某大型民用应急保障炊事车的总体设计

张伟梁 万峻麟 章 琦

(中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京210000)

某大型民用应急保障炊事车的总体设计

张伟梁 万峻麟 章 琦

(中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京210000)

针对某大型民用应急保障炊事车，详细论述和分析了在其保障能力、应用模式、内外布局、底盘改装、厢体结构、水路系统、电源保障、环境调节等方面的设计思路和实施内容，并对整车的运输性能和抗风性能进行了校核。校核和实际使用结果表明，该炊事车功能完备、性能优良，能够满足民用应急后勤保障的使用要求。

应急保障炊事车 总体设计 底盘改装

随着军民各领域对应急装备需求的不断增加和专用汽车技术的快速发展，应用于后勤应急炊事保障等领域的装备也逐渐增多，这些装备在处理各类突发性事件和应急抢险救灾活动中发挥了较大作用(如图1)。某大型民用应急保障炊事车主要用于在非军事行动的重大突发事件或重大活动现场开展应急后勤生活保障，可在野外条件下提供良好的热食保障，包括主辅食品的备菜、蒸煮、烹饪等炊事勤务保障；是应急保障系统的重要组成部分，也是应急指挥系统开展工作的有利支撑；车载系统由电站车或市电集中供电；整车具备机动灵活、性能可靠、厢体扩展、实用等特性。

本文介绍的大型民用应急保障炊事车由二类底盘、单侧扩展车厢、副车架、炊事设备、换气系统、电源保障系统、照明系统、水路系统和附件等组成，如图2所示。文中对该炊事车的设计进行了详细分析和论述，并对整车的运输性能和抗风性能进行了校核，可为相关车辆的研制生产和集成提供技术参考。

图1 9.3阅兵预演中的军用炊事车

图2 某大型民用应急保障炊事车

1 保障能力与应用模式

与军品不同，大型民用炊事车的应用模式与其应用环境和场景有直接关系，其使用人员和使用需求也存在差异。只有在综合考虑民用炊事车典型的使用人员、应用环境和场景基础上，才能更加合理地进行炊事车的结构设计和布局，并配置更为合适的设备和设施，保证应急保障能力不受外界因素影响。

1.1 炊事车独立使用

军用炊事车通常设置主、副食灶，采用大尺寸燃油灶，进行米饭、馒头、炒菜、炖菜、汤等炊事作业，行进间可进行米饭、炖菜等炊事作业，加工、烹饪能力强；但其具备的原材料存储功能较弱，在大规模供应时，需有相应储运车辆保障，烹饪手段相对单一，主食以米饭和馒头为主。

而本文中的民用炊事车为适应民用环境条件和性能需求，采用了大功率全电民用炊事设备，既能方便就地取电和使用维护，又能满足一定的用餐需求；且根据使用地域不同，炊事车配置的烹饪手段和设备也可不同。同时，炊事车还具有一定的水、原材料和餐具储藏能力，具备在不依赖外界原材料供给条件下，独立保障一定程度餐食供应的能力；主食品种较丰富，副食可兼顾小炒。具体来说，民用炊事车配备了电磁炉、电蒸车、冰箱、平冷操作台、消毒碗柜、油烟机、开水器、微波炉等通用设备，也根据客户地域饮食习惯需要选配电烤箱、电饼铛、高压炖菜锅等设备；可独立提供丰富多样的烹饪手段和餐食，满足不同人群的需求。该车可在驻车时进行炊事作业，1 h内可以同时完成50～100人份的主副食制作。

1.2 与大型应急保障餐车组合使用

在野外恶劣环境下，特别是处于北方寒冷冬季、西北沙尘或南方暴雨等天气时，炊事车烹饪的餐食转送、分发十分不便，野外就餐时就餐人员对恶劣环境的适应能力也各不相同，这对独立使用炊事车提出了挑战。

