Бульдозерные бренды планеты

ТЕГИ:

Владимир Вдовенко, кандидат технических наук

 

Поумневшие стальные супер-«тролли» нулевого цикла и дорожно-лесных приложений

В понимании автора «тролли», не важно горные они или лесные, это рыхлительно-бульдозерные агрегаты (РБА), или просто бульдозерные агрегаты, часто с рыхлителями, реже с лебедками или сварочными агрегатами на корме либо только с бульдозерными отвалами. Их роль будет возрастать, если все пойдет так, как прогнозируют аналитики Минсельхозпрода. Это развитие логистической инфраструктуры, восстановление и прокладка местных дорог, перепланировка полей, лесопользование, строительство сервисных центров, ферм, перерабатывающих цехов и частных домов. А еще эти гусеничные силачи с грунтозацепами - настоящая палочка-выручалочка для автомобилистов во время распутицы или ежегодных снежных заносов.

Современные бульдозеры на гусеничном ходу оснащаются дизельными силовыми агрегатами с высоким тяговым моментом, гидромеханической или гидростатической (гидрообъемной) трансмиссией, гидравлической системой с большим внутренним давлением рабочего масла, передним бульдозерным отвалом, а также одно-, двух-или трехзубым рыхлительным оборудованием в виде задней или передней навески.

Гусеничные бульдозеры комплектуются неповоротным либо поворотным сферическим, полусферическим или прямым отвалом с гидравлической системой перекоса. А разные модификации ходовой части расширяют сферу применения машины.

В связи с большим разнообразием производственных программ тракторостроительных компаний мира мы ограничимся обзором серийных мини-бульдозеров (мини-РБА), мощность которых не выходит за пределы 100 л.с. (наших метрических и, соответственно, британо-американских механических). Они осуществляют предварительную разработку особо тяжелых (III-IV категории) и мерзлых грунтов, вскрышку грунтов и пород на глубину 0,3-0,4 м, а послойный съем грунта, песка, гравия, щебня - с призмой волочения (объемом отвала) порядка 1,8-2,1 м3.

 Фото 1. Мини-бульдозер Cat D4K XL

Фото 2. Мини-бульдозер Cat D4K XL

Мини-бульдозер Cat D4K XL из новой серии "К" с улучшенным обзором, увеличенными дверями и полноповоротным отвалом (6-way)

 

Первые минибульдозеры на гусеничном ходу превратились из «гусениц» в «котов»

Компания Caterpillar Inc. родом из Иллинойса (США). Там в г. Пеория, расположенном на правом берегу реки Иллинойс, притоке Миссисипи, находится ее штаб-квартира, КБ и головное сборочное предприятие. Компания впервые заявила о себе на нашем рынке 50-сильным гусеничным трактором Caterpillar 60. Он был поставлен на конвейер Челябинского тракторного завода еще в 1933 г. под верноподданническим наименованием «Сталинец-60» (С-60). И такие вот энергосредства на траках бульдозерно-болотоходного типа четверть века таскали за собой плуги, по ширине захвата немного превышавшие ширину трактора. Среди них в далеком 1938 г. были и трактора Гурьевской МТС, что в Николаевской области (см. фильм «Трактористы»). Однако в данном случае нас больше интересуют минибульдозеры Cat обновленного семейства «К» (D3K, D4K и D5K), которые пришли на смену серии «G». Они понравятся тем потребителям, которым нужны универсальные, маневренные машины для интенсивной работы в стройиндустрии, в коммунальном и сельском хозяйствах. Каждая из перечисленных моделей может поставляться в стандартном оснащении XL (7,8-9,4 т) и в болотоходной модификации LGP (8,1-9,7 т), то есть с увеличенной шириной гусениц. Вместимость отвала разных моделей и модификаций - от 1,26 до 2,06 м3.

