對(duì)機(jī)械傳動(dòng)與電傳動(dòng)卡車的比較與評(píng)述

1、對(duì)機(jī)械傳動(dòng)與電傳動(dòng)卡車的比較與評(píng)述摘要：現(xiàn)階段我國(guó)礦山大部分采用礦用自卸車來(lái)運(yùn)輸?shù)V產(chǎn)，它成為采礦業(yè)的主 要運(yùn)力，電傳動(dòng)幾乎是目前大型礦車的標(biāo)準(zhǔn)配置”。與機(jī)械傳動(dòng)相比，它有許多 優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用越來(lái)越多。本文著重分析了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)一步完善了我 國(guó)重型卡車的應(yīng)用系統(tǒng)，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)人員提供參考。關(guān)鍵詞：液壓裝置；電傳動(dòng)；卡車；機(jī)械傳動(dòng)；引言：本文主要通過(guò)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)與電傳動(dòng)卡車的比較，及其應(yīng)用前景以及未 來(lái)發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行研究,旨在理解電傳動(dòng)卡車的性能優(yōu)勢(shì)。1傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式比較液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由變壓器電機(jī)的傳動(dòng)軸、前橋、車輪制動(dòng)器等部件組成。 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過(guò)一個(gè)變矩器到一個(gè)功率變壓器，通過(guò)傳動(dòng)

2、軸到前橋。橋軸輸出的 脈沖功率通過(guò)車輪制動(dòng)器進(jìn)一步增加轉(zhuǎn)矩并傳遞到輪胎上。為了避免由于前后車 輪速度不同而產(chǎn)生的額外功率消耗，變速箱中有一個(gè)后橋斷開結(jié)構(gòu)，可以切斷后 橋。液壓傳動(dòng)是一種液體傳動(dòng)，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)后底盤的前傳動(dòng)階段。液體變速 矩形最重要的特點(diǎn)是由于定子的作用，可以改變轉(zhuǎn)矩，增加輸出轉(zhuǎn)矩。靜態(tài)液壓 傳感器是由液壓機(jī)和液壓泵兩部分組成的，具有能夠變化控制的單元和傳動(dòng)元件 （減震器或變速箱），可轉(zhuǎn)換為無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置【1】。與純機(jī)械傳動(dòng)和液體 機(jī)械傳動(dòng)相比，它有許多優(yōu)點(diǎn)，如區(qū)域?qū)挾茸兓撵`活性、易于控制、模式的多 樣性和功率的合理利用。液壓系統(tǒng)由于選擇部件的不同，有著不同的兩個(gè)選項(xiàng)，即高

3、速和低速選項(xiàng)。 高速程序:高速馬達(dá)通過(guò)中間傳動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)車輪，如由變速箱驅(qū)動(dòng)的前軸或減震器。 在這種情況下，不僅液壓馬達(dá)有很大的改變程度，液壓泵也可以有很大的改變程 度。通過(guò)選擇合理的轉(zhuǎn)速比和建立理想的檔位，可以得到更加理想的一條輸出功 率曲線，能更加完美解決工程機(jī)械的使用方面問(wèn)題。其次，高速轉(zhuǎn)向柱塞馬達(dá)具 有較高的功率/質(zhì)量比，因此工程靜態(tài)液壓裝置往往運(yùn)行在高速選項(xiàng)。低速程序： 低速扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)不必中間傳動(dòng)裝置直接引導(dǎo)車輪，有些帶有制動(dòng)裝置，使它的構(gòu) 造簡(jiǎn)單易行。低速扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)的滲漏情況一般會(huì)大于高速程序，因此，在靜態(tài)液 壓傳動(dòng)裝置中，需要排量大的專業(yè)工具。由于低速發(fā)動(dòng)機(jī)是一種靜態(tài)液壓傳輸， 其

