Челни товарачи за селското стопанство
Особености, приложения, възможности
Челните товарачи са универсални машини и неслучайно намират широко приложение в селското стопанство. Използват се както от животновъди, така и от зърнопроизводители, овощари, лозари и зеленчукопроизводители. Днес на пазара се предлага огромно разнообразие от класове и модели челни товарачи. Как обаче да разберем коя машина е най-подходяща за нашето стопанство? Предлагаме на читателите един по-задълбочен и професионален поглед върху темата за челните товарачи в животновъдството и земеделието.
Текст: списание АгроБио Техника
Снимка: BOBCAT
В българското селско стопанство понятието „челен товарач“ има три различни смисъла. Често фермерите наричат „челен товарач“ самата товарачна уредба, която се монтира отпред на колесен трактор. Тази конфигурация има своето предимство, когато не се изисква висока производителност или голяма товароподемност и тракторът в дадения момент не се използва за друга работа. В същото време инвестицията в товарачна уредба е значително по-малка от колкото в специализирана машина - перфектно решение, ако челен товарач е необходим само от време на време.
Много често „челен товарач“ се нарича и телескопичният товарач (телехендлер). Тази машина бе разгледана подробно в един от предишните ни обзори. Тук трябва само да уточним, че за разлика от класическия челен товарач телескопичният се „цели“ в голямата работна височина - над 7м. Ето защо неговата стрела е телескопична и се разпъва във височина по време на работа. Да, телескопичният товарач може да изпълнява функциите и на конвенционалния, но разходът на енергия и респективно на дизел, необходим за издигането на по-тежката му стрела подсказва, че той не е най-ефективната машина за всички приложения.
Типичните челни товарачи са самоходни машини, оборудвани с товарачна уредба, която е съставена от две рамена и лостова система за кофата или друг прикачен инвентар. Работните движения се изпълняват благодарение на действието на хидравлични цилиндри, захранвани от хидравличната система на машината. Обзорът е посветен на този вид техника и по-специално двата основни класа с най-голямо приложение в селското стопанство: минитоварачи с работни маси 1-5т и компактни (малки) товарачи с работни маси 4-10т.
Минитоварачи
Моделните гами при различните производители не надхвърлят повече от десетина колесни модела и шест-седем верижни. Те се класифицират основно според някой от трите параметъра: работна маса, граничен товар на преобръщане и товароподемност. Заради конструкцията на ходовата си част и по-ниския център на тежестта верижните модели предлагат сравнително по-голям граничен товар на преобръщане за същото работно тегло. Все пак трябва да отбележим, че в България се работи основно с колесни машини.
Съвременният колесен минитоварач е базиран на компактно шаси, в което е поместено хидростатично задвижване. За колелата от всяка страна се използва по един хидромотор - общо два. Към всеки от тях има зведочка, а всяка звездочка е свързана към колелата с две метални вериги (при различните производители има някои разлики). Този тип задвижване позволява двойката колела от всяка страна да се движи независимо с различни скорости и посока . Така се осигурява и самото завиване, което по-скоро представлява пързаляне и то може да стане дори на място - подобно на верижните машини. От там идва и името на колесния минитоварач - Skid Steer Loader. За реализирането на самото задвижване и работните функции се използва дизелов двигател, който от своя страна задвижва хидравлични помпи.
Товарачни уредби при минитоварачите
Според товарачната си уредба минитоварачите се разделят на машини с товарачна стрела с две рамена и с едно рамо. Използването на две рамена е класическа конструкция и се предпочита от повечето производители заради доказаните си качества през десетилетията. Все пак в този случай има и един малък недостатък. За врата на кабината служи големия преден прозорец, който се отваря странично. За да се влезе в кабината, операторът трябва да стъпи върху горния ръб на кофата или на напречна греда на стрелата. Така се появява риск от подхлъзване, особено в мокро и кално време.