为此，在设计炊事车时，还考虑了炊事车与餐车组合使用的模式，并进行了相应设计，如图3所示。在合理布置车内炊事设备的同时，在炊事车的单侧抽拉扩展厢体开设舱门，使炊事车可通过由通道支撑、通道踏板和帐篷架设而成的密闭通道，与大型应急保障餐车直接连通，后勤保障人员无需上下车厢，即可方便将餐食送达设置于餐车车厢内的大型就餐区；且餐车就餐区配备了较好的餐食放置设施和保温设备，并形成了较为适宜的封闭式就餐环境，避免了恶劣环境对餐食和就餐人员就餐活动的不利影响，炊事车与餐车的组合使用可大大提高应急保障的效率和效果。

图3 应急保障炊事车与餐车组合使用

图4 外部布局效果图

图5 内部布局效果图

2 总体布局设计

2.1 外部布局

炊事车选用东风天龙二类底盘和9 m单侧扩展厢体。厢体中后部右侧扩展，扩展部分长度4.8 m，扩展宽度1.45 m。选择这样尺寸的厢体，既保证了箱内较大空间，又能兼顾公路运输的通过性。厢体上及厢体外设有排烟口、采光窗、舱门、登顶梯、登舱梯、抽拉平台、照明指示灯等设备。车辆底盘四周做裙边，裙边内做工具箱，内放空调外机、载车工具、附件、支撑腿、给排水口、多功能配电箱、线缆盘、垫木、土木工具等。经对载车改造后，炊事车外形尺寸(长×宽×高)≤12 000 mm×2 500 mm×4 000 mm，需符合GB 1589对载重汽车外廓尺寸的规定，满足改装车辆《公告》要求，但不能进行铁路运输。炊事车外部布局效果图如图4所示。

2.2 厢体内部布局

炊事车的厢体内部按功能分为储物区和炊事区。储物区位于厢体前端，用于放置水箱、通道组件以及登舱梯等。

厢体中后部均为炊事区，内铺不锈钢板，方便清理，防止锈蚀。炊事区内合理布置并固定有电磁炉、电蒸车、储藏式菜台、电饼铛、电烤箱、平冷操作台、调料车、水池、冰箱、消毒碗柜、菜架、传菜台、高压炖菜锅、油烟机、开水炉等炊事设备，使得整舱具备完整的炊事功能，满足了移动厨房的基本要求，方便人员操作使用，营造了舒适厨房环境。其中，电磁炉、电蒸车和水池接有水路，用电炊事设备按要求分别接有220 V或380 V电路，无用气或用油等其他耗能方式设备。

炊事车内部布局效果如图5所示，实车布局如图6和图7所示。

炊事区还装有分体式空调内机、顶置通风扇、排风扇、采光窗、照明灯、烟雾报警器等环境调节设备。空调为冷暖空调，在炊事设备未启用且箱内温度过高时，可用于降低箱内温度，改善工作环境；箱内配备照明灯及采光窗，其中照明灯采用节能LED照明设备，布置3条由连续照明灯组成的灯带。箱内后部装有烟雾报警器，进行火灾报警，可保障箱内安全。

图6 实车内部前侧布局

图7 实车内部左后及左前侧布局

3 底盘改装及厢体设计

3.1 底盘改装

东风天龙二类底盘作为装载平台，燃料为柴油，满足国Ⅳ标准，驱动型式6×4，总长11 460 mm。改装工作主要包括在底盘上侧加装尺寸为8 858 mm×2 390 mm的钢制副车架，副车架纵梁的连接保证使其与车架纵梁紧密贴合，同时限制其水平移动，特别是前后窜动；两侧加装4个电动调平支撑腿；周边设计裙边及储物箱。改装以不影响原车技术性能为基本要求，改装完毕后要求炊事车符合GB 7258-2004的规定，并将在《道路机动车辆企业和产品公告》中进行公告，通过中国强制认证(CCC认证)并标识强制认证标志。

