陈彦昊
陕煤集团神南产业发展有限公司 陕西神木719300
摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，经济在迅猛发展，社会在不断进步，以WC40E无轨胶轮车为试验机型，通过改造车辆高温保护系统将车辆的电子保护传感器改装为气动保护传感器。试验表明，气动传感器的安全性、经济型、耐用性显著好于电子保护传感器，使用气动传感器可大幅提高车辆保护系统的完好率。
关键词：柴油机；保护系统；气动传感器
引言
近年来，随着煤炭行业的发展，矿井生产条件不断得到改善，机械化水平不断提高，辅助运输机械也得到了普遍应用。其中无轨胶轮车以其机动灵活、速度快、生产效率高和成本低等优点得到了推广，已应用于井下人员运输、物料运输、铲运作业及支架搬运等工况。目前矿用无轨胶轮车多采用防爆柴油发动机作为驱动，少数采用蓄电池作为动力。以防爆柴油车为例，多采用机电液联合作业，工作过程中不但需要检测发动机温度、冷却水温、气压和液压等多个参数，而且车辆使用过程中司机还需要经常检查水位、油位、滤芯和润滑情况。同时，车队的组织形式多为提前安排，现场指挥，司机独立操作车辆，对司机的依赖较大，人员的失误会影响到车辆的运行状况，甚至造成安全事故。通过分析研究，设计了一种矿用无轨胶轮车集中管理控制系统，即采用先进的无线数据采集和通信技术，将人员、矿用车辆、巷道、车场设备与调度控制中心形成一个网络，并将采集的数据无线传输给控制中心进行分析处理，反馈给调度人员和驾驶员，最后对车辆问题进行及时准确的处理。
1无轨胶轮车失速问题
在挖金湾煤业的采矿过程中，辅运设备无轨胶轮车的使用量较大，由于存在超速行驶、刹车或挂挡失灵等安全问题，时有出现跑车事故。应对跑车事故可以采用摩擦条减速方式，具体方式如下：在巷道两侧预先安置缓冲摩擦条，当无轨胶轮车在巷道行驶过程中发生跑偏事故时，司机可以保持车身与巷道平行，并通过反复调整行驶方向与缓冲摩擦条进行接触摩擦，通过摩擦阻力实现减速。通过该方法，控制车辆逐渐降速，但该操作对司机的操作水平和驾驶水平有极高的要求，因此使用效果较差。
2气动保护传感器在无轨胶轮车中的应用
2.1确定改造方案
将原有电子温度传感器改装为气动传感器，需对保护系统进行改造，由于原保护系统为传感器通过连接柴油保护装置主机，从主机向断气电磁阀发送电讯号，使用气动传感器则不能通过此套系统进行控制，必须通过加装控制配件将保护系统重新整合，将断气电磁阀与气动传感器并联控制，通过加装气动多路阀可完成此项改造，将断气电磁阀、外循环温度传感器与内循环温度传感器并联（如图2），再通过加装一位两通阀连接熄火气缸与阻风门气缸并与气动多路阀连接，从而保证了气动温度传感器正常使用的同时不影响柴油保护装置主机的作用。气动传感器：感应温度并转换为输出信号的主要部件，是保护装置的核心，气动传感器集感应与输出为一体，可自动测量发动机的温度，并以切断气压做为信号直接实施信号输出，可适用柴油保护装置主机直接对熄火气缸及阻风门气缸进行控制，减少了中间繁琐的控制过程，由于WC40E发动机内部具有空压机，可自行向储气罐输出气压，可以利用储气罐中的气压为传感器提供气压支持。气动多路阀：对气路进行整合的部件，起到分接头的作用，将外循环温度传感器、内循环温度传感器与断气电磁阀并联，将输出信号整合至同一气路，并将气压输出至一位两通阀中。
