Новый взгляд на среднегабаритные бульдозеры: как электронное управление делает машины умнее

Между потреблением энергии и расходом топлива есть прямая связь: чем больше машине требуется энергии, тем больше требуется топлива. Более высокое давление при впрыске, особый сберегающий дизайн поршня и камеры сгорания, турбокомпрессор и другие механические хитрости повышают эффективность сгорания топлива и помогают достигать максимума энергии, вырабатываемой из каждого топливной порции, но не меняют основы: для получения большего количества энергии всё равно требуются большие затраты топлива.

Но в последнее время рабочие циклы среднегабаритных бульдозеров значительно изменились в соответствии с их запросами в энергии. Если бульдозер постоянно затрачивает одинаковое количество энергии, он требует одинакового объема топлива. Если же сократить потребление энергии за счет уменьшения количества требуемых для работы техники движений, то сократиться и потребление топлива. Но дело в том, что нужно сократить потребление энергии без ущерба для производительности машины. Новые разработки в области электроники сделали это возможным.

Экономичный режим сокращенной энергии – новый термин общий между несколькими гигантами-производителями спецтехники. Принцип его работы заключается в следующем: уменьшается скорость вращения двигателя, например, от 2000 оборотов до 1800. Электроника контролирует скорость вращения двигателя, а также следит за правильным балансом при взаимодействии двигателя и гидравлической системы. Когда требуемый объем энергии достигнут, система снова переключается на экономичный режим.

Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) уже давно разрабатывает инновации для улучшения производительности техники. Использование базовых станций и обширная сеть по всему миру сделали высокоточные сигналы GNSS широкодоступными. Проблемой для производителей бульдозеров было установить на технику системы для использования данных сигналов.

Некоторые производители сотрудничают с тремя самыми крупными компаниями GNSS (Leica, Topcon и Trimble) для собственных разработок систем управления техникой. Другие предлагают предподготовку (подготовку специальной электропроводки) в машине для особой системы управления с расчетом, что клиент сам впоследствии обратится к одной из этих компаний для установки GNSS по своему выбору.

Данная электроника пока что лучше всего интегрируется именно в бульдозеры, где увеличение общей производительности и эффективности работы были полностью доказаны в полевых испытаниях.

Помимо сокращения расхода топлива и новейшего управления машиной есть и другие усовершенствования в среднегабаритных бульдозерах, такие как уменьшение шума, улучшенная эргономичность и расширенный обзор в кабине, и упрощенный доступ к точкам обслуживания техники. Всё это достигается с помощью электроники.

Все бульдозеры, работающие с мощностью от 130 – до 330 л.с., о которых идет здесь речь, попадают под правила Tier 4 Final. Общие стратегии для соответствия этим регулировкам включают в себя следующие нововведения: рециркуляция охлажденных выхлопных газов (EGR), окислительный катализатор дизеля (DOC), фильтр частиц дизельного топлива (DPF), система избирательного каталитического сокращения выбросов (SCR), а также комбинация этих систем. Подход к установке данных систем на технику зависит от размера машины и ее предназначения. Двигатели, работающие по системе избирательного каталитического сокращения выбросов (SCR) требуют использования выпускной дизельной жидкости (DEF), а двигатели, основанные на системе фильтрации топливных частиц (DPF), требуют регенерации. Нужно устанавливать систему исходя из принципа работы конкретной единицы техники.

Примеры из инноваций в бульдозерах нескольких крупнейших производителей

CASE: Система SCR не требует регенерации или постоянного сервисного обслуживания фильтра и позволяет двигателю работать на полную мощность без компромиссов с потреблением энергии или тяговым усилием.

К примеру, в модели 2050М на 11 процентов сокращено потребление топлива и на 17 процентов увеличена продуктивность работы. А модель 1650М стала лучшей в своем классе по достижению тягового усилия в 27759 килограммов.

Продвинутая электрогидравлика представлена в обеих моделях, а чувствительность лезвия и рулевого управления отвечает трем самым важным для конечного пользователя характеристикам в работе техники – плавности, умеренности и энергичности. Каждый бульдозер серии М оснащен технологией управления лезвием от любого из основных поставщиков GNSS, хотя сама компания CASE подписала партнерское соглашение с компанией Leica и последующие модели будут оптимизированы именно для использования данных систем.

