схемы 2д и 3д по выбору изготовителя применяются для оценки первичных средств пожаротушения (кроме огнетушителей), пожарного инструмента и оборудования (за исключением пожарных стволов, пеногенераторов и пеносмесителей), специальной защитной одежды. Схема 3д применяется для оценки мобильных средств пожаротушения. При сертификации продукции схемы выбираются по выбору заявителя. Схемы 2с, 3с, 4с, 5с и 6с – для продукции и материалов, охватывающих различную номенклатуру: 1) изделий пожарного оборудования – пожарных стволов, огнетушителей, пеногенераторов, пеносмесителей, дополнительного снаряжения пожарного. 2) средств спасения, а также оборудование и изделия для спасания людей на пожарах, и средства их индивидуальной защиты. 3) элементов автоматических установок пожаротушения. А также пожарной автоматики. 4) порошковых огнетушащих составов, пенообразователей, строительных материалов для отдельных путей эвакуации в безопасную зону, отделочных материалов для подвижного состава железнодорожного транспорта и метрополитена. 5) огнестойких строительных конструкций (кабельные проходки, кабельные короба и т. д.), инженерного оборудования противодымной защиты. 425 Пожарная техника 6) аппараты защиты электрических цепей, пожароопасного и взрывозащищенного электрооборудования, в том числе, электрических кабелей, дверей шахт лифтов. Схема 3с применяется только при проведении сертификации ранее сертифицированной продукции после завершения срока действия сертификата. Схема 7с применяется только в случае, если отсутствует возможность представительной выборки типовых образцов для проведения испытаний. Действия декларации соответствия устанавливается на срок не более 5 лет. По желанию заявителя соответствие декларированию может быть заменено обязательной сертификацией. 11.3. Порядок проведения сертификации Сертификация – это процедура оформления и выдачи сертификата, а также осуществление инспекционного контроля в целях подтверждения, что продукция в течение времени действия сертификата продолжает соответствовать требованиям пожарной безопасности. Сертификация продукции проводится органами, аккредитованными в соответствии с порядком, установленным Правительством РФ и дополнительными требованиями, изложенными в ФЗ. 11. 3.1. Обязанности субъектов сертификации Субъектами сертификации являются изготовитель (продавец) продукции и аккредитованный1 орган. Их участие в сертификации четко разделено Федеральным законом. Общий порядок проведения сертификации включает в себя ряд позиций. 1. Изготовитель (продавец) подает заявку на проведение сертификации, а аккредитованный орган на сертификацию рассматривает представленные материалы. 2. Аккредитованный орган по сертификации: принимает решение о ее проведении с указанием схемы; осуществляет оценку соответствия продукции требованиям ПБ; выдает сертификат или оценивает мотивированный отказ в его выдаче; осуществляет инспекционный контроль сертифицированной продукции, если он предусмотрен схемой сертификации. 1 Аккредитовать [фр. accrediter < accredere – доверять]. В данном случае доверие к какому-либо органу проводить сертификацию. 426 Глава 11. Сертификация продукции 3. Изготовитель (продавец) осуществляет корректирующие мероприятия при выяснении несоответствия продукции требованиям ПБ и при неправильном применении знака обращения на рынке. Процедура подтверждения соответствия продукции требованиям ФЗ включает в себя: отбор и идентификацию продукции; оценку производства или сертификацию системы качества (производства), если что предусмотрено схемой сертификации; проведение испытаний образцов продукции в аккредитованной испытательной лаборатории; экспертизу документов (в том числе, технической документации, заключений и т. д.), представленных изготовителем (продавцом) для определения возможности признания соответствия продукции требованиям ПБ; анализ полученных результатов и принятие решения о возможности выдачи сертификата. З а я в к а на проведение сертификации составляется на русском языке и должна содержать наименование и место нахождения заявителя и изготовителя (продавца), сведения о продукции, идентифицирующие ее признаки и различную техническую документацию, описывающую ее. Обязательно указывается декларируемое количество продукции (серийное производство, партия или единица продукции). Заявитель должен указать нормативные документы по ПБ, схему сертификации и обязательства о выполнении правил и условий сертификации. Уполномоченный орган, осуществляющий сертификацию, в течение 30 суток должен направить положительное или отрицательное мотивированное заключение на ее проведение. Все этапы или ступени