Першероны ударных строек

По объемам продаж фронтальные колесные погрузчики конкурируют с экскаваторами. За последние несколько лет машиностроительные компании провели множество модернизаций, в первую очередь в связи с поэтапным введением все более жестких норм токсичности выхлопа и шума. Получают распространение гидрообъемные передачи в трансмиссии, большое внимание уделяется внешнему дизайну, и в особенности интерьеру кабины, эргономике, удобству обслуживания.

Конструкция рабочего оборудования, размерные и силовые характеристики определяют функциональные возможности шарнирно-сочлененного погрузчика. Варианты исполнения рабочего оборудования – с Z-образным и параллелограммным или Н-образным механизмом запрокидывания ковша. Z-образная схема – основная, ее в базовой комплектации применяет большинство изготовителей. Этой схеме присуще повышенное вырывное усилие. Вместе с тем схема ограничивает высоту подъема ковша. Для некоторых моделей погрузчиков предусмотрена как опция удлиненная стрела, увеличение высоты подъема которой достигнуто за счет ощутимого снижения грузоподъемности и вырывного усилия, компенсировать которое не позволяют геометрические параметры машины и характеристики гидросистемы и двигателя.

Для поддержания постоянного горизонта ковша при подъеме-опускании стрелы погрузчики с Z-образной геометрией оснащают дополнительной следящей системой, которая включается либо автоматически, либо вручную тумблером на пульте управления. Глубина копания погрузчиков незначительна.

Для большинства моделей погрузчиков с Z-образным механизмом запрокидывания предлагаются механизмы быстрой смены навесного оборудования, расширяющие функциональные возможности машины.

Главным рабочим инструментом погрузчика был и остается основной ковш для погрузки предварительно разрыхленных грунтов и сыпучих материалов плотностью 1,3...1,8 т/м3. Для каждой модели предусмотрено два и более вариантов основного ковша, различающихся и по вместимости, и по конструкции. В зависимости от назначения ковш оснащен режущей кромкой (сплошной или из сегментов), зубьями либо зубьями и сегментами из износостойкой стали повышенной твердости. Эти элементы преимущественно сменные. Точно так же, как на экскаваторных ковшах, их состояние необходимо контролировать, чтобы не допустить чрезмерного износа и повреждения посадочного места. Кроме основных имеются ковши повышенной вместимости для материалов плотностью 1,0...1,6 т/м3 и ковши для легких материалов плотностью 0,6...1,1 м3, вместимость которых в полтора-два раза больше, чем у основных ковшей. Большой ковш для легких материалов значительно снижает высоту разгрузки погрузчика.

Компенсировать это можно, применив ковш высокой разгрузки такой же вместимости. Основание ковша соединено шарниром с несущей конструкцией, которую монтируют непосредственно на оконечность стрелы либо соединяют с ней посредством механизма быстрой смены. Несущая конструкция как бы удлиняет стрелу, при этом высота разгрузки больше, чем стандартного рабочего оборудования. Опрокидывает ковш пара собственных гидроцилиндров. Для их работы прокладывают дополнительные гидромагистрали, устанавливают еще одну секцию гидрораспределителя и орган управления в кабину. Аналогичное оборудование необходимо и для двухчелюстного ковша. Ряд моделей погрузчиков могут комплектовать скальными ковшами из высокопрочных, устойчивых к истиранию сталей. Их исполняют со сменными зубьями и сегментами, которые поставляют как сами производители погрузчиков, так и сторонние специализированные компании.

На тех же самых моделях погрузчиков применяют и параллелограммную схему запрокидывания ковша, обеспечивающую бo’льшую высоту подъема и угол запрокидывания ковша, но при меньшей грузоподъемности и вырывном усилии. Геометрия этой схемы такова, что при подъеме-опускании стрелы сохраняется постоянный угол наклона ковша.

Такие погрузчики, называемые также Tool Carrier (условно «многофункциональный погрузчик»), получили распространение в лесной промышленности и на переработке бытовых отходов. Типичное сменное оборудование для них – ковши повышенной вместимости, ковши для легких материалов, грузовые вилы, челюстные захваты, которые можно заменять с помощью механизма быстрой смены. Предлагаются и вариации на тему стрелы с параллелограммной геометрией механизма запрокидывания ковша. Это моноблочная стрела VersaLink от Caterpillar и TP-Linkage от Volvo CE.

При движении по неровной поверхности на несущие конструкции погрузчика передаются ударные нагрузки от ковша с грузом. Чтобы заместить ударные нагрузки колебательными и тем самым сохранить ресурс машины и обеспечить комфортные условия работы оператора, в гидроцилиндры стрелы встраивают систему стабилизации с азотно-масляными аккумуляторами. Ряд производителей включает такую систему в базовую комплектацию.