Справка. Штат Иллинойс

Дополнительное оборудование включает гидравлическую лебедку с тяговым усилием 178 кН, а также более крупный и эффективный рыхлитель, перемещаемый в вертикальной плоскости с помощью механизма параллелограммной конструкции. Высокие энергетические характеристики и мобильность тракторов в сложных условиях обеспечиваются благодаря современным 4-цилиндровым турбодизелям Cat® С4.4 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Они созданы на базе технологии ACERT (EU Stage ЗА), известной чистым выхлопом, и сагрегатированы с гидростатическими трансмиссиями. Компактный двигатель позволяет выполнить конструктивную компоновку со сдвинутой вперед кабиной, что улучшает развесовку машины и повышает уровень комфорта ее оператора. Разные модификации мотора Cat® C4.4 (варианты форсажа) имеют разные значения полезной мощности (согласно SAE J1349): 55,2 кВт/75 л.с. (D3K), 62,6 кВт/85 л.с. (D4K) и 71,6 кВт/97 л.с. (D5K). Объединенные системы управления двигателем и трансмиссией обеспечивают оптимальные эксплуатационные характеристики и топливную экономичность. А подогреватель воздухозаборной системы облегчает запуск двигателя при низкой температуре.

Широкий диапазон тяговых усилий и отменные маневровые качества новых тракторов на различных грунтах в значительной степени определяются характеристиками гидрообъемной трансмиссии. С ее помощью поворот осуществляется без потери мощности, изменение передаточного числа происходит бесступенчато, крутящий момент на ведущих шестернях автоматически изменяется в зависимости от сопротивления движению. Любая из перечисленных машин может лавировать между препятствиями, разворачиваясь буквально на пятачке.

Усовершенствованная система управления трансмиссией заметно облегчает работу оператора, делая управление машиной мягким и точным, а возможность движения с более высокими скоростями заднего хода повышает производительность труда. Шестигранные кабины бульдозеров отвечают самым строгим требованиям эргономики. Их преимущества: увеличенная площадь остекления, улучшенный обзор, более крупные двери, сниженный до 80 дБ уровень шума, оптимальные усилия на органы управления, удобное размещение и совершенная форма джойстиков на подлокотниках, регулируемое сиденье оператора, кондиционер - все это в стандартной комплектации кабины любого исполнения. Электронная система EMS II совместно с фирменной компьютерной программой «Электронный техник» сообщает оператору о состоянии трактора, предупреждает о нештатных ситуациях и помогает быстро выполнять поиск и устранение неисправностей. Большая дверца (люк) на петлях с левой стороны моторного отсека обеспечивает удобный доступ ко всем точкам ежедневного обслуживания двигателя: топливные фильтры и водоотделитель, масляный фильтр, указатель уровня моторного масла и патрубок маслозаливной горловины, топливоподкачивающий насос и воздухоочиститель с воздушным фильтром предварительной очистки. Сгруппированные штуцеры для замера давления позволяют быстро проверить техническое состояние гидравлической системы. Фильтры гидросистемы расположены в левом заднем отсеке техобслуживания и доступны с уровня земли.

Фото 3. Мини-бульдозер Cat D4K XL

Фото 4. Мини-бульдозер Cat D4K XL

Мини-бульдозер Cat D4K XL с верхней и боковой защитой кабины от падающих веток и не очень толстых стволов деревьев

Фото 5. Лесной отвал Cat

Лесной отвал Cat с решеткой и боковыми штырями для защиты трактора от лесосечных отходов. Отвал также подходит для работы с бытовыми отходами и снегом

 

Управление ходовой частью и бульдозерным отвалом с помощью джойстиков

Компания Caterpillar предлагает пользователям два варианта ходовой части, которые обеспечивают снижение стоимости владения трактором и эксплуатационных затрат на него. Стандартным исполнением является конструкция ходовой части с гусеничной лентой SALT (с герметизированным и смазанным узлом «палец-втулка»). Сегменты ведущего колеса движителя легко заменяются, что дешевле, чем замена всего колеса со ступицей. Ходовая часть SystemOne™ -новая конструкция узла, соединяющего звенья цепи, с поворотными втулками. Она позволяет продлить срок службы втулок и устраняет необходимость в повороте их обратной стороной. Поворотные втулки в сочетании с долговечными ведущими колесами и направляющими катками с плоским ободом, защищенным накладками от внешнего абразива, - это элементы, которые повышают срок службы и надежность всей системы. SystemOne отличается низким уровнем вибрации, что делает движение трактора плавным и комфортным.

Электрогидравлические органы управления позволяют оператору позиционировать отвал с высокой точностью. Эргономичная форма новой рукояти правого джойстика дает возможность очень точно управлять подъемом и наклоном отвала, не вызывая утомления оператора. Изменение наклона отвала с помощью регулятора на джойстике требует меньших усилий по сравнению с органами управления машин конкурирующих компаний. Кнопка для встряхивания отвала, расположенная в верхней части рукояти, позволяет включить быстрое движение наклона для облегчения удаления материала с отвала.