3.2 厢体结构设计

9 m单侧扩展厢体，采用厢式方舱大板结构，外形尺寸(长×宽×高)9 000 mm×2 450 mm×3 450(含裙边)mm。根据系统要求，整个厢体通过包角、角铝将多块骨架壁板拼接成形。厢体壁板采用复合夹心板结构，复合夹芯板为泡沫—梁结构，由内外蒙皮和夹芯层组成，采用成熟可靠的热压成型工艺粘接成形，具有很好的平面度和强度。裙边箱与侧舱板采用一体化制造，整个侧板整体制造；外蒙皮材料为防锈铝板，外表面平整美观；厢体符合GJB 6142-2007《军用方舱通用规范》。

3.3 厢体扩展驱动机构

厢体扩收机构用于扩展舱的扩展和回收，同时承受运输时扩展舱的侧向负荷，保证扩展运输时扩展舱锁止可靠。扩展机构采用齿轮齿条加内外伸缩套管形式，牢固可靠，有自锁能力，保养维护方便。扩展控制操作简单，只需操作电源接口窗或手机APP上的扩展、回收控制按钮即可实现一键自动收扩，收扩到位自动停止；扩展控制箱具有过载保护、状态指示等功能。在无电时，扩展机构可通过备份的手动收扩功能实现应急扩展和撤收。

4 水路系统设计

水路系统由水箱、截止阀、管路、附件、水泵装置等组成，具有上水和排空功能。在水路系统设计时，将可靠性和可维修性放在首位，重点考虑维修空间操作方便性和可达性，功能原理框如图8所示。考虑整体功能性，水路系统中设置水箱液位仪，实现水位自动控制；设置溢水管道并将溢水引至地面。

为了保证炊事车野外自持能力，将厢体前端的净水箱容量设计得尽可能大，约1 300 L。注水、排污对外接口裙边箱内开设注水口，注水口由裙边门、注水插口组成；通过此注水口向净水箱注水，注水后将裙边门关闭即可。水箱及管路均进行保温处理，外部包裹有保温棉，内部装有电加热系统，以防止冬季箱内及管路内存水冻结，破坏水箱与水路系统。在水箱箱体设计时，应考虑到炊事车在行进时的带水要求；在厢体结构设计时，在其内部设加强隔板，将加强隔板上钻孔与厢体板焊接。

水路系统中，日常用水靠水泵加压供水；系统管路设置回路，以免系统由于压力过大而损坏管路。水泵安装空间，应保证人员可达性，便于维修和冬季排水操作。本车污水为灰水，污染性小；整车不设污水箱，可现场加装排水管将污水引至远处直接排放。

图8 整车水路系统功能原理框图

5 电源保障系统设计

由于本大型民用炊事车采用全电民用炊事设备，存在用电功率大、设备多、安全性要求高等特点，电源保障系统设计对于整车设计的成败尤为关键。在总体设计时，为统一供配电需求，车内炊事、通风、照明等设备均选用AC380 V或AC220 V用电设备，且整车不需要具备行进间炊事能力。因此，整车采用外接AC380 V供电方式，电源保障系统原理如图9所示。

图9 电源保障系统原理图

图10 电源接口箱

5.1 整车用电功率计算与分配

根据设备配置可计算出设备最大用电功率为62 414 W，其中整车调平支撑腿和舱体扩展电机与其他设备不同时使用且单独由底盘供电。所以本车实际最大功率为58 914 W。

输入1(三相)：电磁炉1(12 000 W)+电蒸车(6 000 W)+电饼铛(4 800 W)+电烤箱(4 200 W)+空调(3 200 W)=30 200 W。

输入2三相分配如下：

A相：电磁炉2(4 000 W)+油烟机(667 W)+高压炖菜锅(3 000 W)+水箱加热(2 500 W)=10 167 W；

B相：电磁炉2(4 000 W)+油烟机(667 W)+消毒碗柜(4 800 W)=9 467 W；

C相：电磁炉2(4 000 W)+油烟机(667 W)+开水器(3 000 W)+平冷操作台(500 W)冰箱(500 W)+照明通风(414 W)=9 081 W。