Този въпрос е решен при другия вид товарачна уредба, който използва само едно рамо. То е разположено отдясно, а отляво има врата за възможно най-безопасното и удобно влизане в кабината. Разбира се, тук изискванията към стрелата са доста по-завишени като конструкция, избор на стомани и технология на производство. От друга страна обаче тази концепция позволява много по-лесно „развитие“ във височина. Стрелата може да стане телескопична и да предложи по-голяма работна височина. Така минитоварачът, колесен или верижен, става по-скоро телескопичен минитоварач. За първи път такива машини се появиха на пазара през 2016 година.
Независимо от броя на рамената, товарачните уредби се разделят на още два вида: с радиално и с вертикално издигане на кофата (или друг прикачен инвентар). При варианта с радиално издигане рамената са свързани към корпуса на машината само с по един щифт (пин). При самото издигане кофата най-напред леко се отдалечава от товарача и след преминаване на височината, където е щифта, кофата започва да се приближава към машината, описвайки траектория подобна на арка. Радиалното издигане предлага редица предимства като повече компактност и стабилност при пренасяне на товари, както и лесно товарене с палетни вилици или изсипване на кофата в ремарке с не много високи бордове.
При вертикалното издигане, кофата или палетните вилици следват траектория, която е почти права линия. Така при максималната работна височина машината има по-голям досег напред и е отлично решение, когато е необходимо товарът да се изсипе в ремарке или приемен бункер с високи бордове. Този вид товарачна уредба осигурява и по-голяма товароподемност. Но за целта нейната конструкция използва малко по-сложна лостова система, а е възможно да има и втори повдигащ цилиндър за всяко рамо.
Компактни (малки) товарачи
Въпреки че могат да изпълняват едни и същи задачи, компактните челни товарачи се различават значително от минитоварачите по своята принципна конструкция. При машините от клас мини в много голяма степен се е запазила концепцията на товарачната уредба, при която в задната си част рамената са свързани с шарнирна връзка към задната част на рамата. Така двете рамена се движат от двете страни на операторското място - както при много от челните товарачи от 50-те и 60-те години на миналия век. В днешно време обаче най-широко разпространената конструкция при товарачите от малък, среден и тежък клас е товарачна уредба, при която основите на двете рамена са свързани с шарнирна връзка към рамата в предната й част - малко пред външния преден край на кабината, която е много по-издигната и със странична врата (понякога с две врати, лява и дясна).
Понастоящем някои специализирани производители предлагат и други видове стрели, разработени специално за компактни товарачи. Монтирането на двураменната стрела върху въртяща се на 180° основа например позволява товарът да се подава странично и така да се спести излишното маневриране с машината. Използването на едно централно рамо дава възможност за увеличаване на товароподемността и видимостта към зоната между предните колела. А монтирането на телескопична стрела в предната част на товарача осигурява специфичната комбинация от голяма сила на загребване с кофата и голяма работна височина - тази комбинация липсва при конвенционалния телескопичен товарач.
Повечето производители имат в гамите си по 5-6 модела (рядко по 10-12), разпределени в продуктовата линия по същите критерии: работни маси, граничен товар на преобръщане, товароподемност, работна височина. В случая трябва да се отбележи, че при компактните челни товарачи работната маса започва от 4 т и достига до над 10 т, което означава, че машините имат по-голяма товароподемност и могат да се оборудват с по-големи кофи (дори до 2куб.м). Работните височини започват от 3,1 метра и достигат почти до 4 в някои конфигурации (измерено от земята до шарнирната връзка на кофата). За сравнение най-големите минитоварачи предлагат работна височина до 3,65м. През последните десетина години се наблюдава тенденция при някои производители да предлагат компактни челни товарачи с издигната кабина и с по-малки работни маси - например 2,5-3т. Тук акцентът се поставя основно върху комфорта в по-голямата кабина и цялостната панорамна видимост, по които минитоварачите отстъпват.