Управление скоростью трактора, направлением движения и поворотом осуществляется рукоятью левого джойстика, который также не требует приложения больших усилий и снижает утомляемость, что, в свою очередь, обеспечивает более высокую производительность. Джойстик позволяет менять направление движения наклоном рукояти вперед и назад (через нейтраль). А чем дальше отводится джойстик вправо или влево, тем меньше будет радиус поворота в каждую из этих сторон. Важно, что согласованный и предсказуемый поворот обеспечивается независимо от состояния грунта.

Регулятор скорости, расположенный сверху на рукояти джойстика, предназначен для бесступенчатого регулирования скорости движения. Он позволяет оператору выбирать оптимальную скорость движения, исходя из условий работы. Кроме того, исключается разрыв потока мощности при изменении скорости. Кнопка повторного включения скорости на джойстике используется для выбора одного из запрограммированных значений частоты вращения двигателя. Возможность поворота под нагрузкой позволяет трактору перемещать большие объемы грунта при резких поворотах или при движении по скальным участкам, улучшает маневренность трактора на рыхлых грунтах и особенно полезна при работе на уклонах. Поворот на месте (с противовращением гусениц) выполняется предельным отведением рукояти джойстика в сторону поворота. Такая возможность обеспечивает улучшенную маневренность при работе вблизи препятствий и в местах с ограниченным пространством.

Педаль замедлителя хода совмещает функции управления частотой вращения двигателя и тормозами. При нажатии педали до фиксатора нижнего положения приводится в действие тормозная система. Переключение режима работы педали замедлителя на режим управления скоростью может осуществляться также с помощью кнопочной панели дисплея, расположенного в нижней части приборной доски.

Фото 6. Мини-бульдозер Cat D5R XL

Фото 7. Мини-бульдозер Cat D5R XL

Мини-бульдозер Cat D5R XL на планировочно-профилировочных работах

 

Фото 8. Мини-бульдозер Cat D5R XLМини-бульдозер Cat с лебедкой, имеющей гидростатический привод с беступенчатой регулировкой скорости наматывания троса и высоким тяговым усилием

 

Рабочие органы в поисках лазерных плоскостей и сигналов навигационных спутников

Отвал с регулируемым углом поворота и перекоса (УРЛТ) предназначен для финишной планировки, засыпки траншей, рытья У-образных канав, отсыпки грунта валами, разравнивания насыпного материала, расчистки средних по размерам площадок и для тяжелых вскрышных бульдозерных работ. Этот долговечный отвал с шестью гидравлическими магистралями управления и степенями свободы позволяет регулировать углы перекоса и наклона. А за счет приближения выхлопной трубы к кабине, увеличения площади переднего стекла и примыкающих к нему двух боковых (с их небольшим разворотом в переднюю полусферу) улучшен обзор углов отвала и ножа. Это особенно важно при работе вблизи бордюров и фундаментов зданий. Входящий в комплектацию рыхлитель позволяет выполнить большой объем рыхли-тельных работ. А конструкция параллелограммного рычажного механизма обеспечивает лучшее заглубление рыхлителя и повышенную маневренность с ним в местах с ограниченным пространством.

Для выполнения лесотехнических работ трактора D3K, D4K и D5K комплектуются:

  • лесным отвалом с наращенной сверху решеткой (с ребрами жесткости) и боковыми штырями повышенной прочности для защиты моторного отсека трактора от лесосечных отходов; он обеспечивает повышенную производительность за счет увеличения объемов призмы волочения;
  • лебедкой Caterpillar с гидростатическим приводом, характеризующейся бесступенчатой регулировкой скорости наматывания троса и высоким тяговым усилием;
  • защитным ограждением по всему периметру кабины; защитные дуги и решетки обеспечивают более полную безопасность оператора и трактора, предохраняя от падающих сучьев и не очень толстых деревьев;
  • усиленным задним ограждением топливного бака -накладной плитой с внешними петлями.

