汽车界的“巨无霸”,千万别在公路上开,否则……

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  出品| 网易新闻

  作者| 汪泽,清华大学机械工程系博士研究生

  每到国庆等假期,高速拥堵的新闻早已不是什么新鲜事,今天我们给大家介绍一种汽车,它特别就特别在无法在公路上行驶,因为实在是太大了,这就是矿用自卸车。

  中国自主研制生产的矿用自卸车DE400载重量达到惊人的400吨,成功创新了当时矿山自卸车领域的载重记录,成为巨无霸中的巨无霸,是真正的大国重器。

  巨型矿用自卸车:车中霸主,工程神器

  矿用自卸车是露天矿山开采中用于矿石或土方运输的专业设备,具有载重大、工作效率高等特点。全世界范围内的采矿工作以及大型工程的施工作业,比如三峡水利枢纽设施的建设工作,都离不开这种超级卡车。

  

  “雷锋传人”郭明义与矿用自卸车的合影

  在2010年感动中国人物郭明义工作所在地——鞍钢矿业公司齐大山铁矿中,就广泛地使用着矿用自卸车,你看,我们还能找到它和“雷锋传人”的合影(上图左面那个大卡车就是啦)!

  据不完全统计,2011年,中国国产矿用自卸车销量达到7567量,与2010年近5000的销量相比,增长51.34%,其中国内市场销量5646量,海外市场销量1921量。随着大型矿山的发展和开采运输量的增大,为了提高运输效率、降低成本,矿用自卸车朝着巨型化趋势发展。面对矿用自卸车广阔的海内外市场以及巨型化的发展需求,研发制造中国自己的巨型矿用自卸车势在必行!

  

  2012年11月5日徐工铁装公司与徐工研究院共同设计研发的DE400矿用自卸车成功下线。标志着当时世界上吨位最大的矿用自卸车诞生!在此之前,世界第一的桂冠则一直属于德国利勃海尔公司T282B型自卸车,其载重量为363吨。

  

  看一下中国制造的DE400型矿用自卸车的各项数据,保证你会被它惊艳到:

  1. 载重400吨,为当时世界第一载重量,相当于6节火车皮,这也是DE400命名的原因。

  2. 每个轮胎直径4.03米,超过一层楼的高度,成年人站在车下,还不及车轮的一半高度,每个轮胎重量就达到5.3吨。

  3. 燃油箱容量4600升,约为普通轿车的100倍。

  4. 额定功率为2720千瓦,最大可达3750马力,它在全状态工作的条件下,柴油发动机一分钟消耗的空气可供一个人呼吸12天。而3750马力是个什么概念——20辆普通小汽车,最大速度50千米/小时的时候,功率总和也不过如此。

  5. 举升时间24s,不到半分钟就能够将满车400吨的货物举起来。

  6. 全车长15.92米,宽10米,高7.63米,最小转弯半径16.3米,就这幅身板,不考虑恐怖重量的情况下也是万万不能上路的(非公路车,只能用于工程环境下),真是太大了!

  7. 自重260吨,相比于其400吨的载重量,这自重已经很轻了。美国工程机械巨头卡特彼勒公司生产的797F型自卸车,自重也达到了260吨,但其载重量仅为360吨,离我们的DE400还有10%的差距。2013年由白俄罗斯著名的矿山卡车制造商别拉斯推出的75710自卸车虽然载重量达到450吨,超越了DE400,但其自重为360吨,载重增加50吨,自重增加100吨,看起来还是国产车更划算些(偷笑脸)。容积大、负荷重、自重轻成为DE400在国际与其他同类产品进行竞争的一项重要优势。

  

  为了完成DE400这样一个“钢铁猛兽”的制造,中国进行了大量的技术创新,下面我们就来介绍一些有趣的技术点:

  神奇的电传动

  国际上多数的大型矿用自卸车均采用电传动的方式,DE400也不例外。

  是电传动不是纯电动呦!(敲黑板)

  那电传动和纯电动之间又有什么区别呢?

  纯电动大家比较熟悉,电动自行车、电动汽车、甚至高铁都是电动的,通俗地讲,电动车直接将电能(或者电池中的化学能)转换为车辆动能。

  那么电传动又是什么呢?

