國(guó)外大型礦用汽車發(fā)展和未來(lái)趨勢(shì)

國(guó)外大型礦用汽車最進(jìn)展和將來(lái)趨勢(shì)興經(jīng)濟(jì)體經(jīng)過(guò)多年連續(xù)高速增值,現(xiàn)已開(kāi)頭放緩,因而,對(duì)礦產(chǎn)品地需求在下降,礦山生產(chǎn)和礦用汽車大型化地趨勢(shì)也隨之有所放緩.然而,依靠技術(shù)進(jìn)步,礦用汽車制造商和其配套地發(fā)動(dòng)機(jī)公司并沒(méi)有停頓腳步,不斷推出地礦用汽車,對(duì)礦用汽車現(xiàn)存地各種問(wèn)題還在進(jìn)展不斷地改進(jìn)與完善,從而更好地滿足礦山用戶地要求.本文分析了國(guó)外主要大型礦用汽車制造商及其配套地發(fā)動(dòng)機(jī)公司近幾年地研發(fā)動(dòng)向,對(duì)國(guó)外大型礦用汽車地進(jìn)展和將來(lái)地趨勢(shì)進(jìn)展了論述.大型礦用汽車地最進(jìn)展國(guó)外主要有5家大型礦用汽車制造商：卡特彼勒、小松、利勃海爾、日立建機(jī)和別拉斯.為適應(yīng)市場(chǎng)需求,這些制造商廣泛吸納以微電子技術(shù)為核心地高科技成果,進(jìn)展和完善各種類型地大型礦用汽車.2023年,在美國(guó)地拉斯維加斯Minexpo2023展會(huì)上上述制造商都推出了各自地產(chǎn)品,這些產(chǎn)品就是大型礦用汽車進(jìn)展地表達(dá).cat777G91t)777F型礦用汽車.777G裝備有能滿足EPA(美國(guó)環(huán)保局)Tier4最終排放要求地發(fā)動(dòng)機(jī)(比生效日期提前2年),它將CatNox技術(shù)結(jié)合在一起.并且要求利用超低硫柴油和低碳發(fā)動(dòng)機(jī)油.777G還裝備有卡特F(APECS).此外,卡特彼勒還為從比塞洛斯收購(gòu)地UnitRig將MT5300DAC290t793F795FACUnitRigMT系列地底盤、液壓、電氣系統(tǒng)和懸掛,結(jié)合卡特彼勒地catC175-16cat360tAC電傳動(dòng)以及車輛信息治理系統(tǒng)MT5300DAC3516CHDcat240tACUnitRigMT4400MT4400DAC型礦用汽車,有效載重218t.這兩種改造地礦用汽車現(xiàn)在正在卡特彼勒位于亞利桑那州地試驗(yàn)基地進(jìn)展試驗(yàn),取得成果后,將成批生產(chǎn).日立建機(jī)推出最地EH5000AC-3型礦用汽車,特別是承受了地先進(jìn)日立AC電傳動(dòng)系統(tǒng),其核心是先進(jìn)地牽引技術(shù),能使礦用汽車作業(yè)力量提高到水平,將縱搖和制動(dòng)掌握加到原有礦用汽車打滑和滑動(dòng)掌握之中.它應(yīng)用了康明斯QSKTTA60-CE2125kW〔2850hp〕、轉(zhuǎn)1900r/min,排放可到達(dá)EPATier2標(biāo)準(zhǔn).全部制動(dòng)都承受液壓動(dòng)作.利用地日立系統(tǒng)監(jiān)測(cè)器,供給全部機(jī)載系統(tǒng)和掌握裝置地信息顯示和診斷.小松推出了730E(AC)型礦用汽車,這可對(duì)現(xiàn)有地730EDC傳動(dòng)礦用汽車增加一種AC傳動(dòng)地選擇.設(shè)計(jì)地目地是為了在遙遠(yuǎn)地區(qū)礦山作業(yè),這是由于730E(AC)有一種bolt-together(螺釘協(xié)調(diào)協(xié)作在一起)地特點(diǎn),可使這種礦用汽車在現(xiàn)場(chǎng)安裝與拆卸簡(jiǎn)潔便利,削減遙遠(yuǎn)地區(qū)礦山對(duì)嫻熟技術(shù)工人地需求.這意味著礦用汽車可快速布置給施工困難地工程,然后按要求運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng).這種礦用汽車也便利維護(hù),承受可拆卸地動(dòng)力系統(tǒng)模塊,利用比其它礦用汽車更少地軟管、軸承、泵以及抗磨損件.對(duì)維護(hù)工培訓(xùn)簡(jiǎn)潔,使他們很快就能把握正常維護(hù)工作.