薛錦龍

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)燕子山礦，山西 大同 037000）

無軌膠輪人車主要擔(dān)負(fù)著礦井生產(chǎn)人員的運(yùn)送工作，與傳統(tǒng)軌道運(yùn)人以及架空人車運(yùn)人相比，可大大縮短生產(chǎn)人員到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)的時(shí)間。但部分車型驅(qū)動(dòng)方式為兩驅(qū)，在泥濘的巷道中往往存在打滑和拋錨現(xiàn)象；缺少輔助制動(dòng)裝置，發(fā)生剎車失靈事故后無法制動(dòng)；部分車型為單駕駛室，應(yīng)急處置安全系數(shù)低；車廂高度偏低，乘坐人員的舒適感較差，車輛顛簸時(shí)乘坐人員易與車廂頂碰頭等等。以上問題都會(huì)造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1 方案優(yōu)化目標(biāo)

按照無軌膠輪人車現(xiàn)場運(yùn)行中存在的問題，提出以下優(yōu)化目標(biāo)：（1）所有車輛必須采用四輪驅(qū)動(dòng)方式。（2）在滿足《礦用防爆柴油機(jī)無軌膠輪車通用技術(shù)條件》（MT/T 989-2006）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)要求的基礎(chǔ)上[1-2]，再增加一套獨(dú)立的輔助制動(dòng)系統(tǒng)。輔助制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)采用操作手把控制方式，安裝在主、副駕駛位置中間方便操作的位置。（3）無軌膠輪人車必須設(shè)有副駕駛室（倉），配備副駕駛?cè)藛T，在車輛失速后能夠輔助主駕駛?cè)藛T實(shí)現(xiàn)車輛應(yīng)急操作。（4）無軌膠輪人車車廂必須全部進(jìn)行加高改造，車廂內(nèi)部凈高不小于1480 mm，并對(duì)車廂座椅、扶手（拉手）進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，滿足人體工學(xué)要求，確保乘坐安全舒適。

2 方案設(shè)計(jì)

燕子山礦在用無軌膠輪人車車型共3 種，分別為：9 座整體式人車、20 座整體式人車、24 座雙向鉸接式人車。具體改造內(nèi)容如下：

2.1 四輪驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

由于整體式車輛屬于輕型車輛，均采用兩輪驅(qū)動(dòng)的方式，而鉸接式車輛屬于重型車輛，均采用四輪驅(qū)動(dòng)的方式，因此應(yīng)對(duì)整體式人車進(jìn)行四輪驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)改造，具體為：設(shè)計(jì)四輪驅(qū)動(dòng)的底盤車架，底盤車架可以選擇成熟的越野輕卡底盤；設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)承載橋，二驅(qū)的前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向承載橋，無驅(qū)動(dòng)功能，采用四輪驅(qū)動(dòng)后，前橋?qū)⒆兂赊D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)承載橋；設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，整體式四輪驅(qū)動(dòng)可以采用機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、全液壓機(jī)械傳動(dòng)、全液壓傳動(dòng)以及電傳動(dòng)5 種方式，本次從機(jī)械傳動(dòng)入手，機(jī)械傳動(dòng)需要增加分動(dòng)箱，由原來的后輪驅(qū)動(dòng)變成前、后四輪驅(qū)動(dòng)；調(diào)整后懸架，因前橋結(jié)構(gòu)差異，前板簧安裝面上移，為保證整車姿態(tài)角，后懸架處需增加墊塊處理；發(fā)動(dòng)機(jī)選擇符合國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)即可。

2.2 增加輔助制動(dòng)系統(tǒng)

按照《礦用防爆柴油機(jī)無軌膠輪車通用技術(shù)條件》（MT/T 989-2006）的要求，在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，再增加一套獨(dú)立的輔助制動(dòng)系統(tǒng)，并且輔助制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)采用操作手把控制方式，安裝主、副駕駛位置中間，檔位手把后方與阻車制動(dòng)并排，方便操作的位置。通過多次討論研究，確定了“行車制動(dòng)+駐車制動(dòng)+緊急制動(dòng)+第四套輔助制動(dòng)”的方案，如圖1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖。具體為：