проведения сертификации подробно изложены в ФЗ, поэтому в дальнейшем будут излагаться положения, достаточные для общего представления о них. С о д е р ж а н и е положительного решения о сертификации должно включать сведения: о схеме сертификации, нормативных документах, на основании которых она будет проводиться, и организации, которая будет проводить анализ производств (если предусмотрена схема сертификации); о порядке отбора образцов продукции, проведения испытаний и оценки стабильности производства; о критериях оценки соответствия продукции ПБ, необходимости предоставления дополнительных документов, подтверждающих его. 427 Пожарная техника 11.3.2. Подтверждение соответствия продукции требованиям ФЗ Подтверждение соответствия продукции ПБ включает в себя, если это предусмотрено схемой сертификации: 1) отбор контрольных образцов и образцов для испытаний; 2) идентификацию продукции; 3) испытание образцов продукции в аккредитованной испытательной лаборатории; 4) оценку стабильности производства; 5) анализ представленных документов. О т б о р о б р а з ц о в п р о д у к ц и и . Для сертификации отбирают образцы для испытаний и контрольные. Они по конструкции, составу и технологии изготовления должны быть идентичны продукции, поставляемой заказчику (потребителю). После отбора образцов необходимо принять меры защиты от их подмены. Контрольные образцы хранятся в течение срока сертификации. Заявитель (изготовитель, продавец) прилагает к ним документы, подтверждающие приемку продукции изготовителем (продавцом). Представляются также технические документы, состав и содержание которых определены в решении аккредитованного органа. И д е н т и ф и к а ц и я п р о д у к ц и и . Она заключается в сравнении основных образцов продукции, подлежащей сертификации, технической документации на нее, и маркировочных характеристик на образцы, упаковке и сопроводительных документов. Идентификацию проводят как при отборе образцов, так и при испытании продукции. Результаты идентификации при проведении испытаний отражаются в отчете об испытаниях. И с п ы т а н и е п р о д у к ц и и . Испытания проводятся испытательными лабораториями, прошедшими аккредитацию на право проведения работ. Лаборатории аккредитируют на техническую компетентность и независимость. В случае отсутствия такой лаборатории или ее удаленности, допускается проводить испытания лабораториями, аккредитованными на техническую компетентность. При этом лаборатория должна быть независимой от изготовителя или потребителя продукции. Испытания должны проводиться под контролем представителем аккредитованного органа по сертификации. Протокол испытаний (отчет об испытаниях) должен содержать обширную информацию, детально изложенную в ФЗ. В нем должны быть отражены сведения об испытательной лаборатории и об аккредитованном органе, а также основание для проведения испытаний, идентификационные сведения о предоставляемой продукции, описание программы и методы 428 Глава 11. Сертификация продукции испытаний. В протоколе предоставляются сведения об отборе образцов, условиях проведения испытаний, об использованных средствах измерения. Результаты испытаний должны быть сопоставлены с показателями, обусловленными в нормативных документах. Приводятся также сведения об испытаниях в других лабораториях, если они проводились. В начале протокола испытаний указывается нумерация каждой страницы, общее количество страниц. В конце ставится дата выпуска протокола испытаний. После выпуска протокола не допускаются изменения и исправления в тексте. Протокол испытаний распространяется только на образцы, подтвержденные испытанием. А н а л и з с о с т о я н и я п р о и з в о д с т в а . Анализ производства проводится в целях установления необходимых условий для изготовления продукции со стабильными характеристиками. Основанием для проведения анализа состояния производства является решение аккредитованного органа по сертификации. Оценка стабильности условий производства должна выполняться не ранее чем за 12 месяцев до выдачи сертификата на основе анализа производства (схемы 2с и 4с) или сертификации производства или системы качества производства (схема 5с). Анализ состояния производства проводится в объеме, обусловленном техническим регламентом. В основном он включает анализ технологических процессов, технологической документации, средств технологического оснащения и технологические режимы. Регламентом обусловлено проведение анализа средств технологического оснащения, управление метрологическим оборудованием и анализом ряда других позиций. Недостатки, обнаруженные в процессе проверки, классифицируют как существенные, так и несущественные несоответствия. К существенным несоответствиям относятся неудовлетворительная оценка одной или нескольких из рассмотренных позиций. При их наличии необходимо проведение корректирующих мероприятий. Сроки корректировки согласуются с аккредитованным органом по сертификации. По результатам проверки составляется акт о результатах анализа состояния производства. В нем указываются: результаты проверки; дополнительные материалы, использованные при анализе состояния производства; общая оценка состояния производства; необходимость и сроки выполнения корректирующих мероприятий. Акт хранится аккредитованным органом по сертификации, а заявителю (изготовитель, продавец) направляется копия. 