在1970-1994年,堅固可靠的底特律柴油(Detroit Diesel戴姆勒北美旗下品牌)的71/92系列二沖程柴油發動機曾經是消防部門的頭號所選,而在1995年到2010年,卡特彼勒和康明斯和底特律均加入了發動機競爭但底特律60系列仍然是最熱門的發動機選擇。
但在2010年后,卡特彼勒離開了公路發動機市場,市場上僅剩下戴姆勒旗下的底特律主打的DD13/DD16以及康明斯的L9,X12,X15,雖然兩款發動機競爭,但康明斯銷量遠超了底特律。作為市場領導者,Spartan和皮爾斯在2020年6月開始提供PACCAR MX-13作為選擇。
2022年,隨著戴姆勒底特律柴油改變戰略優先提供西星和福萊納卡車,底特律于2020年7月宣布2021年12月之后不再向第三方市場公路客車和消防車提供發動機產品,市場上剩下了康明斯和PACCAR MX-13 。
康明斯目前主打康明斯L9,X12,X15三款發動機,從450馬力到605馬力,考慮到需要符合EPA最新標準,全數發動機均采用了EGR(廢氣再循環),DOC(柴油氧化催化劑),DPF(柴油碳微粒濾清器)以及需要尿素溶液的SCR(選擇性催化還原)。康明斯為了減少在執勤DPF再生的機率(要知道,DPF再生尾氣溫度極高,對火場十分危險)而特意加裝了DPF再生控制系統,可以提前對DPF進行再生清潔。
PACCAR MX-13僅提供510馬力
定制排氣系統還標配了發動機排氣釋壓閥以利用排氣壓力配合緩速器輔助空氣剎車,以減少剎車系統磨耗。
而在變速器方面,北美消防車均采用艾利遜(Allison)行星齒輪帶有液力變矩器自動變速器,艾利遜從1970年代開始就向消防車市場提供自動變速器,從2檔,3檔一直發展到90年代4檔,2000年代5檔,2006年開始6檔設計。
艾利遜(Allison)EVS™為消防市場提供的應急車輛專用變速器系列,其包括了更強勁的轉速換擋,更強勁的緩速器設置以應對消防車輛的實際操作應用,但重型定制底盤基礎還是基于4000 EVS, 4500 EVS, 4700 EVS, 4800 EVS, 4850 EVS。
變速器控制面板
與手動變速器相比,自動變速器能讓消防人員更加專注與路面狀況以及降低他們對換擋問題困擾,因為他們必須以最快速度到達火場。
與AMT變速器相比,艾利遜變速器帶有液力變矩器可以實現不間斷動力換擋,以具備讓搭載沉重設備的消防車具備更好的性能。
水泵驅動:
北美消防水泵驅動有3種設計,包括發動機直接驅動,變速器PTO驅動,以及傳動軸分開式驅動設計(需要將變速器掛入D(前進檔))。
發動機直接驅動:
發動機直接驅動主要式用于大流量工業消防車,其取力器直接通過發動機飛輪驅動這樣不會受限于變速器或者傳動軸損失部分動力,例如下圖的Ferrara 大流量車型搭載US Fire Pump的達到6250加侖(23658.82升),而經過加壓后達到12500加侖(47317.65升)的流量。
變速器PTO驅動:
舊款艾利遜變速器PTO亦需要掛入D(前進擋)才能激活水泵,而新的無需掛入前進擋,僅需按下Mode選項Power Take-Off就可以激活水泵。
在2021年開始,艾利遜升級了全新PTO設計,以實現1:1傳動,意味著發動機可以605馬力輸入,PTO亦會605馬力輸出,北美主流為1500加侖(5678.118L升)的水泵意味著大約325馬力輸出。
傳動軸分開式驅動設計:
這軸設計是通過一個機械裝置將傳動軸分開,前半段傳動軸與后半段傳動軸斷開以驅動水泵。其通過一個中轉器實現,中轉器帶有一個換檔叉,以結合不同齒輪以實現行駛或者驅動水泵。
為了配合變速器和發動機產生的巨大熱量, 巨無霸散熱器亦是必備選擇,其尺寸達到(1,396平方英寸 /9,006 平方厘米),以確保動力系統能夠長時間在高輸出功率下運行,而Ferrara消防車甚至提供(2000平方英寸/12903.2 平方厘米)的巨無霸散熱器以達到大流量消防車散熱需求。
電動消防車:
隨著進一步發展,電動消防車也提上了日程,豪士科旗下的皮爾斯和REV Group旗下的Spartan開推出電動消防車系列,以符合環保需求。
PIERCE ® VOLTERRA™ 電動消防車平臺:
皮爾斯VOLTERRA™系列消防車采用了豪士科獲得專利的并聯電動傳動系統,其中包括了:
1.電動無級變速器(EMIVT)配合500千瓦(670馬力)永磁同步電機
2.150千瓦時集成車載電池
3.電動水泵驅動,以驅動高達2000加侖(7 570.82357 )水流量水泵
4.康明斯X15 605馬力柴油發動機以及180千瓦快充系統
在消防站充電
發動機充電
SPARTAN ®Vector™電動消防車平臺
SPARTAN ®Vector™采用了來自BAE系統公司的全新混合動力系統,以及東芝提供的電池,其中包括:
1.電動無級變速器(EMIVT)配合500千瓦(670馬力)永磁同步電機
2.400千瓦時集成車載電池
2.電動水泵驅動,以驅動高達2000加侖(7 570.82357 )水流量水泵
3.康明斯X15 605馬力柴油發動機以及250千瓦快充系統
與盧森堡亞RT消防車采用小發動機不同,北美皮爾斯和Spartan均選用北美最大馬力的公路發動機康明斯X15 605馬力型號,因為考慮到制造商不想出現驅動系統出現虧電現象,目前兩家制造商甚至尋求比605馬力更大馬力的發動機!
電驅動帶來的優勢:
1:加速快,考慮到電機起步扭力大,兩款消防車產品加速度均達到ARFF機場消防車標準。
2:低排放和噪聲,在電池足夠電量下,發動機不參與工作,因此處于熄火狀態。
3:更快響應速度,傳統消防車您需要花掉至少10秒-15秒啟動發動機,而電驅動可以2秒鐘內起步。
4:泵啟動速度更快,傳統消防車需要花45秒到60秒啟動水泵,而電驅動水泵可以即可啟動。
無論歐式消防車還是美式消防車,其DNA就是幫助消防人員執行救援任務和解救群眾,我呼吁大家見到消防車出動就禮讓出通道,讓他們快速通過,因為也許是一條條生命在等待營救。