Усовершенствования, появившиеся в конструкции экскаваторов-погрузчиков в последние годы
Универсальность – главное достоинство
Экскаваторы-погрузчики универсальны потому, что они изначально создавались такими. Именно благодаря универсальности экскаваторы-погрузчики получили такую популярность у строителей. Любой бизнесмен всегда ищет возможность сократить производственные расходы. Чем больше работ разного типа может выполнить одна машина, тем меньше различных машин требуется строителям на данном объекте, в результате уменьшаются затраты на оплату труда операторов, на техобслуживание и прочие расходы на владение техникой.
На самом деле далеко не все строители представляют себе, насколько универсальные машины экскаваторы-погрузчики. На многих стройках эти машины используют лишь для погрузки и перевозки материалов ковшом погрузчика и для выемки грунта ковшом экскаватора. Но более «продвинутые пользователи» могут выполнять с помощью своих экскаваторов-погрузчиков намного более широкий перечень работ.
Южнокорейская компания Tong Yang Moolsan Co., Ltd (TYM) пока еще мало известна в нашей стране. Она изготавливает компактные экскаваторы-погрузчики на базе своих тракторов TYM. TYM T233 HST – самая младшая модель в ряду, оснащена двигателем мощностью 23 л.с. Масса машины – 1400 кг, грузоподъемность погрузчика – 650 кг, экскаватора – 750 кг. Глубина копания экскаватора – 2200 мм.
Обе стрелы могут оснащаться быстродействующими гидравлическими соединителями навесного оборудования, которого предлагается более 60 видов! Машина может использоваться для ухода за парками, а также футбольными и гольфовыми полями.
Имея компактные размеры, машина оснащена кабиной с отопителем, системой круиз-контроля, автоматической трансмиссией с подключаемым полным приводом 4х4 с блокировкой заднего межколесного дифференциала, двумя валами отбора мощности. Производительность гидронасоса – 29 л/мин.
Благодаря тому, что у экскаватора-погрузчика спереди и сзади установлено оборудование, имеющее разные функции, эта машина является одной из наиболее подходящих для планировки и очистки участков от растительности, корчевания пней, уборки снега, камней и грунта, а также рытья прудов, обустройства фундаментов под новые здания и других земляных работ при строительстве, садово-парковых проектах и ландшафтном дизайне. Экскаватору-погрузчику можно доверить работу, требующую точности и осторожности: выемку земли вблизи от подземных инженерных коммуникаций или стен зданий. В дорожном строительстве также не обойтись без экскаваторов-погрузчиков: они могут взламывать асфальтобетонные покрытия, разравнивать грунт и материалы, участвовать в укладке дорожных покрытий.
Сменное навесное оборудование. Правильно подобранное сменное навесное оборудование еще больше расширяет возможности экскаваторов-погрузчиков, увеличивает рентабельность машины и сокращает сроки ее окупаемости.
Дорожно-строительная техника китайской компании SDLG хорошо известна в нашей стране. С конца 2006 г. SDLG подконтрольна концерну Volvo CE. Экскаватор-погрузчик SDLG B877 массой 8,4–8,7 т с двигателем мощностью 118 л.с. представляет собой совместный продукт компании Volvo и SDLG. Машина оснащается качественной гидравлической аппаратурой, обеспечивающей плавность и точность выполнения рабочих операций. Трансмиссия полноприводная 4х4 и мосты с блокирующимся дифференциалом производства Carraro.
Емкость ковша погрузчика типа «4-в-1» – 1 м3. Экскаваторная стрела оборудуется системой амортизации, демпфирующей раскачивание ковша емкостью 0,18 м3 и рывки при работе. Опционно предлагается телескопическая рукоять.
На стрелах погрузчика и экскаватора предусмотрена гидроразводка под дополнительные рабочие органы: бур, гидромолот, вибротрамбовка, снеговой отвал, ковш снегоуборочный, палетные вилы, бревнозахват, люлька для высотных работ, бетоносмеситель, косилка роторная и др.
Например, ковш «7-в-1». Он позволяет строителям использовать экскаватор-погрузчик для распределения и разравнивания по большим площадям грунт, мульчу или почву при ландшафтных работах. На вилах для поддонов можно переносить деревья, бетонные блоки и камни. Буровые установки могут использоваться для выемки отверстий для столбов. С помощью грейфера можно поднимать, переносить и устанавливать на нужное место крупные каменные глыбы.