429 Пожарная техника 11.4. Подготовка сертификата Аккредитованный орган по сертификации после анализа протокола испытаний (отчет об испытаниях), результатов анализа производства (если это установлено схемой сертификации), других документов о соответствии продукции требованиям ПБ готовит решение о выдаче (об отказе о выдаче) сертификата, оформляет сертификат, регистрирует его в едином реестре и выдает заявителю (изготовитель, продавец). Сертификат может иметь предложение, содержащее перечень видов и типов продукции, на которые распространяется его действие. Срок действия сертификата для продукции, выпускаемой серийно, установлен техническим регламентом в зависимости от ее схемы: 1) 2с – не более года; 2) 3с – не более 3-х лет; 3) 4с и 5с – не более 5-ти лет. Для продукции, выпускаемой единично или партиями (схемы 6с и 7с) срок действия сертификата ограничивается сроком установленной годности продукции. Если он не указан, то срок его действия не превышает 1 года. Для продукции, выпускаемой серийно, сертификат действителен после ее поставки в течение срока годности, если изготовитель обязуется обеспечить использование продукции по назначению. Если срок изготовителем не установлен, то сертификат действителен в течение 1 года. Срок действия сертификата на серийно выпускаемую продукцию, сертифицированную по схемам 4с и 5с, по его истечению может быть продлен. При этом орган, проводивший сертификацию, делает это на основании инспекционного контроля этой продукции и протокола испытаний по сокращенной программе. В случае изменений в конструкции продукции или технологии ее производства изготовитель должен известить об этом орган сертификации. Этим органом будет принято решение о распространении действия сертификата на модернизированную продукцию или о необходимости проведения новых испытаний или же дополнительной оценки производства этой продукции. 11.5. Инспекционный контроль Инспекционный контроль (ИК) за сертифицированной продукцией проводится для подтверждения того, что продукция в течение времени действия сертификата продолжает соответствовать требованиям ПБ. 430 Глава 11. Сертификация продукции ИК проводится в форме периодических и внеплановых проверок. Его осуществляют аккредитованные органы по сертификации с привлечением, по необходимости, испытательных лабораторий. ИК проводится при сроке действия сертификата более 1 года: 1) не более одного раза за период действия сертификата, выданного на срок до 2-х лет включительно; 2) не менее двух раз за период действия сертификата, выданного от 2-х до 4-х лет, включительно; 3) не менее 3-х раз за период действия сертификата на срок более 4-х лет. Внеплановый ИК проводится в случае поступления информации о безопасности продукции от потребителей, органов, осуществляющих общественный или государственный контроль за качеством продукции. Объем и перечень инспекционного контроля устанавливается техническим регламентом. Он включает 9 позиций (пунктов), которые можно разделить на три группы. Первая группа включает анализ материалов сертификации продукции, поступающей о ней информации, соответствия ее документов требованиям ФЗ. Вторая группа охватывает отбор, идентификацию образцов, их испытаний, анализ состояния производства (если это предусмотрено схемой), анализ результатов и решений, принятых по результатам контроля. В третью группу входит проверка корректирующих мероприятий по устранению недостатков, правильности маркировки продукции и анализ рекламаций. В случае получения отрицательных результатов испытаний, полученных изготовителем в присутствии представителя, органами по сертификации должны быть проведены повторные испытания вновь отобранных образцов аккредитованной испытательной лабораторией. Полученные результаты считаются окончательными. Инспекционные испытания продукции, сертифицированной по схеме 3с, проводятся только аккредитованными испытательными лабораториями. Результаты ИК оформляются актом, в котором