1 引言

部队的现役舟桥运输车、工程保障车以及大功率推土机等均配置有液压牵引绞盘。这种液压绞盘系统采用叶片马达、液压制动器、二级行星减速器、机械式手动离合器，代表了20世纪80年代的技术水平。由于绞盘系统无排绳、压绳功能，在实际使用中钢丝绳经常发生排绳不整齐、乱绳、咬绳断丝等现象。叶片马达的固有缺陷导致绞盘系统的可靠性较差，影响了部队的正常训练和装备的战备完好性。

部队装有此类绞盘的装备数量较大，整个系统的换装存在许多困难。因此，在现役车辆装备上进行绞盘系统的改进和完善已势在必行。

2 绞盘系统结构及工作原理

绞盘系统由径向柱塞低速大扭矩液压马达、配流器、单向或双向平衡阀、手动或电磁换向的二位二通阀、手动或电磁换向的三位四通阀、二级行星减速器、离合器、绞盘卷筒、卷筒支架、排绳器及压绳器等部件组成。图1为绞盘系统的工作原理图。

当操纵手动或电磁换向阀1使绞盘工作时，液压系统的压力油通过配流器中的单向或双向平衡阀2向液压马达4提供压力油，此时液压马达4两油口间的止通阀3关闭。压力油驱动液压马达4产生旋转运动力，旋转运动通过行星减速器5的减速增扭，驱动绞盘卷筒9转动。同时通过链条8传动，带动双向丝杠7旋转，使滑块往返运动，达到强制排绳的效果。压绳器10在单作用弹簧气缸11的作用下压迫绞盘卷筒9上的钢丝绳6，使钢丝绳始终处于整齐的排列状态。改变手动或电磁换向阀1的操纵方向，可以使绞盘卷筒反向转动。当手动或电磁换向阀1处于中位时，单向或双向平衡阀2与液压马达4相对应的活塞腔处于封闭状态，起到制动作用。当进行人工拖放钢丝绳时，手动或电磁换向阀1处在中位，并打开单向或双向平衡阀2，让液压马达4的两油口相通，此时液压马达4处于自由状态，同时，操纵压绳器10的手动控制气阀12，使单作用弹簧气缸11收缩，压绳松懈。

3 系统的主要技术参数与计算方法

３．１ 原车辆绞盘系统的主要技术参数

第一层的额定拉力(kN)98
第一层的过载拉力(kN)≤125
第一层的工作速度(m/min)6～8
卷筒直径(mm)240
钢丝绳有效长度(m)≥40（自救）
≥80（抢救）
钢丝绳安全系数≥2
钢丝的型号
6W（19）+7×7-17.5-185-特-甲 -b
钢丝绳破断力(kN) 217.5
液压系统的额定压力(MPa)16
液压系统的额定流量(L/min)75

３．２ 原绞盘卷筒的额定扭矩和额定转速计算

绞盘卷筒的额定扭矩：
Ｍ筒=Ｆ×ｒ=98×0.12=11 760 Nm
绞盘卷筒的额定转速：
ｎ＝Ｖ/（2πｒ）＝８/（２×３．１４×０．１２）＝１０．６ ｒ/min
式中：
Ｆ＝９８ ｋＮ为卷筒第一层额定拉力；
Ｖ＝8 m/ｍｉｎ为卷筒第一层工作速度；
ｒ＝０．１２ ｍ为卷筒半径。

３．３ 现绞盘系统主要参数计算
（1）液压马达型号的确定，以及在系统额定压力、流量情况下马达输出扭矩与转速的计算
考虑安装尺寸的紧凑，选择最小型号内较大排量的马达，确定五星液压马达的型号为INM05-170。
INM05-170液压马达的主要参数为：

排量(mL/r)166
额定压力(MPa)25
最大压力(MPa) 35
额定扭矩(Nm)660
单位扭矩(Nm/MPa)26.4
连续转速(r/min)l～600
最大流量(L/min)102
最大功率(kW)45

在系统压力16MPa、流量75L/min下，马达的输出扭矩与转速为：
Ｍ马=16 × 0.9 × 26.4=380.16 Nm
ｎ马=75×0.99÷0.166=447.3 r/min<600 r/min
式中：0.9为马达的机械效率，0.99为马达的容积效 率。
在系统压力为25 MPa时，马达的最大输出扭矩：Ｍ =25×0.9×26.4=594 Nm
马达的最大输出转速：ｎ=600 r/min

