柴油機單軌吊液壓傳動系統研究

張峻琿

摘 要：由于國內柴油機單軌吊車系統還存在一定的局限性，不能很好地滿足大型采礦設備的作業需求，也不能很好地實現現代化礦井高產、高效、安全的建設要求。因此，將基于液壓傳動系統原理，對柴油機單軌吊液壓傳動系統進行原理分析和設計。仿真實驗表明，該系統的設計方案具有可行性和實效性。

關鍵詞：柴油機；液壓傳動系統；液壓主回路；發動機

中圖分類號：TD562 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.099

現如今，在我國的能源行業中，煤炭行業仍是中流砥柱。隨著煤炭企業運輸作業量的不斷增大，目前主要使用的單軌吊井下輔助運輸系統在實際應用中取得了一定的成效。不過，為了進一步提高單軌吊輔助運輸的作業效率，降低煤炭企業的運營成本，還需要對單軌吊輔助運輸系統進行完善和優化。本文將基于液壓傳動系統原理，提出一種柴油機單軌吊液壓傳動系統的設計方案，為煤炭企業高產、高效提供有利發展條件。

1 柴油機單軌吊車系統改進的必要性

柴油機單軌吊車是目前國內煤礦輔助運輸中的一種主要設備。該設備主要用于行駛懸吊單軌系統的運輸作業，具有機動性強、運行速度快、載重量大、安全可靠性高的特點，在現代煤礦企業生產過程中發揮著重要的作用。但是，由于國內柴油機單軌吊車系統還存在一定的局限性，例如牽引力小、爬坡能力差、運輸能力不足等，不能很好地滿足大型化采礦設備的作業需求，更不能很好地實現現代化礦井高產、高效、安全的建設要求，因此，柴油機單軌吊車系統面臨著亟待改進的發展重任。為提高現代煤礦企業單軌吊的作業水平，本文對柴油機單軌吊液壓傳動系統的原理進行了分析和設計。

2 原理分析和設計

2.1 原理分析

傳動平穩、發熱少、無節流與溢流損失、能量利用率高，這些是對柴油機單軌吊液壓傳動系統提出的總目標。因而，液壓傳動系統的設計原理和方案應盡量實現這些目標，其中，系統主要由3大部分構成：①主系統。包括6個液壓馬達的牽引裝置、軸向柱塞變量泵。②控制系統。包括液壓閥、補油泵，主要功能是給主系統供油，并控制機車的運行速度。③輔助系統。包括制動泵、液壓閥，主要功能是實現對柴油機的啟動和控制。

2.2 設計

2.2.1 液壓主回路

本文將采用閉式系統來設計液壓主回路，如圖1所示。具體設計主要包括4個方面：①設計H3（補油閥），使補油泵中清洗冷卻油經過H3統一進入環路。②設計H36（速度控制閥），實現對整個操作速度的控制，同時實現H1（主泵）給主環路一側供油，使H9（驅動馬達）在油進入后轉動馬達，進而帶動機車的運轉。設計師需確保H1在完成送油操作后回歸主環路的另一側，以實現H9對油的持續需求。③增設H5（清洗冷卻閥），以及時清洗和冷卻H1、H9環路中循環使用的油。④設計H63（超壓閥），以調節液壓主回路系統中的壓力，一方面通過H63斜盤主泵來降低系統的過高壓力，另一方面利用H63自動切斷環路來處理系統壓力不正常情況，以保護主泵和避免油的外泄。

2.2.2 輔助回路

在特殊情況下，柴油機單軌吊車在起動發動機后會遇到主泵轉動遲緩的狀況，進而影響發動機的正常運行。為解決該問題，可在輔助回路中安裝輔助泵，利用超動蓄能器來實現起運，進而確保H23（關閉閥）的帶動和供油，以維持H22（斷油閥）、H24（排泄閥）、H72（空氣關閉柱塞）的運轉。

輔助回路的設計思路是利用H8（安全踏板閥）來劃分和控制輔助泵中油的運行方向和速度，利用H37（傳動隔離閥）讓油進入操作機車并控制機車的運行方向和速度，使得H36滿足主泵起動的速度要求。同時，利用H40（梭閥）來實現對H62（制動隔離閥）的控制，使其回歸正常工作位置，并通過H62對液壓進行操作，使其進入H51（梭閥）。借助柴油機調速閥的一級柱塞，為發動機的正常工作作好準備，通過H52（換向閥）實現H62對H43（超載閥）的制動，從而進一步制動缸來增強機車的移動動力，使發動機的轉速提高到1 500 r/min。此外，還可利用H62來制動H36，以開動機車，并利用H39（反向閥）促進發動機的提速，使得轉速增至2 300 r/min。

2.2.3 增壓回路

系統環路中的油在循環使用之后容易加熱和產生雜質，因而需要設計增壓回路，對油進行必要的清洗和冷卻。

液壓傳動系統中的柴油都是循環在系統里經過和使用，因而容易產生雜質，溫度容易過高。為此，可在增壓回路系統中裝置6 μm濾芯的中壓過濾器對循環油進行清潔過濾，主要包括對H7、H37、H36部件中循環油的清潔和過濾，然后通過H3（補油閥，壓力一般在25 bar左右）向主驅動環路送入清洗過濾后的油。同時，為控制供油速度，達到節能的效果，本系統還增設了H7（節流閥）來控制系統中的流量。

3 結束語

通過仿真實驗驗證了基于液壓傳動系統原理所設計的單軌吊液壓傳動系統的可行性，有效實現了系統傳動平穩、發熱少、無節流與溢流損失的運輸總目標。柴油機單軌吊液壓傳動系統的設計和實現大大提高了煤礦企業輔助運輸的工作效率，從而進一步促進了煤礦企業的盈利和發展。

參考文獻

[1]周俊華.液壓傳動系統的故障診斷方法的研究[J].科技創業月刊，2011（05）.

〔編輯：王霞〕