В состав системы AccuGrade, предназначенной для повышения точности профилирования и интегрированной в гидросистему тракторов Cat серии «К», входит подсистема регулировки положения отвала, позволяющая оператору точно выполнять профилирование. В ее состав входят бортовой компьютер и датчики для точного определения текущего поперечного и продольного наклона отвала.

В полный комплект системы лазерной нивелировки грунта AccuGrade введены также автономный лазерный передатчик на треноге и два лазерных приемника на отвале трактора (подняты на штангах). Они обеспечивают точное формирование продольных и поперечных уклонов поверхностей. При этом вращающийся лазерный передатчик создает лазерную плоскость, наклонную или параллельную земной поверхности, для отсчета уровней по всему пространству рабочей площадки.

 

Фото 9. Мини-РБА Cat

Мини-РБА Cat с задним праллелограммным рыхлителем, зубья которого вонзаются в грунт

 

Фото 10. Мини-бульдозер Cat

Фото 11. Мини-бульдозер Cat

Два варианта крепления штанг на отвале мини-бульдозера Cat для приемников сигналов навигационных спутников и лазерных излучений. Чем шире расстояние, тем лучше!

 

Лазерные приемники - вертикальные линейки откалиброванных фотодиодов - в дискретном виде фиксируют отклонения от заданной высоты распространения лазерной плоскости. Соответствующие программы АссuGradе в бортовом компьютере, ориентируясь на эти показатели (дельты отклонений), формируют и выдают управляющие сигналы в гидросистему для мгновенной закачки масла в соответствующий контур. В его состав входят конкретные пары гидроцилиндров или один гидроцилиндр отвала. Естественно, расчет ведется так, чтобы не превышались тяговые возможности бульдозерных агрегатов, то есть грунт снимается или подсыпается послойно, постепенно приближаясь к нужному результату. А оператор в это время лишь управляет поворотом машины, при необходимости давит на газ или притормаживает. Такая вот случилась интеллектуализация грубой техники для рытья и засыпки.

Такой вид бульдозерирования относится к копирному режиму управления положением отвала, при котором для формирования заданного профиля регулируются углы перекоса и наклона отвала. Автоматическое управление отвалом повышает производительность труда оператора, создавая точный профиль за меньшее число проходов. «В разы» уменьшается и количество контролирующих замеров маркшейдерами, обычных при традиционном нивелировании или контроле профиля.

Система AccuGrade подсказывает оператору необходимость выемки или засыпки грунта в конкретной точке также и в режиме ручного управления отвалом. При этом работа по профилированию выполняется быстро, точно и с меньшими трудозатратами. Система лазерной нивелировки грунта AccuGrade хорошо подходит для выполнения таких работ, как подготовка поверхности для основания фундамента (бетонной подушки), планировка подъездной или местной дороги. С помощью лазерной нивелировки таким трактором можно срыть все неровности, засыпать все ямы и равномерно нанести плодородный слой почвы на участке, выбранном под посадки культурных или декоративных растений.

Caterpillar также предлагает систему космонивелировки грунта AccuGrade GPS, при этом программы получают точную информацию о местоположении (двумерные координаты + высота) приемников GPS, размещенных на штангах поверх отвала, в трехмерном пространстве. При этом местоположение каждого такого приемника определяется с помощью сигналов от 4-х и более максимально разнесенных в верхней полусфере навигационных спутников GPS. Полученные при этом трехмерные координаты используются бортовым компьютером для сравнения положения отвала с отметками проектного плана возводимого объекта.

Вся необходимая информация выводится на установленный в кабине дисплей. Он показывает положение отвала по отношению к грунту и требования к выемке или засыпке грунта в конкретной точке, положение отвала относительно плана возводимого объекта и графический план, на котором показано положение машины в горизонтальной и вертикальной проекциях.

Так что AccuGrade GPS обеспечивает оператора всей необходимой информацией для выполнения работ по профилированию в ручном или автоматическом режимах управления. Производитель настаивает, что данная система наилучшим образом подходит для работ по нарезке террас на косогорах и формированию границ участков любой протяженности.

 

Фото 12. Бульдозер Cat D11R

Фото 13. Бульдозер Cat D11R

Фото 14. Бульдозер Cat D11R

Самый мощный катерпиллеровский бульдозер Cat D11R (113 т; 698 кВт/936 л.с.; призма волочения - 57 м.куб.) с двигателем CAT C32 ACERT для вскрышных работ и угледобычи