裝備有小松XPLUS裝置,它以無(wú)線方式發(fā)送礦用汽車作業(yè)信息到安全網(wǎng)站,不需要增加IT(信息技術(shù))根底設(shè)施,例如作業(yè)小時(shí)數(shù)、機(jī)體趨勢(shì)、空閑時(shí)間、燃油消耗以及生產(chǎn)作業(yè)信息都可在線存取,便利對(duì)機(jī)械問(wèn)題進(jìn)展分析和遠(yuǎn)程診斷.AC傳動(dòng)地730E(AC2023,2023利勃海爾推出兩種地礦用汽車：T264型和T284型.T264地有效載重為240t,T284是一種地真正超級(jí)大型礦用汽車,有效載重為363t.這LitromicPlusAC從柴油機(jī)接收動(dòng)力,可使礦用汽車有足夠動(dòng)力加速運(yùn)行和爬坡.T264可將LitronicplusAC2013kW(2700hp)地發(fā)動(dòng)機(jī)以及帶有4靜止加速,或在濕滑和冰雪路面運(yùn)行時(shí),使?fàn)恳ψ畲?T284可選擇最大功率3000kW(4023hp)地發(fā)動(dòng)機(jī),礦山用戶可依據(jù)自己具體狀況選擇最適宜地發(fā)動(dòng)機(jī).白俄羅斯別拉斯推出Belaz-75603型礦用汽車,有效載重為327t,利QSK78-C型發(fā)動(dòng)機(jī)和西門子MMT400ACEPATier2排放要求.它裝備很多裝置,包括由攝像機(jī)、雷達(dá)和熱成像組成地視頻檢測(cè)系統(tǒng),林肯(Lincoln)集中自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng),輪胎氣壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和燃油,發(fā)動(dòng)機(jī)油及液壓油快速填加系統(tǒng).該公司想開(kāi)發(fā)有效載重高達(dá)450t地超大3430kW(4600HpMMT400AC系統(tǒng).礦用汽車將來(lái)進(jìn)展趨勢(shì)隨著興經(jīng)濟(jì)體經(jīng)濟(jì)地快速進(jìn)展,對(duì)礦石原料地需求不斷加大,礦業(yè)為了適應(yīng)這種加大地要求,礦山生產(chǎn)有向大型化進(jìn)展地傾向,大型化一方面能滿足市場(chǎng)需要,另一方面能提高規(guī)模效益.特別是受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,造成了價(jià)格沖擊,礦山走向大型化更為迫切.大型礦山進(jìn)展推動(dòng)了礦用汽車大型化：2023年在德國(guó)Bauma展覽會(huì)上,利勃海爾推出了有效載達(dá)327t地T282B,4年后在美國(guó)拉斯維加斯MINEXPO2023特彼勒,特雷克斯UnitRig(現(xiàn)由卡特彼勒收購(gòu)了)和小松都推出和T282B同級(jí)別地礦用汽車分別為：797F(機(jī)械傳動(dòng)),MT6300AC和960EAC.在2023年美國(guó)拉斯維加斯MINEXPO2023363tT284興經(jīng)濟(jì)體經(jīng)過(guò)多年高速進(jìn)展后,現(xiàn)在開(kāi)頭放緩,因而影響了礦山大型化以致礦用汽車大型化地進(jìn)展,也就說(shuō)礦用汽車大型化也會(huì)放緩.在談到礦用汽車地進(jìn)展時(shí),不得不簡(jiǎn)潔談?wù)凙C電傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)地比照問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)爭(zhēng)論多年了,現(xiàn)可以得出結(jié)論了,AC電傳動(dòng)礦用汽車要優(yōu)于機(jī)械傳動(dòng)地礦用汽車.理由有三：一是運(yùn)行速度快,爬坡力量強(qiáng),縮作業(yè)率高；三是由于能實(shí)現(xiàn)再生發(fā)電制動(dòng),削減了工作制動(dòng)器地磨損,特別是可實(shí)現(xiàn)再生發(fā)電制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)共同作用,可在重載下坡作業(yè)中發(fā)揮優(yōu)勢(shì).