（2）减速机的参数计算

①减速比

ｉ＝Ｍ筒÷η÷Ｍ马＝１１ ７６０÷０．９÷３８０．１６＝３４．４

式中：二级传动的机械效率η取０．９
减速比圆整取ｉ＝３６。

②减速机的额定输出转速

ｎ减＝ｎ马ｉ＝４４７．３÷３６
＝12.4 r/min>10.6 r/min（卷筒额定转速）

③减速机的额定输出扭矩

Ｍ减＝Ｍ马×η×ｉ＝３８０．１６×０．９×３６＝１２ ３１２ Ｎｍ>１１ ７６０ Ｎｍ（卷筒的额定扭矩）

④最大输出扭矩、转速

Ｍ＝Ｍ马×η×ｉ＝594×0.9×36=19 245.6 Nm

ｎ＝ｎ马÷ｉ=600÷36=16.7 r/min

（3）绞盘最大拉力及走绳速度

在液压系统压力为25 MPa时，绞盘的最大拉力为：

Ｆ＝Ｍ÷ｒ=19245.6÷0.12=160.38 kN
在液压系统最大流量为102 L/min时，绞盘的最大走绳速度为：

Ｖ=2πｒ×ｎ＝2×3.14×0.12×16.7=12.6 m/min
通过以上计算表明，改进后的绞盘系统主要作业参数均优于原绞盘的参数，满足使用要求。

4 绞盘系统的技术特点

改进后的液压绞盘系统具有以下特点：

（1）由于绞盘自带阀组，它不但简化了液压系统而且提高了传动系统的工作可靠性。
（2）启动扭矩大，低速稳定性好，保证绞盘能在很低速度下稳定运转。　
（3）由于技术先进、性能优良的径向柱塞马达具有低噪声、高效率、高功率质量比，因而使液压绞盘具有效率高、能耗少、噪声低、尺寸紧凑、经济性好等特点。
（4）五星柱塞马达的平面配流器（专利技术）密封性能好，泄漏很少，活塞与摆缸之间用塑料活塞密封，无泄漏，因而具有很高的容积效率。
（5）排绳整齐有序，压绳器解决了卷筒上的钢丝绳在松懈状态下的正常卷绕。
（6）机械式离合器被液压式离合器取代，先进性、可靠性得到了提高。由于马达具有优良的密封性，在平衡阀支持下，即使在额定的外负荷作用下也只有微小的内泄，这种使用油腔密封的技术来达到制动的目的，既简便实用又减少了绞盘尺寸。

5 结语

改进后的液压绞盘系统具有自动排绳、压绳功能，使钢丝绳有序的自动排列，避免钢丝绳的损伤。绞盘系统选择的液压元件可靠，性能稳定，结构紧凑，满足各种车辆小尺寸空间的安装要求。绞盘低速性好，使牵引救援作业更加安全。

通信地址：北京香山路西小府甲２２号 总装工程兵装备论证试验研究所（１０００９３）

电动绞盘的防水性能得从防水的标准说起。国际工业标准防水等级IP和日本工业标准防水等级JIS非常接近，JIS分为10个等级，分别以IPX1、IPX2……表示：

0 无保护
1 防滴I型 垂直落下的水滴无有害的影响
2 防滴II型 与垂直方向成15“范围内落下的水滴无有害的影响
3 防雨型 与垂直方向成60度范围内降雨无有害的影响
4 防溅型 受任意方向的水飞溅无有害的影响
5 防喷射型 任意方向直接受到水的喷射无有害的影响
6 耐水型 任意方向直接受到水的喷射也不会入内部
7 防浸型 在规定的条件下即使浸在水中也不会进入内部
8 水中型 长时间浸没在一定压力的水中照样能使用
9 防湿型 在相对湿度大90％以下的湿气一样能使用

IP分为9个等级，同时对防尘做了规定，分别以IPxx表示:

在民用车载电动绞盘方面，早期的绞盘都没有标注防水等级，为满足越野等正常需求，实际上事实标准是可泼溅，不可浸水。近年来部分品牌、型号的绞盘明确标注防水等级为IP65~IP68，特别是IP68的绞盘很有价值。

但我们仍需谨慎对待绞盘的防水性。

电动绞盘的电机及变速齿轮箱通常不是密封的（主要是以利散热，并不排除在其原型设计上本就不需要密封等因素），因此发现较长时间使用而未作保养的绞盘其电机及齿轮都有浸蚀现象。

另一个不能保证防水的部件是继电器控制盒，目前，绝大多数绞盘还没有使用固态继电器，绞盘控制电路直接暴露在没有密封的塑料盒子里，也相当于暴露在阳光下，而在绞盘正常使用中，溅水甚至浸水都是难免的，久之则造成电路板及接线氧化腐蚀。