Компоновка шарнирно-сочлененного погрузчика соответствует выполняемым функциям. На задней полураме размещены кабина, двигатель, агрегаты трансмиссии и гидросистемы. Корма полурамы оканчивается съемным противовесом. На передней полураме на высоком портале размещено рабочее оборудование.

Кабина поднята на уровень портала, чтобы обеспечить обзор. Полурамы соединены двухточечным шарнирным сочленением. На жесткость, прочность и долговечность этого элемента конструкции производители обращают особое внимание. Поворачиваются полурамы относительно друг друга с помощью двух гидроцилиндров на угол, пропорциональный углу поворота рулевого колеса. У большинства машин угол поворота полурам составляет 40°. Для полного поворота может потребоваться довольно много оборотов рулевого колеса, поэтому ряд производителей разработали и предлагают альтернативные варианты, как, например, штурвал у Caterpillar или джойстик рулевого управления у Komatsu и Volvo.

Трансмиссия с гидродинамической передачей остается на сегодня основным решением. Крутящий момент передается от двигателя через гидротрансформатор в полувтоматическую коробку передач (КП) и далее карданными передачами на главные редукторы переднего и заднего мостов. Эта жесткая схема прекрасно отработана, но исключает вариации в компоновке. Двигатель размещен маховиком к кабине, и центр тяжести машины расположен близко к ее геометрическому центру.

Замкнутый гидрообъемный привод, передающий мощность от двигателя к КП, дает конструкторам большую свободу в компоновке. Двигатель с гидронасосами можно развернуть маховиком к корме и сместить вниз и назад за заднюю ось, перенеся туда центр тяжести и улучшив таким образом развесовку. На легкой машине двигатель можно повернуть поперек.

Оператор принимает участие в управлении полуавтоматической КП powershift, не только задавая ей положение «передний ход», «задний ход» или нейтральное, но и выбирая поворотной рукояткой на подрулевом переключателе максимальную передачу. КП по мере набора скорости автоматически переключает передачи без разрыва потока мощности, пока не достигнет установленной оператором, а при торможении автоматически понижает передачи. Возможно переключение передач вручную на погрузчиках, где предусмотрен такой режим работы КП.

Передний мост жестко закреплен на полураме, задний выполнен качающимся в поперечной плоскости. Усиленные мосты и дифференциалы повышенного трения многие производители включают в базовую комплектацию. Дифференциал повышенного трения особенно эффективен при движении по скользкой поверхности, препятствуя пробуксовке, а на твердом покрытии работая как простой дифференциал, что предохраняет шины от преждевременного износа.

Маслопогружные многодисковые ступичные или осевые тормоза расположены рядом с дифференциалом, у них раздельные контуры на передний и задний мосты – обязательный атрибут погрузчика, обеспечивающий надежное торможение.

Все большее значение придается дизайну машины, который теперь рассматривают не только как индивидуальную, отличительную черту торговой марки, призванную радовать глаз изящными очертаниями, что само по себе весьма немаловажно. Крылья защищают поверхности машины от загрязнений, что имеет значение для безопасности – чистую машину лучше видно. Капот ограждает двигатель и агрегаты от повреждений и загрязнений, а также способствует свободной циркуляции воздуха в подкапотном пространстве. Более того, конструкция капота и крыльев определяет, насколько доступны точки обслуживания, которые для удобства выводят уровень досягаемости с земли. Упрощать обслуживание должны и автоматические системы смазки, устанавливаемые под заказ. Но их главная задача – обеспечить оптимальный режим работы, а значит, продлить ресурс узлов трения.

Кабина – это зона повышенного внимания. Современная кабина одновременно красива, функциональна, вибро- и шумоизолированна и отвечает требованиям безопасности. Кабины застекляют по всему периметру тонированными стеклами. Четырехточечная подвеска кабины на гидроподушках плюс анатомическое подрессоренное кресло с регулировками по массе и росту оператора снижают вибрационное воздействие и утомляемость оператора. Регулируемая рулевая колонка, джойстик управления рабочим оборудованием, легко читаемые приборы, кондиционирование воздуха также способствуют продуктивной работе.

Фотоматериалы

	Трансмиссия с гидрообъемной передачей (Liebherr)	Комфортабельное рабочее место
Мост с простым дифференциалом и тормозами, вынесенными к ступице	Варианты оснащения ковша	Бачок централизованной системы смазки
Мост с простым дифференциалом и тормозами, вынесенными к ступице