При компактните товарачи се използват две концепции за рамата. Съчленената рама дължи своята популярност на факта, че позволява завиване с предната половина на товарача при това с минимален радиус на завиване на машината. А това е голямо предимство в тесни пространства. Освен това загребването и избутването на материал в завой е по-мощно, защото предните колела винаги сочат по посока на кофата. В същото време тази концепция има недостатъка, че в завой центърът на тежестта се променя и граничният товар на преобръщане намалява осезаемо. На свой ред това означава, че с такъв товарач не трябва да се пренася много тежък товар в завой.
Твърдата рама, съчетавана традиционно с четири завиващи колела, има своите предимства спрямо машините със съчленена рама. От една страна, центърът на тежестта не се променя при завиване, дори в пълен завой. Така машината остава много стабилна дори при неравен терен. От друга страна, завиващите под голям ъгъл (до 38° при някои производители) колела на всеки мост дават много висока маневреност и възможност за елиминиране на някои движения, което намалява значително времето за придвижване в ограничена работна среда, както и времето изпълнението на един работен цикъл. Твърдата рама дава и това преимущество, че разстоянието от противотежестта до товара в кофата е винаги едно и също. Така, освен повишената безопасност, може дори да се постигне и по-голяма производителност, тъй като товароподемността на машината и в изправено положение, и в завой е една и съща.
Четирите завиващи колела дават възможност за изпълнение на три режима на завиване (обикновено се активират от превключвател в кабината): завиват само предните колела, завиват всички колела и всички колела се насочват в една и съща посока (т. нар. рачешки ход). Тези възможности осигуряват не само по-висока маневреност, но и по-висока проходимост при разкаляни терени. Стандартно и четирите колела са задвижващи, като има опции за схема 4х2 за придвижване по твърди настилки.
Видове задвижвания при компактните товарачи
Съществен момент при компактните товарачи е, че те използват трансмисия с преден и заден мост (вкл. карданни валове, диференциали и т.н.), каквито изобщо липсват при минитоварачите. Задният мост обикновено е с окачване, което позволява неговото наклоняване. Така машината е много по-стабилна при преминаване или работа по наклонени или неравни терени. А това е важно защото центърът на тежестта на компактните товарачи е по-високо от този на минитоварачите.
При задвижванията има четири основни варианта. Хидродинамичното се предпочита все по-малко и понастоящем се използва основно за модели с маса над 8-9 тона. Влагането на хидротрансформатор и 4-, 5- или дори 6-степенна скоростна кутия тип Powershift има своите предимства при необходимост от мощно врязване в куп с плътен материал, по-бързо ускоряване или придвижване на по-дълги разстояния с по-висока скорост (над 35-40 км/ч). Все пак при малките товарачи хидростатичното задвижване е най-разпространено. То се състои от хидравлична помпа с променлив дебит, куплирана към дизеловия двигател, и два хидромотора (един с високи и един с ниски обороти). Предпочита се заради икономиите на дизел, по-лесното управление и по-високата производителност и прецизност на работа, когато се работи в малък периметър.
Но за придвижването на дълги разстояния с по-висока скорост е необходимо и още „нещо“ към хидростатиката. Става въпрос за навлезлите през последните 7-8 години вариаторни трансмисии, които се опитват да съчетаят „най-доброто от двата свята“. Обикновено такъв тип задвижване има хидростатичен и хидродинамичен модул, които влизат в действие автоматично в зависимост от необходимостта.
Все пак най-модерното задвижване днес е електрическото - с тягова акумулаторна батерия и два електромотора, от които единият е за ходовата част, а другият - за работната хидравлика. Електрическите компактни товарачи имат едно съществено предимство - възможно най-ниските разходи за експлоатация и поддръжка в съчетание с нулеви локални емисии на изгорели газове и минимални емисии на шум. Все пак засега си остава като проблем неразвитата в България инфраструктура за зареждане на електрически автомобили и подобна мобилна електрическа техника.
