«Нулевой» свес против обычного

Бесспорно, экскаваторы с укороченной задней частью удобны для работы в ограниченном пространстве. Например, при ремонте дороги они занимают всего одну полосу движения, могут свободно поворачиваться вблизи стенок. Однако у некоторых покупателей экскаваторов возникает вопрос: обладают ли экскаваторы с укороченной задней частью такой же производительностью, как их обычные «собратья»? «С таким экскаватором я могу копать возле стены, но обладает ли машина такой же способностью копать и грузоподъемностью, как экскаватор с обычным свесом, компенсирует ли удобство «короткого свеса» недостаток производительности по выемке грунта и подъему ковша? Есть ли смысл переплачивать за «укороченную» машину только для того, чтобы работать в тесных местах?»

Вопросы непростые и интересные. Чтобы прояснить их, журнал Construction Equipment организовал испытания двух экскаваторов Doosan, с укороченной и обычной задней частью, сравнив некоторые их рабочие характеристики. Для сравнения были выбраны недавно выпущенная мод. DX235LCR с укороченным свесом и мод. DX225LC с обычным свесом. Вы можете задать резонный вопрос, корректно ли сравнивать настолько разные по конструкции машины? Компания Doosan считает мод. DX235LCR «укороченным» аналогом обычной мод. DX225LC.

Условия испытаний

Испытания «на стройплощадке» включали в себя типичные для экскаватора работы: выемка траншеи, загрузка самосвала и подъем груза. Кроме того, сравнивались скорости поворота платформы, чтобы определить, влияет ли динамика машин разных типов на показатели работы. Расход топлива учитывался, затем подсчитывалась эффективность использования топлива.

Испытания проводили во вторую неделю апреля на полигоне в Центре эксплуатационных испытаний Doosan, расположенном возле г. Туксон (штат Аризона). На обеих машинах были установлены специальные съемные топливные баки, обороты холостого хода двигателей и давление срабатывания редукционных клапанов гидросистемы отрегулированы в соответствии с технической документацией. Испытания проводили два опытных оператора, которые, правда, не имели опыта работы на больших экскаваторах с укороченным вылетом противовеса.

Погода была хорошей, температура воздуха – около +24 °С, небо безоблачное, влажность низкая. Машины работали с тяжелым твердым пустынным грунтом: смесь песка с гравием и глиной, с вкраплениями частиц самородной селитры. Приблизительная плотность грунта – 1660 кг/м³.

Объекты испытаний

Вылет задней части мод. DX235LCR за габариты ходовой части составляет всего 76 мм, тогда как у DX225LC свес равен 1245 мм. DX235LCR тяжелее почти на 2270 кг. Обе машины оснащены гусеницами шириной 800 мм.

Экскаваторное оборудование обеих машин идентично: стандартная стрела длиной 5,7 м, стандартная рукоять 2,9 м и ковш марки Geith (компания Geith принадлежит Doosan) вместимостью 0,76 м³, шириной 914 мм, оснащенный зубьями и режущими боковыми накладками. Глубина копания у обеих машин совпадает с разницей в пределах 50 мм.

Оба экскаватора оснащены одинаковыми 5,9-литровыми 6-цилиндровыми дизелями Doosan DL06, хотя мощность двигателя «короткой» машины DX235LCR 166 л.с., а двигателя экскаватора DX225LC – 148 л.с. Двигатели соответствуют экологическим нормам Tier 3, оборудованы системой впрыска топлива Bosch Common Rail и встроенной системой рециркуляции отработавших газов.

Doosan самостоятельно выпускает компоненты гидросистемы: насосы, гидрораспределители и гидромоторы (ОПУ и ходового механизма). Гидравлические системы обеих машин состоят из одинаковых компонентов, однако расход в гидросистеме «короткого» DX235LCR немного выше: 439 л/мин против 416 л/мин у DX225LC. Также несколько выше давление срабатывания предохранительного клапана в гидросистеме «короткого» DX235LCR: 36,3 кПа против 34,3 кПа у DX225LC.

Ходовые части машин также одинаковые – длина гусениц 4445 м, ширина траков 800 мм.

Обе машины имеют три режима мощности: экономичный, стандартный и мощностный (Economy, Standard, Power) и два режима работы – «Копание» для земляных работ общего характера, подъема и выгрузки грунта и «Выемка траншеи», когда мотор ОПУ имеет приоритет.

