霍裕蓉，郭 帅

（泰安航天特种车有限公司，山东 泰安 271000）

目前特种汽车对车辆续航里程的要求越来越高，传统车辆一般不具备主副燃油箱系统，无法满足特种汽车狭小安装空间内车辆续航里程要求。在特种汽车领域，由于其车辆使用特殊性及受限于特种汽车上使用的各设备，且提高车辆续航里程无法采用加大燃油箱的方式，通常采用燃油箱左右分别布置来增加车辆的续航里程。而设置左右主副燃油箱的特种车辆，在主副燃油箱互通的情况下，车辆侧坡行驶时，极易造成低侧的燃油箱燃油从油箱中溢出，存在安全隐患，本文针对特种汽车主副燃油切换系统进行了改进，经用户使用验证，操作简便，效果良好。

1 特种汽车单燃油箱布置特点

燃油箱一般布置在车架纵梁外侧，便于车辆及时补充燃油。燃油箱需保证一定的刚度与强度，燃油箱内部设置不同数量的隔板，以降低车辆在加速或减速时的燃油对油箱壳体的冲击。燃油箱位置与发动机本体距离不得过长，以降低发动机燃油供给系的燃油流动阻力，使发动机在正常情况下及低温情况下仍可正常工作。

一般对于特种车辆而言，特种汽车底盘与上装设备颇多，空间较为紧凑，从而限制了燃油箱的实际空间尺寸。特种汽车车辆的续航里程要求越来越高，若单纯采用加大燃油箱体积的方式，一方面需要增强燃油箱的刚度与强度，以保证大容积燃油箱本体结构，同时由于燃油箱体积的加大，难以在车辆上进行布置；另一方面，采用一个大容积燃油箱，由于燃油箱布置在车辆的一侧，容易引起车辆在左右方向上的质心偏移，在车辆行驶时易造成车辆跑偏等异常情况。

车辆采用单一大容积燃油箱时，当燃油箱存在泄漏会导致整个燃油箱全部的燃油发生泄漏，造成燃油浪费。特种汽车在低温情况下起动和使用时，需要更换燃油牌号，对于大容积燃油箱更换带来不便。

大容积单一燃油箱又由于底面积较大，在相同容积下，燃油箱液面高度较低，燃油箱吸油管无法及时吸上燃油易造成发动机熄火，造成一定程度的燃油浪费。相比之下，小容积燃油箱，可以在相同体积下的燃油时有较高的燃油液面高度，可以使吸油管仍处于液面以下，如图1、图2所示。

图1 同体积下小容积燃油液位高度

图2 同体积下大容积燃油液位高度

2 主副燃油系统布置及其特点

主副燃油箱分别布置在车辆左右纵梁外侧，主副燃油箱外形尺寸一致，可以保证通用性及互换性，便于生产制造，布置示意图如图3所示。主副燃油箱均设置有油量传感器，并通过驾驶室内仪表盘显示，可以方便驾驶员在驾驶操纵车辆时关注油量。

图3 主副燃油系统布置示意图

主副燃油箱独立不互通，通过手动燃油切换阀切换主副燃油箱向发动机燃油供给系供油。驾驶员在驾驶室内可以操作翘板开关实现主副燃油箱油表显示切换，可以实时关注主副燃油箱的具体油量。手动转阀采用转阀型式，当手动转阀处于默认状态时，主燃油箱油路与发动机供给系相通，当主燃油箱油量油位过低时，操纵手动转阀手柄，带动旋转开关使转阀阀芯转过90度，此时主燃油箱油路与发动机燃油供给系断开，副燃油箱油路与发动机燃油供给系连通，以实现主副燃油箱油路的切换。手动转阀结构原理示意图如图4所示。

图4 手动转阀结构示意图

采用左右分别布置燃油箱的方式，可以实现左右燃油箱的互换性及统一性，同时也可以便于车辆上的空间布置，使车辆质心左右对称，方便整车布局。燃油箱体积不会过大，对于燃油箱本体的刚度与强度设计也便于保证。

主副燃油箱分别布置在车架纵梁的左右两侧，当单侧燃油箱因故损坏时，可以使用手动转阀进行燃油回路切换，以使车辆仍可继续行驶机动。再者，在低温环境进行车辆起动及行驶时，需要更换低温用发动机燃油，采用主副燃油箱的布置型式，可以在主油箱加注常温燃油，副油箱加注低温燃油，在低温环境起动和行驶时，使用手动转阀直接实现常温燃油与低温燃油之间的切换，便于操作。

特种汽车由于其使用工况的特殊性，通常会遇到侧坡行驶工况，左右分别布置主副燃油箱的方式，可以有效避免车辆在侧坡行驶工况下油溢出的现象，而主副燃油箱在连通情况下，由于车辆在侧坡行驶，高的一侧燃油箱内的燃油可以通过两个油箱之间的连通管路向低的一侧的燃油箱流动，导致燃油箱内部的燃油溢出，易发生危险，如图5、图6所示。