Минитоварач или компактен товарач
Дали да изберем минитоварач или компактен челен товарач за своето стопанство е въпрос, на който не може да се отговори съвсем еднозначно. От една страна вече изброихме доста разлики между тези два класа машини. От конструктивна гледна точка можем да обобщим следното. Компактните товарачи предлагат по-голяма товароподемност и по-голяма работна височина. Разходите за гориво и смяна на гуми могат да бъдат по-високи при минитоварачите. Скоростта на придвижване на компактния товарач е значително по-голяма. По-малките габаритни размери правят минитоварача незаменим за работа в тесни пространства и при ниска вътрешна височина. Минитоварачът е изключително маневрен и не на последно място – той се предлага на значително по-ниска цена.
Тези основни положения обаче са твърде общи. Много важно е да се отчете личният опит, предпочитанията и уменията на оператора, който работи с машината. Като начало можем да разгледаме кабините. При минитоварача тя е сравнително тясна като вътрешно пространство, управлението се осъществява чрез педали и муногофункционални джойстици (в т.ч. за придвижването и завиването), но се предлагат и няколко варианта на лостове. В същото време кабината е разположена съвсем ниско и операторът има добра видимост само към работния орган и към съвсем малък периметър около машината.
При компактния товарач кабината е по-просторна, с повече вътрешно пространство. Усещането за комфорт е по-голямо. Освен педалите, многофункционалния джойстик или няколко малки лостчета за работните функции има и кормило за завиване. Смяната на посоките на придвижване става от превключвател, който е разположен върху джойстика. Кабината е издигната и предлага панорамна видимост наоколо, както и по-различен поглед към прикачния инвентар.
По-важно е обаче за какви приложения или дейности ще се използва машината. Това обуславя и с какъв прикачен инвентар ще се работи. Да вземем пример, в който трябва да се натовари ремарке с мокра пръст (специфична маса 1,8т/куб.м) и теренът е леко разкалян. Работата с компактния товарач в този случай е сравнително бърза и лесна - издигнатата кабина осигурява много добра видимост на заден ход, работната височина и кофата са по-големи, силата на загребване е по-висока и работата върви бързо. На свой ред колесният минитоварач малко се залюлява заради тежкия материал в кофата, но видимостта към режещия ръб на кофата е перфектна, а и маневреността е максимална. В този случай компактният товарач е за предпочитане. Все пак, ако пръстта е суха и купът е близо до ремаркето, неговото предимството няма да е толкова голямо.
Използването на палетни вилици за подреждане на товар върху открито ремарке също е ключово предизвикателство. Тук издигнатата кабина на компактния товарач не е в негова полза, защото операторът няма директна видимост към върха на палетните вилици. При минитоварача е съвсем различно. Операторът, седнал по-ниско, вижда директно върха на вилиците, което му позволява много бързо да натовари (или да разтовари в обратния случай). Като добавим по-голямата маневреност и по-краткото време за изпълнение на един работен цикъл, то е логично да се предпочете минитоварачът.
Показателно също е използването на хидравличен свредел за изкопаване на дупки за засаждане на дръвчета или набиване на стълбове за ограда. В случая компактният товарач не се справя по най-добрия начин, защото свределът е по-отдалечен от оператора, директната видимост към него не е толкова добра и позиционирането му става по-трудно. При минитоварача позиционирането на свредела става незабавно, защото инструментът е точно пред лицето на оператора и така дупката се оформя по-бързо.
Работата с по-специализиран инвентар също може да наклони везните. Кофата с грапа (притискаща щипка) е удобен инструмент за преместване на голяма купчина клони. Тук панорамната видимост и по-големият капацитет на компактния товарач работят в негова полза. Но отново директната видимост към работния орган е по-ограничена и едва с издигането на стрелата се вижда колко клони са захванати - много често половината от капацитета на кофата с грапа. При минитоварача захващането на клоните става много по-лесно, защото операторът е значително по-близо до това, което трябва да се „защипе“. Така се използва целият капацитет на инструмента, а и високата маневреност наклонява везните в полза на минитоварача. Но все пак, ако клоните трябваше да се товарят на ремарке, тогава силите на двете машини почти се изравняват.