Экскаватор-погрузчик. 55 лет модернизации и инноваций

Что надо рынку

Экономика постоянно диктует требования по увеличению производительности. Снижение расхода топливно-смазочных материалов в процессе эксплуатации и шумового фона также актуальный аспект, который необходимо решать при разработке новых моделей экскаваторов-погрузчиков. Появился целый ряд конструкторских решений, повышающих безопасность их эксплуатации. Все больше упрощаются системы переналадки и установки навесного оборудования. Много внимания уделяется стабилизации машин в процессе выполнения рабочих операций и оптимизации работы гидравлической системы.

Изменились и условия работы оператора. Кабины по большей части имеют хорошо продуманные системы отопления, шумоизоляции, удобное кресло оператора устанавливается на амортизаторы и имеет дополнительные регулировки, делающие работу оператора комфортной. То, что еще недавно являлось отдельными опциями, сегодня входит в базовую комплектацию, рядовым явлением становится использование в кабине кондиционера и аудиосистемы.

В короткой журнальной статье трудно сделать полноценный обзор всех участников отечественного рынка, поэтому статья является, скорее, неким срезом, она не претендует на объективность, а отражает отдельные тенденции современной ситуации на российском рынке экскаваторов-погрузчиков.

Ветер восточный, умеренный до сильного

С некоторых пор все больше ощущается присутствие на рынке экскаваторов-погрузчиков азиатских производителей. Помимо выгодной цены покупателей привлекает расширяющаяся сеть сервисного обслуживания производителей из Кореи, Японии, Турции, Китая. Для повышения качества своих машин, приобретения новых технологий молодые компании из Азии кооперируются с наиболее известными в мире производителями строительной техники.

Так, крупнейший китайский производитель дорожно-строительной техники фирма XCMG тесно сотрудничает с компанией Caterpillar и приобрела у нее многие технологии. В машинах XCMG используются системы трансмиссии от немецкого гиганта ZF, двигатели Perkins и Cummins, производимые в Китае по лицензии.

На российский рынок XCMG поставляет достаточно давно экскаваторы-погрузчики XCMG WZ30 25 массой 9,5 т. Эта модель хорошо зарекомендовала себя у отечественных дорожных служб. А сегодня через многочисленных дилеров XCMG также реализует в России «облегченный вариант» WZ30 25 – экскаватор-погрузчик XT860 эксплуатационной массой 8,4 т. Модель XT876, имея такую же массу – 8,4 т, укомплектована более мощным двигателем. Эта модель отличается тем, что ее экскаваторным ковшом вместимостью 0,2–0,35 м³ можно работать не только на глубине до 4,1 м, но и в радиусе 5,4 м, не меняя положения машины.

XCMG комплектуют экскаваторы-погрузчики двигателями собственной разработки и лицензионными. Так, например, на WZ30-25 установлен двигатель YC4B90 мощностью 88,4 л.с., а на XT876 приводным двигателем является Cummins мощностью 111,5 л.с., отвечающий требованиям Euro 3.

Экскаваторы-погрузчики XCMG многофункциональная и высокоэффективная строительная техника, но главным козырем компании в борьбе за потребителя, по-видимому, все же остается цена: она в среднем на 20% ниже цены аналогичных европейских машин. Играет положительную роль и большой гарантийный период обслуживания – до 3 лет, тогда как стандартный гарантийный период для строительных машин – год.

LiuGong, крупнейшее государственное машиностроительное предприятие в КНР, одним из первых среди китайских производителей начал поставки экскаваторов-погрузчиков в Россию. В 2007 г. модель LiuGong CLG 766, завезенная эксклюзивным представителем LiuGong – компанией «Уральский Завод Погрузчик», нашла своего первого покупателя. Вскоре модельный ряд экскаваторов-погрузчиков пополнился еще одной моделью – LiuGong CLG 777, оснащенной системой смещения экскаваторной навески и механизмом телескопического удлинения рукояти.