делается заключение о соответствии продукции требованиям ФЗ или об отмене сертификата. Порядком проведения сертификации предусматривается проведение изготовителем (продавцом) корректирующих мероприятий по выявлению несоответствия продукции требованиям ПБ и при неправильном применении знака обращения на рынке. При проведении корректирующих мероприятий аккредитованный орган: 1) приостанавливает действие сертификата соответствия; 2) информирует органы государственного контроля о приостановлении или прекращении действия сертификата в соответствии с требованиями ФЗ; 3) устанавливает срок выполнения изготовителем (продавцом корректирующих мероприятий); 431 Пожарная техника 4) контролирует выполнение изготовителем (продавцом) корректирующих мероприятий. При выполнении корректирующих мероприятий действие сертификата возобновляется. Если они не выполнены, а также в случае их неэффективности, действие сертификата прекращается. Основаниями для рассмотрения вопроса о прекращении действия сертификата могут быть различные факторы. Это, прежде всего, изменение конструкции и комплектности конструкции, организации или технологии производства, изменение требований технологии. Эти причины – следствие изменения свойств продукции или технологии ее изготовления. Вторую группу причин составляют сообщения различных органов о ее несоответствии установленным требованиям, материалами дознаний о пожарах. Наконец – отрицательные результаты ИК, невозможность или отказ проведения ИК в установленные сроки. Причиной может быть реорганизация юридического лица. Если путем корректирующих мероприятий изготовитель (продавец) может удалить обнаруженные причины несоответствия и подтвердить их устранение без повторных испытаний в аккредитованной испытательной лаборатории, действие сертификата не приостанавливается. В противном случае его действие прекращается. При этом сертификат из единого реестра возвращается в аккредитованный орган по сертификации. Повторное представление на сертификацию продукции осуществляется в общем порядке. Контрольные вопросы 1. Что такое сертификация. Ее задачи, цели. 2. Нормы соответствия продукции к требованиям пожарной безопасности. 3. Добровольная и обязательная сертификации. 4. Продукция, подвергающаяся обязательному подтверждению соответствия требованиям пожарной безопасности. 5. Схемы подтверждения соответствия продукции требованиям пожарной безопасности. 6. Проанализируйте область применения деклараций соответствия продукции требованиям пожарной безопасности. 7. Проанализируйте особенности схем. 8. Общий порядок проведения сертификации. 9. Сущность идентификации продукции. 10. Назначение инспекционного контроля. 432 Литература Литература 1. Н. Н. Брушлинский и др. Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства / под ред. Н. Н. Брушлинского. – М.: Стройиздат, 1988. – 413 с. 2. Алехин Е. М., Брушлинский Н. Н., Вагнер П. и др. Пожары в России и в мире. Статистика, анализ, прогнозы / под ред. Н. Н. Брушлинского. – М.: Изд. дом «Калан», 2002. – 150 с. 3. Яковенко Ю. Ф. Россия: пожарная охрана на рубеже веков. – М.: «СИВЕР», 2004. – 208 с. 4. Коробко В. Б. Расширение функций государственной противопожарной службы: вопросы теории и практики. – М., «АРС», 2002. – 131 с. 5. Наставление по технической службе ГПС МВД России. Приложение к приказу МВД России от 24 января 1996, № 34. – М.: 1996. – 170 с. 6. Программа подготовки личного состава подразделений ГПС МЧС России. – М., 2004. – 126 с. 7. Безбородько М. Д., Зимин К. Б. Согласование режимов работы пожарного насоса с двигателем внутреннего сгорания. – М.: Вестник Академии ГПС МЧС России № 4, 2005. – С. 8–20. 8. Безбородько М. Д., Роенко В. В., Алешков М. В. и др. Пожарная техника. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. – 548 с. 9. Техническая эксплуатация автомобилей / под ред. Е. С.Кузнецова. – М.: Наука, 2004. – 536 с. 10.Двигатели внутреннего сгорания / под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1980. – 287 с. 11. Литвинов А. С., Фаробин Я. Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. – М.: Машиностроение, 1989. – 236 с. 12. Нормы пожарной безопасности. Утверждены приказами ГУГПС МВД России. – М.: ВНИИПО МВД России, 1996–2000. 13. Технические описания и инструкции по устройству и эксплуатации пожарной техники: ОАО «Пожтехника» г. Торжок, АМО ЗИЛ г. Москва, Варгашинского завода противопожарного и специального оборудования г. Варгаши, Урало-Сибирской пожарно-технической компании и др. 14.