煤矿液力传动车辆动力性和燃油经济性的研究

代立明

（山西天地煤机装备有限公司，山西 太原030006）

0 引言

车辆的动力性主要由以下三方面的指标来评价[2]：

（1）最高车速:指在良好的水平路面上车辆所能达到的最高行驶速度。

（2）最大坡度：指满载时在良好路面上，车辆能爬上去的最大坡度。

（3）加速时间:指车辆的加速能力，它对平均车速有很大的影响。

煤矿液力传动车辆行驶的最高速度低于40 km/h，且行驶路面基本为坡道路面，其动力性对最高车速、最大爬坡度和加速时间的影响是不同的。本文着重研究最高车速和最大爬坡度两个参数。

1 动力性模拟计算

在驱动力-行驶阻力平衡图上， 最高档驱动力曲线和行驶阻力曲线的交点所对应的车速即是最高车速。 对液力变矩器而言，最高车速即为涡轮输出功率曲线与阻力功率曲线的交点[3]。

式中 Ft——驱动力

Ff——滚动阻力

Fw——空气阻力

车辆后轮驱动匀速上坡时，受力简图如图1所示， 假设a，b 为车辆质心至前后轴的距离，L为车辆轴矩，h 为车辆质心高度。

图1 车辆行驶受力分析图

α 为坡度角，αlim1为车辆爬坡时的极限倾翻角，可用下式计算

αlim1=tan-1（b/h）

车辆爬坡时后轮所承受的径向反力FZ2和车辆所受的滚动阻力Ff为

FZ2=G（h sin α+a cos α）/L

ilim1=tan（αlim1）

Ff=fGcos α

当驱动力足够大， 路面附着系数为φ 时，由于沿斜坡上的力平衡，得

φFZ2=Gsinα+Ff

则此时车辆能爬上的坡度ilim2为

如果地面附着力足够大，当驱动力小于附着力极限时，由第一档最大动力因数Dtmax可得坡度角α 为

第一档最大动力因数为

式中 TTmax——液力变矩器最大输出转矩

ig1——变速器一档传动比

nT——液力变矩……