Необходимая и достаточная функциональность JCB-Vibromax VM 132

Во второй половине 2005 г. компания JCB преподнесла поразительную новость о поглощении немецкого производителя уплотнительной дорожной техники Vibromax из Дюссельдорфа. Заинтригованная общественность ждала подробностей столь необычного для последнего оплота британского машиностроения шага, однако JCB упорно отмалчивалась, а затем разразилась серией мероприятий сугубо презентационного характера – сначала у себя на островах, потом и на континенте, сохраняя завесу таинственности по сей день.

Для новой марки уплотнительной техники JCB-Vibromax презентацией континентального масштаба стала выставка INTERMAT 2006, где JCB представила гамму из десяти продуктовых групп – машины грунтовые и асфальтовые, тротуарные и траншейные, прицепные и пневмокатки, вибротрамбовки и виброплиты – и продемонстрировала готовность принимать и исполнять заказы немедленно. Как видим, заявка более чем серьезная. Конечно, Vibromax никогда не претендовала на отраслевое господство, но это почтеннейшая немецкая марка с полуторавековым опытом и культурой, а в сочетании с техническими, рыночными и финансовыми талантами JCB перспективы новой марки вырисовываются самые благоприятные. Нам ничего не известно о сроках, отпущенных на функционирование совместной марки JCB-Vibromax: сменит ли ее единый бренд JCB и когда это случится. Вероятно, JCB поступит как обычно – поставит общественность перед свершившимся фактом.

Нельзя сказать, что российские дорожники не знакомы с маркой Vibromax. Не часто, но встречались. Теперь через дилеров JCB организовать такую встречу стало проще.

Что же представляет собой дорожная машина Vibromax, например, грунтовый каток, а точнее VM 132? В серии грунтовых катков VM семь моделей массой от 4,6 до 19,8 т, и 13-тонный VM 132 популярной среди дорожников весовой категории занимает середину модельного ряда. По компоновке и внешнему дизайну Vibromax трудно отличить от катков конкурирующих фирм – они очень похожи. Каток VM 132 представляет собой шарнирно-сочлененную машину постоянной массы.

Ручной насос привода капота

Передняя функциональная полурама опирается на валец с гидростатическим приводом хода и вибровозбудителем. На задней тяговой полураме размещены двигатель, насосный агрегат, ведущий мост с двумя колесами и кабина. Судя по толщине листов, из которых сварены полурамы, – это мощные металлоконструкции со сроком службы лет сто, не меньше. Качество резки металла, подгонки, сварки деталей и окраски – на высоте. Да, каток изготовлен с немецкой основательностью.

Полурамы соединены шарнирным сочленением с рулевым механизмом, обеспечивающим угол поворота в плане на 35. Особенность этого узла в том, что он необслуживаемый. Рабочий объем 6-цилиндрового рядного дизеля Cummins В5.9-150С – почти 6 л. Расположен он продольно, присоединен к картеру маховика, насосным агрегатом назад – к корме катка, а радиаторы вставлены между двигателем и кабиной. Это модное для грунтовых катков компоновочное решение дает ряд преимуществ. Во-первых, можно сместить центр тяжести к корме, улучшив развесовку по осям. Во-вторых, грунтовый каток работает в условиях повышенного пылеобразования, и зона за кабиной с этой точки зрения наиболее чистая, а значит, условия охлаждения улучшаются. Более того, при такой компоновке можно сделать капот сильно скошенным, значительно улучшив обзор назад. С эстетической точки зрения каток опять же выигрывает, а эстетике, привлекательности дизайна, комфорту машиностроители уделяют все больше внимания. Применить такую компоновку, развязывающую конструкторам руки, стало возможно только благодаря гидростатической трансмиссии.

Насосный агрегат

Обтекаемый цельный пластиковый капот поднимается почти на прямой угол с помощью электрогидропривода, работающего от аккумуляторной батареи. Для экстренного случая предусмотрен ручной насос. При поднятом капоте открывается полный доступ к точкам ежесменного обслуживания двигателя, а также к панели с разъемами для диагностики гидросистемы. Для выхлопной трубы в капоте сделана прорезь, над раструбом воздушного фильтра устроен прилив, закрывающий фильтр от атмосферных осадков.

