Новые шарнирно-сочлененные самосвалы СATERPILLAR

Фирма Caterpillar, стремясь укрепить свои позиции на быстрорастущем рынке шарнирно-сочлененных самосвалов, выпустила четыре модели машин этого класса, представляющих новую серию «Е»: D250E; D300E; D350E; D400E. Причем самосвал D250E грузоподъемностью 22.8 т был представлен на рынок первым из серии, поскольку машины данного типоразмера составляют около 50% мирового парка сочлененных самосвалов.

Специалисты отметили быстрый рост потребности в мире на этот относительно молодой вид транспортного оборудования с середины 80-х годов. Благодаря своим конструктивным особенностям эти машины могут эффективно работать в тяжелых экстремальных условиях, например, по бездорожью. Отчасти устойчивому росту продаж сочлененных самосвалов способствует стабильный рост продаж гидравлических мехлопат, поскольку комплект оборудования из этих машин имеет широкую область применения.

Основными потребителями сочлененных самосвалов являются европейские страны, причем наибольшей популярностью они пользуются в Скандинавии и Великобритании, где родилась идея их создания и где в основном сосредоточены крупные предприятия по их производству – шведская компания Volvo, англо-японский концерн  Moxy-Komatsu и немецкая фирма Orenstein und Koppel. Выпуском подобного оборудования занимаются также фирмы, специализирующиеся только исключительно на изготовлении транспортной техники –  Aveling Barford, Bell, Terex.

Фирма Caterpillar является крупнейшим мировым производителем горно-транспортной и строительно-дорожной техники. На ее заводах изготавливается полная гамма выемочно-погрузочного оборудования для горнодобывающих предприятий – от погрузчиков до тяжелых гидравлических экскаваторов. Последнее обстоятельство ставит фирму вместе с компаниями O&K и Komatsu в привилегированное положение относительно остальных конкурентов. К серийному производству сочлененных самосвалов фирма Caterpillar приступила с 1985 г. За прошедший период фирмой продано около 6 тыс. таких машин по всему миру. По оценкам специалистов фирмы Caterpillar помимо европейского перспективным рынком для сочлененных самосвалов представляется Северная Америка. Увеличить объемы мировых продаж фирма планирует благодаря машинам новой серии Е за счет привлечения покупателей, ранее использовавших другие виды транспорта и машины других фирм.

Появление машин Caterpillar нового поколения было вызвано требованиями современного рынка. Опрос 200 пользователей сочлененных самосвалов по всему миру, выполненный фирмой, показал, что потребителям нужны более мощные машины.

При создании новых машин фирма уделила особое внимание их прочности, надежности и производительности с учетом сильных и слабых сторон автосамосвалов большинства своих главных конкурентов.

На сочлененных самосвалах серии Е установлены более мощные двигатели с прямым впрыскиванием топлива фирмы Caterpillar, чем на моделях предыдущей серии D. В результате скорость передвижения новых машин возросла, например, самосвал D250E развивает скорость до 51 км/ч на высшей передаче, что почти на 8.5 км/ч больше скорости машины D250D.

Более мощные двигатели имеют больший крутящий момент, что позволяет преодолевать более крутые подъемы и дороги со скользкими поверхностями. Самосвал D250E при полной загрузке может легко преодолевать подъем 25% по мокрому грунту.

Новые мощные двигатели потребовали модернизацию трансмиссии с привлечением многих силовых компонентов, используемых на машинах серии D более мощных типоразмеров. Самосвалы новой серии также отличаются автоматической планетарной трансмиссией, управляемой с помощью программируемого электронного блока EPTC II (Electronically Programmable Transmission Control).

Трансмиссия с электронным управлением заменила систему переключения передач, использовавшуюся на автосамосвалах серии D. Хотя система EPTC II является новой для шарнирно-сочлененных автосамосвалов, она уже хорошо себя зарекомендовала на карьерных автосамосвалах  Cat 777 в процессе двухлетней эксплуатации. Специалисты фирмы Caterpillar считают, что автоматическая трансмиссия обеспечивает более гладкое переключение скоростей, защищает от превышения скорости при движении и уменьшает износ машины. Машины D250Е и D300Е имеют пять скоростей вперед и две скорости назад, в то время как более мощные автосамосвалы D350Е и D400Е имеют четыре скорости вперед и одну назад.

По принципу действия коробка передач машин серии Е  аналогична работе  автоматической трансмиссии легковых машин. Водитель при необходимости может выбрать полностью автоматический или ручной  режим переключения передач. Автоматическая коробка передач позволяет также определять, записывать и передавать любую возникшую проблему в работе трансмиссии. Фирма считает, что такая особенность позволит намного сократить простои и улучшить техническое обслуживание машин. Это должно также способствовать снижению эксплуатационных затрат, которые для шарнирно-сочлененных автосамосвалов, как правило, достаточно высоки.

Места обслуживания двигателя и трансмиссии находятся рядом и  легко доступны, в то время как трудоемкость смазки уменьшена на 25%. Другими особенностями, облегчающими обслуживание, являются опрокидывающаяся кабина,  система диагностики трансмиссии, а также двигатели, не требующие регулирования времени подачи топлива.

