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巨型矿用车——湘电220吨交流传动电动轮自卸车(下)

巨型矿用车——湘电220吨交流传动电动轮自卸车(下)

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【行业动态】 近50年来,机械传动和电传动的竞争一直很激烈。上世纪60-70年代,由于大功率液力变矩器等设备的研制没有过关,机械传动矿用车一直难以大型化。于是电动轮矿用车乘势崛起,几乎全部占领了100吨..

近50年来,机械传动和电传动的竞争一直很激烈。上世纪60-70年代,由于大功率液力变矩器等设备的研制没有过关,机械传动矿用车一直难以大型化。于是电动轮矿用车乘势崛起,几乎全部占领了100吨级以上的矿用车市场。直至1983年,美国卡特彼勒的785型和日本小松的HD-1200M型问世,机械传动车型才逐步进入100吨级矿用车市场,但市场占有率也仅有2-3%。从80年代中后期开始,由于技术发展和美国Allison公司的大型液力变矩器研制成功,机械传动车型得到迅速发展,目前市场占有率在3-4成左右,主要生产商是美国卡特彼勒,其最大型号797F,载重量甚至已经达到400短吨(363吨),居世界之最。

机械式车型的发展,迫使电动轮车型不断升级。从80年代后期开始,计算机控制、整车故障诊断、车速自动调节、柴油机燃油喷射等技术在电动轮车型上得到广泛应用。90年代后期,随着交流变频调速技术的发展和大功率逆变器的问世,矿用电动轮卡车已进入了交-交流直接传动的时代。日本小松在1996年的芝加哥国际博览会上,展出了首台交-交流传动的930E型矿用车,该型号是世界首台载重量达到300短吨的车型,采用交流力矩控制系统,最高车速为64.5km/h。另外,Euclid-Hitachi与德国西门子合作,于1997年推出了R260型(现为EH4500型)交-交流传动矿用电动轮自卸车,并在1998年投入商业生产。

自1963年,美国开始批量生产载重77吨的电动轮自卸车以来,矿用汽车载重量不断提升;已经发展出108吨、120吨、154吨、170吨、220吨、280吨、320吨、360吨等多个级别。矿石年产量百万吨级的小型矿山,多采用25-70吨级车型;年产500-1000万吨的中型矿山,多采用100-220吨级车型;年产1000万吨以上的大型矿山,多采用150-360吨级车型。近年来随着矿山开采规模不断扩大,超大吨位的矿用车陆续上市。

这些巨型汽车,如同会移动的钢铁城堡,整车售价高达400万美元以上。车身宽度近10米,相当于5辆轿车并排行驶;高度近8米,相当于三层楼房。空车自重超过230吨,最大载重量可达363吨,电铲要用3-4铲才能将其装满。由于矿用车过于庞大,已经超出了公路承载极限,因此也被称为非公路车辆。它们只能以散件形式运至矿区,组装后在矿区专用道路行驶。我们日常见到的土方车与其相比,如同乒乓球与篮球的差别。

大型矿用车装备的24缸柴油机,重达10吨以上,排量超过100升,总功率超过3700马力,足以拉动一列火车。如此大的功率,油耗自然惊人。它们的百公里油耗近900升,油箱容量高达7500升以上。而普通家用轿车的百公里油耗仅为10升,油箱容量仅为60升左右。它们的轮胎是世界最大的巨型轮胎,单个轮胎重达5吨以上,直径超过4米,售价近5万美元,需要用专业机械来装卸轮胎。由于车身过高,驾驶室的视线盲区很大。在矿区行驶的皮卡、吉普之类的小型车辆,必须在车尾绑上旗杆、挂上红旗;以提醒大型矿用车驾驶员,防止发生碾压事故。据说矿用车碾过小汽车时,感觉如同人们走路时踩到一粒小石子,驾驶员很难区分是否碾压到其他车辆。

除此之外,矿用自卸车还要适应极端恶劣的环境,我国北方地区的煤田、加拿大北部冻土地带的油砂矿,冬季气温都在零下40℃左右。而澳大利亚的铁矿、南非的金矿,常年处于炎热气候。在这样的极端环境下,一台妥善维护的矿用车,工作寿命要达到60000小时以上(约合15-20年),每年要运输上百万吨的矿石或剥离土方。这些极端苛刻的条件对矿用车的可靠性、安全性、经济性提出了极高要求,其研制过程涉及结构设计、冶金焊接、电器控制、液压技术、巨胎制造、新材料应用等诸多领域,堪称现代工业技术的精华。因此全世界仅有少数几家企业能够研制200吨级以上的矿用车。湘电集团是我国第一家具备这种实力的企业。

湖南湘潭电机集团有限公司

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