Гусеничные бульдозеры LIEBHERR с гидростатическим приводом

к.т.н. К.Ю.Анистратов, В.Д.Ковригин

Компания Liebherr является одной из ведущих мировых фирм в области производства широкого спектра строительной, землеройной и погрузочной техники для строительной индустрии, нефтедобывающей, газодобывающей и горнорудной промышленности. Значительное место среди выпускаемой компанией землеройной техники занимают гусеничные бульдозеры. По насыщенности структуры типоразмерного ряда гусеничных бульдозеров Liebherr входит в число ведущих мировых производителей этого вида оборудования наряду с такими компаниями, как Caterpillar, Komatsu, Dressta.

Liebherr производит более 1000 бульдозеров в год, которые поставляются более чем в 100 стран мира, из них около 50% закупается странами Западной Европы. При этом доля бульдозеров Liebherr в классах до 35 т составляет 40–50 % мирового рынка.

Типоразмерный ряд гусеничных бульдозеров Liebherr включает 6 базовых моделей в диапазоне мощности 77–295 кВт (105–400 л.с.) и эксплутационной массой 11.8–45.0 т (табл. 1).

Гусеничные бульдозеры имеют традиционную классическую компоновку с передним расположением моторной установки и задним расположением кабины оператора.

Основной отличительной особенностью гусеничных бульдозеров Liebherr является применение на всех типоразмерах гидростатического привода на основе гидроагрегатов собственного производства. В этом направлении компания Liebherr является единственной среди мировых производителей бульдозерной техники, успешно реализовавшей этот проект.

Привод бульдозеров Liebherr состоит из двух независимых замкнутых гидравлических контуров (рис. 1).

Дизельный двигатель приводит в действие два отдельных, одинаковых и независимых реверсивных гидронасоса, которые связаны рукавами высокого давления непосредственно с реверсивными гидромоторами. Эти гидромоторы вместе с двухступенчатыми планетарными редукторами и ведущими звездочками встроены в раму ходовой тележки.

Система управления Litronic контролирует, координирует и регулирует работу всех узлов. Она обеспечивает постоянный баланс между тяговым усилием и скоростью движения, предохраняя двигатель от перегрузки. Скорость обеих гусениц регулируется независимо друг от друга за счет изменения работы гидронасосов. С помощью меньшего числа элементов привода и их компактного исполнения бульдозеры Liebherr способны максимально преобразовывать мощность двигателя в эффективную работу.

Применение гидростатического привода во всем диапазоне выпускаемых бульдозеров позволило компании существенно упростить построение силовой передачи, достичь модульного принципа компоновки, отказаться от столь традиционных трансмиссионных узлов, как гидротрансформатор, коробка передач, главная передача, механизмы поворота и тормоза.

Гидростатический привод с электронной системой управления Litronic позволяет в автоматическом режиме регулировать тяговые (напорные) усилия и рабочие скорости бульдозеров (практически без вмешательства оператора) в зависимости от внешних нагрузок, возникающих на рабочих органах бульдозера. Электронный ограничитель нагрузки позволяет автоматически снижать скорость передвижения бульдозера для достижения полной реализации усилия на рабочих органах при максимальной силе тяги. Благодаря гидростатическому приводу тяговое усилие бульдозера не зависит от числа оборотов двигателя.

Помимо этого, гидростатический привод позволяет осуществлять плавный бесступенчатый поворот машины без разрыва потока мощности, подводимого к обеим гусеницам. Это позволяет осуществлять рабочий процесс по разработке и перемещению грунтов и пород на криволинейных участках рабочих площадок и прокладываемых трасс. В то же время такой тип трансмиссии обеспечивает разворот бульдозера на месте за счет обеспечения возможности вращения гусениц в противоположные стороны, что существенно повышает маневренность бульдозера при работе в стесненных условиях и на малогабаритных площадках.

Сосредоточение управления движением бульдозера только в одном рычаге (джойстике, рис. 2) при отсутствии тормозных педалей, рычагов включения фрикционов, рычага переключения передач значительно снижает уровень утомляемости оператора, позволяя ему уделять больше внимания непосредственно рабочему процессу, что повышает точность и безопасность выполнения работ. Второй джойстик предназначен для управления отвалом и рыхлителем бульдозера.

