地下装载机发动机功率的标定的选择.docx

论文编号：1001- 3954(2007)03- 0042- 044地下装载机发动机功率的标定的选择高梦熊中钢集团衡阳重型机械公司 湖南衡阳 421002摘要：简述了地下装载机发动机功率的种类、适用范围和选择方法。重点介绍了国内外常用的iso3046/1(d in 6271)标准、功率内涵，初步讨论了如何选用发动机的标定功率，便于正确选择地下 装载机用柴油机，以保证地下装载机的性能和使用寿命。叙词：地下装载机 发动机 功率种类 功率选择由于地下装载机工作环境和条件的特殊性，考虑(2)反过来说满足上述三个标准的发动机不一定都适用于地下装载机。只有经过美国msh a(美国矿 山安全健康管理局)批准专用于地下采矿的发动机才 能用于地下装载机；(3)从表1中可以看出，发动机标定功率有的是 净功率，有的是总功率，如果是总功率还必须考虑减 去使用时未带而必须要带的附件功率损失，这就是总 功率未包括应带的附件功率损失，这是发动机与变矩 器匹配计算中必须注意的一点；(4)从表1中还可以看出，发动机标准功率在一 定的环境温度、大气压力、甚至包括对燃油最低燃烧 值和密度，进入发动机的温度如果实际作业条件偏离 检验时标准基准状态，则必须对发动机标定的功率进 行修正；(5)发动机的飞轮马力(也就是发动机飞轮传递到 变矩器的功率)为发动机的标定功率减去液压油泵消 耗的功率、空压机所消耗的功率(如果有的话)、冷却 风扇额外消耗的功率(有的发动机已考虑了这部分功到其可靠性、经济性和使用寿命，目前大多数地下装载机的发动机选用进口柴油机。由于柴油机制造厂所处国家不同，所采用的标准不同，即使标定 功率一样，但其内涵却有许多差别。如果不考虑标定 功率的内涵，随便选一个，要么功率选大了，要么功 率选小了，达不到发动机最佳寿命和性能要求。因此 本文简单介绍了国外常用发动机标准、功率内涵以及 初步讨论如何选用发动机的标定功率，以便能正确选 择发动机的功率，充分发挥柴油机最佳性能与寿命。1国外发动机标准简介表1介绍了现行部分国外与国际发动机功率标 准。由表1可知：(1)只有iso3046(包括6271)、saej1349 、 saej199 5标准适用于地下装载机发动机。事实上国 外绝大部分地下装载机发动机都采用上述三个标准；表1本栏目编辑杨健注：“+ ”表示安装，考虑了对发动机功率的影响；“- ”表示没有安装，不考虑对发动机的影响；为带速度控制或风扇脱 开的空转功率； 为公布 iso8 528 和 d in6280 功率的根据； 此标准应用领域适用于陆用、铁路和船用往复式内燃机 (但不包括驱动农业拖拉机、道路车辆和航空用发动机)，及适用于驱动筑路机械和土方机械、工业卡车以及尚无合适国际标准可用的其它用途的发动机；、 适用于四冲程和二冲程火花点燃式发动机，自然吸气和增加中冷的发动机， 但不适用航空和船用发动机。 4422mining & processing equipment铲 装运标准号d in70020iso1585 iso 3046iso9 249iso2288 saej1349saej1995 ecer 24/038 0/1269 ewg 备注定义汽车 发动机发动机功率试验规范发动机功率 与烟度发动机功率 试验规范应用领域公路车辆公路车辆铲土运输机械农业拖拉机公路车辆公路车辆功率类型净功率净功率净功率净功率净功率净功率总功率净功率净功率环境大气压(pa)101.3湿度60%99 99 99 99 99 99 99 99 干空气环境大气温度()202525252525252525喷油系统+润滑油泵+散热器风扇+ + + + -+ + 水冷发动机水泵+-+水冷发动机冷却风扇+ + + + -+ + 风冷发动机空滤器进气管路+-+进气消声器+-+排气消声器+-+排气管路+-+发电机(无负荷)+-+空压机-+-液压油泵-+-液压油冷却-地下装载机发动机功率的标定的选择第 35卷 2007年第3期机功率不超过最大功率，其它工况便不会超过此最大功率之间。从这一点反映出地下装载机使用功率的间由于地下装载机的作业条件，作业对象远比露天功率。表3列出了地下装载机用的最广的deutz 公表3deutz 公司 fl413fw 系列柴油机部分参数类功率(kw )正常间隙作业油量，使功率不会再增大。况与柴油机作业环境是否一致。如果一致，就不需要飞轮马力即发动机的标定功率减去液压油泵的功率损43mining & processing equipment铲 装 运率损失)。表1中未列出的发动机附件损失的功率及对地下装载机来说，一般用变矩器来获得最大牵 实际作业环境，与试验时标准基准状况不符(海拔高引力和平滑加速。当铲斗正在铲装，驱动轮慢慢移 度、环境温度、湿度)引起的功率减少。动，变矩器靠近失速时，发动机承受最大负荷。另 外，装载机的液压系统在进行铲装和提升时也消耗最2 iso 发动机功率类别 大功率，其它作业方式功率下降。因此只要限定柴油根据iso3046(g b/t6072- 2000)标准，常用功功率。故地下装载机常采用ifn 功率。 率名称列于表2。 我国地下装载机使用最广的是德国deutz表 2的柴油机。该公司又把ifn 功率分为两类： (1)类功率大间隙功率(轻负荷)； (2)类功率正常间隙功率(重负荷)。 由于地下装载机在铲装时负载最大，在铲斗装满之后，当机器开往卸料场时，发动机负荷下降。从这 一点开始，一直到下一个装载循环开始发动时处于相 当轻负荷，也就是说，发动机的使用功率处于这两种隙性。 装载机恶劣，负荷也大得多，属于重负荷。因此无论国内还是国外的地下装载机常用正常间隙功率即类司fl413fw 系列柴油机部分性能参数。