1.7　機械傳動和電傳動

1.7.1　機電之爭

20世紀60、70年代，大型礦用自卸車極大提高了露天礦山開采效率，但露天礦山多為折回坡道，柴油卡車運行成本較高。由于當時大功率液力變矩器等傳動系統的研制沒有過關，機械傳動型礦車一直難以大型化。礦用電動輪自卸車的出現，解決了制約自卸車向更大噸位發展的關鍵技術難題——傳動系統問題，極大地提高了礦山運輸的經濟性，于是電動輪礦用車乘勢崛起，幾乎全部占領了100t級以上的礦用車市場，載重量超過百噸的礦車都采用電傳動這種趨勢一直延續到了20世紀80年代初期。

20世紀80年代初，由于工業技術的進步和合金鋼冶煉與熱處理工藝取得突破性進展，才解決了制造大型機械傳動礦車所必需的關鍵部件（如高強度、小尺寸的變矩器—變速箱等）的材料、工藝及可靠性問題；與此同時，軸承設計和制動系統的工藝改進以及電子技術的應用，也大大促進了大型礦用機械傳動自卸車的迅速發展[16]。直至1983年，機械制造業的技術發展和美國艾里遜（Allison）公司的大功率液力變矩器研制成功，以美國卡特彼勒的785型和日本小松的HD-1200M型問世為標志，機械傳動車型才逐步進入100t級礦用車市場，但市場占有率相當低。1988年，美國卡特彼勒公司試制成功載重量154～177t的CAT789型機械傳動自卸車后，機械傳動重新受到人們的重視，出現機械傳動和電力傳動孰優孰劣的爭論[16]～[18]。目前百噸級以上機械傳動的生產商只有美國卡特彼勒一家，其797F機械傳動型礦車載重量已經達到最高的400短噸（363t），見圖1.30。

圖1.30　797F機械傳動型礦車

近50年來，機械傳動和電傳動的競爭一直很激烈，大型機械傳動自卸車的出現，又從另一方面促進了電動輪自卸車的持續改進。因此機、電兩類傳動礦車一直是互相促進、共同發展。目前百噸以上的機、電兩類傳動礦車的產銷量幾乎是平分秋色，但由于電傳動起步較早，電動輪自卸車在各礦山中的保有量仍占絕對優勢。

目前，對于載重100t以下的中小噸位車型，年需求量稍大，多采用液力機械變矩器和傳統后驅動橋（少數還采用液壓傳動或液力傳動），小噸位車型性能要求不高，以及結構上的限制，電傳動并無明顯優勢。100t以上的車型，則為小批量生產，一般均采用電傳動，100～200t的大型自卸車多采用直流驅動方式，而200t以上的巨型礦車普遍采用交流驅動。這是因為：交流驅動系統所具有的特點最適合于高速度和露天礦深部運輸。這些特征包括：在較大的速度范圍內的高驅動系統的效率、低維修量（無需更換軸承）、可靠的性能（大修間隔期約為25000h）。由于交流電系統價格昂貴，所以豪帕克公司認為將其用于小型礦車是不合適的，直流驅動仍是136～218t電動輪礦車的優先選擇。