Можно использовать экскаватор-погрузчик со снегоуборочным оборудованием для расчистки территории. Быстродействующее устройство для присоединения навесного оборудования, которое можно установить на стрелу погрузчика при наличии на стреле соответствующей гидроразводки, позволит использовать множество различных подметальных щеток, бульдозерных и снеговых отвалов, а также захватов.
Строители, которые оснастят экскаваторную стрелу своей машины быстродействующим присоединителем навесного оборудования и необходимой гидроразводкой, могут использовать виброуплотнители, виброкатки и уплотняющие колеса. Экскаваторы-погрузчики могут выполнять и работы по ремонту дорог, ямочный ремонт асфальтобетонного покрытия, если их экскаваторную стрелу оснастить дорожной фрезой. Эти машины можно использовать на нетяжелых работах по сносу и разрушению зданий и сооружений и при других строительных работах, для которых требуется применять гидромолот.
«Минский тракторный завод» (МТЗ, Беларусь) выпускает неприхотливый многофункциональный экскаватор-погрузчик МТЗ 92П. Техника бюджетного сегмента не предполагает большого комфорта в кабине, но свое функциональное назначение: сельскохозяйственные, коммунальные, погрузочные и уборочные работы выполняет хорошо. Мощность двигателя с турбонаддувом – 62,5 л.с., эксплуатационная масса – 3900 кг. Особенность модели – сочетание небольшого веса с относительно высокой грузоподъемностью 3200 кг.
Тип гидронавесной системы – раздельно-агрегатная. Производительность шестеренного гидронасоса – 45 л/мин. Рабочее давление в гидросистеме – 200 бар. Трансмиссия полноприводная 4х4, есть самоблокирующийся дифференциал.
На МТЗ 92П можно устанавливать навесное оборудование: погрузочные и зачистные ковши, в том числе челюстные, бесповоротный отвал бульдозерного типа для работы с тяжелыми грунтами, снежный отвал, автодорожную фрезу, рыхлитель, трамбовку, бур. Функциональные возможности машины с двумя ведущими мостами значительно расширяет задний вал отбора мощности. В задней части трактора установлена гидравлическая навесная система раздельно-агрегатного типа с шестью гидравлическими выводами.
Изменения и усовершенствования в конструкции экскаваторов-погрузчиков
С первого взгляда кажется, будто за последние 10–20 лет экскаваторы-погрузчики не претерпели принципиальных изменений. Внешне стальные конструкции большинства экскаваторов-погрузчиков выглядят как и прежде. Но первый взгляд часто бывает обманчивым. Если взглянуть глубже, многие компоненты экскаваторов-погрузчиков серьезно изменились. Кабины имеют более эргономичную конструкцию, органами управления стало проще пользоваться.
А номенклатура прочих усовершенствований и особенностей конструкции у каждого производителя своя. Среди технологий, используемых в современных экскаваторах-погрузчиках (в базовой комплектации или как опции) различные режимы рулевого управления, управление джойстиком, сенсорные дисплеи с функциями управления, системы «плавного движения» (демпфирующее раскачивание ковша с грузом при движении), системы, анализирующие действия оператора и подсказывающие правильные приемы работы и т. д.
Экскаваторы-погрузчики турецкой компании Sanko Makina MST 544 массой 9000 кг оснащены двигателем Perkins мощностью 101 л.с., мостами и автоматической коробкой передач Carraro (Италия), гидрораспределителем Husco (США), геликоидальным шестеренным двойным насосом со встроенным распределительным клапаном Casappa (Италия). Подача насоса – 155 л/мин, рабочее давление в гидросистеме – 250 бар, двухпоточная гидравлическая линия на экскаваторном оборудовании входит в базовое оснащение машины.