hmin发 机 类注：i iso 标准功率 c 持续功率 n 仅带基本从属辅助 设备的有效功率 f 油量限定功率 o 超负荷功率(1)iso 标准功率 按发动机制造厂标定，在制造 厂规定的正常维修周期内和下列条件下，只使用基本从属辅助设备下，发动机所发生的持续有效功率。 注：一般最多采用额定转速为 2 300 r/ m in 时的发动机功率。在发动机制造厂试验台的运转工况下按规定转速运 水冷涡轮增压中冷发动机与空冷低污染柴油机一 转；按制造厂规定将标定功率调整或修正到标定基 样也是选iso3046/1ifn 类功率正常间隙，但水 准状况(总气压100kpa，空气温度25，相对湿度 冷柴油机又增加了两个功率即s功率和g 功率：30% ，增压中冷介质温度为25)；按制造厂规定(1)s功率 与iso标准有关的功率，减去了冷 进行维护保养。 却风扇消耗功率；(2)持续功率 在制造厂规定的正常维修周期内， (2)g 功率 与iso标准有关的功率，没有减去按照制造厂规定进行维修保养，在规定转速和规定环 冷却风扇消耗功率。境下发动机能够持续发出的功率。 至于其它公司制造的地下装载机用柴油机采用的(3)有效功率 在发动机单根或多根输出轴上测得saej1349 和saej199 5 标准的功率，可按上述原则的功率或功率总合。 咨询有关公司确定。(4)油量限定功率 在对应于发动机用途的规定周期内，在规定转速和规定环境状况下，限定发动机的 4 结束语(5)超负荷功率 在规定的环境下，在按持续功率 从上述分析可知，由于柴油机的功率种类十分 运转后，立即根据使用情况以一定持续时间和频次使 多，也很复杂，为了正确选择合适的地下装载机用柴 用时，可允许发动机发出的功率。 油机，首先，要正确选择功率标准，其次要了解发动 机是否经过m sh a批准。如果是上述地下装载机所3 地下装载机发动机功率类型和选 选用的功率标准，那就得分析柴油机功率标准基准状择 对发动机的标定功率进行修正，而直接计算发动机的从表2可以看出，功率种类繁多。由于所采用功 失，冷却风扇功率损失(如果采用功率的话)。未 率种类的不同，同一台发动机功率的大小也不相同， 列入标准中的发动机附件损失的功率如果不一致，就 其中ifn 功率最大，icn功率最小，其它种类功率处必须对发动机的功率进行修正后，再计算发动机的飞 在两者之间。发动机的性能与使用寿命也有很大区 轮马力。 别。因此，必须了解各类功率含义，正确选择功率标若不是我们采用的发动机功率标准，就必须按上 准和大小。 述原则，咨询该发动机制造厂。只有 (下转第 44 页)功率 动型号iso 3046/1 ifn应用范围型转速(r/m in)2 5002 3002 1502 000f6l413fw10810296 91 3 m 3f8 l413fw1441361291213m 3 或4m 3 地下装载机f10l413fw180 1701611524 m 3f12l413fw216204193 182 6 m 3 地下装载机iso3046-7 功率代码iso3046-7 标准的含义iso3046-1 标准的含义icn标准功率持续有效功率icfn标准油量限定功率持续油量限定有效功率icxn标准功率，可超负荷10%适用于ch 内xmin持续可超负荷10% 的有 效功率适用于12 h 内1 h 功率 (持续或间隙功率)ion超负荷有效功率，超负荷功率适用于随相关相应时间的有限周期而定。适用xh 内xm in 功率或适用于12 h 内1 h 功率(持续 或间隙功率)iofn超负荷油量限定有效功率，超负荷油量限定功率， 适用于随相关应用时间的有限周期而定。适用x 内 x适用于12 h 内1 h 功率(持续或间隙功率)ifn油量限定有效功率，适用于应用时间的有限周期公司地下装载机 地下装载机第 35卷 2007年第 3期电力载波在井下架线电机车防追尾报警中的应用动力设备，但由于井下巷道窄、照度低、工量判断车辆间的距离。图1 防追尾报警系统原理框图电力载波技术的电机车防追尾报警系统利用电机车架方向和距离，及1工作原理及组成n s公司的lm189 3；发送和接收通道分别将载波信仪器。项稳压恒压措施才能使用车内电源(24v供电，需要主要从事测控技术和机电技术的科研和教学工作。 2g b/t 6072.7- 2000. 往复式内燃机性能第七部分：发动机功率d iesel.3iso 3046.1 ；1995 reciprocating internal combustioneng ines-performace- part1:standard referencecond itions,d eclarationsof(收稿日期：2006- 08-04)199 5.444mining & processing equipment铲 装 运论文编号：1001- 3954(2007)03- 0044- 045电力载波在井下架线电机车防追尾报警中的应用郭之明 徐克宝山东科技大学机电学院 山东青岛 266510摘要：介绍了一种新型井下架线式电机车防追尾报警系统的原理与应用，采用lm18 9 3 在架空线 上构建电力载波通信，利用趋肤效应对载波信号的衰减，实现对电机车安全距离的监测及报警， 弥补了现有的机车监控系统中存在监控盲点、成本高等缺点。叙词：架线式电机车 电力载波 趋肤效应 防追尾直流架线式电机车是矿山井下运输系统中的主要 度与其传输距离成正比，检测接收信号的强度即可定况恶劣，易发生行车事故，数据显示，我国矿井运输 系统组成如伤亡事故占事故总量的26% 30% ，排在各类人身伤 图1 所示，cpu亡事故的第二位。现有的矿井机车监控系统多采用点 负责载波信号的 式传感器，监测机车的运行区域，但存在传感点不连 发送接收及载波 续的问题。井下电力载波曾用于电机车的电话调度， 通信状态控制， 但自动程度很低，不能有效解决追尾事故的发生，并 并根据接收信号 且传输距离、通话质量及抗干扰能力都不理想。