Обе машины полноприводные, размер шин составляет 14-17,5/19,5-24. Масса машин – 8 и 8,3 т соответственно. В стандартной комплектации CLG 766 и CLG 777 комплектуются универсальным ковшом «4-в-1» объемом 1 м³, а также экскаваторным ковшом объемом 0,22 м³. По стандарту для данного класса техники на машинах имеется гидравлическая разводка для установки быстросъемного навесного оборудования. Список дополнительного оборудования, кстати, достаточно велик – в него входят гидромолоты, гидробуры различных размеров, гидроножницы, траншеекопатели, вибрационные плиты и др.

За пять лет присутствия на российском рынке экскаваторы-погрузчики LiuGong получили репутацию надежных, производительных и неприхотливых машин. В 2012 г., основываясь на отзывах потребителей, компания LiuGong провела обновление модельного ряда экскаваторов-погрузчиков – были устранены мелкие конструктивные недочеты, улучшена эргономика рабочего места оператора, немного изменилась геометрия стрелы погрузочного и экскаваторного ковша, что позволило улучшить эксплуатационные характеристики машины. Так, вырывное усилие на экскаваторном ковше было увеличено до 58,2 кН, глубина копания модели CLG 766 выросла до 4,33 м, CLG-777 – до 5,66 м.

Экскаваторы-погрузчики LiuGong могут комплектоваться оригинальными двигателями Cummins, Perkins или Weichai мощностью от 95 л.с. Высоконадежные ГМП и мосты итальянской компании Carraro, обеспечивающие четыре передачи переднего хода и четыре заднего со скоростью до 38 км/ч, позволяют эксплуатировать машины на самых тяжелых грунтах.

Для повышения комфортности работы оператора кабина экскаватора-погрузчика оснащена аудиосистемой с USB-входом, кондиционером, панорамным остеклением Triplex с защитой от ультрафиолетового излучения, сиденьем Grammer. При обновлении модели большое внимание было уделено шумоизоляции – уровень шума в кабине не превышает 70 Дб.

Одна из последних новинок Komatsu – экскаватор-погрузчик WB93R-5. Это полноприводная машина массой 7,46 т укомплектована консолидированной «замкнутой гидросистемой измерения нагрузки CLSS», которая автоматически регулирует подачу насосов в зависимости от нагрузки, т. е. мощность гидросистемы используется максимально при минимальном расходе топлива.

WB93R-5 оснащен коробкой передач с функцией Power Shuttle, что предполагает возможность включения четырех скоростей переднего и четырех скоростей заднего хода. Электрогидравлический блокиратор дифференциала в комплексе с мощными ведущими мостами Heavy Duty делает передвижение машин Komatsu беспроблемным практически на любых грунтах. Многодисковые гидравлические тормоза саморегулирующиеся, для большей надежности предусмотрено включение их двумя отдельными педалями. Дизель Komatsu мощностью 99 л.с. обеспечивает не только транспортную скорость до 40 км/ч, но и приводит в действие насосы гидросистемы, максимальная производительность которых 165 л/мин, при этом создается рабочее давление в системе 250 бар.

Специальная закругленная S-образная стрела позволяет копать на глубину до 4,5 м и преодолевать различные препятствия, чему способствует высокое усилие отрыва на ковше – 59,8 кН. Обновленная конструкция экскаваторного оборудования отличается удобным и функциональным расположением вдоль стрелы гидрошлангов и трубопроводов. Выгрузить ковш погрузчика можно на высоте 4,3 м.

По согласованию с заказчиком WB93R-5 комплектуют рядом дополнительного нестандартного оборудования: гидравлически смещаемым относительно продольной оси экскаваторным оборудованием, смещаемой стрелой экскаватора, быстроразъемными гидроштуцерами и др.

Большую популярность на российском рынке получила продукция турецкой компании Hidromek благодаря высокой производительности, надежности, а главное – окупаемости. Компания выпустила первые строительные машины в самом конце 1970-х годов, но, несмотря на довольно короткий «послужной список», сегодня на нескольких турецких заводах производит строительную технику, сопоставимую по качеству с продукцией ведущих игроков этого сектора мировой индустрии. Одним из факторов обеспечения высокого качества является приобретение Hidromek важнейших узлов своих машин у общепризнанных лучших мировых производителей комплектующих. С Hidromek сегодня сотрудничают компании John Deere, ZF, Danfoss, HUSCO International, Alta spa, Parker Hydraulics, MP Filtri, Busak + Shamban S.A., Mitsubishi и многие другие.