但是，从她千千万万的绞盘使用经历来看，并没有出现溅水或者浸水就发生故障的典型案例，从这一点来看，可以说要求绞盘具有如何的防水可能也并不是非常重要的了。

当然，有好的技术为什么不享用呢？因此，良好的绞盘主机材料和工艺精度可能减少电机和齿轮腐蚀，而使用固态继电器可以提高绞盘的电气性能，并节省开支。

为什么延伸到节省开支呢？因为对腐蚀的主机进行保养和修配是需要成本的，而继电器本身的寿命是非常有限的，如果氧化腐蚀加快其尽寿速度，那不是又得换继电器了？

1. 液压绞车拉力计算方法

各型绞车技术参数中给出的是靠近卷筒第一层钢丝绳的额定拉力。用户使用中往往需要最外层拉力，此时可以按以下方法来换算。

1) 设定：
已知：卷筒的底径(mm)；钢丝绳直径d(mm)
绕绳层数x(1,2,3,…)，纲丝绳第一层拉力F1(KN)为已知，

2) 求x层拉力

(KN)

2. 容绳量计算

各型绞车技术参数中给出的钢线绳直径d为推荐值，由于绞车在各种机械中根据工况对安全的要求不同，为此安全系数也不相同，在有安全问题的重要场合，安全系数取大值，这时在同样拉力下钢丝绳直径就要选得比表中推荐大些，对于无安全问题，不重要场合钢丝绳直径可以选用比表中推荐值小些。由于钢丝绳直径d的变化，对同一台绞车其容绳量将发生变化，此时理论容绳量应该重新计算，其近似理论容绳量L的计算机方法是

式中，B-卷筒两档板之间的容绳宽度(m)；D0-卷筒底径(mm)；d-钢丝绳直径(mm)；x-绕绳层数

实际可用的容绳量L，应该考虑到防止绳头脱出，要将理论容绳量L减去3圈的长度，还要考虑绳子排列的间隔。

3. 供油泵理论流量的计算

当用户需要绞车x层的绳速为Vx已知时，供给该绞车泵的理论流量Q为：

式中，Vx-第x层的绳速（m/min）
D0-卷筒底径 （mm）
x-层数
d-钢丝绳直径（mm）
Σq-绞车总排量（ml/rev）
η1-泵的容积效率，η1=0.88~0.97
η2-系统中阀件容积效率 η2=0.985~0.995
η3-液压马达容积效率 η3=0.97~0.98

穿越性能更偏重于城市的那些文质彬彬型SUV比任何一款硬派越野车都更需要额外的保护。绞盘，救援和自救利器！自然而然是首要考虑项目。不过，编者建议更多越野改装者不要效仿其选择6000磅电动绞盘，除了吉姆尼一类，它几乎对其他所有越野车来说，拉力小了。

首先要说明，将绞盘是实用物品，类似救援用的大铁锹，充气泵等等。所以不是外观美化物品，只需要绞盘的前提下，才可以考虑安装。不是经常越野或者偶尔越野强度不大的话，完全没必要安装绞盘。下面介绍绞盘的好处。无论长途穿越，还是沙漠越野，绞盘的好处毋庸置疑，当车辆陷车无法脱困的时候，救援往往成为唯一考虑的事情。2车以上可以互相拖拽，但是有些情况下，拖拽都无法脱困。上次潮白河，小指落入沙坑，就只能用绞盘慢慢拉上来，根本无法用车辆拖拽了。其次，车辆拖拽对车本身是有很大的损坏，绞盘的力量并不是瞬间的，而是持续缓慢的。可以最大程度的保护车身。因此，可以看到，一般经常玩车的车主，都会选择配备绞盘就是这个道理了。如果单车出行，那么绞盘无疑是最有力也是最可靠的自救工具。沙漠中配备地锚，平时配合拖车绳和U钩就能轻松将自己脱离险境，无论长途穿越，还是沙漠越野，绞盘的好处毋庸置疑。给小指装绞盘一直是梦想，今天梦想成真，后杠植入绞盘，完美无瑕，下面就开始介绍改装过程。