Эксплуатационная масса DX225LC составляет 22 100 кг, а у DX235LCR – 24 300 кг. «Лишний» вес у DX235LCR почти целиком приходится на его более тяжелый противовес. Размеры кабин и их оборудование практически одинаковые, обе кабины оснащены системой ROPS.

Отметим, что у большинства производителей экскаваторов машины с укороченным вылетом более энергонасыщенные, чем их обычные аналоги, это означает в некоторой степени, что эти модели более мощные и их гидросистема более производительная. Надстройка на «укороченных» машинах гораздо компактнее, но существенно тяжелее, чем на «обычных» аналогах.

Загрузка самосвала

В ходе первого испытания выполнялась операция «загрузка самосвала». Машины работали в режимах «Мощностный» и «Копание». Операторы, работая поочередно на обеих машинах, загружали трехосный самосвал семью ковшами грунта, повторяя работу по нескольку раз. Экскаватор забирал грунт из насыпного штабеля, поворачивался на 180° и высыпал его в кузов самосвала.

Время погрузки семи ковшей измеряли, затем самосвал взвешивали на весах и определяли массу полезного груза. По этим данным подсчитывали удельную часовую производительность каждой машины, которая у «обычного» DX225LC оказалась выше, чем у «короткого», приблизительно на 6,5%.

Также подсчитывали среднюю массу груза, приходящуюся на один ковш (наполняемость ковша), и среднюю скорость выполнения рабочего цикла для каждой машины. У «обычного» DX225LC наполняемость ковша оказалась на 3,5% выше, а время выполнения цикла на 3,0% короче, чем у «короткого» DX235LCR.

После завершения этого испытания зафиксировали субъективные впечатления операторов о работе машин. Оба согласились, что вылет стрелы и высота выгрузки у обеих машин были достаточными для погрузки, усилие врезания при заборе грунта у обеих машин было одинаковым, качество обзора из кабины – одинаковым, но «короткий» DX235LCR чуть резче выполнял возвратное движение для забора грунта. Оба оператора тем не менее уверенно заявили, что «обычный» DX225LC по ощущениям был более устойчив, чем его «коллега» с коротким свесом.

Выемка траншеи

Эту работу каждая машина выполняла примерно в течение часа, каждый оператор управлял ею по полчаса. Работа велась на режимах «Мощностный» и «Выемка траншеи». Отрывали траншею шириной, равной ширине ковша, и номинальной глубиной 2,4 м. Оба экскаватора вместе отрыли траншею длиной около 168 м.

Время работы каждого оператора на каждой машине измеряли, количество выполненных рабочих циклов подсчитывали. Перед каждым периодом работы топливный бак машины взвешивали и фиксировали количество топлива в нем. По окончании каждого периода работы топливный бак снова взвешивали, определяляя таким образом количество израсходованного топлива. В результате определяли расход топлива за час.

Глубину и ширину вырытой траншеи измеряли через каждые 90 см, подсчитывались средние значения глубины и ширины, по которым высчитывали объем извлеченного грунта.

Результаты оказались неожиданными и непохожими на те, что получены при «загрузке самосвала». «Короткий» DX235LCR оказался примерно на 12% лучше по производительности, чем «обычный» DX225LC. Оказалось, что у машины с «коротким свесом» средняя наполняемость ковша выше примерно на 16%, чем у «обычного» DX225LC. Но «короткий» DX235LCR, как и при испытаниях «Загрузка самосвала», выполнял рабочий цикл немного дольше, приблизительно на 4% по времени, вследствие этого преимущество в производительности составило только 12%.

Еще более неожиданными оказались результаты «короткого» DX235LCR по эффективности использования топлива (количество извлеченного грунта на литр потребленного топлива). Топливная эффективность экскаватора с «коротким свесом» оказалась примерно на 10% выше, чем «обычного» DX225LC.

По мнению операторов-испытателей, различие результатов испытаний при «Загрузке самосвала» и «Выемке траншеи» связано с тем, что к моменту «выемки траншеи» они уже освоились в машине с коротким свесом, а во время «загрузки самосвала» они опасались, что «короткий» DX235LCR будет менее устойчив, и потому работали на нем более осторожно.

Вот мнение одного из операторов: «Когда я поработал на «коротком» DX235LCR, то убедился, что он работает лучше, чем DX225LC. Я по-прежнему считаю, что «225-й» более «устойчив», но и «235-й» достаточно устойчив, причем устойчивость не влияет на его работоспособность. Считаю, что «короткий» 235-й поворачивается более плавно. Еще вчера я был более склонен сказать, что «225-й» движется плавнее, но после того, как поработал на «235-м» подольше, мое мнение изменилось».