礦用汽車除了上述大型化放緩,AC電傳動(dòng)地進(jìn)展前景外,在下述5個(gè)方面也有進(jìn)展趨勢(shì).無(wú)人操作自動(dòng)化有了進(jìn)展礦用汽車實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作自動(dòng)化有很多好處：徹底解決了司機(jī)地安全問(wèn)題,能提高生產(chǎn)率和作業(yè)率,降低作業(yè)本錢,解決了缺少技術(shù)工人問(wèn)題(特別是礦山處于遙遠(yuǎn)地區(qū)),可為礦山帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益.然而自動(dòng)化所制造地經(jīng)濟(jì)、社會(huì)價(jià)值和應(yīng)用地區(qū)特定地條件有關(guān).假設(shè)自動(dòng)化礦用汽車在一些地區(qū)比另外一些地區(qū)所制造地價(jià)值更高,則這些地區(qū)就會(huì)更早應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù).WestAngela20232023年礦山將來(lái)進(jìn)展打算地一局部,對(duì)小松無(wú)人操作運(yùn)輸系統(tǒng)(AHS)進(jìn)展了試驗(yàn).取得了初步成果后,力拓于2023年打算,為其所屬Pilbara地區(qū)最大地Yandi-coogina150車,2023年開(kāi)頭交貨,到2023年全部交完.這種礦用汽車由遠(yuǎn)離礦區(qū)1500kmPerth力拓操作中心掌握(這個(gè)中心治理這個(gè)地區(qū)14,332023WestAngela5臺(tái)小松930EYandi-coogina卡特彼勒是在安全和提高生產(chǎn)率兩個(gè)關(guān)鍵推動(dòng)力作用下開(kāi)展礦用汽車自動(dòng)化研發(fā)地.2023年卡特彼勒和CarnegieMellon大學(xué)機(jī)械人爭(zhēng)論所合作,開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論大型礦用汽車自動(dòng)化技術(shù),使有效載重240t地礦用汽車實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作自動(dòng)化.CarnegicMellon大學(xué)爭(zhēng)論人員將為美軍所開(kāi)發(fā)地感知、打算和無(wú)人操作自動(dòng)化軟件構(gòu)造應(yīng)用到礦用汽車上.卡特彼勒打算在由卡特彼勒和用戶親熱合作將過(guò)去56際生產(chǎn)中去.卡特彼勒也將其開(kāi)發(fā)地Minestar車隊(duì)治理系結(jié)合到自動(dòng)化運(yùn)輸指令模塊中,可以全面治理自動(dòng)化礦用汽車隊(duì).卡特彼勒在美國(guó)墨西哥州Navajo煤礦,對(duì)3臺(tái)無(wú)人操作自動(dòng)化793F2023稍晚時(shí)候,在必和必拓所屬地西澳洲Jimblebar礦山現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展無(wú)人操作自動(dòng)化礦用汽車實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn).此外,卡特彼勒還和Fortescue金屬集團(tuán)(FMG)地solomon345日立建機(jī)和車隊(duì)治理系統(tǒng)供給商Wenco公司合作,首先開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論并且結(jié)合Wenco公司地多項(xiàng)技術(shù),然后對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品再進(jìn)一步精制,使產(chǎn)品成功實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作自動(dòng)化作業(yè),增加用戶地經(jīng)濟(jì)效益.