基于 判断两车的行驶空线与钢轨形成的回路，直接传输载波信号，利用高 时驱动声光报警工作。考虑到井下工矿恶劣，有强干 频电流的趋肤效应监测两车间的距离，实现全轨道连 扰源，cpu选用有超强抗干扰能力的stc 系列单片 续监测，可有效弥补上述缺点，且成本低，易操作。 机stc12c2052；载波通信控制电路是系统的主要功能单元，完成载波数据的调制解调，芯片选用美国防追尾报警系统是利用趋肤效应对高频信号的衰 号调理到适合耦合输出和输入的功率和电平，还可通 减特性来监测同轨道上前后电机车间的安全距离。趋 过调节各通道的增益进行安全距离的设置；耦合电路 肤效应是指当导线中流过高频交流信号时，导线横截 利用耦合变压器、耦合电容，通过电机车的受电器直 面上的电流分布不均匀，中间部分电流密度小，边缘 接把载波信号耦合到550v直流架空线上；方向选择 部分电流密度大，使导线的有效导电面积减小，交流 用于设置机车的行进方向(上行/下行)，cpu根据当 电阻增加，而且信号频率越高影响越明显，对信号的 前的设置发送不同的载波信号；声光报警电路包括电 衰减越大。一定频率的载波信号在架空线上的衰减程 源指示、行驶方向指示、led 和语音报警，一旦与 同向的其他机车的距离小于安全距离，可直观地提醒作者简介 ：郭之明， 男，1982 年生，汉族，山东滕州人，测 操作人员及时调整车速；由于井下充电更换不便，不试计量技术及仪器专业硕士研究生，主要研究方向为测控技术及 宜采用蓄电池供电，而车内电源电压不稳，需采取多徐克宝，男，1 9 53 年生，山东科技大学教授，博士生导师， 18 v、9 v、5v三种电压)。?(上接第43 页) 有这样才能正确选择地下装载机用柴 perform ace- part7:standard referen ceconditions,d eclarations of油机，以保证地下装载机的性能和使用寿命。 pow er,fueland lubricating oilconsump tionsand testmethod s，199 5.参 考 文 献 5 sae j1995 .jun95 eng ine pow er test code- sp arkign ition and1 g b/t 6072.1- 2000. 往复式内燃机性能第一部分：标准基准状 compression ign ition- g rosspower rating ，199 5.况、功率、燃料消耗和机油消耗的标定与试验方法，2000. 6 sae j1349 .jun83 eng ine pow er test code- sp arkign ition and代号，2000.7 d eutz fl413fw bf12l413fw outputs and speeds，1985. 8 d eutz g eneraltech nicaldata issue 30.04.00 pag e，2000.pow er, fueland lubricating oilconsump tionsand testmethod s， 9 d eutz n ationaland international standard issue，2000.4 iso 3046.7- 199 5. reciprocating internal com bustion eng ines- (修改稿日期：2006- 10- 15).wang chang(22-24) the paper emphatically discusses the structure and working principle of the high pressure abrasive jet-flow slotting device. by the analysis to the excellent outstanding gas prevention effect in the practical application, offers a kind of new type outstanding gas prevention scheme in the coal tunnel with outstanding gas, which processes the guida nce s ens e for safe and effic ient pro duc tio n in mine.【descriptors】high pressure abrasive jet-flow slotting device coaltunnel with outstanding gas outstanding gas preventions t u d y t o t h e s y s t e m f o r t r a c i n g a n d l o c a t i n g t h e s t a f f i n m i n e b a se d o n r f i d te c h n i qu e .liu yuanfa et al.(24-25) the paper introduces the radio frequency identification ( rfid ) technique about its characteristic, systematic structure and its applica- tion in the system for tracing and managing the staff and equipment in mine. the system for tracing and locating the staff in mine with rfid technique could identify the staff in mine, collect and transfer the data by computer intranet. it also could realize the function of check onwork attendance and succor after disaster etc.