Применение гидростатического привода позволило существенно сократить количество операций технического обслуживания и тем самым снизить трудоемкость их выполнения. Кабина с помощью гидравлического домкрата может откидываться назад, предоставляя свободный доступ ко всем узлам и агрегатам трансмиссии во время осмотра и технического обслуживания бульдозера.

На всех моделях бульдозеров, кроме самого тяжелого PR 751, Liebherr устанавливает двигатели собственного производства в 4-х и 6-ти цилиндровом исполнении двух размерностей: с диаметром цилиндра 122 и 135 мм и ходом поршня 142 и 150 мм. На бульдозере PR 751М устанавливается 6-ти цилиндровый двигатель фирмы Cummins размерностью 159(159 мм. Применение двигателей с одинаковыми параметрами цилиндро-поршневой группы создает реальные преимущества потребителям при проведении операций технического обслуживания и ремонта. Применение для двигателей    одних и тех же запасных частей позволяет снизить их номенклатуру, обеспечить полную взаимозаменяемость и унифицировать технологические операции технического обслуживания и ремонта.

Ходовые системы бульдозеров всех моделей имеют одинаковое компоновочное построение с овальным (эллипсовидным) гусеничным обводом с передним расположением натяжных и задним расположением ведущих колес (звездочек), имеющих сегментную конструкцию венцов, полужесткую систему подвески и жесткое крепление опорных и поддерживающих катков. В зависимости от типоразмера машины отличия касаются размеров колеи, длины опорной поверхности гусениц, количества катков, ширины гусеницы и др.

На бульдозерах применены гусеницы с маслонаполненными пальцами (смазка на весь срок эксплуатации) и с разъемным замыкающим звеном, что значительно облегчает процесс замены гусеницы (или отдельных ее частей) путем исключения операции по рассоединению гусеницы (в случае применения замыкающего пальца, когда требовалось применение специального пресса по выдавливанию этого пальца или его выколачиванию). Опорные и поддерживающие катки заправлены смазкой на весь срок их эксплуатации. Шарниры качания рам ходовых тележек вынесены в отдельный узел, тем самым обеспечена разгрузка конечных передач от изгибающих усилий (рис. 3).

Гидросистемы управления оборудованием так же выполнены по единой типовой схеме и различаются выходными параметрами, обеспечивающими выполнение их функциональных действий.

Основные параметры базовых моделей гусеничных бульдозеров Liebherr приведены в табл. 1.

Рассматривая типоразмерный ряд базовых моделей бульдозеров Liebherr, можно отметить, что в целом он характеризуется определенным уровнем пропорциональности между ростом мощности двигателя и увеличением эксплутационной массы (от класса к классу). Средний коэффициент пропорциональности находится в пределах 1.27–1.3, что вполне согласуется с современными тенденциями развития типоразмерных рядов бульдозеров ведущих фирм-производителей, для которых этот коэффициент колеблется в диапазоне 1.3–1.4. Имеющаяся некоторая диспропорция между первой и второй базовыми моделями объясняется стремлением компании Liebherr выйти на современный уровень энергонасыщенности бульдозеров, находящийся в пределах 6.5–7.5 кВт на тонну эксплутационной массы бульдозера.

На основе базовых моделей бульдозеров компания Liebherr выпускает ряд модификаций, которые отличаются от базовых моделей более развитыми ходовыми системами за счет увеличения размеров колеи и длины опорной поверхности гусениц. Оснащение таких модификаций гусеницами с увеличенной шириной башмаков (траков) позволяет выполнять земляные работы на грунтах с пониженной несущей способностью (рис. 4). Основные технические характеристики таких модификаций приведены в табл. 2.

Компания Liebherr выпускает широкую гамму бульдозерных отвалов, которыми могут оснащаться базовые машины. Перечень бульдозерных отвалов, рекомендуемых для установки на базовые модели, приведен в табл. 3.

Для всех типов отвалов точки  их крепления на базовой машине одинаковы. Эта стандартизация точек крепления дает возможность оснащения базовых тракторов 11 типами бульдозерных отвалов различного назначения. Правильный подбор бульдозерного отвала является одним из главных условий достижения максимальной производительностьи выбранной модели бульдозера.

Прямые отвалы имеют геометрическую емкость 2.14–6.37 м3 при ширине от 3000 до 4500 мм и высоте от 700 до 1450 мм. При этом максимальное заглубление отвала составляет от 350 до 605 мм, а высота его подъема – от 900 до 1180 мм.