До недавнего времени компания поставляла на российский рынок две модели экскаваторов-погрузчиков. Комплектующими для модели HMK102B массой 9,05 т с 2012 г. стали двигатель John Deere мощностью 100 л.с. (двигатели этой серии являются одними из самых экономичных и долговечных в своем классе, высокая мощность обеспечивается даже на низких оборотах) и мосты и трансмиссия ZF. Усовершенствованная комплектация позволила значительно снизить уровень вибрации и шума, а также обеспечить более экономичное потребление топлива. Машина оснащена гидронасосами и уплотнениями Hema, тормозной системой Rexroth, рулевой системой Danfoss, фильтрами Internormen Filter и др.

Стрела экскаватора HMK102B с телескопической рукоятью и ковшом 0,18 куб.м позволяет работать на глубине 5,8 м. Для установки гидромолота или другого навесного инструмента в гидросистеме предусмотрена отдельная разводка. В качестве погрузчика HMK102B комплектуют универсальным ковшом «4-в-1» вместимостью 1,1 куб.м. Модель HMK102S имеет те же параметры, но она может перемещаться «крабовым ходом», т. е. у модели привод 4х4х4. В условиях тяжелой работы ведущими являются все четыре колеса. При движении на 3-й и 4-й скоростях ведущими остаются только два колеса, что обеспечивает экономию топлива.

Система холодного запуска двигателя позволяет с успехом эксплуатировать машину в условиях русской зимы. По отзывам владельцев, машина надежно заводится до –40 °С.

Модель HMK62SS, поступившая на российский рынок в прошлом году, более легкая и компактная, ее эксплуатационная масса – 3,6 т. В качестве приводного используется двигатель Kubota мощностью 59 л.с. Несмотря на небольшую массу экскаваторов-погрузчиков, ковш экскаватора вместимостью 0,06 м3 может высокопроизводительно работать на глубине 2,7 м, а вместимость ковша погрузчика типа «4-в-1» составляет 0,35 м³. Отдельная гидравлическая разводка и устройство для быстрой смены навесного оборудования позволяют быстро монтировать предлагаемый производителем инструмент как для передней, так и для задней части машины.

Большое внимание в новой модели уделено комфорту труда оператора и ее эстетическому виду. Кабина оснащена регулируемым креслом, улучшенной системой отопления и кондиционирования, полноцветным TFT-монитором и сенсорным экраном приборной панели. Открытая со всех сторон кабина позволяет оператору ориентироваться в ситуации в рабочей зоне, а мощные фары дают возможность полноценно работать при любых условиях освещенности.

Адекватная реакция европейского производителя

Активность азиатских производителей не позволяет расслабляться европейским и американским фирмам, выпускающим строительную технику. На наш рынок приходят новые разработки компаний New Holland, Kramer, JCB, Case, John Deere и многих других.

New Holland постоянно стремится комплексно улучшать функциональные свойства своих машин. Более чем 40-летнее движение по пути технического прогресса проявилось в обновлении экскаваторов-погрузчиков серии C – В90 C, В100 C, В110 C и самого мощного в серии В115 C с одинаковыми передними и задними колесами, массой до 9,1 т и двигателем мощностью 110 л.с. при рабочем объеме 3,4 л. Ковш экскаватора вместимостью 0,08–0,3 м3 максимально может заглубиться в землю на 5,6 м. Для подключения гидромолота, буров и другого навесного оборудования на модели В115 C имеется отдельный гидравлический контур. Датчик контроля давления в гидросистеме машины позволяет избежать перегрузок.

Основным фактором, повлиявшим на создание данной серии, была потребность рынка в машинах высокоманевренных, производительных, но в то же время работающих с минимальным расходом топлива. При этом New Holland, сохраняя на прежнем уровне традиционную надежность конструкций, ставила перед разработчиками новых машин задачу повысить комфорт на рабочем месте оператора и поднять уровень безопасности труда. Расход топлива был в среднем снижен на 14% за счет использования насоса высокого давления Danfoss, имеющего систему регулирования подачи топлива в зависимости от режима работы машины и нагрузки на нее. Без нагрузки насос переходит в режим «отдыха», экономя, таким образом, достаточно большое количество топлива.

