4
Новая технология экономии дизельного топлива
Дизель-газовая система от британской компании GSPK Multifuel Technology
Тягово-сцепные характеристики гусеничных бульдозеров
Нетривиальные вопросы
Выбор и применение фильтров для очистки рабочих жидкостей в гидравлических системах мобильных машин (ч. 1)
Экскаватор «среднего» класса. Что это?
Подход импортных производителей к классификации экскаваторов
Прокладка стальных футляров
Технологии закрытой прокладки защитных кожухов при бестраншейной прокладке трубопроводов
Восстановление шин
Обзор способов продлить ресурс шины
Оболочка для воздуха
Современная шина – взгляд изнутри
Мультилифты
Новинки на рынке
Сменный инструмент гидромолота
Типы конструкций и факторы влияющие на долговечность инструмента
Подземные труженики
Основы бестраншейных технологий
Современный инструмент диагностики (ч. 1)
Анализ рабочих жидкостей
«Поднимаю – и несу»
Грузонесущие компактные краны
 

Мощные, экономичные, популярные
Гидросистемы современной дорожно-строительной техники

Мы побеседовали с рядом специалистов по гидравлическому оборудованию дорожно-строительной техники. Познакомим читателей с их видением нынешнего этапа развития этой отрасли.

 Несмотря на прогресс, принципиальное устройство гидросистем дорожно-строительных машин не меняется, по крайней мере, уже в течение 25 лет. Гидравлические системы любой сложности состоят из одних и тех же базовых компонентов: источник энергии (обычно двигатель внутреннего сгорания), исполнительные механизмы (силовые цилиндры и гидромоторы), а также аппаратура управления потоком жидкости и защиты системы от перегрузок (гидрораспределитель).

И все же за этот период производители перешли от гидромеханических систем к электрогидравлическим. Чем же характеризуются современные электрогидравлические гидросистемы?

 

Регулирование производительности в зависимости от нагрузки

Одним из наиболее значительных усовершенствований в конструкции гидросистем стало использование электроники для согласования работы систем и агрегатов машины. В состав гидросистем стали вводить датчики, позволяющие измерять величины рабочего давления в системе, и на основе этих данных автоматически регулировать производительность гидросистемы в зависимости от нагрузки на машину. Система с помощью датчиков отслеживает давление в гидроконтурах и подает команды насосу и гидрораспределителю, обеспечивая необходимый расход жидкости в нужном гидроконтуре.

Производительность регулируется за счет использования гидронасосов с переменным объемом. Этот насос путем изменения величины рабочего хода развивает только такую производительность, какая необходима в данный момент, и только когда необходимо подавать жидкость, что существенно повышает к.п.д. системы. Сократилось время реагирования гидросистемы на изменение нагрузки.

Традиционно в большинстве строительных машин использовались гидронасосы с постоянным рабочим объемом или шестереночные. Такие насосы подавали жидкость постоянно, даже когда гидравлическое оборудование не работало. Если нужно было выполнить нетяжелую работу, то большая часть потока гидравлической жидкости, создававшегося насосом, сбрасывалась редукционным клапаном обратно в гидробак и мощность двигателя затрачивалась на бесполезную работу, в результате расходовалось лишнее топливо, и система перегревалась.

Использование в системе не одного, а нескольких гидронасосов также позволяет регулировать производительность и энергозатраты. Применяя несколько гидронасосов, обеспечивающих независимую работу гидроконтуров рулевого управления и рабочего оборудования, можно подобрать производительность насосов к необходимой мощности в данном контуре и за счет этого уменьшить потери на дросселирование. Насосы могут располагаться последовательно или параллельно.

Одновременное выполнение нескольких операций, повышение рабочего давления

Один из способов повышения рентабельности – дать возможность машине одновременно выполнять несколько операций, например работать стрелой, рукоятью ковша и поворачивать надстройку экскаватора, не теряя при этом скорости работы и мощности. Для выполнения подобной задачи очень полезна система управления, регулирующая производительность гидросистемы в зависимости от нагрузки. Разработаны современные высокопроизводительные гидросистемы, обеспечивающие за счет увеличения рабочего давления и расхода потока возможность выполнения машиной сразу нескольких операций.