一位两通阀：一位两通阀串联于气动多路阀之后，通过阀芯的负反馈作用，调节输出压力，将气动压力调整为三者之和，当气动压力达不到此数值时，关闭气压输出，达到从而达到保护同时有效的效果，一位两通阀将输入的气压分两路分别连接熄火气缸与阻风门气缸，在压力不足时切断气压供给，达到强制车辆熄火的目的。
2.2巷道安装设备
巷道安装设备配套的动力电缆为MYQ3*1、信号电缆为MKVVR6*1；无线接收控制器安装高度2.4m，信号灯安装高度2.8m，缓冲器安装在巷道底部。两台吸能器能够拦截车辆的最高条件为车辆重量≤15t、速度≤80km/h。无线接收控制器工作电压为AC127V、工作电流≤1A；矿用本安型信号灯可视距离≥100m，声音响度≥85dB；配套的动力电缆为MYQ3*1、信号电缆为MKVVR6*1。
2.3系统功能
1)车辆生命周期管理功能。可以对车辆采购情况、运行情况、故障情况、使用情况、原件更换情况，维修情况、服役情况等做到全面的记录待查，直到车辆报废，为后续车辆的使用提供历史参考。2)运行车辆监测维护功能。可以对车辆的液压油位、水位、传动油位、柴油位进行检测，并提示驾驶员和车场及时添加;对发动机转速、车速、发动机温度、冷却液温度、尾气温度、传动温度及时进行检测，确保行车安全;同时，还具有行车记录等功能。3)运行车辆调度规划功能。该系统可以把所有的无轨胶轮车连接为一个整体，及时掌握所有车辆信息。通过控制中心进行有效的调度，对井下复杂多变的路况进行路径规划，引导行驶，以及紧急处理等功能。同时，还可以实现驾驶员和控制中心的实时通信联系。4)车辆人员安全保护功能。可以实现对人员接近进行保护、驾驶员身份识别、驾驶时间监测、驾驶员疲劳情况分析、用车许可检测等功能。5)车辆故障预测维修功能。在车辆运行过程中，不仅能够实时检测车辆的数据，还可以记录的数据。通过对数据的分析，及时预测车辆发生故障的可能，及时排除安全隐患。在车辆发生故障时，能及时有效地判断故障，制定相应的解决方案，调度维修人员快速解决。
3应用效果
经过现场实际应用表明，防爆无轨胶轮车安全保护系统具备很快的开机自检功能，可准确对传感器信号进行处理，检测各项参数是否在安全区间内运行，当出现异常情况会启动报警程序，10s内没有检测到工作人员操作，系统会自动将柴油发动机熄灭，有着很快的响应速度，可以满足使用要求。
结语
车辆温度保护系统是煤矿无轨胶轮车发动机的保护伞，是车辆安全保护系统的重要部分，保护系统的完好率直接影响着车辆的运行效率及车辆的安全性。面对煤矿井下高温、高尘的作业环境，本次实验通过对WC40E铲板式支架搬运车的电子传感器及气动传感器的优缺点分析，选择使用更适用于煤矿运行环境的气动传感器，对保护系统进行了改造，在不影响原保护系统正常工作的同时，创新性的建立了一套有效的电子保护系统与气动保护系统并行保护系统，有效降低了柴油机保护系统的故障率、减少了维修成本和配件开支，对保护煤矿井下无轨车辆发动机的完好有着重要的意义。另外，此项改造也可应用于其他煤矿无轨胶轮车的保护系统改造之中，降低柴油机的保护系统故障率，提升车辆的运行效率。
参考文献
[1]马海兵.煤矿用防爆无轨胶轮车保护系统分析[J].内蒙古煤炭经济,2019（014）,103-104.
[2]高文才.矿用无轨胶轮车失速保护系统的应用研究[J].同煤科技2017（017）,28-30.
[3]郭跃.无轨胶轮车安全影响分析及保护系统研究[J].江西煤炭科技,2016（003）:7-8.
[4]郑俊祥.矿用防爆无轨胶轮车安全保护系统的研究[J].科技新时代，2018(001):1-3.