Трансмиссия с электронным управлением переключением передач и изменением направления движения. Задняя ось оснащена дифференциалом повышенного трения. Стрела погрузчика имеет опционную систему SRS (т. н. «плавающий ковш» – система стабилизации ковша погрузчика в движении, что практически исключает произвольное высыпание перевозимого груза), ковш погрузчика типа «4-в-1» емкостью 1,2 м3 является одним из самых больших в классе. Экскаваторный ковш емкостью 0,26 м3, опционно предлагается телескопируемая стрела экскаватора. Экскаватор-погрузчик MST 544 обладает боˆльшими (в сравнении с аналогами) глубиной копания и вырывным усилием на ковше экскаватора. Машина отличается высокой маневренностью благодаря трем режимам рулевого управления (в том числе «крабовый ход» и возможность движения «след в след»), а большие колеса (28 дюймов) увеличивают проходимость машины. В отличие от продуктов отечественной промышленности у MST современная комфортная кабина, оснащенная MP3 USB-автомагнитолой, а также кондиционером (опция) и холодильником (опция). Имеется широкий выбор сменного навесного оборудования: шнековый бур, захват для лесоматериалов, вилы, грейдерный отвал, ковши для специальных целей, грейфер, рыхлитель и многое другое. Ковш погрузчика по желанию покупателя может быть оборудован палетными вилами.
Производители постоянно совершенствуют эти машины, в результате у новых моделей, например, устройства для присоединения сменного навесного оборудования работают все быстрее и надежнее, а затраты времени на замену оборудования снижаются.
Экскаватор-погрузчик Hyundai мод. H940S-4WS массой 7690 кг с двигателем мощностью 95 л.с. имеет полный привод 4х4 и три режима рулевого управления: передними колесами, четырьмя «след в след» и «крабовым ходом». Имеется «выключатель безопасности», которым оператор может мгновенно отключить управление рабочим оборудованием. Автоматическая система безопасности блокирует работу в случае разрыва РВД и не допускает движения машины с опущенными аутригерами. Механический быстродействующий соединитель позволяет использовать широкий ряд навесного оборудования.
Гидросистема с открытым центром. Погрузочный и экскаваторный ковши имеют емкость 1 и 0,2 м3 соответственно. Экскаваторная рукоять телескопируемая. Глубина копания экскаваторного ковша – 5350 мм. Электронная система управления обеспечивает автоматическую функцию «возврат ковшей к положению копания», опционно предлагается функция «плавного движения», демпфирующая раскачивание машины при движении по неровной поверхности. Имеется бортовая система взвешивания материалов, загружаемых ковшами. Также есть функция перераспределения потоков в гидросистеме AFCF, которая позволяет направить всю мощность гидросистемы в трансмиссию при транспортном движении.
Изменения конструкции стрел. Некоторые производители изменяют геометрию экскаваторной стрелы экскаватора-погрузчика для того, чтобы увеличить вырывное усилие на ковше. Напомним, что при увеличении вырывного усилия разработчикам приходится усиливать конструкцию компонентов рабочего оборудования, чтобы они выдерживали возросшие нагрузки.
Если требуется существенно увеличить вылет и глубину копания машины, используют телескопируемую рукоять экскаваторной стрелы, такие опции предлагают многие производители.
Экскаватор-погрузчик мод. ЧЛМЗ-310.1 (производитель – «Череповецкий литейно-механический завод», Вологодская обл.) – один из самых дешевых на российском рынке. Очевидно, что ждать от этой машины комфортных условий труда оператора не стоит. Однако доступность и невысокая стоимость запчастей являются привлекательными особенностями этой машины. Еще одним из достоинств ЧЛМЗ-310.1 является телескопируемая рукоять ковша экскаватора, за счет которой глубина копания составляет 4,4 м (у мод. ЧЛМЗ-310 в комплекте идет обычная рукоять). Ось копания стрелы экскаватора смещаемая. Емкость ковша экскаватора составляет 0,1–0,3 м3. Номинальная вместимость ковша погрузчика – 1,05 м3.
Эксплуатационная масса машины – 7300–7700 кг. Двигатель Д-245S2 с турбонаддувом, мощность – 110,13 л.с. Трансмиссия полноприводная 4х4. Мосты от фирмы Carraro. Торможение колесами правой и левой сторон раздельное. Гидросистема укомплектована шестеренным насосом производительностью 108 л/мин, рабочее давление 230 бар. На экскаватор-погрузчик ЧЛМЗ-310.1 в базовой комплектации можно устанавливать гидромолот.