Поскольку каток не оснащен бульдозерным отвалом, место для разъема контура отвала осталось пустым. Под капотом находится и заливная горловина топливного бака, что, с одной стороны, вроде бы неудобно – надо каждый раз поднимать капот, а с другой – топливный бак укрыт от расхитителей. Декларируемый расход топлива дизеля Cummins – 16,9 л/ч.

Гидростатический привод хода включает регулируемые аксиально-поршневые моторы привода вальца и заднего моста. Редуктор заднего моста включает в себя дифференциал повышенного трения. Этот весьма важный для грунтового катка механизм компания Vibromax включила в базовую комплектацию, ведь каток должен развивать значительное тяговое усилие, преодолевая сопротивление качению по разрыхленному грунту, особенно на уклоне, и при этом не стоит забывать о собственной массе катка.

Для уплотнения несвязных (песчаных) грунтов каток комплектуют гладким вальцом и шинами с мелким протектором. В этом случае машину маркируют как VM 132D. Поверхность гладкого вальца с двух сторон очищается скребками. По связным грунтам, в том числе стабилизированным, работают кулачковым вальцом. Каток с цельным, установленным на заводе кулачковым вальцом обозначают как VM 132PD.

Необслуживаемое шарнирное сочленение полурам

Если связный грунт попытаться уплотнить гладким вальцом, то он только накатает на поверхности корку, под которой останется рыхлый грунт: несущая способность и прочность на сдвиг такого основания неприемлемы. В свою очередь кулачок грунт продавливает, корка не образуется и, таким образом, грунт уплотняется на большую глубину. Кулачку придали трапецеидальный профиль, чтобы на выходе из отпечатка кулачок не разрыхлял его край. От налипшего грунта валец очищается системой узких скребков. Предусмотрена возможность переделки гладкого вальца в кулачковый путем монтажа на нем кулачковых бандажей (обечаек). Кулачки на них поменьше, чтобы диаметр вальца и соответственно его угловая скорость изменились незначительно.

Вибровозбудитель вальца – двухчастотный двухамплитудный и представляет собой простой, можно сказать, ставший классическим механизм: это два эксцентрика, вращающихся в одном направлении на общей, центральной оси. Изменение амплитуды при смене направления вращения происходит за счет перемещения подвижной части эксцентрика. Подвижные грузики, вращаясь в одну сторону с минимальной частотой, перемещаются в направлении от оси вращения, за счет чего амплитуда колебаний становится максимальной. При смене направления вращения грузики возвращаются к оси вращения, и амплитуда принимает второе, минимальное значение при максимальной частоте вращения. Результирующее воздействие эксцентриков направлено строго по вертикали и не зависит, а точнее, не связано с направлением вращения самого вальца, но зато связано со скоростью его вращения. Чем выше скорость катка, тем меньшее число ударов вибровозбудителя придется на каждый сантиметр прохода вальца. По достижении определенной скорости между ударами начнут образовываться промежутки, и поверхность грунта приобретет вид стиральной доски. Чтобы избежать этого, скорость катка заранее разделена на два диапазона – рабочий и транспортный. Рабочий скоростной диапазон ограничен 7,7 км/ч, чтобы дорожный рабочий, не вдаваясь в подробности, был уверен в надлежащем уплотнении на любой частоте вибровозбудителя.

Привод задних колес

Переключатели частот вибровозбудителя и скоростных диапазонов размещены на приборной панели. Кроме них панель предлагает набор стандартных аналоговых приборов – указатели уровня топлива и температуры охлаждающей жидкости, счетчик машино-часов и стрелочные часы, световые индикаторы, переключатели внешнего освещения, включатель стояночного тормоза. Рулевая колонка с трехспицевым рулем регулируется по высоте и наклону. Панель чуть шире руля и не мешает обзору. Направление и скорость движения катка оператор задает рычагом на правом подлокотнике. Предусмотрена система вентиляции и отопления. В общем, оснащение кабины лаконично и точно соответствует функциональности машины. Дизайн кабины с обширной площадью остекления современный. Форма кабины, особенно задней стенки и дверей, гармонирует с обводами капота и заднего бампера, оставляя цельное, законченное впечатление.