Долголетние гусеницы Case (CELT) доступны как факультативное оборудование для данных моделей. В принципе их работы используются две общеосевые втулки, внешняя из которых вращается при контакте со звездочкой, что позволяет практически избежать износа гусеницы. Таким образом, жизнь гусеницы может быть продлена в два раза.

Caterpillar: Усовершенствованное автопереключение скоростей на моделях среднегабаритных бульдозеров D6T (207 л.с.) и D8T (310 л.с.) обеспечивает эффективную 3-, 6- или 9-тискоростную трансмиссию. Коробка сама по себе имеет три передачи, множественный эффект достигается путем электронного управления скоростями двигателя. При 6-тискоростном режиме каждая передача может быть запущена наполовину или на полную скорость, при 9-тискокростном режиме – наполовину, три четверти или на полную скорость. В результате мы получаем широкий ряд характеристик управления, повышенную продуктивность и эффективный расход топлива.

Модуль чистых выхлопов CAT предполагает наличие форсунки регенерационной системы CAT для предварительного подогрева и последующей обработки топлива. Данная система позволяет увеличить производительность техники и сократить время регенерации. Расход дизельной жидкости составляет около 2-х процентов от общего потребления топлива, таким образом, новые бульдозеры САТ имеют показатели по расходу топлива на 10 процентов ниже своих предшественников.

Увеличение продуктивности работы новых моделей бульдозеров также обусловлено системами авто-переноса (способствует равномерному распределению переносимого материала по всему лезвию) и авто-разрыхления рабочей поверхности. Обе функции работают от специально встроенных сенсоров, определяющих нагрузку на лезвие и измеряющих проскальзывание гусеницы.

Компания Катерпиллер предлагает различные уровни установки новых технологий, поскольку все бульдозеры подготовлены для использования любой из систем, клиент сам выбирает, что именно установить в зависимости от условий работы машины и от собственного бюджета. Разработчики компании Сaterpillar предлагают установку таких функций, как стабильное лезвие, лазер AccuGrade, AccuGrade GPS или Система управления 3D.

John Deere: На бульдозерах серии К установлены системы рециркуляции охлажденных выхлопов (CEGR) с последующей обработкой частиц дизельного топлива. Гидравлически управляемый вентилятор запускается только при необходимости, что позволяет сохранить потребление топлива и шумы. Другие техники снижения шума включают в себя амортизацию звука в кабине и плотное закрепление всех элементов кабины. Шумы в новых бульдозерах серии К сокращены на 45 процентов в сравнении с предыдущими моделями техники. Трансмиссии гидростатические. Система полного управления машиной позволяет оператору самостоятельно регулировать показатели производительности в соотношении с конкретной рабочей средой.

Бульдозеры серии К могут быть заказаны с системами управления Leica, Topcon или Trimble, установленными на заводе John Deere или же с предварительной настройкой под одну из систем.

Komatsu: Новые в линейке бульдозеры - D51EXi-22 (130 л.с., стандартная гусеница), D51PXi-22 (130 л.с., гусеница с низким давлением на грунт), D61EXi-23 (155 л.с., стандартная гусеница) and D61PXi-23 (168 л.с., гусеница с низким давлением на грунт). На данные модели установлены интеллектуальные технологии управления машиной, разработанные инженерами компании Komatsu. Разработчики Коматсу утверждают, что модели D51-22 и D61-23 с интеллектуальным управлением показывают производительность выше на 9 и 13 процентов соответственно в сравнении с аналогичными машинами других марок. Это достигается путем автоматического управления лезвием и соответственным уменьшением проскальзывания гусеницы благодаря мониторингу загрузки лезвия.

Обе модели имеют 4 режима работы: резка, резка и переноска, рассеивание и простая сортировка. Любые движения во всех направлениях, а также гидростатические трансмиссии контролируются джойстиком системы ручного управления, а также системой мониторинга машины KOMTRAX, разработанными инженерами компании Коматсу.

Таким образом, самые крупные мировые производители спецтехники постепенно начинают оснащать свои машины электронными инновациями, значительно облегчающими работу техники, увеличивающими ее производительность и продляющими ее жизнь. Технический прогресс не стоит на месте и конечному пользователю предоставляется всё больше возможностей для эффективного расширения и развития своего бизнеса с помощью передовых технологий.