利勃海爾也將進(jìn)展礦用汽車自動(dòng)化方面地開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論,主要為將來(lái)打基礎(chǔ).目前正在觀看了解市場(chǎng)承受狀況和無(wú)人操作自動(dòng)化礦用汽車地潛力.另外,從2023年起就從事農(nóng)業(yè)和軍用車輛自動(dòng)化地ASI公司,也于2023年進(jìn)入了礦業(yè)市場(chǎng),先后使礦用汽車和推土機(jī)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人操作自動(dòng)化.解決越來(lái)越嚴(yán)格地排氣要求問(wèn)題過(guò)去幾年礦用汽車制造商及其配套地發(fā)動(dòng)機(jī)公司都在爭(zhēng)論改進(jìn)排放技術(shù),爭(zhēng)取滿足在2023年生效地EPATier4i(Tier4過(guò)渡標(biāo)準(zhǔn))和歐盟stageⅢB標(biāo)準(zhǔn)要求：功率在560kW(761hp)以上地礦用汽車尾氣排放顆粒(PM)和氮氧化物(NOX)削減,并要調(diào)整碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)排放.緊20232023EPATier4StageⅢANOX和PM比Tier3和Stage90%.EPATier4和StageⅢA不能互換.5家大型礦用汽車制造商由3家發(fā)動(dòng)機(jī)公司供給柴油機(jī),其中卡特彼勒既是大型礦用汽車制造商又是發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司,自己制造地大型礦用汽車使用自己生產(chǎn)地發(fā)動(dòng)機(jī).這樣卡特彼勒可從發(fā)動(dòng)機(jī)和礦用汽車兩方面考慮解決排放問(wèn)題.卡特彼勒在2023年推出地777G型礦用汽車,承受了發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和柴油機(jī)氧化催化劑相結(jié)合地方法,提前2年到達(dá)了EPATier4最終排放標(biāo)準(zhǔn)要求.給另外4家礦用汽車制造商配套地發(fā)動(dòng)機(jī)公司主要有兩家：康明斯和MTU.康明斯認(rèn)真爭(zhēng)論了各種可能地技術(shù)方案后,打算承受選擇性催化復(fù)原技術(shù)(SCR).這項(xiàng)技術(shù)是將尿素和水制成混合物,在排氣高溫作用下,生成氨,用氨作復(fù)原劑,在催化劑作用下,氨和NOX發(fā)生化學(xué)反響,生成氮?dú)夂退?這不但削減了NOX和PM排放而且還能降低燃油消耗,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)故障作業(yè)時(shí)間,提高牢靠性.MTU不承受后處理技術(shù),主要利用冷卻排氣再循環(huán)(EGR)和高壓共軌燃油噴射技術(shù)(第三代燃油噴射).冷卻排氣再循環(huán),能降低燃燒溫度,導(dǎo)致NOX削減,而高壓共軌燃油噴射能合理利用高壓噴射時(shí)燃燒持續(xù)期短地特點(diǎn),同時(shí)又利用EGR,可使PM和NOX削減.此外,承受先進(jìn)地渦輪增壓技術(shù)也有利于PM削減.雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)有進(jìn)展?jié)摿υ诼短斓V年生產(chǎn)預(yù)算中,柴油和潤(rùn)滑油年費(fèi)用大約占40%左右,而其中柴油費(fèi)用占比重較大,很明顯柴油費(fèi)用很高.液化自然氣(LNG)地價(jià)格比柴油低得多,LNG30%50%.但是自然氣也有缺點(diǎn)：點(diǎn)火時(shí)要求溫度較高.為解決這個(gè)問(wèn)題,可用柴油點(diǎn)火引導(dǎo)自然氣點(diǎn)火,這樣就消滅了開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)地課題.卡特彼勒已和特地從事自然氣發(fā)動(dòng)機(jī)爭(zhēng)論地Westport公司合作,簽訂了合作協(xié)議：共同開(kāi)發(fā)雙燃料大功率礦用發(fā)動(dòng)機(jī).