Ознакомившись с катком, резонно предположить, что конструкторы Vibromax исповедуют принцип «необходимой и достаточной функциональности». Базовая комплектация включает все необходимое для продуктивной работы, управление не содержит ничего сложного и не требует значительных технических навыков, т. е. высокой квалификации оператора. Кроме того, у катка нет бортового компьютера и связанной с ним электроники – весь набор функций реализован средствами гидропривода, устройство и принципы действия которого, конечно, непросты, но от этого сегодня никуда не уйти.

«Одноклассники»

Панель с разъемами для диагностики гидросистемы

Hamm 3414

тяжелее «нашего» Vibromax – 14,3 т. Катки Hamm серии 3000 поставляют в нескольких комплектациях. Эта новая серия получила скошенный цельный капот, открывающийся в сторону от кабины, трехточечное шарнирное сочленение, измененную компоновку моторного отсека. Двигатель расположен традиционно – продольно, радиаторным блоком, скомпонованным в форме куба, к корме катка. В базовой комплектации на катки устанавливают обычную гидросистему, в более развитой комплектации гидроприводы хода и вибровозбудителя управляются микропроцессорной системой Hammtronic. Система, считывая данные с множества сенсоров, распределенных по узлам катка, автоматически регулирует частоту вращения двигателя, скорость движения, амплитуду и частоту вращения эксцентриков, распределяет потоки рабочей жидкости между моторами моста и вальца. Входящие в нее модули контроля скольжения и тяги предотвращают пробуксовку колес и вальца. Система помимо способности преодолевать подъемы повышает экономичность машины до 30% по сравнению с базовой комплектацией. Для 3414 предусмотрена расширенная комплектация, обозначаемая аббревиатурой VIO. Она подразумевает механизм, способный работать в двух режимах: вибрации или осцилляции.

Caterpillar CS-573E – каток массой почти 14 т, что несколько больше массы JCB-Vibromax 132. Визитные карточки грунтовых катков Caterpillar – двухконтурная гидростатическая трансмиссия и оригинальный вибромеханизм. Двухконтурная гидросистема подает независимые потоки рабочей жидкости к моторам вальца и заднего моста. При пробуксовке одного колеса блокируется дифференциал повышенного трения, сохраняя полную тягу на другом колесе.

Включатель привода капота рядом с АКБ

Вибрационный механизм включает два «стручковых», или капсульных, дебаланса, помещенных на центральную ось. В эксцентрике выполнена внутренняя полость, напоминающая стручок, в которую насыпана дробь. При вращении в одном направлении дробь перекатывается в сторону, противоположную грузу, компенсируя его массу и сокращая амплитуду колебаний до минимума. При вращении в обратном направлении дробь перекатывается к грузу, увеличивая массу дебаланса и соответственно амплитуду колебаний. Вибрационный механизм Caterpillar в отличие от механизмов других производителей работает с постоянной частотой и не требует к себе пристального внимания – интервал замены масла равен 3000 машино-ч, или 3 года независимо от наработки. Продуман удобный доступ к агрегатам для обслуживания. Цельный скошенный капот из стекловолокна поднимается вместе с выхлопной трубой к кабине электроприводом, как на фронтальных погрузчиках Caterpillar. Кроме того, вперед откидывается кабина, открывая доступ к гидронасосам.

Bomag BW 213 D-4. Каток 4-го поколения (масса от 12,5 до 14,2 т в зависимости от комплектации) предлагает современный дизайн и широкий выбор опций. Двигатель развернут радиатором к кабине и закрыт скошенным пластиковым капотом. В самой простой комплектации D-4/ PD-4 (гладкий/ кулачковый валец) механизм вибрации состоит из двух эксцентриков, вращающихся в одном направлении на центральной оси.

В комплектации DH-4/ PDH-4 добавлен пропорциональный гидравлический клапан на моторе ведущего моста, который при пробуксовке перераспределяет потоки рабочей жидкости между моторами моста и вальца, что позволяет катку преодолевать большие уклоны – до 55%. Наиболее «продвинутая» комплектация с системой Variocontrol обозначена аббревиатурой BVC.

Ее главный компонент – эксцентриковый блок, помещенный на центральную ось вальца и способный поворачиваться, за счет чего варьируют вертикальная и горизонтальная составляющие вибрационного воздействия. Управление механизмом вибрации происходит в автоматическим режиме по введенным оператором на пульт управления Bomag Operating Panel параметрам уплотнения.