С течением времени гидравлическое оборудование строительных машин развилось из систем низкого давления «с открытым центром» в электрогидравлические системы с намного более высоким давлением «с закрытым центром». Лет тридцать назад давление в 20 МПа считалось высоким. Сегодня оно уже рассматривается как низкое. Во многих гидросистемах, рассчитанных на работу со сменным навесным оборудованием, рабочее давление составляет 28 МПа. У большинства современных экскаваторов давление в гидросистеме – 34,5 МПа, а в большинстве гидростатических ходовых систем развивается давление в 41,5 МПа.

Стимулом для повышения рабочего давления также является возможность уменьшить размеры исполнительного механизма. За счет повышения давления можно получать такое же усилие, используя гидроцилиндр меньшего диаметра. Для приведения в действие с такой же скоростью гидроцилиндра меньшего диаметра требуется меньший поток жидкости в контуре. Это, в свою очередь, позволяет использовать в системе гидронасос меньшего размера. Таким образом, за счет повышения давления всю систему можно сделать более компактной, но при этом она будет развивать такую же общую мощность, как и прежняя, то есть повысится ее удельная плотность энергии.

Повышение универсальности машин

Современные гидросистемы высокого давления и производительности увеличивают универсальность машины. Вместо нескольких узкоспециализированных машин, для которых не всегда находится работа и им приходится простаивать, на одном, например, погрузчике с бортовым поворотом просто устанавливается различное навесное оборудование, за счет чего увеличиваются его производительность, коэффициент использования и экономическая отдача. 

 

Снижение утомляемости оператора

Производители современной дорожно-строительной техники стремятся уменьшить утомляемость оператора во время работы. От механических рычагов и педалей органы управления гидравлическим оборудованием эволюционировали в электронное управление. Электрогидравлические системы обеспечивают намного более простое управление функциями машины с помощью короткоходных джойстиков и значительно уменьшают усилие, которое приходится прикладывать к рычагу джойстика. Следует заметить, что некоторые строители по-прежнему предпочитают простые системы управления с помощью механических педалей, потому что они надежны и сравнительно недороги, но джойстики, которые намного удобнее для оператора, приобретают все большую популярность.

Некоторые производители обеспечивают оператору возможность выбора любого из трех типов управления: рулевое с помощью рычагов и гидросисте-мой – педалями; более усовершенствованная система с педалями и рычагами управления подъемом стрелы и ковшом; джойстик для управления ходом машины и работой гидравлического оборудования. 

Автоматизация функций управления

Электрогидравлические системы позволяют поддерживать функции автоматического или полуавтоматического управления функциями машины, за счет чего не только появилась возможность выбора режима работы, уменьшается время выполнения цикла и повышается точность работы, но и вообще упрощается и облегчается эксплуатация машины. Электронные системы автоматического управления повышают производительность машин и упрощают работу оператора. Даже неопытный оператор сможет выполнять работы с высоким качеством за счет автоматизации управления, а опытные операторы смогут быстрее освоить управление новой машиной и увеличить производительность, то есть выполнять работы больше, чем раньше.

Например, повышают производительность труда оператора такие автоматические функции, как ограничение высоты подъЖЖЖема ковша и уменьшение раскачивания ковша при движении машины. Когда машина внедряет ковш в штабель материала, она работает жестко и резко, но как только погрузчик, набрав материал в ковш, отъезжает от штабеля, автоматически включается функция ограничения раскачивания ковша, обеспечивающая плавное движение машины. Все эти ограничения можно задать не выходя из кабины. Для замены навесного оборудования раньше требовались 1–2 человека и несколько минут времени. Теперь благодаря автоматизации оператор выполняет эту операцию за считаные секунды не выходя из кабины.

Нивелирование ранее производилось по столбикам, мерной ленте и натянутым шнурам. Сегодня оно выполняется средствами лазерной, ультразвуковой и спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС намного проще, быстрее и точнее. Например, у автогрейдеров автоматическая функция управления отвалом дает возможность оператору сосредоточить внимание на одном конце отвала, в то время как бортовой компьютер контролирует положение другого конца. Это позволяет увеличить скорость движения машины при нивелировании и обеспечивает более точное выполнение работы. У некоторых бульдозеров в системе управления гидросистемой имеется несколько режимов управления отвалом. Например, при выполнении финишной планировки можно уменьшить скорость выполнения команд и сделать движения очень плавными. Если же бульдозер перемещает большие массы земли, управление можно сделать более быстрым и резким.

Это только несколько примеров, когда гидросистема облегчает и упрощает работу оператора и повышает его производительность. 

Техобслуживание современных гидросистем

Многие операции техобслуживания (ТО) приходится выполнять самому оператору. Поэтому от того, насколько меньше он будет затрачивать времени на выполнение всех необходимых операций ТО и утомляться при этом, зависит общая производительность его труда.

