輕型膠輪車動力性能檢測系統(tǒng)的研究

侯成明

（山西錦興能源有限公司， 山西 呂梁 033600）

引言

礦用輕型膠輪車是現(xiàn)代煤礦運(yùn)輸中重要的輔助運(yùn)輸設(shè)備，但其容易出現(xiàn)剎車失靈、動力和制動力不足、排放和燈光不達(dá)標(biāo)等問題，嚴(yán)重影響煤礦的生產(chǎn)安全。因此，在煤礦實(shí)際應(yīng)用過程中，對防爆膠輪車的制動、轉(zhuǎn)向、動力、排放、燈光等性能進(jìn)行檢測顯得尤為重要。

針對日常運(yùn)行安全性和維護(hù)檢測方便性，山西錦興能源有限公司經(jīng)過近10 年的研究與開發(fā)，在國內(nèi)首條雙線四驅(qū)自動化檢測線在肖家洼煤礦取得應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了動力、制動、轉(zhuǎn)向側(cè)滑、四輪定位、地溝間隙檢測、排放和燈光在線調(diào)整等多項(xiàng)自動化檢測，日檢車輛超過200 臺，檢測線實(shí)現(xiàn)了自動報檢、檢測功能引導(dǎo)、檢測結(jié)果自動生成、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋９靖鶕?jù)用戶工況條件、車輛現(xiàn)狀、運(yùn)行情況等，采用調(diào)研—論證—開發(fā)設(shè)計—研制—現(xiàn)場服務(wù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測設(shè)備定制[1-2]。

針對現(xiàn)有肖家洼煤礦現(xiàn)有車型，提出搭建輕型膠輪車動力性檢測系統(tǒng)檢測線，該檢測線具備排放檢測、轉(zhuǎn)速表校正、底盤最大輸出功率檢測幾項(xiàng)內(nèi)容，為維護(hù)保養(yǎng)提供科學(xué)可靠的技術(shù)支持，從而確保入井車輛的安全可靠。

1 檢測系統(tǒng)組成

檢測系統(tǒng)由廠房土建部分、設(shè)備部分兩部分構(gòu)成。場地大小根據(jù)用戶檢測車輛和檢測功能進(jìn)行確定。一般單線四驅(qū)檢測場地為9 m×42 m，雙線四驅(qū)檢測場地為14 m×42 m。檢測系統(tǒng)布置如圖1所示。

圖1 檢測系統(tǒng)布置

測試臺由檢測線工位設(shè)備和總控工位兩部分構(gòu)成。檢測線工位設(shè)備由底盤測功機(jī)、排放系統(tǒng)、LED燈陣各一臺組成?？偪毓の挥煽偪赜嬎銠C(jī)（工控機(jī)）、UPS 電源、打印機(jī)各一臺組成。檢測流程圖如圖2 所示。

圖2 膠輪車檢測流程

2 檢測系統(tǒng)功能

在線檢測系統(tǒng)包括計算機(jī)控制系統(tǒng)，自動錄入報檢功能、底盤測功、輪重、制動性能、側(cè)滑檢測、地溝間隙檢測、四輪定位和排放、燈光等輔助檢測單元。檢測系統(tǒng)分為總控工位與檢測工位[3-4]。

測試臺控制部分主要由工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、傳輸線、在線傳感器等幾部分組成。工控機(jī)的操作界面根據(jù)現(xiàn)有要求進(jìn)行開發(fā)，便于現(xiàn)場檢測管理以及問題的統(tǒng)計分析、售后跟蹤等服務(wù)。通過數(shù)字化管理，使操作人員操作無障礙，實(shí)現(xiàn)短時間培訓(xùn)即可上崗服務(wù)的要求?？偣の豢刂乒δ苤饕糜趯z測線各個工位進(jìn)行控制以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與處理。還可以通過對速度表與實(shí)際車輛運(yùn)行速度進(jìn)行校準(zhǔn)，避免由于速度表的誤差，出現(xiàn)實(shí)際車速已很高，但轉(zhuǎn)速表的顯示值很低，給駕駛員造成錯覺，從而造成安全隱患[5-6]。

