Самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой составляют особый сегмент карьерной техники – такие машины покупают предприятия, которым важна высокая проходимость транспорта на пересеченной местности
Мировой рекорд
Как известно, использование на горных разработках самосвалов с жесткой рамой требует предварительного обустройства дорог в карьерах и на подъездных путях. В отличие от обычных дорожных самосвалов, карьерные работают на пределе своих технических возможностей – закладывать в их конструкцию дополнительный запас прочности, увеличивая и без того солидную массу, нерационально. Эксплуатация «однорамников» высокой грузоподъемности по неровным дорогам, где перераспределение веса на отдельные колеса неизбежно значительное, вызывает резкое сокращение сроков службы узлов ходовой части и трансмиссии. Как следствие, техника простаивает в ремонте, объемы отгрузки падают, а горно-добывающее предприятие несет большие убытки.
Приемлемая долговечность карьерных самосвалов с жесткой рамой достигается только при работе на подготовленных технологических дорогах с неровностями глубиной (высотой) не более 10 см и продольными уклонами в пределах 8 %. Если же по ряду причин строить такие дороги невыгодно, то единственным рациональным решением будет использование самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой. До последнего времени пределом грузоподъемности «сочлененников» была величина 50 тонн. Рекорд поставила шведская компания Volvo Construction Equipment, предложив горнякам 55-тонную модель A60H. Эксплуатационная масса самосвала без груза составляет 43 400 кг, а полная – почти 100 тонн.
Пионер и мировой лидер
Шасси – трехосное полноприводное, на односкатных колесах двухметрового диаметра с шинами размера 33,25 R 29. Благодаря сочлененной раме, состоящей из двух соединенных шарниром полурам, артикуляция переднего моста по отношению к мостам задней балансирной тележки настолько велика, что вывесить одно из шести колес практически невозможно, даже переезжая груду полуметровых обломков горной породы. Как и деформировать каждую из полурам запредельным скручивающим моментом. Работа шарнира в горизонтальной и вертикальной плоскостях обеспечивает машине недостижимую для «однорамников» проходимость. При снижении сцепления колес задней тележки с грунтом нагруженное силовым агрегатом и кабиной переднее звено служит тягачом. И наоборот – если передок забуксовал, зарываясь колесами в промокшую насквозь глину крутой стенки оврага, его заталкивает вверх пока еще расположенная горизонтально задняя тележка. При вращении рулевого колеса машина складывается на угол до 45 градусов, демонстрируя отличную для своей 12-метровой длины маневренность.
Идея применения шарнирно-сочлененных рам на высокопроходимой технике различного назначения (в том числе и военной) отнюдь не нова и имеет более чем столетнюю историю. В нашей стране «двухрамники» с промежуточным шарниром широко известны с 60-х годов прошлого века. Например, по тракторам «Кировец», выпущенным тиражом почти полмиллиона экземпляров и трудившимся почти в каждом колхозе бывшего СССР. Другой пример массового использования «сочлененников» – огромная армия фронтальных погрузчиков. Однако своих самосвалов-«двухрамников», как ни странно, у нас не было. В Союзе их производство, несмотря на потребность могучей горно-добывающей отрасли именно в таких машинах, так и не освоили. Позднее, после распада СССР, выпуск трехосных сочлененных «карьерников» грузоподъемностью до 50 тонн наладили в Белоруссии под марками «БЕЛАЗ», «МОАЗ» и «Амкодор» – это самые доступные по цене машины в данном сегменте. Но пионером и мировым лидером в производстве сочлененных самосвалов была и остается компания Volvo Construction Equipment с заводом в городе Браас на юге Швеции. И, разумеется, ее машины весьма недешевы. А конкретно флагманский самосвал A60H очень даже дорог. Но если доходы предприятия сильно зависят от надежности техники, то, возможно, переплата за премиум-бренд того стоит.
Всего шесть цилиндров
Помимо престижной эмблемы и знаменитого шведского качества покупатель за свои миллионы получает и вполне осязаемые достоинства «шестидесятого». Во-первых, могучий 16-литровый двигатель D 16F, установленный продольно на передней полураме машины. Такой же агрегат, только в более экологичном (Евро‑5) исполнении G, ставят на флагманские тягачи Volvo FH16, предназначенные для 80-тонных автопоездов. Напомним, производство большинства моделей двигателей Volvo сосредоточено на заводе в Шёвде (Швеция). От карьерной спецтехники наличие впрыска раствора мочевины пока не требуют, поэтому в модификации F мотор соответствует европейским нормам Stage II, то есть весьма близким по содержанию вредных веществ к старинным автомобильным нормам Евро‑2. При рабочем объеме 16,1 литра у агрегата D 16F всего шесть цилиндров объемом почти 2,7 л каждый. Размерность – 144 на 165 мм.