5.2 电源接口箱

电源接口箱安装在裙边箱内，如图10所示。电源接口箱面板上设置各个分路的断路器、漏电保护开关、浪涌保护器、电源指示灯，内部安装输出接口、过欠压相序检测模块、集中控制继电器、开关电源、频闪灯触发器等，侧板上安装电源输入接口和接地端子。由于炊事设备用电功率普遍较大，考虑到用电安全性，每个用电炊事设备均设置断路器等设备保护、控制功能。

6 整车性能校核

6.1 车辆行驶安全性校核计算

行驶安全性校核是车辆改装设计的一个重要工作内容，用以验证车辆改装设计的正确性、合理性和安全性，为改装车辆的可靠、安全使用提供理论支撑和技术保障。在计算前需建立坐标系，以汽车底盘前桥中心做垂线与水平地面交点为坐标原点，以车头向后为X轴正向，以车宽向右为Y轴正向，以车高向上为Z轴正向，建立空间三维坐标系。

根据东风天龙DFL1250二类底盘技术参数，底盘整备质量9 300 kg，最大允许总质量24 900 kg，前桥最大允许载荷6 900 kg，后桥最大允许载荷18 000 kg；底盘前后桥中心轴距L=6 350 mm，综合轮距B＝1 860 mm。

6.1.1 质心计算

根据炊事车总体设计方案，整车总质量：G总= G底盘+ G副车架+G厢体+G炊事设备+G其他设备+G乘员+G油水=19 466 kg

根据质心计算公式，整车的质心位置为：

式中，x、y、z为整车质心位置；xi、yi、zi为各组成部分质心在整车上的位置；Gi为整车各组成部分质量。

计算可得，大型民用应急保障炊事车总质量为19 466 kg，没有超过车辆底盘承载要求，因此，整车总质量满足底盘承载要求。其中，质心位置距地面1 495 mm；距底盘前桥中心轴4 174 mm；距底盘宽度中心线偏右4 mm。

6.1.2 前后桥轴荷分配计算

根据以上计算结果，整车改装后前、后桥载荷均有余量，能够满足汽车底盘轴荷限值要求。

6.2 车辆稳定性校核

汽车在行驶过程中，整车质心高度对行驶稳定性有较大影响，质心过高可能导致横向或纵向翻车。

为避免车辆在行驶过程中发生翻车，必须保证整车具有较好的纵向和横向稳定性，整车的质心应分别符合下列要求：

式中，φ为路面附着系数，标准要求φ=0.6。

6.3 整车抗风性能分析

由于应急保障炊事车主要在野外应急状态下使用，需能承受各类恶劣天气作用，特别是能够抗瞬时大风对整车的影响。在大风条件下，整车受风载荷直接作用，而风载荷为水平侧向作用时，作用力达到最大；当重力相对于支点的力矩大于风载荷相对于支点的力矩，则整车不会翻倒，反之会车辆会出现侧向倾覆。

整车重力相对于右侧轮胎内侧缘支点的抗倾覆力矩为：

式中，为左右轮胎内侧缘间距，B内=1 260 mm。

整车以迎风面积最大的车体侧面计算迎风载荷。设风载荷为F，风载荷作用于车体的位置与地面高度为h。 炊事车为带裙边厢式车，整车最大高度3 950 mm，裙边舱离地400 mm，可取车厢侧板高度方向中心为风载作用点，即h=2 175 mm。

式中，V为风速；ρ为空气密度，ρ＝1.226 kg/m3；A为车体侧面迎风面积，A=40 m2；K为状态系数，K＝0.664。

代入数据计算可得，整车可抗风速为V=41 m/s，即当风速小于41m/s时，应急保障炊事车不会发生侧翻，满足抗风性要求。

根据整车布局进行轴荷及稳定性计算，车辆能够满足汽车底盘载荷要求，满足整车使用工况布局要求。

7 结语

大型民用应急保障炊事车及相应配套车组已在华北地区使用约一年时间，受到广泛好评。通过对整车性能的精心设计和分析，使其具备了展开操作简单方便，使用空间大，自持能力强，炊事设备齐备，烹饪手段丰富多样，功能性能优良而全面等特点；与餐车组合使用时效果更为突出，可谓目前国内领先的民用大型后勤保障装备。

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