置办的物品

1：T MAX6000磅绞盘，这个绞盘已经经过我们在库不齐穿越使用，非常适合小指，自重仅仅16公斤，体积小巧，植入后杠首选；

2：海拉断电开关，这是绞盘必备，确保绞盘在平时完全断电，避免短路危及汽车；

3：T MAX 六米绞盘延长线，这是绞盘专用线，耐高温，强度很大，绞盘必备；

4：T MAX 绞盘快插口，便于日后方便拆卸绞盘，用于维修保护；

5：OPTIMA 黄顶大号电瓶，干电池，不光安全，电量十足，足够绞盘使用；

6：后拖车牵引器，进口mopar原厂牵引器，这是连接绞盘和汽车的关键部位，一定要用进口原装，千万不能用山寨，这是有前车之鉴的；

7：牵引器与绞盘托盘连接杆，这是最关键的部分，将绞盘与牵引器连接在一起，必须用实心优质钢材量身定做加工而成；

8：附件若干，包括全部进口10号强度的优质螺栓，电极铜头等等。

第二步，拆卸防撞梁。记得有很多队友咨询小指是否有后防撞钢梁，这里给上一张全景照片，偷工减料的习惯只有日车会有，JEEP永远都是用料实在。

第三步，将绞盘与后牵引器连接。由于后牵引器早就安装，因此只需要将连接方钢插入牵引器口，并且与绞盘托盘螺栓连接即可，这一步非常快就完成了，绞盘安装在车尾的效果。

第四步，走线。细节决定成败，用封边条确保绞盘电线不会磨损。

快插口与绞盘控制器，被巧妙的安装在车体尾部，不光日后维护方便操作，也同时省下非常大空间，缩短走线距离。另外，控制盒的安装部位，被后杠保护起来，避免磕碰的同时也避免了雨水淋湿。

绞盘线没有选择从底盘走，原因是那样线路容易老化和损坏，于是就决定选择车厢内走线，这种走线方式也是大多数越野车选择的，从后备胎仓内，将绞盘线引入车内，开口处用密封胶最后封严。

绞盘快插口与控制器走线完成，宣告车尾部绞盘走线大功告成，省下就是接电源了。控制器细节部分，控制器不能倒放，否则一旦有积水，无法顺利排出可以选择侧放。

从大街小巷到最严苛的达喀尔拉力赛，你都不难看到一辆辆顶着红色三菱标志的帕杰罗在其间穿行。但是有些时候，人们会质疑它的越野能力，有的说它是独立悬挂，甚至还有人说它也只是一辆底盘较高的轿车而己，真的是这样吗?如果我说不是呢?

Andrew来自悉尼，他就是一位不折不扣的帕杰罗迷，自从在巴黎达喀尔拉力赛上看到它的身影之后，就深深地爱上了这三片"红色的菱形钻石"。

Andrew在2010年购入了这辆2008年产的三菱帕杰罗，之后又对它进行了一番改装。当他在决定买它的时候，很大程度上是因为它当时有着非常良好的车况。"我了解到，之前的车主很少开它，要开也只是在周末的时候开着它去湖边钓鱼，几乎没有开过什么恶劣地形。可能就是因为使用少的关系，它的内部也十分干净，而且只做了非常少量的改装。在我购入它的时候，它的悬挂被举升了1英寸，加装了双电池系统、涉水器、越野探照灯和一只装在后门上的荧光灯，其他还是依然保持了出厂的原貌。"

因为有了这么好的一辆原型车来下手，就让我们来看看Andrew接下来要把这辆帕杰罗，怎样改装成一辆真正的"全地形勇士"。

他首先想要改的就是加长变速箱和差速器上的通气管。在品牌上，他选择的是Billet Race Craft的套件，他相信这套东西 已经不止一次地挽救了车辆的传动系统。他补充道，其实在这个步骤进行到给差速器安装通气管时，还是遇到了许多问题"最好的解决办法，就是在你想要进行这个项目的改装肘，让拥有一双‘纤纤细手'的同伴来完成，我当时就叫来了一个小孩来帮我，因为有些地方的缝隙实在是太小了，对我这双成年入的大手来说，基本就是不可能完成的任务。"

在整个改装过程中，Andrew都是坚持亲自来完成，这样做不但可以省下许多让别人来操作的工时费，最好的一个优钗就是，你会变得非常深入了解你自己的车子，以后哪怕这些改装的部件出现问题或者坏了，你也可以知道怎么去修理它们。

在前轴上，你可以很容易就辨认出Andrew给它的悬挂进行了怎样的改装。对于 帕杰罗来说，圈子里最流行的改装就是Lovel险的螺旋弹簧加Bilstein的减震的组合， 而且在长时间的验证之下，被越来越多的人证明它们是非常不错的选择，在舒适和操控性上均让人满意，而且还有很好的可靠性。

接下来就是一些保护措施，ARB的Deluxe前杠，Brown Davis的3mm厚的防护板， 很好地保护住了散热器、中;令器、机油箱和变速箱下部等重要部件，以后再也没有让Andrew担心这些地方会被撞坏了..它们 在好几次的激烈撞击中都承受住了这些冲击，让我十分欣慰子当初的选择。"