С точки зрения техобслуживания современные гидросистемы во многом похожи на предшествующие: также требуется вовремя заменять жидкость, фильтры и по мере выработки ресурса гидравлические компоненты. Однако в результате усовершенствования эксплуатационных характеристик гидравлических жидкостей и использования в их составе новых присадок сроки службы жидкостей и интервалы техобслуживания увеличились до нескольких тысяч моточасов. 

Чистота гидравлической жидкости

Часто причиной неисправностей и падения производительности гидросистем бывает загрязнение. Дорожно-строительные машины, как правило, работают в условиях высокой запыленности, в грязи, в окружении множества потенциальных источников загрязнения. Загрязнения могут легко попасть в гидросистему при замене навесного оборудования, если на разъемах РВД налипла грязь. Люди, обслуживающие машину, должны следить, чтобы не внести загрязнения и влагу в гидросистему, например, при заправке жидкости через грязную воронку или при выполнении работы грязным инструментом.

Современные, более сложные электрогидравлические системы еще более чувствительны к загрязнениям. Поэтому рекомендуется фильтровать заправляемую жидкость, чего, к сожалению, большинство операторов и сервисменов не делают. Рекомендуется также использовать гидравлическую жидкость с увеличенным сроком службы, чтобы увеличить интервалы ТО, благодаря чему оператор будет реже открывать крышку гидробака, и, следовательно, вероятность попадания через нее загрязнений в гидробак уменьшится. Гидравлическая жидкость должна быть высокого качества и рассчитана на те температуры окружающего воздуха и прочие климатические условия, при которых эксплуатируется машина.

Жидкость должна качественно фильтроваться при работе в системе. То, что считалось достаточно чистым 20 лет назад, сейчас просто неприемлемо. Некоторые производители для увеличения интервалов ТО стали использовать гидравлические фильтры увеличенной емкости, другие используют фильтрующие элементы из материалов повышенного качества или с меньшими размерами ячеек. Для уменьшения вероятности попадания загрязнений некоторые производители современных дорожно-строительных машин устанавливают воздушные фильтры в сапуне гидробака, обеспечивают многоступенчатую фильтрацию жидкости в гидросистеме, начиная с сетчатого фильтра на заборнике в гидробаке и заканчивая фильром в сливной магистрали.

Не соответствующая потребностям фильтрация также может отрицательно влиять на производительность машины. Если, например, фильтры засорятся, на прокачивание жидкости в системе будет затрачиваться больше мощности. Рекомендуется заменять гидравлические фильтры не реже одного раза в шесть месяцев и один раз в год следует проводить общее ТО машины, в том числе заменять жидкость в гидросистеме, топливные фильтры: тонкой очистки и фильтр-отстойник.

Рекомендуется регулярно, примерно через 500 моточасов, проводить лабораторные анализы, отслеживая степень загрязнения жидкости и наличие в ней необычных частиц, свидетельствующих о наличии повышенного износа тех или иных компонентов, особенно если машина эксплуатируется в тяжелых условиях. Фитинги для отбора проб и замеров показателей на современных машинах легко доступны с уровня земли, чтобы упростить регулярные проверки. У некоторых производителей гидросистемы оснащаются краном для слива отстоя, это уменьшает вероятность попадания загрязнений в жидкость, возвращающуюся в гидробак. 

Бортовые системы самодиагностики

В определенной мере современные гидросистемы стали проще в обслуживании. У традиционных гидромеханических систем иногда было сложно найти причину неисправности. В электронную систему управления электрогидравлических систем может быть встроена функция самодиагностики, которая ускоряет и упрощает поиск и устранение неисправностей. Электронная система управления теперь обеспечивает взаимосвязь между гидросистемой и оператором, это важный этап в развитии и улучшении рабочих характеристик гидросистем. Дисплей на панели приборов позволяет операторам и специалистам по сервису контролировать величины давления в гидросистеме и диагностировать неисправности, а также узнавать срок очередного ТО, находясь в кабине и не подсоединяя к системе компьютер.

УЗЛЫ, АГРЕГАТЫ, КОМПОНЕНТЫ СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОЖНОЕ ХОЗЯЙСТВО Гидравлика
Игорь Павлов Основные Средства 04'2016 4 мая 2016

Комментарии (0)

Компании
ООО «Завод «Дорожных машин» (4855)28-79-76, 26-26-41 www.dormashina.ru