矿用防爆机械传动无轨胶轮车的类型特点和发展方向
矿用防爆机械传动无轨胶轮车的类型特点和发展方向
由于国内煤矿辅助运输设备起步较晚,在制造初期,绝大部分车型的设计并没有专门针对井下工况进行特殊分析研究,仅对地面车辆进行简单改装,防爆处理之后就投入了生产。其传动系统简图如图1所示。
机械传动无轨胶轮车具有机械结构简单,成本低廉且机械传动的功率密度高,动力传动系统匹配较好的特点。但由于其操作繁琐,并不适合井下工况,所以已基本被其他传动形式胶轮车所替代。
采用液力机械传动的无轨胶轮车在国内煤矿保有量最大,其传动系统如图2所示。
在井下作业中,采用液力机械传动无轨胶轮车的优势:
(1)液力变矩器抗冲击振动能力强,能有效防止发动机过载;
(2)能够根据速度需要和负荷状况自动判断换挡时机并执行换挡过程,大大减少驾驶员操作的复杂程度;
(3)动力换挡变速器的换挡次数和换挡动力中断的无效时间都显著少于机械变速器,更适应井下工况变化频繁的场合。
国内煤机企业对此类型胶轮车的研究较为深入,通过对6102型防爆柴油机和315S型液力变矩器的匹配计算,为矿用胶轮车传动系统的设计提供了方法和依据,液力变矩器的输入特性决定了变矩器施加于柴油机的负荷性能。
同时另一种矿用防爆全自动换挡系统及控制方案,根据驾驶员意图以及当前车辆的运行状态(涡轮转速、泵轮转速以及油门开度),决策正确的换挡时机,并使用该控制策略进行了台架试验,进一步验证了该换档规律的正确性,为胶轮车实现全自动换挡以及未来无人驾驶做了理论和实践基础。
究其未来发展方向:对传动系参数、防爆柴油机与液力变矩器匹配进行优化设计,降低油耗,提升整车性能;利用计算机仿真、台架试验等提高整车自动化、智能化程度,早日实现井下无人驾驶。