【descriptors】mineradio frequency identification rfid technique staff trace and loca- tionc a lc u l a t io n t o t h e e qu i v a l en t d ia m e t e r i n m in e v e nt i l a t io n .wang jingbo(34-35) the paper narrates the difference to the friction on unit length of rectangular wind duct based on the flow velocity equivalent diameter and flow capacity equivalent diameter while designing ventilating device, makes theoretical analysis and illustration to the friction on unit length of rectangular wind duct under the two definitions, and puts forward the improved suggestion.【descriptors】ventilation in mine flow capacity equivalent diameter flow velocity equivalent diameterl o ade r s & ha ule r sequipped with accumulator, the system needs accumulator with rela- tive small capacity, requires relative low energy consumption, andworks smoothly and reliably with simple structure.【descriptors】elevating table hydraulic system energy saving accumulatord y na m i c w e ig h t i ng t ec h n iq u e at c oa l m i ne p it b as e d on v ib r a ti n g w i re s e n so r .jiang haiyan et al.(46-47) the paper introduces a kind of automatic weighting system applied at the coalmine pit, which is stimulated by the high-vain and weak- excitation circuit with single-chip processor serving as the core, and collect data by vibrating wire sensor. passing the system in coalmine pit, the trolley need not stop, the data such as the number and weight of the trolley are collected by the data collecting unit of the system, then transmitted to computer, finally, the total coal amount is con-cluded and printed.【descriptors】vibrating wire sensor dynamicweighting mathematical moded i s c u s s i o n t o d i a g n o s i s t o t h e m a l f u n c t i o n o f c u m m i n s d i e s e l e l e c t r o- c o n t r o l l e d e n g i n e .wang jian(56-58) the paper introduces the electric control system of cummins diesel electro-controlled engine about its structure, working principle, mat- ter need to pay attention, malfunction diagnosis principle and the corr ect thinking and ap proach for tr eating the ma lfunct ion.【descriptors】diesel electro-controlled engine working principlediagnosis principleho is ts & win c h e ss a fe t y t e c hn i c al i nn o v at i o n t o r u s si a n m i n e h o is t .li minzhong et al.