Пивоваров В. В. Совершенствование парка пожарных автомобилей России. – М.: ВНИИПО, 2006. – 194 с. 15. Навценя Н. В., Яковенко Ю. Ф. Парк пожарных автомобилей России / Специальный каталог. Пожарная безопасность. – М.: Гротек, 2002. – 120 с. 16. Безбородько М. Д., Желваков Е. М., Подгрушный А. В. Поддержание технической готовности автоцистерн объектовых пожарных подразделений в зимних условиях. – М.: Вестник Академии ГПС МЧС России, 2004. – С. 6–17. 17. Безбородько М. Д., Алешков М. В. Развитие механизированных средств подачи воды на пожарах. – М.: Пожарная безопасность, № 3, 2003. – С. 65–69. 18. Безбородько М. Д. Современные пожарные автоцистерны и их эксплуатация. – М.: Пожарная безопасность, № 6, 2002. – С. 67–74. 19. Безбородько М. Д. Направление совершенствования пожарных автоцистерн. – Юбилейный сборник трудов Академии ГПС МЧС России. – М., 2003. – С. 155–165. 20. Исхаков Х. И. Теплоустойчивость и пожарная безопасность автотранспортных средств. – М.: Юбилейный сборник трудов Академии ГПС МЧС России. – М., С. 165–175. 21. Патентное изобретение №2095101. Установка для тушения пожара. В. В. Роенко, М. В. Алешков, В. А. Пряничников и др. (Россия). 10.11.97. 22. Патентное изобретение №2093225. Способ тушения пожара в условиях низких температур. В. В. Роенко, М. В. Алешков, В. А. Пряничников (Россия). 20.10.97. 433 Оглавление Методические рекомендации по изучению курса «Пожарная техника» .................... 3 ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................. 6 Глава 1. Основные части пожарного автомобиля ........................................................... 8 1.1. Пожарный автомобиль. Особенности эксплуатации ......................................... 8 1.2. Базовые шасси пожарного автомобиля ............................................................. 13 1.3. Двигатель пожарного автомобиля ..................................................................... 15 1.4. Трансмиссия пожарного автомобиля ................................................................ 23 1.5. Привод управления механизмами пожарного автомобиля ............................. 32 1.6. Кабина пожарных расчетов. Кузов пожарного автомобиля ........................... 34 1.7. Типаж и классификация пожарного автомобиля ............................................. 36 Глава 2. Центробежные пожарные насосы .................................................................... 39 2.1. Центробежные пожарные насосы серии ПН ................................................... 39 2.1.1. Общие сведения ........................................................................................... 39 2.1.2. Пожарные насосы ПН-40УВ ....................................................................... 42 2.1.3. Системы подачи пенообразователя............................................................ 48 2.1.4. Вакуумная система водозаполнения .......................................................... 49 2.1.5. Техническое обслуживание насосов .......................................................... 50 2.1.6. Совершенствование пожарных насосов .................................................... 53 2.2. Насосы центробежные пожарные (НЦП) нового поколения ......................... 53 2.2.1. Насосы центробежные пожарные комбинированные (НЦПК) ............... 53 2.2.2. Система подачи пенообразователя ............................................................ 66 2.2.3. Вакуумная система водозаполнения.......................................................... 67 2.2.4. Техническое обслуживание насосов .......................................................... 72 2.3. Насос центробежный пожарный высокого давления НЦПВ 20/200 ............. 78 2.3.1. Общее устройство насоса ........................................................................... 78 2.3.2. Центробежный насос ................................................................................... 80 2.3.3. Техническое обслуживание насоса ............................................................ 85 2.3.4. Возможные неисправности насоса ............................................................ 87 2.4. Насос центробежный пожарный высокого давления НЦПВ-4/400 .............. 90 2.4.1. Общее устройство насоса ........................................................................... 90 2.4.2. Техническое обслуживание насоса ............................................................ 94 Глава 3. Основные пожарные автомобили общего применения ................................ 97 3.1. Анализ пожарных автомобилей общего применения ......................................97 3.1.1. Пожарные автоцистерны ............................................................................. 97 3.1.2. Пожарные автомобили насосно-рукавные (АНР) ................................... 