4、速度范圍較窄，因此一般適用于速度變化較小的情況。靜態(tài)傳輸按元件配置分 為整體模塊和單獨(dú)模塊。整體模塊裝置由液壓泵和液壓機(jī)組成，輸入軸和輸出軸 之間具有穩(wěn)定的位置關(guān)系【2】。排量較小的靜態(tài)液壓裝置一般用于此。它的優(yōu) 點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，中間連接沒有管道，使用成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)是安裝設(shè)計(jì)有一定 的局限性，而且通常專用性更強(qiáng)。所以工程機(jī)械很少應(yīng)用此種方式。單獨(dú)模塊裝 置由液壓泵和液壓機(jī)作為獨(dú)立部件組成，通常通過(guò)管道連接。通過(guò)這種方式，不 同排放水平的液壓泵和液壓機(jī)可以以不同的可變形式組合在一起，通過(guò)合理的參 數(shù)相關(guān)性，可以滿足主機(jī)的各種運(yùn)行需求。其次，建議安裝靈活應(yīng)用，與主機(jī)的 設(shè)計(jì)要求相符。當(dāng)然，管道連

5、接增加了泄漏的可能性，需要時(shí)常清洗和過(guò)濾管道。 單獨(dú)模塊裝置在工程機(jī)械的靜態(tài)液壓傳動(dòng)中占主導(dǎo)地位。2機(jī)械傳動(dòng)與電傳動(dòng)的工作原理目前，車輛使用搭載柴油發(fā)動(dòng)的柴電傳動(dòng)方式（之前也存在著汽油機(jī)-電力傳 輸?shù)姆绞剑?基本結(jié)構(gòu)由整體車架，兩軸（以前有三個(gè)軸）和后卸式組成。電傳動(dòng)系統(tǒng)通 常用于100噸以上載重的重型車輛（輕型車輛由于性能要求不達(dá)標(biāo)和結(jié)構(gòu)的限制， 電傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)不再明顯）。其工作原理如下:使用柴油的大功率發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)牽 引發(fā)動(dòng)機(jī)，此過(guò)程涉及到將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的能量過(guò)程，此時(shí)能量形式由機(jī)械 能又變化為電能，最后被轉(zhuǎn)送到后輪完成動(dòng)力傳遞過(guò)程，此步驟需要行星輪減速 機(jī)構(gòu)的參與才能完成【3】。車輛

6、的前行和倒車時(shí)用改變電動(dòng)的磁場(chǎng)方向的方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而車輛的緩行制動(dòng)，即無(wú)摩擦制動(dòng)需要通過(guò)動(dòng)力輔助制動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此 時(shí)，車輛的慣性通過(guò)電動(dòng)輪機(jī)起到發(fā)電機(jī)的作用而改變?yōu)殡娔埽诠β手苿?dòng)?xùn)诺?協(xié)助下轉(zhuǎn)化為內(nèi)能通過(guò)熱量形式散發(fā)到大氣中。此種情況下，減速制動(dòng)器的作用 由電動(dòng)輪電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)力矩來(lái)承擔(dān)。3機(jī)械傳動(dòng)和電力傳動(dòng)的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)對(duì)比電動(dòng)輪自卸汽車具有簡(jiǎn)單耐用的機(jī)械變速結(jié)構(gòu)和輕便的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，只要用電 纜軟連接接洽，而無(wú)需輪齒傘（后軸）等零部件結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)，因而整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 化良多，機(jī)械傳動(dòng)的許多零部件均備整齊排布的線纜所取代（即電傳動(dòng)系統(tǒng)）， 電器元件具有損耗少，基本無(wú)需考慮磨損，中間環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單明了，傳動(dòng)環(huán)

7、節(jié)短且效 率具有明顯的提升，因而使其整體可靠而無(wú)需時(shí)常進(jìn)行自檢。電傳動(dòng)系統(tǒng)使柴油 機(jī)的工作狀況改變，所產(chǎn)生的功率與牽引發(fā)電機(jī)的實(shí)際所需功率相匹配，使車輛 的牽引性能得到質(zhì)的飛躍。使無(wú)級(jí)變速以及無(wú)摩擦制動(dòng)成為現(xiàn)實(shí)。3.1電傳動(dòng)在其他方面的優(yōu)勢(shì)電傳動(dòng)不僅性能好，而且可以第一時(shí)間快速反應(yīng)，因?yàn)樗膯?dòng)力矩大，所 以可以毫不費(fèi)力的從零轉(zhuǎn)速到額定的轉(zhuǎn)速，達(dá)到快速提供牽引的效果。同時(shí)，空 轉(zhuǎn)的特性可以達(dá)到保護(hù)輪胎的效果，它變速平穩(wěn)，處于一種恒動(dòng)狀態(tài)，從而在路 上動(dòng)力制動(dòng)成為安全代言【4】。同機(jī)械傳動(dòng)相比，電傳動(dòng)車輛耗費(fèi)能源少，造 價(jià)少，高可靠性，較低成本就能擁有強(qiáng)性能。4電傳動(dòng)系統(tǒng)的分類概述由于發(fā)電機(jī)和牽