在前方和下方都得到了很好的"武装"以后，Andrew就开始想要给它提升一下自救的能力。说到自救，有什么东西会比一只Tiger11的12,0001出的绞盘更加好呢?配脱困工具组合，其中包括一根9米长的 可以承受8日屯的拖车绳、一根20米长的4吨绞盘延长绳、3米长的8吨抱树带、-只8吨开口滑轮、两只4.75盹的U形卸扣、一双工作手套和一面揽旗，还有一根3米长的TJM的8吨平衡绳和额外的-根10米长的4吨备用绞盘延长绳，备用U形卸于日和一只备用的ARB抱树带(当你找到有棵足够粗的树 并采用它时)。

这些脱困设备虽然很重，而且也占了车厢里很大的一部分空间，但在真正需要它们的时候，你会发现这些装备绝不是你的负担，因为就在最近Andrew就碰到了一次周到它们的情况，而且还是在用到了所有的设备后才终于脱离了困境。"当我又一次掉进一个大泥坑后，发现那个其实是一小片沼泽地，所以我同时用了抱树带、绞盘延长绳、开口滑轮和绞盘之后才从那里面成功地走了出来。当你身陷这样的困境之后，你脑子里所想的就是要用尽一切的设备和方法，来尽快地从这个地方走出去。当我拉好绳索，系好抱树带，挂好卸扣，操作着绞盘把车子慢慢从烂泥里慢慢拽出来后，我很高兴这些设备都没有让我失望。"而在这以后，我也懂了一点，那就是想要真正地让工具为你所用的话，选用质量好的而且规格适合的工具是很重要的，但是懂得怎样去使用它们也同样重要。

为了增加在夜间和视野不佳时候的照明条件·Andrew把两只车头灯换装上了一副Hella的HID车灯，同时还在车头的后门上方装了两只照明灯，可以让Andrew在车后取物或是在黑夜里扎营提供足够的照明环境。

到现在为止，其实稍懂一点的读者都可以看得出，我们介绍的也都只是一些简单的改装。但Andrew承认他是一位"爬坡"爱好者，"机器在工作时的温度很重要!"他说道..有了这辆车之后，我总是有各种各样的想法想去野外转转。我在平时也认识了一些志同道合的越野爱好者。而且我觉得，在劳累了几周的繁忙工作之后，和一帮车友去到野外的大自然中玩玩越野.扎营过上几夜是最好的消除疲劳的解压方法。"这其实也是我们这些爱好自驾和旅行的人的共同的想法。

到现在，他和他的这辆帕杰罗的脚步已经遍布了整个澳洲，蓝山山脉、沃塔根山脉、巴林顿山和贯穿诺拉地区的整片南方高地等等，但是最让Andrew难忘的旅行还是那次在2011年复活节的五天穿越雪山之旅。而现在，他最想去的地方就是维克多高地附近的山脉。

为了更好地完成这次穿越，他给车子换上了一套固铂的STT 275/70R18英寸轮胎，这基本已经算是适合帕杰罗车型的最大轮胎尺寸了，不然就要做其他地方的改装了。

在通讯设备的选择上，他安装的是一套Uniden的UH95sx超高频无线电收发器。为了放下这只无线电机器，它选择了顶置式的安装方法，并把功率超频到4DB的范围内，与之配合的是一根装在发动机盖前方的GME TX3420天线。同时在车内，他还用OziExporer的导航软件，来给他在荒芜的野外指引正确的方向，这个软件被装在一只类似U盘的设备中，并可以通过USB接口连接一台手提电脑来实现软件的运行。

对于现在的这辆帕杰罗，Andrew已经很满意了，当我们问道一些未来的打算时，他说：“我觉得我现在对于这辆三菱越野车的改装上，已经在越野性和公路性上找到了完美的平衡点。要说再改装的话，我可能会在车头的前部再加装一排LED灯来照亮车头前的区域，而且我还准备再去购买一套偏向公路性能的轮胎，毕竟这套固铂的18英寸STT胎不是便宜货，如果某一段时间内，我天天的驾驶路段都是公路的话，看着这些大花纹一点点别磨平着实让我很心疼。”

“最后，我可能会想到关于动力方面的升级吧，比如排气系统的改装和刷ECU等。NS和NT版的帕杰罗用的虽然是同样的发动机，但是新款的NT却因为调校的关系多了90牛·米的扭矩和20kW的输出功率。所以对于老款的发动机来说，达到这些数据也并不会太难。”

毫无疑问，这是一台非常让人赏心悦目的“红魔”，Andrew在把它变成一个越野高手的同时，也充分考虑到了日常的实用性，说它是一个“全地形勇士”也许一点也不为过吧。