图5 车辆侧坡行驶示意图（非连通状态）

图6 车辆侧坡行驶示意图（连通状态）

左右分别布置主副燃油箱系统可以规避车辆在侧坡行驶时燃油溢出的风险，但特种汽车因车身大而宽，通过性相比传统车辆略差。当一侧燃油箱燃油加注完成后，另一侧燃油箱距离加油机较远，同时车辆无法快捷方便地掉头移车，使车辆加注燃油时存在不便，尤其是在野外越野地带，此种燃油箱布置在燃油加注方面存在一定的劣势。

3 主副燃油切换系统改进

针对特种汽车存在侧坡行驶工况及方便特种汽车野外工况便于加注燃油，对主副燃油系统的布置进行优化改进。沿用左右分别布置主副燃油的方式，并将主副燃油箱底部进行连通，在连通管路上分别布置手动截止阀及电控换向阀，实现主副燃油箱连通与截止，并在驾驶室内设置翘板开关，以一键实现左右主副燃油箱的连通与截止，布置方式如图7及图8所示。

图7 改进后的燃油系统布置示意图

图8 主副燃油箱连通示意图

在车辆正常行驶过程中，主副燃油箱连通管路中的手动截止阀处于常通状态，车辆左右主副燃油箱液位高度一样。在车辆长距离机动途中，可以不需要采用停车切换手动燃油切换阀的方式增加车辆的续航里程，便于驾驶操作及加大车辆的连续续航里程。

当车辆进行侧坡行驶时，驾驶员可以在驾驶室内一键实现主副燃油箱的截止功能，左右燃油箱不再互通，避免车辆在侧坡行驶时，出现的高侧燃油箱内部燃油通过底部的燃油管路向低侧燃油箱补充，直至燃油溢出，避免安全隐患；待车辆行驶通过侧坡后，再将电控换向阀断电，保持左右互通状态，同时降低电磁阀的发热量，提高使用寿命。

当车辆在野外进行燃油箱加注燃油时，不需再调整车辆方向，可以在单侧燃油箱位置进行燃油补充，方便车辆燃油加注，省时省力，提高了燃油加注效率。

在低温环境进行车辆起动及行驶时，可以在主燃油油箱加注常温燃油，副燃油油箱加注低温燃油，当车辆需要在低温环境起动和行驶时，使用手动转阀切换至副燃油箱，再进入低温起动与行驶状态，不需再将原燃油箱的燃油全部放掉更换成低温燃油；当车辆恢复常温情况时，可以再将手动切换阀复位，直接切换回常温燃油。

当车辆的其中一个燃油箱因故损坏时，驾驶员可以通过驾驶室内翘板开关一键实现截断主副燃油箱管路，切换手动燃油切换开关，使车辆在短时间内继续机动，待车辆机动至合适地点，再通过手动截止阀进行主副燃油箱管路截止，便于人员对车辆的燃油箱的检修与更换。

同时，车辆配置手动截止阀与电控换向截止阀，当电控换向截止阀出现故障时，仍可以使用手动截止阀对管路进行截止，实现开关冗余，确保了行车安全。

某特种汽车主副燃油箱分别布置在车架纵梁两侧，一桥与二桥之间，主燃油箱与副燃油箱本体一致，提高了零部件的通用化水平，如图9所示。在主燃油箱与副燃油箱底部使用软管相连接，同时在油箱底部的连接管中增加了手动截止阀，手动截止阀处于常通状态。在主副燃油箱管路中同时安装有电控截止阀，电控截止阀使用底盘24 V电源驱动，通过布置在驾驶室内的燃油切换翘板开关控制，实现主副燃油箱管路的连通与截止，当翘板开关处于复位位置时，电控截止阀处于常通状态，当驾驶员按下翘板开关，电控截止阀处于关闭状态，使主副燃油箱不再互通。

图9 某特种汽车燃油箱布置三维图（车轮已隐藏）

经过厂内调试、试验场地进行测试，测试结果表明在底部连通截止阀处于常通状态下，不用下车进行手动切换阀操作，可以大幅提高车辆的续航里程；车辆在侧坡行驶之前，驾驶员通过驾驶室内的翘板开关一键操作电控截止阀，关闭了主副燃油箱连通管路，使主副燃油箱相互独立，在 20%的侧坡行驶时，低侧的燃油箱未出燃油溢出现象，保证了车辆侧坡行驶安全，当驾驶通过侧坡后，驾驶员复位驾驶室内的翘板开关，使主副燃油箱继续互通；在加油站进行加油时，无需再进行车辆掉头，从单侧一方进行加注燃油即可实现两侧的主副油箱燃油加注，方便操作。

4 结语

通过对某特种汽车燃油系统布置进行改进，可以有效提高车辆的续航里程，并保证驾驶员在侧坡行驶时的安全性，为车辆燃油加注补充提供了一种简便可行的方式。同时，也便于车辆在紧急情况下的快速转移及检测维修，提高了维修便利性。经过某特种汽车在用户方的广泛使用验证，取得了良好的效果及广泛认可，并为特种汽车燃油系统布置提供了新思路。