Нови предели за тежката механизация

Какво си представяме, когато заговорим за тежка строителна механизация? Представяме си големи машини - такива, с които копаем, товарим и извозваме земни маси и инертни материали; машини, без които не можем в сградното, пътното, инфраструктурното строителство, в кариери и мини. Всичко това звучи просто, но съвременните машини изобщо не са прости. От техническите им възможности до дизайна - всичко е подчинено на две основни цели - производителност и безопасност. Добре би било да се помисли и за комфорта на операторите. Може ли една огромна, мощна машина да бъде удобна и лесна за експлоатация? Сега ще разберем.

Текст: списание Инфрабилд

Когато една дейност отнема твърде много време и човешка енергия, мисълта на инженерите се насочва към машините. В наши дни предизвикателствата пред строителната индустрия са огромни. Съвсем скромно изброяване - ситуацията в Украйна, недостиг на материали, липса на подготвен човешки ресурс, продължаващата несигурност заради коронавируса... Въпреки това строителството не само не спира, но дори става по-интензивно, и строителните компании правят всичко възможно, за да захранват пазарите. Подразбира се, че и иновациите в машините се развиват с ускорено темпо, защото неблагоприятните условия могат да бъдат преодолени единствено с висока производителност и снижена стойност. Търсят се решения за подобрения в двигателите, в носещата конструкция, в аксесоарите, в условията, при които работи операторът. Внедрява се телематичната система, сливането на телекомуникациите и информатиката.

В машината се инсталира устройство за проследяване, което позволява изпращане, получаване и съхраняване на данни. Събраните данни се предават към централизиран сървър, който интерпретира данните и позволява ползването им от крайния потребител чрез сайтове или приложения за смартфони и таблети. Самите данни могат да включват местоположение, скорост, време на празен ход, разход на гориво и неизправности. Внимателно анализирана,тази информация позволява оптимизиране на работния процес и дори оказване на помощ от разстояние. Реалното време за работа се увеличава, пестят се време и пари. Най-добрите в бранша не спират да ни изненадват. Сега ще се спрем на някои от внедрените новости в последните модели, пуснати на пазара. Няма да забравяме, че всяка компания предлага собствени разработки, но стремежът към нови достижения е един и същ, качествата на машините почти се припокриват, затова при различните компании ще обърнем внимание на различни неща.

Нови възможности при изкопните работи

Идеята е да се намери перфектната комбинация от необичайна мощност и нейното ефективно управление. Внедряването на модерни двигатели с електронно управление осигурява голямата мощност, а e-EPOS системата дава равновесие между мощността и разхода на гориво, като осъществява комуникация между главния компютър на двигателя и контролната мрежа за обмен на информация и оптимална ефективност на тандема двигател-хидравлична система. Наскоро бяха пуснати седем модела верижни багери на Case, най-тежкият от които е 30-тонен. С подсилена структура на работните елементи и на ходовата част, с двигатели Stage V, с подобрени кабини и усъвършенствани хидравлични контроли и настройки, новите модели ще осигуряват повече време за работа на машината.

Двупосочният модем работи със софтуера за управление на автопарка и дава информация за местоположение и сигурност, включително сигнали за неправомерна употреба. Могат да се доставят отчети за разход на гориво, степен на използване, отработените машиночасове и време на престой. При потенциално възможния достъп от разстояние данните могат да се обработят и да се предприемат коригиращи действия. Специално внимание се обръща на двигателите. Тежките модели, с тегло 21÷30 тона, са с 6,7 литрови двигатели, решени без рециркулация на отработените газове, като е осигурена по-голяма ефективност при изгаряне на горивото.

Съчетанието със селективна каталитична редукция на филтъра осигурява на новата гама тежки машини икономия на гориво и снижаване на общите разходи. Най-съвременната хидравлична система, High pressure common rail система, с електрическо задвижване, е внедрена при тези багери, а по-натам пак ще стане дума за тази хидравлика. Турбокомпресорът е с въздушно охлаждан интеркулер, с катализатор SCR на филтрите (SCRoF), без система за рециркулация на отработените газове, т.е без EGR-клапан. Такъв багер е звяр, предназначен да копае!

Смяна на инструментите

Не изостават и от Doosan, чиито три нови модела са от 23÷25 тона, с двигатели Stage V. Отработените газове се пречистват чрез технология за селективна каталитична редукция, дизелов окислителен катализатор и дизелов филтър за твърди частици. Всъщност, всеки производител предлага собствена конструкция на системата за селективна каталитична редукция, но принципът на действие на всички е един и същ. Основно системата се състои от резервоар, система за подаване и дозиране, дюза за впръскване, подгреватели, керамичен катализатор и електронен блок за управление.

Стандартните люлеещи се багери са допълнени от модел с намален радиус. Това прави възможна работата в близост до сгради, в тесни, ограничени или дори затворени пространства. Всички нови модели могат да работят с тилтротатори, позволяващи 360° ротация в двете посоки, накланяне и имат интегрирана хидравлична система за бърза смяна на аксесоари - бърз съединител. Можем да опишем тилтротатора като „китката“ между рамото и кофата, или какъвто и да е друг инструмент, монтиран на бързия съединител. По този начин гъвкавостта и точността на работа се увеличават и се оползотворява по-пълно работната площадка. С опростен монтаж към бързия съединител могат да бъдат прикрепени различни работни инструменти - къртач, грайфер или шнек, които се захранват и управляват чрез допълнителни хидравлични функции. Багерите имат нов, тилтротатор-режим на контролния панел, предназначен именно да оптимизира хидравличния поток към прикачените устройства.

