Бульдозер ЕС-10фронтальный погрузчик ПК-90

Статья о тракторе С10, опубликованная в майском выпуске журнала "Спец&техника"

alt
















На базе производственного конгломерата предприятий, созданных на площадях Челябинского тракторного завода, в ООО «Профессиональные строительные машины – Завод малых серий» в содружестве с разработчиком ООО «Инженерный центр» создана очередная новая строительно-дорожная машина – гусеничный промышленный трактор тягового класса 1 – С10 в агрегате с бульдозерно-рыхлительным оборудованием.
 

В канун 2009 года был изготовлен опытный образец, в течение года были проведены заводские испытания, включающие отладку и регулировку основных систем, сертификацию испытания, в конце 2009 года завершены эксплуатационные испытания машины. До появления трактора С10 этими двумя коллективами, начиная с 2004 года, были созданы, поставлены на производство и переданы на ООО «ЧТЗ – Уралтрак» несколько моделей колесных фронтальных погрузчиков серии PROFFI – ПК46, ПК30 и ПК65, ведется разработка погрузчика ПК90. В процессе создания новых машин был сформирован коллектив единомышленников, состоящий из высококвалифицированных специалистов, способных в кратчайшие сроки создавать и внедрять в производство новейшие разработки.

Создание трактора С10 проводилось с учетом анализа существующих конструкций промышленных тракторов, выявления преимуществ и недостатков, заложенных в известных технических решениях и реализованных в конкретных моделях тракторов. В частности, анализ ходовых систем промышленных тракторов показал, что практически все аналоги применяют полужесткую подвеску ходовой части с качающимися гусеничными тележками и жесткой балансирной балкой, посредством которой рама трактора, в своей передней части, опирается на гусеничные тележки. Прокачка гусеничных тележек происходит вокруг оси бортовых редукторов либо вокруг оси, вынесенной за пределы бортовых редукторов. Прокачка происходит в одной вертикальной плоскости, т.е. гусеничные тележки имеют одну степень свободы. Гусеничные тележки между собой не связаны. Подобная схема имеет существенный недостаток.

При работе трактора, в описанной схеме подвески, в его конструкции возникают внутренние усилия, значительно, порой многократно превышающие внешние нагрузки, что приводит к снижению ресурса и надежности узлов и машины в целом.

altВ конструкции трактора С10 применена другая, оригинальная, запатентованная разработчиком схема подвески ходовой части с силовым замыканием гусеничных тележек. Гусеничные тележки кинематически связаны между собой балансирной балкой спереди и трехточечной подвеской, на шаровых опорах, сзади. Обе гусеничные тележки одновременно воспринимают внешние нагрузки, не нагружая при этом раму трактора. Гусеничные тележки имеют две степени свободы, что позволяет осуществлять их прокачку без возникновения дополнительных нагрузок в конструкции трактора. Физическая ось прокачки тележек отсутствует, практически отсутствуют плечи действия внешних нагрузок, поэтому не возникает вредных изгибающих моментов, воздействующих на элементы конструкции трактора.

Подобная схема подвески ходовой части лишена указанных выше недостатков, что позволяет ожидать значительного повышения ресурса и надежности работы узлов трактора.

Вторым примером аналитического подхода при проектировании трактора С10 является разработка бесступенчатого механизма поворота с пропорциональным управлением.

Практически все фирмы, за редким исключением, выпускающие промышленные тракторы, применяют так называемый бортовой механизм поворота с пропорциональным управлением. Поворот трактора осуществляется отключением и затормаживанием одного (отстающего) борта. При этом мощность передается вторым (забегающим) бортом.

Недостатки такой схемы поворота очевидны. Поворот машины происходит ступенчато, с потерей скорости движения и зачастую с остановкой трактора, в момент поворота рабочее тяговое усилие передается одним бортом, что практически неосуществимо при бульдозировании из-за ограничений по сцеплению гусениц с грунтом, в то же время происходит перегрузка забегающего борта вследствие передачи им всей мощности. Кроме этого, часть полезной мощности теряется в тормозах отстающего борта.

Применение бесступенчатого механизма поворота позволяет осуществлять поворот трактора без остановки и без снижения скорости движения, в том числе и бульдозировании с бесступенчатым изменением радиуса поворота от нуля до бесконечности и скорости поворота от нуля до максимума. Передача мощности всегда производится обоими бортами, что позволяет реализовать значительно большие тяговые усилия. Применение бесступенчатого механизма поворота с пропорциональным управлением позволит облегчить процесс управления агрегатом, улучшить маневренность и повысить производительность.

altПри разработке С10 закладывались следующие основные принципы:
1. Трактор должен иметь технический уровень, отвечающий современным и перспективным требованиям по техническим параметрам, надежности и комфорту.
2. При разработке конструкции трактора должны применяться проверенные технические решения.
3. Максимальное использование в конструкции трактора качественных комплектующих изделий известных, хорошо зарекомендовавших себя на мировом рынке фирм.
4. Максимальное использование в конструкции трактора серийно выпускаемых узлов и деталей отечественного производителя и производства заказчика.
5. Разрабатываемый трактор С10 должен быть конкурентоспособным. При разработке кинематических схем, проведении расчетов, конструкторской проработке отдельных узлов и машины в целом были решены следующие принципиальные вопросы:

