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令人脑洞大开的未来矿用概念自卸车(下)
ETF的独特行驶系统带来的另外一个好处就是,大量节省了轮胎的消耗。由于ETF的油气悬架比普通的钢板弹簧悬架更软,可以最大限度地减少轮胎的负荷,避免轮胎内空气因为压缩而过热,推迟轮胎老化的时间。在空载行驶时,ETF可以抬起40%的车轮,降低轮胎不必要的磨损。由于采用全轮转向结构,ETF的转向更为顺畅,与传统的矿用自卸车相比,可以在转弯时大大降低轮胎与地面的摩擦,从而延长轮胎的寿命。并且,全轮转向结构避免了传统卡车因四轮定位不准而增加额外的阻力的问题,减少了轮胎的磨损。而且,ETF的车轮间距足够大,通常不会有石块卡在2个轮胎中间,避免了因为轮胎间卡有异物而意外损坏轮胎的风险。
ETF动画模拟演示
而传统的大型矿用自卸车都会装配40.00R57以上的巨型轮胎,不但需要单独定制,而且运输、储存很不方便。ETF采用24.00R35的轮胎,这是工程机械常用的型号,很容易获得,成本也相对较低。除此以外,ETF还配备了中央轮胎充气系统,根据路面情况对轮胎的气压进行调整,让所有的轮胎都处于所需的最低气压,延长轮胎的使用寿命。当路况发生变化时,也可以迅速对胎压进行调整。如果轮胎出现漏气的现象,轮胎所在的车桥会自动抬起,避免轮胎损坏或丢失。在这种情况下,传统的2桥6轮矿用自卸车将不得不停止工作,由其他运输车辆将其运输到车间维修。ETF可以抬升受损车轮,而并不影响其他车轮行驶,可以自己行驶到指定地点进行及时维修;因此,在轮胎消耗方面,ETF占有绝对的优势。据ETF公司测算,与同样工作量的传统矿用自卸车相比,每年每辆ETF可节省轮胎23 t(由于轮胎型号不同,因此ETF公司用质量大小来作比较),降幅达45%(图16)。
ETF的维修保养同样非常方便,可以实现零部件总成的快速拆卸。轮胎等大部分总成都能在15 min内完成更换,而发动机、车桥等需要45 min(图17)。而且ETF在出现故障时,通常并不需要回到车间进行休息,通过用一些辅助设备,在户外就可以马上将损坏的总成拆下来,换上新的,立刻投入到繁忙的作业当中。这大大提高了工作效率,降低了维修保养成本。
除了具有功能强大的行驶系统外,ETF还实现了高度的模块化。传统的矿用自卸车为了提高运载量,体积越造越大,而对于不同的作业环境,又需要不同载质量的自卸车,每辆车都有自己专用的维修设备、配件等。对于企业而言,购买和维护保养这些巨无霸都需要耗费巨大的精力和财力,而ETF的模块化结构则很好地解决了这一问题。从8×8到20×20,ETF可以变化出多种结构形式,有效载荷覆盖80~218 t,当需要根据工况来调整车辆配置时,只需要增加和减少模块就可以轻易实现。
ETF的模块化还体现在动力系统方面。矿山作业的矿用自卸车,通常有一半的行程都是空载行驶,匹配一台大型发动机在空载时无疑是巨大的浪费。ETF另辟蹊径,搭载4台较小的奔驰OM502发动机(诚然,480 kW的OM502对于公路用车而言是大功率发动机,但是与工程机械领域动辄几十升排量的大型发动机相比,只能是小巫见大巫了),由电子控制系统协调管理,根据不同的工况来决定它们的输出功率,甚至部分关闭。另外,ETF还拥有一个动力备份系统,当其中某个发动机出现故障时,系统将自动将其关闭,利用其他发动机来继续工作,直到在合适的时候将其更换下来。
ETF的另外一个绝妙主意就是开发了单纵梁车架。由于ETF行驶系统的特殊结构,整车的负载都通过横梁转移到车轴上,从而降低了车架纵梁的载荷,因此才得以应用单纵梁结构。同时,单纵梁结构的车架使得ETF重心比传统矿用自卸车低0.6 m,行驶更加稳定。
为了降低运输成本,ETF的所有组件都可以拆分、装入标准的集装箱里,这样可以避免整车运输时造成的麻烦。当所有组件运抵施工地点之后,只需要1周半的时间就可以组装成一辆完整的ETF。
ETF的另外一种工作模式就是多辆卡车通过连接臂首尾相连,组成重载列车(Haul Train)。
这种工作模式的设想来源于铰接式自卸车,虽然车身加长、载质量增大,但由于采用铰接结构,仍然具有较小的转弯半径,具有较强的机动性。
得益于自身结构的优势,ETF将列车连接得更长,可以是2辆、3辆、4辆,甚至更多。车辆通过密封在连接臂里的数据线缆交换数据,通过第1辆卡车对列车中的所有车辆进行统一控制,比如发动机的输出功率、转向、制动等。这样的好处不言而喻,每列车只需要一个驾驶员,大大降低了运营商的人力成本。虽然多辆ETF首尾相连,但这并不影响其卸载。ETF可以从左侧或者右侧来倾倒货物。如果需要改变工作计划,可以根据需要将任何一辆ETF脱离列车单独作业。这种独特的配置使得随时调整运输能力变得简单。
ETF的第3种工作模式是自装载矿用卡车(Self-Loading Mining Truck)。
就是在ETF的一二轴之间、货厢的前下方增加铲子,在行驶过程中进行剥土作业,将地面上的物料铲到货厢中。由于ETF的独特行驶系统,即使剥离地面表层前后的地面高度不同,ETF也能应对自如,保持行驶的稳定性。
这样,就省去了专门的剥土机械,装载、运输、卸载,由ETF一气呵成,尤其适合露天煤矿的开采和运输。当然,也可以将多辆自装载矿用卡车连接起来,就变成了自装载重载列车(Self-Loading Haul Train),工作效率更高。
无论是Super Tipper Truck,还是ETF Mining Truck,这2个设计方案都是将“效益”作为核心诉求,然而二者又有所不同。Super Tipper Truck主要适用于那些需要经常更换工作环境的中小用户,他们需要车辆尽可能多的功能,以便于他们足以应付各种情况而不至于增添车辆;而ETF Mining Truck显然更适合大规模的企业,他们更强调车辆的标准化、通用化,以便于能够在工程项目中合理配置所掌握的资源,并且尽可能通过各种直接或间接的手段降低运营成本。Super Tipper Truck与ETF Mining Truck,2个作品虽然不同,却都体现了设计师的智慧。
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