104 3.1.3. Пожарные автомобили первой помощи (АПП) ....................................... 109 3.2. Водопенные коммуникации насосных установок пожарных автоцистерн ..................................................................................... 112 3.2.1. Водопенные коммуникации ...................................................................... 112 3.2.2. Регулирование подачи воды в рукавных линиях .................................... 125 3.3. Компоновка пожарных автомобилей .............................................................. 127 434 Глава 4. Основные пожарные автомобили целевого применения ........................... 138 4.1. Пожарные насосные станции ........................................................................... 138 4.2. Пожарные автомобили рукавные (АР) ............................................................ 144 4.3. Аэродромные пожарные автомобили .............................................................. 150 4.4. Пожарные автомобили воздушно-пенного тушения ..................................... 156 4.5. Пожарные автомобили порошкового тушения .............................................. 161 4.6. Пожарные автомобили комбинированного тушения..................................... 170 4.7. Автомобили газового тушения ........................................................................ 176 4.8. Автомобили газоводяного тушения ................................................................ 179 4.9. Автомобили пожарные многоцелевые ............................................................ 183 Глава 5. Специальные пожарные автомобили ............................................................ 193 5.1. Классификация специальных пожарных автомобилей (СПА) ..................... 193 5.2. Пожарные автомобили ГДЗС ........................................................................... 194 5.3. Автомобили и прицепы дымоудаления........................................................... 198 5.4. Аварийно-спасательные автомобили .............................................................. 203 5.5. Пожарные автомобили связи и освещения ..................................................... 208 5.6. Автомобили штабные (АШ) ............................................................................. 212 5.7. Аварийно-спасательный инструмент (АСИ) с гидроприводом .................... 214 5.8. Пожарная техника на базе летательных аппаратов, судов и железнодорожных средств .................................................................. 220 Глава 6. Пожарные автолестницы и автоподъемники коленчатые ........................ 235 6.1. Общие положения ............................................................................................. 235 6.2. Особенности устройства механизмов автолестницы..................................... 238 6.3. Управление механизмами АЛ и АПК ............................................................. 255 6.4. Безопасность работы на автолестнице ............................................................ 259 6.5. Обеспечение технической готовности и надежной работы автолестницы ..................................................................................................... 263 6.6. Автоподъемники пожарные коленчатые (АПК) ............................................ 268 Глава 7. Элементы теории движения пожарного автомобиля .................................. 275 7.1. Тягово-скоростные свойства пожарного автомобиля .................................... 275 7.1.1. Тяговая сила ведущих колес ...................................................................... 276 7.1.2. Сила сопротивления качению колес пожарного автомобиля................. 280 7.1.3. Сила сопротивления подъему пожарного автомобиля ........................... 282 7.1.4. Сила сопротивления воздуха ..................................................................... 283 7.1.5. Сила инерции .............................................................................................. 284 7.1.6. Нормальные реакции опорной поверхности колес ................................. 284 7.1.7. Уравнение силового баланса пожарного автомобиля ............................. 287 7.1.8. Уравнение мощностного баланса пожарного автомобиля ..................... 288 7.1.9. Динамическая характеристика пожарного автомобиля .......................... 290 7.1.10. Разгон пожарного автомобиля ................................................................. 293 7.2. Аварийная безопасность пожарного автомобиля .......................................... 