  大名鼎鼎的费迪南·保时捷(没错就是保时捷汽车公司的创始人)最先提出电传动的概念,并为二战中的德国制造了电传动原型重装坦克车,虽然最终未能量产,但电传动的理念却一直流传下来。简单地讲,所谓电传动就是由柴油机带动发电机发电,电力再传输给车轮处的电动机,由电动机带动车轮转动,是一个先发电再用电的过程。

  这样做相比于传统的机械传动方式来说,虽然存在着能量二次转换所带来的损耗,但对于矿用自卸车这样的大型设备来讲却是有着十分重要的优势:

  1. 电传动系统复杂程度低,降低在矿山等恶劣的使用环境下的故障率和维护成本;

  2. 牵引能力强,制动效果好;

  3. 节省车内空间,降低车身自重,提高发动机利用率。

  

  机械传动结构示意图

  

  电传动结构示意图

  虽然具有诸多优势,但相比于传统的机械传动方式,电传动的技术难度相对较大。中国实现了电传动系统的自主研发,就连为传动系统最末端的轮边减速器加润滑油的装置都有专利保护呢!而且DE400采用中国自主研制的交流电传动系统,安全可靠、故障率低、维护成本低;可实现恒功率控制、无极调速;牵引能力强,保证最大的生产效率。

  大轮胎的小气门

  DE400满载情况下全车重量超过600吨,而这些重量全部集中于在为数不多的几个轮胎之上,对于轮胎来说无疑是一个巨大的考验。同时,大型采矿场的路面崎岖不平,车辆运行时震动较大,轮胎上用于打气的气门难免会出现摇晃、松动、偏斜等问题,容易造成汽车轮胎的突然跑气和漏气现象,甚至可能有车辆突然跑偏的危险,这将会严重危害车辆的安全行驶和工作人员的人身安全。

  针对上述问题,DE400采用了轮胎气门的固定装置,通过在汽车轮毅(车轮中心安装车轴的重要零件,主要用来连接制动鼓、轮盘 和半轴)上安装夹板和固定板的方式,将气门嘴稳固定在汽车轮毅上,起到保护气门嘴的效果,确保轮胎气门不会发生跑动和错位,有效防止了爆胎问题的出现,提高了轮胎及车辆的使用寿命。

  安全、人性化的驾驶室

  由于矿用自卸车属于非公路用车,其使用环境复杂恶劣,所以不确定危险因素也较多,因此相比于霸气威猛的外观,DE400的驾驶室中除了考虑功能稳定、造型美观之外,更多考虑人性化的需求及对驾乘员人身安全保障。通过采用合理的驾驶室设计、布局以及高强度的骨架结构,使得DE400在矿用工况条件下,即使发生落物重砸、车辆翻滚等意外情况,也依然能够有效保障驾乘人员的生命安全。

  大尺寸后视镜、无A柱设计的前挡风玻璃和倒车影像系统保证了DE400具备良好的全周视野,保障行车安全。

  同时DE400中的新型司乘系统应用人机工程学设计,采用先进的隔音降噪技术,将驾驶室内噪音控制在75分贝以下。配备空气悬浮座椅、大功率冷暖空调、增压器、电动升降车窗、电除霜后视镜等部件,大幅提升了驾乘舒适性,有效降低驾驶员作业疲劳。

  除此之外,DE400还配备自动称重系统、集中灭火系统、快速注油系统、自动润滑系统及各种安全设备,保障整车运行安全高效。

  DE400矿用自卸车的成功研制及上市标志着中国在世界矿山机械行业成功占据一席之地,这一当时世界上载重量最大的矿用自卸车无疑是中国制造的骄傲。

  文章的最后,与大家分享一张老照片:

  

  从1971年第一台载重60吨的矿用自卸车到现如今400吨的大国重器,中国制造用40年时间完成了从学习、追赶到最终超越的巨大转变!

  作为世界上认知度最高的标签,中国制造(Made in China)正寻求战略升级。「了不起的中国制造」专栏,力邀行业权威、资深玩家,呈现他们眼中的中国创新之路。

  投稿请联系newsresearch_ntes@163.com,稿件一经刊用,将提供千字800元的稿酬。

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  编辑| 于冉帝

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