2.1 排放檢測

煤礦井下巷道空間小，對車輛的排放要求高。該項(xiàng)目研究車輛排氣檢測，對于排放不合格的車輛禁止下井；主要研究柴油作為燃油的情況：第一，黑煙顆粒度的檢測，可以反映出是不是充分燃燒，以防止空氣污染對人身的損害。第二，排放中有少量的C、H 化合物，會產(chǎn)生爆炸的隱患，所以，要檢測C、H 的濃度。

排放檢測由煙度計和尾氣分析儀組成，煙度計檢測柴油機(jī)燃燒是否充分，尾氣分析儀檢測排放氣體中可燃性氣體的含量。整體式框架結(jié)構(gòu)，安裝調(diào)平簡單，采用高精度傳感器，輸出信號準(zhǔn)確可靠；用型鋼焊接而成，確保臺板在車輛長期碾壓下不變形；臺板寬度寬，方便超寬車的檢測；采用高精度傳感器和高強(qiáng)度框架式結(jié)構(gòu)，精度高、性能穩(wěn)定可靠。

2.2 底盤功率檢測

輕型膠輪車連續(xù)服務(wù)時間長，受井下氧氣不足影響，造成重載運(yùn)輸爬坡過程會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)輸出動力不足并伴隨冒黑煙。該項(xiàng)目研究檢測車輛的輪邊輸出功率，對于輸出功率不合格的車輛禁止下井。該單元還可以完成車輛的加速性能檢測[7-8]。

底盤測功機(jī)工作原理：車輛在道路上運(yùn)行過程中存在著運(yùn)動慣性、行駛阻力，要在檢驗(yàn)臺上模擬車輛道路運(yùn)行工況，首先要解決模擬車輛整車的運(yùn)動慣性和行駛阻力問題，這樣才能用臺架測試車輛運(yùn)行狀況的動態(tài)性能。為此，在該檢驗(yàn)臺上利用慣性飛輪的轉(zhuǎn)動慣量來模擬車輛旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)動慣量及車輛直線運(yùn)動質(zhì)量的慣量，采用電磁離合器自動或手動切換飛輪的組合，在允許的誤差范圍內(nèi)滿足車輛的慣量模擬[9]。至于車輛在運(yùn)行過程中所受的空氣阻力、非驅(qū)動輪的滾動阻力及爬坡阻力等，則采用功率吸收加載裝置來模擬。路面模擬是通過滾筒來實(shí)現(xiàn)的，即以滾筒的表面取代路面，滾筒的表面相對于車輛做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。底盤測功機(jī)剖視圖和底盤測功機(jī)實(shí)物圖分別如圖3、圖4 所示。

3 結(jié)論

1）針對現(xiàn)有肖家洼煤礦現(xiàn)有車型，提出搭建輕型膠輪車動力性檢測系統(tǒng)檢測線，該檢測線具備排放檢測、轉(zhuǎn)速表校正、底盤最大輸出功率檢測幾項(xiàng)內(nèi)容，為維護(hù)保養(yǎng)提供科學(xué)可靠的技術(shù)支持，從而確保入井車輛的安全可靠。

圖3 底盤測功機(jī)剖視圖

圖4 底盤測功機(jī)實(shí)物圖

2）分析礦用輕型膠輪車作為現(xiàn)代煤礦運(yùn)輸中重要的輔助運(yùn)輸設(shè)備，其容易出現(xiàn)剎車失靈、動力和制動力不足、排放和燈光不達(dá)標(biāo)等問題，該條檢測線提供的布置方式跟檢測功能為礦用膠輪車智能化運(yùn)行及智能化維修提供了技術(shù)依據(jù)。