8、引電機(jī)的形勢(shì)存在差異，所以其組成的電傳動(dòng)系統(tǒng)可主要分 為三種形式（也可看作3個(gè)發(fā)展階段）：4.1直流發(fā)動(dòng)機(jī)一直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（即直一直系統(tǒng)）該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電能可以直接輸送到牽引電動(dòng)機(jī)，任何轉(zhuǎn)換 機(jī)構(gòu)都不被需要，以至于此系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。但也導(dǎo)致其存在一定缺陷，直流電動(dòng) 機(jī)的尺寸過(guò)大、重量較重以及成本較高，轉(zhuǎn)速不高，整流的火花大，為電傳動(dòng)車 輛初始發(fā)展形勢(shì)，現(xiàn)基本已被淘汰。4.2交流發(fā)電機(jī)一直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)（即交一直系統(tǒng)）這些系統(tǒng)可以提高速度，減少體積，可靠耐用，易于維護(hù)修理。從1980年 前后起，這種方法被大部分推廣用于裝載到載重量超過(guò)100噸的大型電動(dòng)輪汽車， 目前許多類型的車輛都沿用

9、此種方式。4.3交一直一交電傳動(dòng)系統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，從而產(chǎn)生了三相電，而后在硅整流器和可控硅 逆變器兩個(gè)元件的作用下，先后變成直流電，最后變?yōu)榭煽仡l率交流電，用來(lái)提 供給各個(gè)牽引電機(jī)使用【5】。此過(guò)程成為逆變過(guò)程，此時(shí)所產(chǎn)生的三相交流電 頻率根據(jù)實(shí)際需求可以改變?yōu)轫憫?yīng)頻率。交流牽引電動(dòng)機(jī)與直流電引擎進(jìn)行對(duì)比， 此方式可以設(shè)計(jì)制造出高速運(yùn)轉(zhuǎn)方式的較大功率的電動(dòng)機(jī)，可靠和易于維護(hù)，因?yàn)?其不需要轉(zhuǎn)換器。這是目前國(guó)內(nèi)外采礦用車所采用的普遍傳動(dòng)方式。結(jié)束語(yǔ)工程機(jī)械在靜態(tài)液壓傳動(dòng)中的合理應(yīng)用提高了機(jī)械性能，增加了生產(chǎn)效率， 節(jié)約了能源消耗，使機(jī)械質(zhì)量提高到一個(gè)新的階段。不管國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，液壓傳 動(dòng)裝置越來(lái)越被受到歡迎，現(xiàn)今大部分工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)都引用了此項(xiàng)裝備。一 個(gè)合適的控制設(shè)備，再加上液壓傳動(dòng)，華麗轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲膫鲃?dòng)系統(tǒng),外部的負(fù)載變 化也無(wú)法對(duì)其產(chǎn)生較大影響，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的自轉(zhuǎn)速度能高效轉(zhuǎn)變用以適應(yīng)此項(xiàng)變 化。隨著科技進(jìn)步日新月異，使得該項(xiàng)技術(shù)的穩(wěn)步向前不斷發(fā)展，其所使用電器 元件的缺陷在逐漸被攻克，更新?lián)Q代速度逐年加快，相信在不久的將來(lái)，此項(xiàng)技 術(shù)將會(huì)迎來(lái)井噴式發(fā)展，有著廣闊的市場(chǎng)前景。參考文獻(xiàn)：李明安.對(duì)機(jī)械傳動(dòng)與電傳動(dòng)卡車的比較與評(píng)述J.礦用汽車,000(003):7-12.狄瑞.淺談現(xiàn)代礦用卡車電傳動(dòng)控制系統(tǒng)J.科技創(chuàng)業(yè)月刊(1):19