220t矿用电动轮自卸车燃油消耗规律与应用研究

露天矿矿用自卸车燃油消耗费用占总成本最高可达1/3,因此燃油消耗分析对矿山降低成本、节能减排以及运输系统的智能化极其重要。但是矿用自卸车燃油消耗估算模型及监测手段均存在精度不高、实用性不强的缺点,进而导致自卸车燃油消耗规律不清、考核指标不准等问题。以某露天矿220 t矿用电动轮自卸车为研究对象,对自卸车驱动力与行驶阻力进行平衡分析,轮边驱动力可简化为滚动阻力、坡度阻力、加速阻力之和;对自卸车发动机功率进行平衡分析,发动机的功率主要分配为滚动阻力功率、坡度阻力功率、加速度功率、非行驶功率和传动系统损失功率。其次,应用车轮—牵引系统—动力转换系统的后向建模,提出一种准确的电动轮自卸车燃油消耗率的估算模型,模拟不同工况条件下自卸车发动机的燃油消耗率,并从理论上归纳自卸车发动机燃油消耗率的多维特征参数为载重、速度、滚动阻力系数、坡度阻力系数和加速度。在此基础上,结合驱动/电制动性能曲线,量化载重、速度、滚动阻力系数、坡度阻力系数对矿用自卸车燃油消耗率、单耗的影响规律;最后,以该露天矿为实例,引入高精度、高可靠的容积式油耗传感器,验证该型矿用电动轮自卸车燃油消耗率估算模型的精度。结果表明:3条运输干线的矿用电动轮自卸车单耗预测误差分别为4.18%,0.96%,5.88%,验证不同工况条件下的模型精度,且满足现场单耗估算的精度要求,研究成果可应用于不同运输道路燃油消耗考核指标制定及成本预算方案编制,优化露天矿间断开采工艺或半连续开采工艺的燃油消耗量。