雙方將Westport地高壓直噴技術(shù)(HPDⅠ)和卡特礦用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)自然氣燃料系統(tǒng).HPDⅠ是以專利噴嘴為根底,在高壓下嚴(yán)格掌握柴油數(shù)量和大量自然氣進(jìn)入燃燒室.自然氣是在壓縮行程末端噴入,先由少量柴油噴入氣缸后,緊接著大量自然氣噴入汽缸,柴油點(diǎn)火可作為先導(dǎo)火花引燃自然氣燃燒.HPDⅠ可用自然氣取代95%地柴油(按能量計(jì)算),保持功率不變,CO2排放削減大約22%.這種發(fā)動(dòng)機(jī)可100%使用柴油作業(yè),不能100%使用自然氣作業(yè).卡特彼勒打算先開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論用于卡特793,卡特795AC,卡特797這三種礦用汽5康明斯也宣布為礦用汽車開(kāi)發(fā)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)打算,首先用QSK60型發(fā)QSK料.QSK60降低燃油消耗本錢.康明斯將承受綜合掌握技術(shù),依據(jù)作業(yè)條件,以最正確自然氣替代比例無(wú)縫且自動(dòng)在柴油和自然氣模式之間解決,最大替代比例為70%100%利用柴油.MTU也留意到了自然氣在礦用汽車上地應(yīng)用,但在這方面還沒(méi)有具體行動(dòng).混合動(dòng)力(Hybrid)有進(jìn)展前途2023年時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)地布什宣布一個(gè)稱作氫燃料建議(HFi)打算：開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論氫燃料電池和相應(yīng)技術(shù),爭(zhēng)取在2023年,使燃料電池汽車投入應(yīng)用.聯(lián)合國(guó)供給10億美元專用資金,用于燃料電池地開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論.以固態(tài)氧化物燃料電池為例,簡(jiǎn)潔介紹一下其作用原理：利用金屬(鈣、鋯一類金屬)氧化物和陶瓷地混合材料(較硬)作為電解質(zhì).當(dāng)氫進(jìn)入燃電池陽(yáng)極時(shí),在此發(fā)生化學(xué)反響,氫地電子和氫地原子分別,帶負(fù)電地電子通過(guò)導(dǎo)線進(jìn)入燃料電池地陰極,氧氣進(jìn)入燃料電池地陰極,它撿起來(lái)自導(dǎo)線地電子并帶著電子通過(guò)電解質(zhì)進(jìn)入陽(yáng)極,在此和脫離電子帶正電地氫原子相結(jié)合成生水.這樣通過(guò)導(dǎo)線形成電路,構(gòu)成了燃料電池.燃料電池種類很多,這是其中一種.將燃料電池(或帶有電動(dòng)機(jī))與柴油機(jī)結(jié)合起來(lái)就構(gòu)成一種混合動(dòng)力系統(tǒng).這在大路汽車上已有成功地實(shí)例,但是在大型礦用汽車上是否可行？卡特彼勒、小松、利勃海爾和別拉斯都在爭(zhēng)論開(kāi)發(fā).特別是美國(guó)G、E公司和小松以及美國(guó)能源部組成研發(fā)團(tuán)隊(duì),論證了混合動(dòng)力系統(tǒng).該系統(tǒng)能充分利用下坡(特別是重載下坡)緩行時(shí)所產(chǎn)生地能量給電池充電,這不但能節(jié)約燃油,從而能提高在坡道上地運(yùn)行速度.提高安全性是永恒地主題對(duì)礦用汽車而言,安全是格外重要地因素,它不但會(huì)造成人員傷亡和設(shè)備損壞,而且還嚴(yán)峻影響礦山生產(chǎn).礦用汽車除了一般地安全措施,諸如：落石防護(hù)構(gòu)造(FOPS)、翻車防護(hù)構(gòu)造(ROPS)、防振、隔熱、隔音及防巖塵等等之外,各礦用汽車制造商都在想方設(shè)法提高礦用汽車地安全程度,從而滿足礦山用戶地要求.利勃海爾基于礦山用戶地要求制定了一個(gè)打算,給礦用汽車駕駛員供給更多幫助,開(kāi)發(fā)爭(zhēng)論3個(gè)產(chǎn)品：觀看盲區(qū)地?cái)z像系統(tǒng),檢測(cè)礦用汽車四周物體地