轻型胶轮车动力性能检测系统的研究

侯成明

（山西锦兴能源有限公司， 山西 吕梁 033600）

引言

矿用轻型胶轮车是现代煤矿运输中重要的辅助运输设备，但其容易出现刹车失灵、动力和制动力不足、排放和灯光不达标等问题，严重影响煤矿的生产安全。因此，在煤矿实际应用过程中，对防爆胶轮车的制动、转向、动力、排放、灯光等性能进行检测显得尤为重要。

针对日常运行安全性和维护检测方便性，山西锦兴能源有限公司经过近10 年的研究与开发，在国内首条双线四驱自动化检测线在肖家洼煤矿取得应用，实现了动力、制动、转向侧滑、四轮定位、地沟间隙检测、排放和灯光在线调整等多项自动化检测，日检车辆超过200 台，检测线实现了自动报检、检测功能引导、检测结果自动生成、网络传输等功能。公司根据用户工况条件、车辆现状、运行情况等，采用调研—论证—开发设计—研制—现场服务等环节进行检测设备定制[1-2]。

针对现有肖家洼煤矿现有车型，提出搭建轻型胶轮车动力性检测系统检测线，该检测线具备排放检测、转速表校正、底盘最大输出功率检测几项内容，为维护保养提供科学可靠的技术支持，从而确保入井车辆的安全可靠。

1 检测系统组成

检测系统由厂房土建部分、设备部分两部分构成。场地大小根据用户检测车辆和检测功能进行确定。一般单线四驱检测场地为9 m×42 m，双线四驱检测场地为14 m×42 m。检测系统布置如图1所示。

图1 检测系统布置

测试台由检测线工位设备和总控工位两部分构成。检测线工位设备由底盘测功机、排放系统、LED灯阵各一台组成。总控工位由总控计算机（工控机）、UPS 电源、打印机各一台组成。检测流程图如图2 所示。

图2 胶轮车检测流程

2 检测系统功能

在线检测系统包括计算机控制系统，自动录入报检功能、底盘测功、轮重、制动性能、侧滑检测、地沟间隙检测、四轮定位和排放、灯光等辅助检测单元。检测系统分为总控工位与检测工位[3-4]。

测试台控制部分主要由工控机、数据采集卡、传输线、在线传感器等几部分组成。工控机的操作界面根据现有要求进行开发，便于现场检测管理以及问题的统计分析、售后跟踪等服务。通过数字化管理，使操作人员操作无障碍，实现短时间培训即可上岗服务的要求。总工位控制功能主要用于对检测线各个工位进行控制以及对数据进行传输与处理。还可以通过对速度表与实际车辆运行速度进行校准，避免由于速度表的误差，出现实际车速已很高，但转速表的显示值很低，给驾驶员造成错觉，从而造成安全隐患[5-6]。

2.1 排放检测

煤矿井下巷道空间小，对车辆的排放要求高。该项目研究车辆排气检测，对于排放不合格的车辆禁止下井；主要研究柴油作为燃油的情况：第一，黑烟颗粒度的检测，可以反映出是不是充分燃烧，以防止空气污染对人身的损害。第二，排放中有少量的C、H 化合物，会产生爆炸的隐患，所以，要检测C、H 的浓度。

排放检测由烟度计和尾气分析仪组成，烟度计检测柴油机燃烧是否充分，尾气分析仪检测排放气体中可燃性气体的含量。整体式框架结构，安装调平简单，采用高精度传感器，输出信号准确可靠；用型钢焊接而成，确保台板在车辆长期碾压下不变形；台板宽度宽，方便超宽车的检测；采用高精度传感器和高强度框架式结构，精度高、性能稳定可靠。

2.2 底盘功率检测

轻型胶轮车连续服务时间长，受井下氧气不足影响，造成重载运输爬坡过程会出现发动机输出动力不足并伴随冒黑烟。该项目研究检测车辆的轮边输出功率，对于输出功率不合格的车辆禁止下井。该单元还可以完成车辆的加速性能检测[7-8]。

底盘测功机工作原理：车辆在道路上运行过程中存在着运动惯性、行驶阻力，要在检验台上模拟车辆道路运行工况，首先要解决模拟车辆整车的运动惯性和行驶阻力问题，这样才能用台架测试车辆运行状况的动态性能。为此，在该检验台上利用惯性飞轮的转动惯量来模拟车辆旋转体的转动惯量及车辆直线运动质量的惯量，采用电磁离合器自动或手动切换飞轮的组合，在允许的误差范围内满足车辆的惯量模拟[9]。至于车辆在运行过程中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力等，则采用功率吸收加载装置来模拟。路面模拟是通过滚筒来实现的，即以滚筒的表面取代路面，滚筒的表面相对于车辆做旋转运动。底盘测功机剖视图和底盘测功机实物图分别如图3、图4 所示。

3 结论

1）针对现有肖家洼煤矿现有车型，提出搭建轻型胶轮车动力性检测系统检测线，该检测线具备排放检测、转速表校正、底盘最大输出功率检测几项内容，为维护保养提供科学可靠的技术支持，从而确保入井车辆的安全可靠。

图3 底盘测功机剖视图

图4 底盘测功机实物图

2）分析矿用轻型胶轮车作为现代煤矿运输中重要的辅助运输设备，其容易出现刹车失灵、动力和制动力不足、排放和灯光不达标等问题，该条检测线提供的布置方式跟检测功能为矿用胶轮车智能化运行及智能化维修提供了技术依据。