Берет больше, несет дальше
Одна из тенденций развития современных экскаваторов-погрузчиков – появление моделей увеличенных типоразмеров. Экскаваторы-погрузчики не столь велики, как их «родственники» – фронтальные погрузчики, но тенденция к постепенному увеличению их типоразмеров существует. Причины этого явления понятны: экскаваторы-погрузчики больших типоразмеров способны выполнять работы большого объема. Они обладают высокой грузоподъемностью, большой высотой подъема и высокой производительностью. Экскаваторы-погрузчики самых больших типоразмеров используются в карьерах и крупных инфраструктурных проектах, при массовых землеройных работах и в коммунальных проектах большого объема, на выемке траншей и погрузке самосвалов.
Казалось бы, чем крупнее экскаватор-погрузчик, тем тяжелее им управлять. Однако благодаря усовершенствованиям в технологиях управлять этими великанами совсем не трудно. Производители внедрили в их конструкции множество автоматических электронных систем и функций (которые описаны в других разделах статьи), упрощающих и облегчающих работу оператора.
Для больших экскаваторов-погрузчиков является тенденцией использование более совершенных технологий, чем у их «братьев меньших», потому что стоимость современных электронных автоматизированных систем управления и телематики в общей стоимости большой машины составляет небольшую долю, тогда как стоимость малой машины эти современные системы могут чувствительно увеличить. Поэтому-то большие экскаваторы-погрузчики получаются более «умными», чем машины малых типоразмеров.
Экскаватор-погрузчик JCB мод. 4CX ECO иногда называют «фронтальный погрузчик с экскаваторной стрелой сзади» за его большие габариты, четыре колеса равного размера и три режима рулевого управления. Двигатель развивает мощность 100 л.с., глубина копания превышает 6 м, ковш погрузчика способен поднять на максимальную высоту 4640 кг груза. Большие передние колеса обеспечивают машине высокое тяговое усилие, необходимое для бульдозерования материалов, рыхления плотных грунтов и других работ, требующих высокой грузоподъемности и производительности. Машина имеет большой дорожный просвет, не проваливается на слабых грунтах и отлично подходит для работы на площадках с неровной поверхностью.
Экскаваторы-погрузчики JCB больших типоразмеров имеют до трех автоматических функций, увеличивающих производительность и упрощающих работу оператора. Это контроль складывания аутригеров перед началом движения машины, блокировка- разблокировка экскаваторной стрелы и автоматическое включение системы подрессоривания фронтальной стрелы.
Изменения в двигателях
Электронное управление. Технологии силового привода экскаваторов-погрузчиков постоянно совершенствуются. Постепенное (начиная с 2013–2014 гг.) введение новых экологических норм Stage IV/ Tier 4Final стало мощным стимулом внедрения электронного управления двигателей, а также других агрегатов и систем экскаваторов-погрузчиков (трансмиссии, гидросистемы), за счет этого скорость, мощность и экономичность их работы значительно возросли.
Электронное оборудование лучше согласовывает работу двигателя с другими системами экскаватора-погрузчика и увеличивает возможности машины. На основе электронных систем управления двигателя производители создают несколько мощностных режимов работы современных экскаваторов-погрузчиков, из которых оператор может выбрать наиболее подходящий для данных конкретных условий работы, например, режим кратковременного увеличения мощности, если требуется повысить усилие при подъеме груза или вырывное усилие на ковше, с последующим автоматическим снижением оборотов двигателя, когда повышенная мощность уже не нужна.
С помощью электронного управления двигателями были созданы функции и режимы работы, которые помогают экономить топливо и уменьшать износ узлов двигателя: автоматическое снижение оборотов холостого хода, если оборудование машины не функционирует некоторое время, и последующее выключение двигателя после определенного времени работы на холостом ходу.
К тому же, как утверждают производители, двигатели класса Stage IV/ Tier 4Final нуждаются в меньшем по объему техобслуживании.
Стали не больше, но мощнее. В последние пару десятилетий мощность двигателей моделей каждого последующего поколения экскаваторов-погрузчиков постепенно повышается в соответствии с запросами потребителей: многие хотели бы, чтобы машины не увеличивались в размерах, а работы делали больше. Вместе с тем двигатели становятся все более производительными и экономичными, поэтому при более компактных размерах двигателей их мощность становится больше. Как сказал один из опрошенных нами экспертов, за последние лет десять вырывное усилие и грузоподъемность экскаваторов-погрузчиков одного и того же типоразмера увеличились примерно на 15–20%. Это дает возможность операторам выполнять различные работы, не так часто меняя навесное оборудование. Например, нужно пробиться сквозь слой очень твердого или мерзлого грунта, и удобнее не менять обычный ковш на ковш для мерзлого грунта, а продолжить работу прежним обычным ковшом. Также и для корчевания пней, разрушения бетона и других работ величина вырывного усилия очень важна. Конечно, с увеличением мощности двигателей увеличивается и расход топлива, и даже учитывая возросшую экономичность силовых агрегатов, но потребители понимают, что дополнительные расходы на топливо гарантированно окупятся за счет повышения производительности машины.