圖1 制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

行車制動(dòng)：采用液壓制動(dòng)、彈簧釋放的方式，通過設(shè)置于駕駛員側(cè)的腳踏液壓制動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)；

駐車制動(dòng)：采用彈簧制動(dòng)、液壓釋放的方式，通過設(shè)置于駕駛員座位右側(cè)的駐車制動(dòng)閥（手動(dòng)控制液壓閥）實(shí)現(xiàn)；

緊急制動(dòng)：采用彈簧制動(dòng)、液壓釋放的方式，通過設(shè)置于主駕駛側(cè)儀表臺(tái)處的手拍式氣動(dòng)按鈕閥（氣控液）實(shí)現(xiàn)；

第四套輔助制動(dòng)：采用彈簧制動(dòng)、液壓釋放的方式，通過設(shè)置于主駕駛座位與副駕駛座位之間的手動(dòng)控制液壓閥實(shí)現(xiàn)。

2.3 增配副駕駛室

為提高無軌膠輪車運(yùn)輸安全，推行副駕駛模式，要求所有車輛均應(yīng)配置副駕駛或副駕駛艙。目前，整體式車輛已經(jīng)具備副駕駛位置，鉸接式均無副駕駛位置，因此需要對(duì)鉸接式車輛的副駕駛位置進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，共提出了三種方案：分別是主駕駛與副駕駛橫向并排方案、主駕駛與副駕駛橫向并排分駕駛室方案、主駕駛與副駕駛縱向并排方案。綜合考量實(shí)際情況，最終確定了主駕駛與副駕駛橫向并排方案，即副駕駛與主駕駛在同一個(gè)駕駛室內(nèi)，兩個(gè)橫向并排布置。

2.4 優(yōu)化乘人車廂結(jié)構(gòu)

在用的無軌膠輪人車車廂高1320 mm，人員乘坐凈高790 mm，下井工人乘坐后，安全帽常常與車內(nèi)扶桿碰撞，且座椅是平板，乘坐后不舒服。經(jīng)過多次研究調(diào)研，并依據(jù)《人機(jī)工程學(xué)》，將車廂內(nèi)部高度增加到不小于1480 mm，乘坐的座椅設(shè)計(jì)成曲面，扶手仿照公交車，采用吊環(huán)式，并配有磁鐵可吸附在車頂上，具體如圖2。

圖2 車廂設(shè)計(jì)圖

3 應(yīng)用效果

燕子山礦對(duì)原有的9 座整體式人車、20 座整體式人車、24 座鉸接式人車按照設(shè)計(jì)進(jìn)行了改造，并聯(lián)合車輛廠家對(duì)新購置的車輛進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了兩驅(qū)變四驅(qū)、增加了輔助制動(dòng)系統(tǒng)、配備了副駕駛室及副司機(jī)、加高了車廂等人性化改造，車輛的安全性和舒適性極大提升，取得了較好的現(xiàn)場應(yīng)用效果，得到了井下作業(yè)人員的一致認(rèn)可。

4 結(jié)論

（1）本文設(shè)計(jì)改造了整體式兩驅(qū)無軌膠輪車四輪驅(qū)動(dòng)，從根本上提高了車輛運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，推動(dòng)了無軌膠輪車運(yùn)輸?shù)陌踩咝Ш蛣?chuàng)新發(fā)展。

（2）在MT989 制動(dòng)系統(tǒng)要求標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，又創(chuàng)新性地增加一套輔助制動(dòng)系統(tǒng)，使車輛制動(dòng)的可靠性又提高了1 倍以上。

（3）創(chuàng)新設(shè)計(jì)了無軌膠輪車副駕駛室（倉），配備了專職的副駕駛?cè)藛T，專門負(fù)責(zé)緊急情況下輔助制動(dòng)系統(tǒng)的操作，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急情況下主副駕駛員雙制動(dòng)模式，使車輛制動(dòng)操作的可靠性又提高了1 倍。

（4）從滿足人體工學(xué)的要求出發(fā)，重點(diǎn)優(yōu)化了乘人車廂內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要對(duì)車廂空間、座椅配置、扶手（吊環(huán)）型式等進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，進(jìn)一步提高了乘員安全性和舒適性。