По-високата товароподемност на новите модели изисква и по-големи противотежести. Най-голямата противотежест от 6,4 тона е предназначена за модела с намален радиус. По-тежките противотежести правят багерите особено подходящи за работа с по-тежки прикачени устройства. Разбира се, че багерите са разработени с подсилени отливки, рамо и стрела от удароустойчиви материали. Производителността на новата серия багери е значително по-висока от тази на предшестващите модели. Багерите имат специална нова функция за минимизиране на разклащането, което възниква в началото или края на завъртането. А за улеснение на операторите има множество нови разработки - сензорен екран, аудио-опция „свободни ръце“ и Bluetooth, стартиране без ключ, отопляема седалка, с възможност и за охлаждане, много добри работни светлини и ултразвуково откриване на препятствия.

Средата, съобразена с човека, а не човекът - със средата

Как ли може да изглежда кабината на един нов модел 32-тонен багер? Ще разгледаме багера на Sany. Първото нещо, което операторите оценяват, е сензорния дисплей. Той предоставя данни за машината и показва изображенията от двете камери на багера. Елементите за управление са свързани към седалката, за да се оформи удобно работно място. Седалката е с пневматично окачване и с регулируемо отопление. Изолацията е много добра, осигурено е максимално намаляване на шум и прах, а за охлаждане има климатична система и хладилно отделение зад седалката. Видимостта е оптимална, дори към задната част на машината.

Вече е факт, че няма багер от ново поколение, чийто двигател да не е усъвършенстван. Е, и този е такъв. Съответствие със Stage V, комбинация от селективна каталитична редукция и дизелов филтър за твърди частици, липса на рециркулация на отработените газове - резултатът е максимална производителност и минимален разход на гориво. И този багер е готов за бърза смяна на инструментите, като е включена хидравлична подготовка за бърз съединител. С натискане на един бутон може да се промени стойността на налягането при смяна от чук към ножици, например.

По-малко въглеродни емисии

Електрическо задвижване? Миналата година Cat пуска колесен товарач с електрическо задвижване. Постигнато е увеличение на скоростта на спускане с до 10% и на хидравличната сила на забиване за до 5% по-голяма производителност. Специална функция позволява на оператора да регулира въртящия момент на машината нагоре или надолу, за да съответства на условията на терена. Стабилността е увеличена с добре изчислена противотежест, маневреността е подобрена. Машината има три нива на спиране, които операторът регулира с един педал. Внедрена е иновативна система за предотвратяване на приплъзване на гумите, която ще намали износването и съответно разходите за поддръжка.

Електрическото задвижване помага за намаляване на емисиите, двигателят Cat при работа в икономичен режим помага за намаляване на разхода за гориво. Времето на празен ход и изгарянето на гориво са намалени, а ефективността на товарача се повишава. Намаляването на парниковите газове чрез работа на електрическото задвижване спрямо модела с механично задвижване е еквивалентно на една година използване на електроенергия от 10 домакинства.

Какво казват тестовете?

Например изпитването на новия съчленен самосвал на Liebherr доказва безотказното функциониране на всички нововъведения - интегрирана система за претегляне на товара със светлини извън кабината за лесно наблюдение, постоянно задвижване на шестте колела, блокировки на диференциала на всички оси за максимално сцепление. Трансмисията е монтирана над предната ос, а цялата последваща обработка на отработените газове е изведена високо зад кабината. В допълнение ще споменем, че наличието на филтър за твърди частици (DPF) удължава срока за експлоатация, преди да се наложи ремонт или подмяна.

Впечатляваща е видимостта напред, тъй като капакът на двигателя е стръмно наклонен, благодарение на новото решение двигателят да се монтира с наклон от 7° напред, а елементите от охладителната система и радиаторите да са разположени от двете му страни. Снижената долна линия на капака, в комбинация с един дребен детайл, малки опори за огледалата, създава почти панорамна гледка напред и встрани. Много добри отзиви след тест получава и новия колесен товарач на Cat за Rimpull Control, позволяващ на оператора да регулира въртящия момент според условията на терена.

Хидравлика на ново ниво

Идеята за нова хибридна система за багери възниква като академичен проект. След това екипи на Volvo и още няколко компании разработват системата така, че резултатите да са подобрена производителност и намалени въглеродни емисии. В системата, позната като Common Pressure Rail, всички функции на машината са свързани с хидравлични акумулатори чрез общ колектор за налягане, състоящ се от две или повече напорни линии. „Интелигентни задвижващи механизми“ преобразуват хидравличната мощност в сила и скорост по енергийно-ефективен начин. Може да се каже, че налягането е нищо без контрол, затова настъпва и еволюция в проектирането на управляващия клапан.

Иновацията позволява уникално електрохидравлично решение, което издига горивната ефективност при тежките машини на нови нива. По-нататъшното ускорено развитие ще позволи масово внедряване на системата в големите багери. Търси се пътя към дейност с нулеви емисии. Разработва се Ultra High Common Rail система за тежки машини, която да отговаря на изискванията на Euro VI, както и на бъдещи законодателни инициативи по отношение на опазване на околната среда