1.7.3　機電比較

電力傳動的礦車簡稱“電動輪”，通常其電力傳動路線（圖1.35）為：發動機→發電機→控制/輸電線路→牽引電動機→輪胎。

大型機械傳動的自卸車簡稱“機械輪”，機械傳動路線（圖1.36）為：發動機→離合器→變矩器→變速箱→傳動軸→后橋→差速器→半軸→輪胎。

和電動輪的機械能—電能、電能—機械能的兩次能量轉換不同（見圖1.5），機械輪只需進行一次能量轉換，機械效率相對較高，比一般車輛啟動略快，能實現的車輛最高速度也可以稍大一些。

圖1.37是GE統計的機械傳動和電傳動兩種傳動方式的比較情況。由圖1.37可見，電動輪自卸車取消了液力機械傳動系統的液力變矩器、離合器、變速箱、傳動軸、主減速器和差速器等機構，只要有電纜的軟連接即可，使礦車的結構更簡單，損耗件更少，提高了傳動效率和工作可靠性。

卡特彼勒的Jim Calahan指出，液力機械傳動系統目前已經接近恒功輸出，“其牽引特性曲線與電傳動牽引特性曲線相比，差距需要用放大鏡才能看得出來”。但是，電力傳動比機械傳動對發動機的功率利用率要高，見圖1.38。液力機械傳動系統工作過程中，發動機在每個擋位只有一點可以達到最大功率輸出。而且，在坡度有變化時發動機的輸出狀態變化較大，也就是說，液力機械傳動系統是否能發揮出發動機的最大功率也取決于道路的坡度影響；如果某一礦山道路的坡度正好落在牽引特性的最大功率點之外，發動機就不能發揮出最大功率。而電傳動由于采用無級變速，理論上有無窮多個擋位，可在較大范圍內保證發動機的恒功率輸出。

圖1.38是日立建機給出的電傳動和機械傳動的牽引特性和電阻制動特性曲線比較。在圖1.38所示條件下，上坡時電傳動比液力機械傳動系統的牽引功率提高了11.11％；下坡時電阻制動功率至少增加了73％，交流電傳動對發動機功率利用率平均提高了約7個百分點，若以周期工作狀態下的生產率比較，電傳動可以高出10％～20％[19]。GE的統計表明，在有效坡度和GVW相同等條件下，交流電傳動在上坡時的行駛速度比機械傳動最高快18％，下坡時最高可快34％。

可見，與機械傳動相比，電傳動系統能提供更低的運行成本、更高的可靠性、更少的維護和更強的性能，而且全壽命內的機械磨損較小。尤尼特瑞格公司研究表明，電動輪大修期為12000～13000h，而機械傳動車為6000～8000h，電動輪礦車要比液力機械傳動礦車減少33％[18]。據統計，就易損消耗件的維修成本而言，機械傳動自卸車一般在12000元/萬噸公里，而電傳動的自卸車只需2600元/萬噸公里。電力傳動和機械傳動的其他比較見表1.3[19]。

續上表