(65-66) introducing the case about the safety technical innovation to russian mine hoist, the paper concludes the principle that should be follow and matters need to pay attention in the course of safety technical innovation to old russian mine hoist.【descriptors】russian hoist safety technical innovationg e n e r al d i s c u s s io n t o q u a nt i t a t i v e lo a d i n g m e th o d f o r t he s k i p h o i st i n g i n t h e sh a f t o f c o a l mi n e .nie jianhua et al.(66-67) the paper introduces the development course of the hoist loading equipment in the shaft of coal mine, and domestic current quantitative loading method for the skip hoisting in the shaft of coal mine, puts forward the dynamic measurement and quantitative loading method,and discusses its feasibility.【descriptors】quantitative loading mea-suring skip measuring conveyor measuring nucleon scaled e ve l o pm e n t o f t e s t- b e d f o r h i gh - v e lo c i ty f ri c t io n be t w ee n wi r e r o pe a nd l i ne r .xu lei et al.(67-69) according to the problem that the velocity of current test-bed for friction between wire rope and liner is too low to simulate the high- velocity sliding state between wire rope and liner, the paper indepen- dently develops test- bed for high-velocity friction between wire rope and liner, detailedly introduces the test principle of the friction coef- ficient between wire rope and liner, the testing condition and the structure and function of the test-bed. the velocity of the test-bed can be regulated between 0.5mm/s and 6m/s steplessly, friction distance in one direction between wire rope and liner could reach 40m.【descriptors】wire rope liner friction test-bed high velocityc o m p u t e r c o n t r o l t o t h e h o i s t i n g v e l o c i t y o f h y d r a u l i c h o i s tb a s e d o n e l e c t r o - hy d r a u l i c p r op o r t i o n a l t ec h n i q e .mao zhengyu et al.(69-72) the paper introduces a kind of system for controlling the hoisting velocity of anti- explosion hydraulic hoist with computer based on electro-hydraulic proportional technique, which is added the electro-s e l e c t i o n t o p o w e r s t a n d a r d i z a t i o n o f u n d e r g r o u n d l o a d e r e n gi n e .gao mengxiong(42-44) the paper briefly narrates the power of underground loader engine about its classification, application range and selection approach, emphatically introduces iso 3046/ 1 (din 6271) standard commonly used at