Повышению производительности способствует наличие в конструкции механизма самовыравнивания ковша погрузчика (максимальная вместимость – 1,15 м³), а система Glide Ride предназначена для исключения рассыпания материала при перевозке его в ковше, сглаживая резкие движения и колебания полного ковша, даже при езде по неровной поверхности с высокой скоростью. Устойчивость и проходимость придают машине устанавливаемые в качестве опции 20-дюймовые передние покрышки, увеличивающие дорожный просвет и улучшающие тяговые свойства машины.

Надежность и долговечность работы двигателя обеспечивает технология Common Rail. Усовершенствованная КП Powershift с четырьмя передачами переднего хода и тремя заднего, с блокировкой дифференциала задней оси, многодисковыми тормозами Power Brake с масляным охлаждением, современными передними мостами и выдерживающими большие нагрузки задними мостами Carraro делает экскаваторы-погрузчики New Holland готовыми к работе в любых погодных и дорожных условиях. Возможности машины расширяет комплектация многоцелевым ковшом погрузчика, гидромолотом и, конечно, экскаваторным оборудованием.

С целью изменения условий работы оператора на экскаваторах-погрузчиках серии C существенно улучшена вентиляция кабины, обзорность увеличена за счет комбинации наклонного капота, окон на всю высоту кабины, удобного солнцезащитного выдвижного козырька и мощных фар.

Однако надо отметить, что, пожалуй, экскаваторы-погрузчики 325J John Deere больше импонируют многим отечественным операторам. И связано это, во-первых, с тем, что стрела экскаватора-погрузчика 325J перемещается по направляющим, т. е. по той схеме, к которой привыкли в основном наши операторы. А во-вторых, схема расположения теплообменников трансмиссионного и гидравлического масел не только облегчает очистку масел, но и способствует их быстрому прогреву, что ценно в нашем холодном климате. Кроме того, усилие копания на ковше при глубине копания до 5,49 м одно из «рекордных» в данном классе машин – 67,8 кН, что позволяет работать с большой производительностью и на высокой скорости. John Deere производит две модели экскаваторов-погрузчиков.

Вторая модель – 710J имеет очень высокие эксплуатационные показатели. Так, «экскаваторные» параметры 710J соответствуют специализированному колесному экскаватору. Глубина копания достигает 6,81 м, вместимость ковша «обратная лопата» – 0,5 м³, причем усилие копания очень высокое – 75,6 кН. В качестве фронтального погрузчика 710J располагает ковшом вместимостью до 1,43 м³. Таким образом, приобретая 710J, покупатель без преувеличений становится владельцем двух спецмашин с одним приводом и удобным джойстиковым управлением.

Общим для экскаваторов-погрузчиков компании John Deere являются усиленная конструкция стрелы экскаватора-погрузчика, использование в конструкции многодисковых тормозов с охлаждением в масляной ванне, а также наличие блокировки заднего дифференциала, включение которого при движении создает полный привод. Как говорилось выше, отечественным операторам нравится работа на John Deere, но причина не только в привычных навыках управления стрелой. В кабине установлен многофункциональный монитор, сообщающий о возникающих проблемах в узлах машины, а также в цифровом виде отражающий обороты двигателя, напряжение в системе, моточасы и др. Положительно сказывается на качестве работ и плавное переключение передач, благодаря чему оператор легко управляет рабочими органами как в экскаваторном режиме, так и при выполнении функций погрузчика независимо от нагрузки. Для работ в условиях плохого освещения машины оснащены четырьмя фарами спереди и четырьмя сзади, а также двумя боковыми. Доступ к узлам, требующим ежедневного ТО, осуществляется с уровня земли с одной стороны машины

Если говорить о навесном оборудовании, то здесь John Deere опережает многих известных производителей по широте предлагаемого ассортимента. Помимо гидромолота, ковшей и отвалов разного функционального назначения производитель предлагает паллетные вилы, подметальные фронтальные и боковые щетки в комплекте с бункером для сбора мусора и пескоразбрасывателем, газонокосилки, различные буры с гидравлическим приводом и многое другое.

