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浅议如何解决矿用防爆无轨胶轮车油耗高的问题
- 2019-10-10-

无轨胶轮车的应用起源于北美,当时用于金矿开采。后来逐渐扩展到煤矿开采。20世纪90年代以来,防爆无轨胶轮车被引进我国煤矿生产辅助运输。神华神东分公司是我国较早引进防爆无轨胶轮车的煤炭企业之一。我公司从1994年开始大量进口该设备进行辅助运输,实现了地下到地面的一站式运输,非常方便。在使用过程中也存在着采购成本高、运行成本高、故障率高、油耗大等问题。本文主要研究如何解决汽车的高油耗问题。


从机理上讲,无轨胶轮车由发动机、变速器、主减速器、电气设备等组成。它和一般的地面车辆没有太大的区别。按理说,这类车辆的油耗也应与普通地面车辆相同,但事实并非如此。有人把两列指挥车、两吨平板车、三吨自卸车和五吨自卸车放在一起做对比试验。结果表明,前两辆车的油耗分别为25.8升和247.5升。三吨自卸汽车空载和满载时的油耗分别为26.2升和45.0升。5吨自卸汽车满负荷和升程油耗分别为78.0升和74升。由此可见,在相同的载荷和道路坡度下,防爆无轨胶轮车的实际油耗远高于地面车辆。为了节约资源,有必要对防爆车的油耗进行研究。在我看来,我们可以从以下几个方面加以改进。

发动机的优化选择


发动机性能对燃油经济性有很大影响。现代发动机主要有两个发展方向。一是提高发动机功率,即向大功率方向发展;二是提高燃油经济性。为了提高无轨胶轮车的燃油经济性,可以从两个方面进行改进:一方面采用涡轮增压柴油机;另一方面采用电子直喷柴油机。涡轮增压柴油机工作时,喷入气缸的气体是压缩的高压气体。通过这项技术,提高了柴油机的功率和扭矩。有研究表明,涡轮增压柴油机的大功率比传统柴油机提高了40%以上,并且与传统柴油机的行驶里程相同。使用涡轮增压柴油发动机的车辆节省了大量燃油。电控直喷柴油机通过电控系统对喷油过程进行精确控制,可以精确控制喷油量,提高燃油利用率,减少浪费。

轻量化车身材料的选择


车辆在行驶过程中需要克服各种阻力,包括滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力。发动机的功率主要用来克服这些阻力。因此,为了节省燃油和降低发动机的功率消耗,我们需要找到降低阻力的方法。在上述阻力中,除空气阻力外,大小与汽车质量有关,阻力与质量成正比。因此,采用密度较小的轻质材料,可以大大降低车身质量,从而降低行驶阻力,大大提高车辆的燃油利用率。研究表明,汽车重量每降低10%,油耗将降低8%-10%。由此可见,轻量化是降低汽车油耗的重要途径。

为了在保证车身强度的前提下减轻车身重量,目前有两种材料可供选择,一种是轻质材料,如罐合金、铁合金和复合材料,另一种是高强度材料,如高强度钢。这两种材料各有利弊。一般来说,轻质材料具有明显的减肥效果。例如,玻璃纤维增强复合材料制成的车身可以减轻铝合金车身重量25%-35%,而铝合金制成的车身可以减轻重量40%-50%。然而,这种材料的高价将大大增加购车成本。与轻质材料相反,由高强度钢制成的车身在减轻重量方面不如轻质材料有效,但它比传统的软钢更便宜,而且只比传统的软钢稍微贵一些。此外,与其他材料相比,高强度钢具有良好的耐腐蚀性和抗碰撞性,是目前广泛应用的轻质材料。