• создание щадящих условий по крутящему моменту для ГМТ, главной передачи, механизма поворота с увеличением момента в конечной передаче за счет применения бортового редуктора с передаточным числом 23;
• создание бесступенчатого механизма поворота, позволяющего без разрыва потока мощности осуществлять работу трактора под нагрузкой с радиусом поворота по сопротивлению с сохранением тяги и скорости при работе;
• создание объединенной гидросистемы с пропорциональным управлением механизмом поворота и бульдозерно-рыхлительноым агрегатом, обеспечивающей минимальный отбор мощности и нагрев гидросистемы;
• применение современных двигателей ЯМЗ-236М2 ОАО «Автодизель», BF06M2012C Tier 2 или TCD2012L062VTier 3 Deutz;
• применение вальной с переключением передач под нагрузкой в ручном и автоматическом режимах;
• применение компактных планетарных бортовых редукторов с передаточным числом 23, со встроенными постоянно замкнутыми многодисковыми тормозами, ручек управления, компонентов гидравлики, гидронасосов и гидромоторов;
• применение покупных изделий гидросистемы и элементов управления.

altЧем же отличается вновь созданный трактор С10 от выпускаемых серийных тракторов? Ниже приведены основные отличительные свойства трактора С10, обеспечивающие ему новые потребительские свойства.
1. Возможность установки трех двигателей: ЯМЗ и Deutz («Евро-2» и «Евро-3»).
2. Установка упругой эластичной муфты между двигателем и ГМТ для гашения крутильных колебаний и, как следствие, увеличение безотказности и ресурса силовой установки.
3. ГМТ с автоматическим и ручным переключением передач под нагрузкой (без разрыва потока мощности):

• автоматическое переключение передач, обеспечивающее работу в зоне высоких КПД гидротрансформатора, что уменьшает нагрев ГМТ и улучшает топливную экономичность, а также не допускающая работу ГМТ на «стопрежиме» на 3 и 2 передачах (в автоматическом режиме);
• при включении реверса автоматически включается 2 передача;
• управление ГМТ – электрогидравлическое;
• автоматическая защита ГМТ от перегрева;
• блокировка запуска двигателя при включенной передаче;
• блокировка включения передачи при включенном ручном тормозе;
• ГМТ имеет собственное электронное табло отображения информации.

4. Бесступенчатая дифференциальная система управления поворотом с непрерывным подводом мощности к обоим бортам с пропорциональным электрогидравлическим управлением:

• бесступенчатое регулирование радиуса поворота от «0» до бесконечности;
• бесступенчатое регулирование скорости поворота от «0» до «мах»;
• управление поворотом джойстиком (однорычажным блоком управления);
• при повороте скорость центра машины сохраняет скорость прямолинейного движения;
• на нейтральной передаче возможен поворот на месте с «0» радиусом;
• возможность безостановочного бульдозирования по криволинейной траектории;
• возможность применения безоткатного способа производства работ.

5. Пропорциональная электрогидравлическая система управления рабочим оборудованием:

• бесступенчатое регулирование скорости перемещения рабочего оборудования от «0» до «мах»;
• управление бульдозерным и рыхлительным оборудованием джойстиками (однорычажными блоками управления);
• увеличение рабочих скоростей трактора;
• повышение точности управления рабочим оборудованием.

alt6. Комфорт на рабочем месте оператора, эргономические и экологические параметры, параметры безопасности отвечают требованиям отечественных и европейских стандартов:
• улучшение условий труда оператора.

7. Планетарные бортовые редукторы модульного типа со встроенными многодисковыми тормозами постоянно-замкнутого типа с гидравлическим управлением, обеспечивающие безопасность при отказе систем:
• возможность управления тормозами в аварийных случаях при остановленном двигателе.

8. Оригинальная подвеска ходовой части с силовым замыканием гусеничных тележек, разгружающая раму трактора и ходовую часть от внешних нагрузок:
• увеличение безотказности и ресурса рамы и ходовой части трактора.

9. Конструкция бульдозерного оборудования, уменьшающая самопроизвольную поперечную и угловую раскачку отвала:
• повышение производительности и точности выполнения работ.

10. Конструкция рыхлителя с увеличенным вылетом наконечника, обеспечивающая видимость наконечника и повышающая взламывающую способность рыхлителя:
• обеспечение требований стандартов безопасности, уменьшение энергозатрат и повышение производительности при рыхлении.

Предыдущий опыт создания и эксплуатации новых машин позволяет надеяться, что трактор С10, так же, как и предыдущие машины, в ближайшее время пройдет все необходимые испытания и будет запущен в производство.

Наконец-то появилась возможность достаточно быстро поставить на производство надежный, перспективный, по некоторым параметрам не имеющий аналогов в мире, соответствующий мировому уровню бульдозер (БРА). Только продукция высокого технического уровня способна привлечь инвестиции, прорваться на рынок и занять свою нишу. Безусловно, для этого потребуется реструктуризация сегодняшнего производства.

alt