Проверенные лидеры «всех времен и народов»

Одним из мировых лидеров в области инноваций и продаж является компания JCB (Великобритания). Такое положение она завоевала соединением развитой сети центров реализации с сервисной сетью, располагающей всеми возможностями для профессиональной помощи клиентам, и благодаря постоянной работе по совершенствованию продукции.

В последних моделях экскаваторов-погрузчиков 3CX и 4CX компания применила ряд усовершенствований, получивших общее название ECO. В пакете новых решений – система EcoDig, позволяющая за счет использования в гидросистеме трех насосов работать с полной нагрузкой на низких оборотах двигателя. Это экономит до 15% топлива и, как следствие, сокращает вредные выбросы в атмосферу, а также продляет ресурс двигателя и снижает шумовой фон.

Еще одна новая система – EcoRoad позволяет экономить до 25% топлива при движении машины по дорогам, при этом скорость экскаваторов-погрузчиков повышается на 10%. Кроме того, система ECO включает в себя оборудование HSC, обеспечивающее автоматическое отключение второго насоса при движении на 4-й передаче, что также значительно экономит топливо. Система EcoLoad регулирует давление в гидросистеме, что обеспечивает при погрузочных работах дополнительное тяговое усилие без лишних затрат топлива и мощности.

Уникальными свойствами обладает установленный на экскаваторах-погрузчиках 3CX и 4CX двигатель JCB Dieselmax. В 2006 г. его устанавливали на легковом автомобиле, который на испытаниях развивал огромную скорость – 563,42 км/ч. Этот двигатель, установленный на экскаватор-погрузчик, обеспечивает высокий крутящий момент на низких оборотах, повышая производительность рабочих операций и скорость передвижения.

Отдельная гидроразводка для гидромолота и вспомогательные реверсивные контуры обеспечивают гидравлические потоки одинарного и двойного действия. Это дает возможность комбинировать гидравлические потоки и значительно расширяет мощностный диапазон дополнительного навесного оборудования, что в свою очередь повышает универсальность машин.

О комфорте рабочего места оператора можно судить по такому факту: в кабине предусмотрена установка кофеварки, чтобы оператор, не выходя из кабины, мог выпить чашку ароматного напитка.

Всемирно известный производитель горной, карьерной, строительной и дорожной техники Caterpillar производит более 350 моделей бульдозеров, трубоукладчиков, тракторов, колесных погрузчиков, гидравлических экскаваторов, самосвалов, а также широкий спектр навесного оборудования к ним. Постоянно появляются новые модели выпускаемого ассортимента и модернизируются уже имеющиеся.

В 2008 г. Caterpillar представила 6 моделей экскаваторов-погрузчиков серии E. Такой широкий модельный ряд, от самой легкой и простой модели 422Е до наиболее мощной 444Е, должен был облегчить выбор определенной машины для выполнения конкретных производственных операций. Однако, ориентируясь на большой потребительский спрос, Caterpillar еще более расширила серию, добавив 7-ю модель – 434Е Mechanicat, которую впервые представили на праздничных мероприятиях по случаю 25-летия компании. Это событие отмечалось на мюнхенской выставке BAUMA 2010.

Модель 434Е Mechanicat, как и уже имеющиеся 434Е Pilot Control и 444Е, является полноприводной. Ее разработали для удовлетворения предпочтений отдельных заказчиков в механических гидравлических органах управления. Теперь покупатель по своему желанию может выбрать либо универсальную рычажную систему SAE или Х, либо предпочесть электрогидравлическую систему управления.

На 434Е Mechanicat установлен двигатель С4.4 производства Caterpillar, мощностью 95 л.с., уровень выбросов которого соответствует нормам Stage II.