Полусферические отвалы выпускаются с геометрической емкостью от 4.95 до 9.7 м3, шириной 3400–4200 мм, высотой 130–1650 мм, с максимальным заглублением 485–614 мм и высотой подъема отвала над опорной поверхностью 1120–1400 мм.

Сферическими отвалами оснащаются только наиболее мощные модели PR 752, PR 751M и PR 742B.

Поворотными отвалами оснащаются бульдозеры последних трех классов мощностью от 132 до 295 кВт. Геометрическая емкость этих отвалов колеблется от 3.8 до 6.3 м3, ширина – от 4215 до 5030 мм и высота – от 1100 до 1300 мм.

Первые три класса бульдозеров мощностью 77–132 кВт могут оснащаться универсальными отвалами, имеющими 6 степеней свободы (подъем, опускание, поворот вправо-влево под углом к продольной оси машины, перекос отвала справа и слева) и гидравлическое управление всеми операциями. Этот тип бульдозерных отвалов имеет как наружное расположение толкающих брусьев, так и внутреннее – между рамой базового трактора и внутренним обрезом гусениц. Эти отвалы имеют геометрическую емкость 2.42–4.13 м3 и ширину от 2950 до 3600 мм.

На бульдозерах могут устанавливаться трехстоечные и одностоечные рыхлители, кроме бульдозеров первых двух классов мощностью 77–97 кВт, а также на модели с увеличенной колеей (в индекс модели включена буква «М»). Кроме того, одностоечные рыхлители устанавливаются только на бульдозерах среднего и высокого класса мощностью от 132 до 295 кВт (табл. 3).

Для расширения сферы использования бульдозеры малых и средних классов мощностью 77–172 кВт могут оснащаться однобарабанными лебедками заднего расположения с максимальными тяговыми усилиями от 227 до 520 кН (22.7–52 т).

Все модели оснащаются комфортабельными кабинами со встроенными системами безопасности оператора, при опрокидывании (система ROPS) и при падении на кабину тяжелых предметов (система FOBS). Кабины имеют большую площадь остекления, обеспечивающую отличную обзорность фронта работ и видимость органов навесного оборудования. Кабины, устанавливаемые на амортизаторах, полностью отвечают современным международным требованиям (стандарты ISO) по условиям труда оператора, эргономике процесса управления, уровням вибрации и шума, оптимальному размещению контрольно-измерительных приборов. Подрессоренное сиденье оператора регулируется по массе и росту оператора (рис. 5). Уровень шума в кабине при выполнении рабочих операций не превышает 82 дБА.

Все модели бульдозеров Liebherr выпускаются в стандартном климатическом исполнении (от–25°С до +40°С) и климатическом исполнении –40°С. Климатический пакет для условий –40°С предусматривает установку на бульдозерах дополнительной системы подогрева двигателя WEBASTO, системы подогрева топлива, дополнительных кожухов и уплотнений на агрегаты двигателя, холодоустойчивой электропроводки, дополнительного нагревателя и остекления кабины. По специальному заказу могут быть изготовлены бульдозеры тяжелых классов в арктическом варианте для работы при температуре окружающей среды –50°С (рис. 6).

Гидростатический привод с электронной системой управления Litronic бульдозеров Liebherr предопределяет ряд преимуществ по сравнению с бульдозерами других производителей, имеющих традиционные схемы трансмиссий:

•    высокую маневренность на рабочих площадках со стесненными условиями, в том числе и на косогорах с углом уклона до 45°;

•    более низкий расход ГСМ (на 20–25%) при высоких тяговых характеристиках;

•    более низкие эксплуатационные затраты на закупку запасных частей и техническое обслуживание на весь период эксплуатации, ввиду отсутствия целого ряда узлов и механизмов, присущих традиционным трансмиссиям;

•    высокую комфортность оператора ввиду простой системы управления.

Таким образом, удачное сочетание в конструкциях бульдозеров Liebherr традиционных технических решений с применением уникальной гидростатической трансмиссии позволяют констатировать, что бульдозеры Liebherr отвечают современному мировому техническому уровню и представляют несомненный интерес для потребителей такого вида землеройной техники.


«АКР-ТЕХНО», начиная с 2002 г., реализует программу производства в России бульдозеров с гидростатическим приводом мощностью 230–240 л.с. под торговой маркой AKR-LIEBHERR.

Журнал "Горная Промышленность" №1 2003, стр.