Экскаваторы-погрузчики Kubota мод. L47 и M62 (новинки 2016 г.) оснащены более мощными двигателями, чем у машин предыдущего поколения: у L47 – 47,1 л.с., у M62 – класса Tier 4 Final мощностью 59 л.с. У Kubota L47 глубина копания составляет 3,05 м, усилие резания грунта ковшом – 25,9 кН. У мод. M62 способности копать повыше: глубина 4,27 м, это на 17% больше, чем у предшествующей модели. Новые модели теперь имеют возможность использовать ковши от некоторых мини-экскваторов Kubota, это увеличивает универсальные возможности данных строительных машин.
Также у этих моделей модернизирован ряд других узлов и систем. Педали сцепления теперь нет, оператору стало работать легче. Оператор может включить режим повышенной мощности: при этом обороты двигателя повышаются, в то время как скорость движения машины остается неизменной, а дополнительная мощность подается фронтальному погрузчику. В опционном исполнении мод. L47 и M62 способны работать, кроме штатного оборудования, сменными навесными орудиями: вилами для поддонов и отвалом коробчатого сечения, которые устанавливаются с помощью механического либо гидравлического быстродействующего соединяющего устройства.
Машины с двигателями меньше 74 л.с. – новая рыночная ниша. На рынках экскаваторов-погрузчиков западных стран и США отмечается еще одна тенденция. Дело в том, что спецтехника с двигателями мощностью менее 74 л.с. не подпадает под действие норм Stage IV/ Tier 4Final и поэтому не оснащается агрегатами нейтрализации отработавших газов в системе выпуска. Соответственно цена таких машин меньше, и расходы на техобслуживание тоже ниже.
Mecalac Construction Equipment UK Ltd (в прошлом – Terex GB). В конце 2016 г. французская компания Mecalac приобрела у компании Terex бизнес по производству экскаваторов-погрузчиков, расположенный в Великобритании.
Экскаватор-погрузчик мод. TLB870 массой 7695–8202 кг в комплектации для европейских рынков оснащен двигателем класса Stage IIIB/ Tier 4 Final мощностью 74 л.с. и не требует использования ни реагента-мочевины, ни сажевого фильтра. В Россию поставляется с двигателем класса Tier IIIA мощностью 96 л.с.
Интеллектуальное управление гидросистемой с открытым центром и с управляемым перепускным клапаном регулирует работу двухсекционного тандемного шестеренного насоса (максимальная подача 128 л/мин), обеспечивая эконо ию топлива.
Стрела погрузчика кроме штатного многоцелевого ковша «7-в-1» емкостью 1 м3 может оснащаться быстродействующим соединителем для навесного оборудования, а также гидромолотом, вилами, подметальной щеткой с бункером и т. д.
Стрела экскаватора с ковшом емкостью 0,2 м3, с возможностью бокового смещения также может оснащаться быстродействующим соединителем, механическим и гидравлическим (управляемым из кабины) для навесных орудий. С опционной телескопической рукоятью глубина копания, как утверждается, лучшая в своем классе – 5744 мм. Возможна установка ковшей от разных производителей.
По этой причине экскаваторы-погрузчики данных типоразмеров пользуются популярностью у компаний, сдающих технику в аренду, которые не хотят обучать клиентов техобслуживанию дизельных двигателей экологического класса Stage IV/ Tier 4Final и беспокиться о том, что клиенты могут забыть выполнить какие-то операции по их техобслуживанию. Да и сами клиенты, арендующие машины, не хотят возиться с заправкой их реагентом, чисткой сажевых фильтров и платить за это. По тем же причинам такие экскаваторы-погрузчики популярны и у некоторой части потребителей, приобретающих их в собственность. Следует, однако, заметить, что при уменьшении мощности двигателя несколько снижаются транспортная скорость машины и скорость выполнения погрузочных операций.