Компания Caterpillar в 2010–2011 годах пересмотрела конструкции всех моделей серии Е, существенно их улучшив. Так, ковш с выдвижной рукоятью в серии Е дополнили скользящей внутренней секцией. Это заметно повысило устойчивость машины при погрузке через борт и облегчило монтаж гидравлических шлагов внутри стрелы. Также рукояти серии Е теперь имеют износостойкие накладки с регулировочной болтовой системой, которая позволяет выполнять регулировочные работы без демонтажа ковша.

Стандартная кабина Caterpillar в моделях экскаваторов-погрузчиков комплектуется двойными дверями с открывающимися окнами. Кресло оператора установлено на пневмоподвеске, рулевая колонка для удобства может наклоняться на любой угол. В кабине смонтированы эффективная система обогрева и мощный кондиционер. Для лучшего обзора в условиях плохой освещенности предусмотрены 8 фонарей рабочего освещения.

За период с момента появления на рынке модели Volvo BL71 ее по достоинству оценели строители, работники коммунальных служб, дорожники. Машина отлично справляется с разгрузкой-погрузкой разнородных материалов, грунтов и горных пород, металлической стружки и с.-х. продукции. BL71 может производить отсыпку земляных насыпей, валов, работать в качестве бульдозера и многое другое.

По решению компании экскаватор-погрузчик BL71 было решено производить на заводе в польском Вроцлаве. Сегодня по всему миру продано уже более 10 тысяч этих машин. Volvo BL71 массой 8,59 т создавался группой разработчиков, в которую входили специалисты из Швеции, Великобритании, Франции, США, Польши. Эта машина не продукт модернизации существующих моделей, а полностью инновационная разработка. Часть конструкторских решений, использованных в ней, запатентована.

Экскаватор-погрузчик укомплектован 4-цилиндровым турбированным дизелем прямого впрыска Volvo D5D мощностью 94 л.с., с максимальным крутящим моментом 390 Н.м, который достигается в диапазоне 1200–1600 мин^–1. Это позволяет работать с полной нагрузкой в диапазоне низких и средних оборотов. Система питания двигателя оснащена подогревом и топливным фильтром с водяным сепаратором.

Рама шасси BL71 цельного типа с минимальным количеством соединений и сборочных единиц, что значительно повышает ее прочность. Максимальная глубина копания ковшом вместимостью 0,19 куб.м – 5,87 м, высота выгрузки составляет 4,52 м. Отрывное усилие очень значительное – 59 кН. Узкая стрела S-образной формы обеспечивает максимальный обзор оператору и выдерживает значительные перегрузки.

Погрузчик BL71 также вполне оправдывает лучшие ожидания покупателей. Многофункциональный ковш «4-в-1» вместимостью 1,0 куб.м пригоден для производства многих видов работ. Единый центральный привод обеспечивает вырывное усилие ковша 55 кН, благодаря этому работает погрузчик легко и быстро. Груз можно поднимать для выгрузки на высоту 3,45 м. Быстроразъемное соединение позволяет оператору, не поднимаясь со своего кресла, устанавливать дополнительное навесное оборудование.

Особое внимание уделено именно созданию комфортных условий труда оператору. Хороший обзор во все стороны обеспечивают окна большой площади, причем все стекла плоские, что удешевляет их замену. Хорошо читаемые и удобно размещенные указатели и лампы облегчают постоянный контроль за состоянием агрегатов машины. Все гидравлические соединения, болтовые и винтовые крепления имеют антикоррозийную защиту.

Ежедневное обслуживание машины элементарное и занимает считаные минуты. Хороший доступ в моторный отсек позволяет добраться до всех компонентов и точек смазки при опущенном рабочем инструменте погрузчика. Все обслуживание можно производить, не запуская двигателя погрузчика и не делая движений ковшом.

Совсем недавно Volvo выпустила модернизированный вариант популярного экскаватора-погрузчика – Volvo BL71 Plus. Разница между BL71 и BL71 Plus заключается в мощности двигателя: BL71 Plus укомплектован двигателем в 100 л.с. Также есть различие в управлении рычагами и джойстиком. На BL71 управление погрузочным ковшом от джойстиков с сервоприводом, а экскаваторная «обратная лопата» управляется рычагами. На BL71 Plus управление и передним и задним оборудованием машины осуществляется посредством джойстиков.