295 7.2.1. Тормозные свойства пожарного автомобиля ........................................... 295 7.2.2. Устойчивость и управляемость пожарного автомобиля ......................... 298 7.3. Проходимость и маневренность пожарного автомобиля .............................. 302 435 Глава 8. Техническое обслуживание и ремонт пожарных автомобилей................. 304 8.1. Общие сведения ................................................................................................. 304 8.2. Особенности эксплуатации пожарных автомобилей ..................................... 307 8.3. Согласование режимов эксплуатации двигателя пожарного автомобиля и потребителей мощности ........................................................... 313 8.4. Изменение технического состояния (ТС) систем и механизмов пожарных автомобилей .................................................................................... 321 8.5. Методы оценки надежности и качества пожарных автомобилей ................ 330 8.6. Техническое диагностирование ....................................................................... 337 8.7. Система технического обслуживания и ремонта пожарных автомобилей ....................................................................................................... 345 8.8. Корректировка нормативов ТО и ремонта ПА ............................................... 352 Глава 9. Использование пожарной техники при ликвидации пожаров в холодных климатических районах .............................................................. 357 9.1. Особенности эксплуатации пожарных автомобилей ..................................... 357 9.2. Влияние низких температур на работоспособность рукавных линий (РЛ) пожарных автомобилей ............................................... 363 9.3. Современная пожарная техника, приспособленная для эксплуатации в холодных климатических районах ............................................................... 368 9.4. Рекомендации по эксплуатации рукавных линий при тушении пожаров в условиях низких температур .......................................................... 374 Глава 10. Техническое обеспечение эксплуатации пожарных автомобилей ......... 381 10.1. Управление техническим обеспечением ....................................................... 381 10.1.1. Техническое обеспечение и его организация ....................................... 381 10.1.2. Техническое обеспечение в пожарных частях ..................................... 384 10.1.3. Техническое обеспечение частей технической службы ...................... 392 10.1.4. Структура отрядов (частей) технической службы ............................... 394 10.2. Защита пожарной техники от коррозии ........................................................ 397 10.3. Охрана труда пожарных ................................................................................. 407 10.4. Организация и методика обучения личного состава дежурной смены...... 415 Глава 11. Сертификация продукции .............................................................................. 423 11.1. Сертификация продукции............................................................................... 423 11.2. Схемы подтверждения соответствия продукции пожарной безопасности .................................................................................. 424 11.3. Порядок проведения сертификации .............................................................. 426 11.3.1. Обязанности субъектов сертификации ................................................. 426 11.3.2. Подтверждение соответствия продукции требованиям ФЗ ................ 428 11.4. Подготовка сертификата ................................................................................. 430 11.5. Инспекционный контроль .............................................................................. 430 ЛИТЕРАТУРА .................................................................................................................... 433 436 Учебное издание Безбородько Михаил Дмитриевич Алешков Михаил Владимирович Роенко Владимир Васильевич Рожков Алексей Владимирович Ульянов Николай Иванович Шкунов Сергей Александрович Плосконосов Александр Владимирович Пряничников Виктор Алексеевич ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА Учебник Редактор Г. А. Науменко Технический редактор Г. А. Габдулина, Е. Н. Титкова Корректор З. А. Малаховская Компьютерный набор А. В. Плосконосов, И. В. Гашкова Подписано в печать 13.03.2012. Формат 60×90 1/16. Печ. л. 27,25. Уч.-изд. л. 20. Бумага офсетная. Тираж 400 экз. Заказ 150. Академия ГПС МЧС России 129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4 437