Для  увеличения  тяги на скользком грунте автосамосвалы имеют автоблокировку дифференциала (что позволяет увеличить мощность и снизить риск опрокидывания машины на поворотах) и блокировку межосевого дифференциала. Система трехступенчатого понижения скорости обеспечивает полный контроль во время спуска машины по крутым дорогам при полной загрузке.

На все машины установлены сухие дисковые тормоза с гидравлическими приводами. Независимые амортизаторы для передней и задней осей предназначены для улучшения уровня безопасности.

Вместимость кузова машины D250Е увеличена с 12.9 до 13.7 м3. Машина D350Е имеет безреберный кузов вместимостью 19.1 м3. Вместимость кузова автосамосвала D400Е составляет 21.8 м3.  В то же время фирма расширила и одновременно уменьшила высоту кузова машин серии Е, в результате чего снизился центр тяжести и улучшилась устойчивость машин.

Более широкий кузов  облегчает процесс погрузки.  Использование толстых листов из  износостойкой стали Hardox 400 способствует увеличению долговечности кузова. Была изменена технология  сварки кузова, в результате чего снижены напряжения в швах  и увеличена долговечность кузова. Для особых условий потребителю предлагаются кузова, выполненные по его заказу, и расширенная задняя часть шасси. По статистике на долю спецзаказов приходится около 10% от общего числа продаж сочлененных самосвалов.

Машины серии Е имеют наименьшее время разгрузки по сравнению с самосвалами конкурентов. Например, у автосамосвала D250Е время разгрузки сокращено с 18 до 10 с., у автосамосвала D300Е – с 18 до 11.5 с, а у мощного автосамосвала D400Е время разгрузки сокращено до 12 с.

Тягово-сцепное устройство является критической частью любого шарнирно-сочлененного самосвала, поэтому сварка закаленных стальных деталей производится с помощью роботизированной установки. Для повышения долговечности применяются более крупные и выдерживающие большую нагрузку подшипники и более прочные уплотнители. Детали шасси изготавливаются из стойкой стали коробчатого сечения, чтобы выдержать скручивающие усилия. На ряде автосамосвалов серии Е бамперы являются составной частью передней части шасси.

Новые машины серии Е обеспечивают более ровную и спокойную езду, чем машины конкурентов. Все четыре модели имеют азотно-масляный амортизатор на передней подвеске, который поглощает удары при езде и при погрузке. Задняя подвеска на машинах D250Е и D300Е имеет механический балансир, который допускает осевое отклонение на 12.5 град. Опыт эксплуатации машин Caterpillar показывает, что такая подвеска улучшает сцепление.

Фирма традиционно большое внимание уделяет комфорту кабины. Просторная с низким уровнем шума кабина с полностью регулируемым амортизированным сидением и эффективной системой циркуляции воздуха способствует созданию отличных условий водителю. Испытания по разбитым дорогам показали эффективность амортизированного сиденья. Даже при езде вдвоем в кабине остается много свободного места в отличие от автосамосвалов других фирм.

Кабина на шарнирно-сочлененных автосамосвалах  Caterpillar  расположена с левого борта машины.  Фирма считает, что такое расположение обеспечивает лучший обзор во время обратного хода и при погрузке позволяет водителю наблюдать кузов автосамосвала, по крайней мере, с одной стороны. Исследования рынка показывают, что водители на 50% поддерживают центральное и на 50% смещенное положение кабины.

Автосамосвалы сконструированы для достижения наибольшего соответствия с погрузочными машинами фирмы Caterpillar из условия минимального времени загрузки. Автосамосвал D250Е наилучшим образом загружается колесными погрузчиками 936 Cat и 950 Cat или гидравлическими экскаваторами 325МЕ и 330. Самый мощный автосамосвал D400Е спроектирован для работы с погрузчиками 970 Cat и 980 Cat или с экскаватором 375. Фирма считает, что в качестве погрузочного оборудования для сочлененных  автосамосвалов наиболее подходят гидравлические экскаваторы. По оценке торговых представителей фирмы Caterpillar гидравлические экскаваторы в настоящее время являются одним из самых быстрорастущих сегментов рынка погрузочных средств. По мнению фирмы комбинация «гидроэкскаватор – сочлененный самосвал» предлагает гибкое решение для многих условий.

Фирма Caterpillar  выполнила большую программу по модернизации производства машин серии Е на английском заводе в г. Питери (Peterie), где в течение нескольких лет изготавливаются автосамосвалы по контракту с английской фирмой Artix, которая является частью компании Brown Group Holdings. Усовершенствования включают оборудование для технологии взрывной обработки поковок и сборку гидравлических систем в особо чистых цехах для предупреждения попадания в них грязи. Все автосамосвалы, сходящие с производственной линии, подвергаются тщательной проверке в специальном цехе на заводе. Это увеличивает  качество выпускаемой продукции – многие дилеры считают, что нет необходимости в проведении самостоятельной проверки автосамосвалов.

Фирма Caterpillar надеется, что благодаря этим улучшениям и своим техническим возможностям шарнирно-сочлененные автосамосвалы серии Е найдут новых потребителей по всему миру.

Журнал "Горная Промышленность" №4 1996, стр.41