Подобное мнение высказал и второй испытатель: «Когда я загружал самосвал во время первого испытания, я понимал, что «короткий» «235-й» не собирается опрокинуться. Но было подсознательное ощущение, что эта машина меньше, чем «обычная» «225-я» модель, и работать на ней надо осторожнее. Однако чем дольше я работал на «короткой» «235-й», тем лучше понимал, что машина чувствительная, послушная и устойчивая. По ощущениям, работа на «235-й» несколько отличается от работы на «полноразмерном» экскаваторе, но ты скоро осваиваешься, привыкаешь и уже не чувствуешь никакой разницы в работе».

По результатам наблюдений за работающими машинами со стороны можно заметить, что DX225LC несколько устойчивее «короткой» модели DX235LCR: это было заметно по тому, насколько приподнимаются гусеницы при работе. Когда оператор начинал использовать гидросистему «короткого» DX235LCR на пределе возможностей, наполняемость ковша у этой машины становилась лучше, чем у «обычного» экскаватора.

Однако как объяснить то, что у экскаватора с «коротким свесом» эффективность использования топлива оказалась лучше, ведь на обеих машинах установлены одинаковые двигатели, причем у «короткого» DX235LCR мощность двигателя выше. Частично это можно объяснить тем, что у экскаватора с «коротким свесом» немного выше мощность гидросистемы, поэтому его ковш внедряется в грунт легче и совершает меньшую работу в процессе копания тяжелого грунта. Некоторые из участников испытаний выдвинули теорию, что, возможно, требовалось меньше мощности, чтобы повернуть меньшую массу «короткого» DX235LCR по сравнению с надстройкой обычного экскаватора DX225LC с полноразмерным противовесом, в результате «короткий» потреблял меньше топлива. В этом предположении была своя логика.

Подъем груза

Чтобы провести эти испытания, был собран автопоезд из мощного пикапа и груженого прицепа. Автопоезд был установлен на платформе. Масса автопоезда и платформы составила 5216 кг.

Экскаваторы приподнимали платформу с автопоездом, вылет стрелы постепенно увеличивали, пока задний каток не начинал приподниматься и отрываться от гусеничного полотна (начало опрокидывания машины вперед). То же самое проделали при подъеме груза с боковой стороны экскаватора: вылет стрелы увеличивали до тех пор, пока катки не начинали приподниматься и отделяться от гусеничной цепи. Вылет измеряли. Как и следовало ожидать, у «обычного» DX225LC вылет был больше, чем у «короткого» DX235LCR, в среднем на 9% спереди и на 3% сбоку.

«Как ни странно, они показали почти одинаковые результаты, – прокомментировал оператор-испытатель. – У «короткого» «235-го» катки приподнимались лишь чуть раньше, чем у «225-го», но до этого грузовые моменты (т. е. груз на вылете) были почти равны. Раньше я думал, что у «короткого» «235-го» грузовой момент значительно меньше, чем у «полноразмерного» «225-го».

* * *

На основе результатов испытаний и комментариев испытателей был сделан ряд выводов. Возможно, самым показательным стало наблюдение, что экскаваторам с «коротким свесом» еще предстоит завоевать доверие операторов. Только абсолютно непредубежденный человек может при взгляде на оба экскаватора, стоящие бок о бок, удержаться от предположения, что у «полноразмерного» экскаватора лучшие рабочие характеристики.

Несомненно, результаты испытаний двух машин показали обратное. Удивительно, но экскаватор с «коротким свесом» оказался лучше при выемке траншеи, эффективность использования топлива у него была выше. Конечно, полноразмерный экскаватор способен поднять больший груз, но только на предельно большом вылете. И если экскаватор используется для интенсивной погрузки самосвалов, полноразмерная машина может быть более производительной, но опять-таки лишь при работе на предельных вылетах.

Результаты данных испытаний можно соотносить только с данными моделями экскаваторов Doosan, но и в этом случае, выбирая между моделью с обычным вылетом противовеса и с уменьшенным свесом, не следует делать выбор на том основании, что у «короткого» экскаватора производительность якобы меньше. Выбор должен зависеть только от того, нужен ли вам экскаватор компактного размера или габариты не имеют решающего значения для работы, поскольку за компактные размеры задней части экскаватора приходится доплачивать примерно 10% стоимости по сравнению с обычным экскаватором.

Не стоит забывать и о безопасности на стройке – у экскаватора с коротким свесом меньше шансов задеть человека или машину при повороте.