Рядная «шестерка» получилась довольно компактной и весит относительно немного – 1422 кг. Конструктивная особенность двигателя – расположение распредвала в головке блока. Как правило, на промышленных и автомобильных дизелях такого объема распредвал располагают в блоке цилиндров. Головка блока общая, 24-клапанная, гильзы цилиндров «мокрые», легко заменяемые при ремонте. Привод распредвала – шестернями со стороны маховика. В отличие от новейшего «еврошестого» двигателя D 16K, оборудованного топливной аппаратурой Common Rail, предназначенный для спецтехники мотор модификации F – с насос-форсунками фирмы Delphi. Пик крутящего момента при оборотах чуть более тысячи в минуту и 673 лошадиные силы обеспечивают стотонной машине хорошую динамику, а значит, и высокую эффективность в работе.
Вечные полуоси
Трансмиссия самосвала включает гидротрансформатор со встроенной блокировкой, гидромеханический шестиступенчатый «автомат» Allison модели 6630 ORS, двухступенчатую раздаточную коробку собственного производства Volvo с кулачковой блокировкой межосевого дифференциала и свои же, «вольвовские» ведущие мосты с планетарными ступичными редукторами. Межколесные дифференциалы в мостах также принудительно блокируются. Проходной передний мост задней тележки имеет кулачковую муфту для подключения заднего моста. Она срабатывает автоматически, одновременно с блокировкой межосевого дифференциала при активации системы Traction Control. Кроме того, включить жесткий привод на все мосты можно напольным выключателем в кабине машиниста.
Еще одна замечательная особенность трансмиссии, свойственная всем машинам с сочлененной рамой, – отсутствие карданов и ШРУСов в приводах колес. Ни на одном из мостов нет поворотных кулаков, ведь самосвал поворачивает благодаря складыванию полурам в горизонтальной плоскости усилием двух гидроцилиндров двустороннего действия. Таким образом, полуоси в мостах – «вечные», поскольку представляют собой прутки легированной стали со шлицами на концах. Конструкция балансирной, с резиновыми упругими элементами подвески задней тележки также заточена на суперпроходимость – здесь применены две А-образные рамы, и поэтому обе оси качаются в двух плоскостях независимо друг от друга. То есть «плавают» и перекрещиваются, а их четыре колеса постоянно и надежно опираются на грунт.
Подвеска переднего моста на гидравлических стойках с гидроазотными аккумуляторами высокого давления и автоматическим управлением. Ее достоинства – высокая плавность хода при движении по бездорожью даже с высокими для карьерного самосвала скоростями. Тормоза с многодисковыми механизмами в масляной ванне, встроенными в ступичные узлы мостов. Привод гидравлический двухконтурный. Стояночный тормоз с дисковым механизмом на выходном валу раздаточной коробки. При активации «ручника» дифференциал в «раздатке» автоматически блокируется, поэтому машину удерживают заторможенные колеса сразу двух осей: передней и средней. Обогреваемый отработавшими газами кузов объемом 25,8 м3 (33,6 м3 – с шапкой) сварен из легированной износостойкой стали Hardox 400. Кузов опрокидывают два одноступенчатых гидроцилиндра двойного действия, время разгрузки составляет не более 12 секунд.
В базовую комплектация самосвала A60H входит система взвешивания груза – показания выводятся на дисплей в кабине, и машинист принимает решение: догрузить самосвал для большей эффективности его работы или, наоборот, скинуть лишнее, чтобы поберечь дорогостоящую технику. Также умная электроника защищает самосвал от опрокидывания при выгрузке – она не позволит поднять кузов выше определенного уровня, если машина стоит с недопустимым креном.
Кабина самосвала установлена на передней раме на резиновых подушках. Сиденье машиниста расположено по центру.
Периодичность ТО – 500 моточасов. Сервисные станции, авторизованные компанией Volvo Construction Equipment, есть во многих регионах России. Напоминаем, что карьерные самосвалы относятся к самоходной спецтехнике категории A III и подлежат регистрации в Гостехнадзоре с оформлением Паспорта самоходной машины (ПСМ). Максимальная скорость самосвала Volvo A60H по технической характеристике составляет 54,9 км/ч, а значит, на машину требуется оформить полис ОСАГО. Габаритная ширина 3884 мм, да и осевые нагрузки исключают транспортировку на объект своим ходом, поэтому по дорогам общего пользования A60H перевозят на низкорамных тралах, предварительно сняв колеса.
Самосвальный автопоезд на шасси Volvo FH16 8х4
Сборочное производство Volvo Group Trucks
Особенности конструкции самосвалов Volvo Trucks