輕型膠輪車動力性能檢測系統的研究

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代煤礦運輸中重要的輔助運輸設備，但其容易出現剎車失靈、動力和制動力不足、排放和燈光不達標等問題，嚴重影響煤礦的生產安全。因此，在煤礦實際應用過程中，對防爆膠輪車的制動、轉向、動力、排放、燈光等性能進行檢測顯得尤為重要。

針對日常運行安全性和維護檢測方便性，山西錦興能源有限公司經過近10 年的研究與開發，在國內首條雙線四驅自動化檢測線在肖家洼煤礦取得應用，實現了動力、制動、轉向側滑、四輪定位、地溝間隙檢測、排放和燈光在線調整等多項自動化檢測，日檢車輛超過200 臺，檢測線實現了自動報檢、檢測功能引導、檢測結果自動生成、網絡傳輸等功能。公司根據用戶工況條件、車輛現狀、運行情況等，采用調研—論證—開發設計—研制—現場服務等環節進行檢測設備定制[1-2]。

針對現有肖家洼煤礦現有車型，提出搭建輕型膠輪車動力性檢測系統檢測線，該檢測線具備排放檢測、轉速表校正、底盤最大輸出功率檢測幾項內容，為維護保養提供科學可靠的技術支持，從而確保入井車輛的安全可靠。

1 檢測系統組成

檢測系統由廠房土建部分、設備部分兩部分構成。場地大小根據用戶檢測車輛和檢測功能進行確定。一般單線四驅檢測場地為9 m×42 m，雙線四驅檢測場地為14 m×42 m。檢測系統布置如圖1所示。

圖1 檢測系統布置

測試臺由檢測線工位設備和總控工位兩部分構成。檢測線工位設備由底盤測功機、排放系統、LED燈陣各一臺組成。總控工位由總控計算機（工控機）、UPS 電源、打印機各一臺組成。檢測流程圖如圖2 所示。

圖2 膠輪車檢測流程

2 檢測系統功能

在線檢測系統包括計算機控制系統，自動錄入報檢功能、底盤測功、輪重、制動性能、側滑檢測、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、數據采集卡、傳輸線、在線傳感器等幾部分組成。工控機的操作界面根據現有要求進行開發，便于現場檢測管理以及問題的統計分析、售后跟蹤等服務。通過數字化管理，使操作人員操作無障礙，實現短時間培訓即可上崗服務的要求。總工位控制功能主要用于對檢測線各個工位進行控制以及對數據進行傳輸與處理。還可以通過對速度表與實際車輛運行速度進行校準，避免由于速度表的誤差，出現實際車速已很高，但轉速表的顯示值很低，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。整體式框架結構，安裝調平簡單，采用高精度傳感器，輸出信號準確可靠；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度框架式結構，精度高、性能穩定可靠。

2.2 底盤功率檢測

輕型膠輪車連續服務時間長，受井下氧氣不足影響，造成重載運輸爬坡過程會出現發動機輸出動力不足并伴隨冒黑煙。該項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]。

底盤測功機工作原理：車輛在道路上運行過程中存在著運動慣性、行駛阻力，要在檢驗臺上模擬車輛道路運行工況，首先要解決模擬車輛整車的運動慣性和行駛阻力問題，這樣才能用臺架測試車輛運行狀況的動態性能。為此，在該檢驗臺上利用慣性飛輪的轉動慣量來模擬車輛旋轉體的轉動慣量及車輛直線運動質量的慣量，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滿足車輛的慣量模擬[9]。至于車輛在運行過程中所受的空氣阻力、非驅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現的，即以滾筒的表面取代路面，滾筒的表面相對于車輛做旋轉運動。底盤測功機剖視圖和底盤測功機實物圖分別如圖3、圖4 所示。

3 結論

1）針對現有肖家洼煤礦現有車型，提出搭建輕型膠輪車動力性檢測系統檢測線，該檢測線具備排放檢測、轉速表校正、底盤最大輸出功率檢測幾項內容，為維護保養提供科學可靠的技術支持，從而確保入井車輛的安全可靠。

圖3 底盤測功機剖視圖

圖4 底盤測功機實物圖

2）分析礦用輕型膠輪車作為現代煤礦運輸中重要的輔助運輸設備，其容易出現剎車失靈、動力和制動力不足、排放和燈光不達標等問題，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行及智能化維修提供了技術依據。