Общее описание автосамосвалов - Карьерные самосвалы

Карьерные самосвалы относятся к особой группе сверхтяжелых технологических транспортных средств специальной конструкции, которые можно считать наиболее крупными и мощными представителями грузового автомобильного семейства. Они предназначены для эксплуатации вне обычных дорог на твердых каменистых покрытиях железорудных, угольных или иных карьеров и открытых разработок полезных ископаемых, а также на крупных стройках, что предоставляет конструкторам возможность создавать машины с теоретически не ограниченными грузоподъемностью, полной массой и габаритными размерами, оснащенные силовыми агрегатами в тысячи лошадиных сил. На практике используются в основном 2-осные машины с приводом на задние колеса и огромными сварными кузовами ковшового типа, опрокидывающимися назад.

Их грузоподъемность обычно выражается в метрических тоннах, но в США и ряде других стран она указывается в так называемых «коротких» тоннах, которые примерно на 10% меньше метрических. Вместимость кузова наиболее точно отражает его геометрическая ёмкость в кубических метрах, измеренная по верхнему уровню бортов, но на практике груз засыпается с горкой, что нашло свое отражение в показателе максимально допустимого объема кузова с «шапкой». Изготовлением карьерных самосвалов сегодня занимаются лишь несколько компаний, входящих в крупные транснациональные корпорации, среди которых наиболее известными являются Caterpillar, Euclid, Komatsu и Terex, а также недавно вышедшая на этот рынок фирма Liebherr и единственный в странах СНГ белорусский завод БелАЗ. Выпускаемые ими машины столь велики и тяжелы, что их перевозят по частям и собирают прямо на месте эксплуатации. Специфические условия эксплуатации таких самосвалов с большими нагрузками в глубоких карьерах с крутыми подъемами и продолжительными спусками, в неблагоприятных климатических условиях и в опасной близости от тяжелых падающих грузов нашли свое отражение в их конструкции. Все агрегаты и узлы карьерных самосвалов размещаются на прочной сварной раме особой формы, изготовленной из высококачественных сталей. В качестве силовых агрегатов применяются рядные или V-образные дизельные двигатели мощностью до 2750 л.с. с числом цилиндров от 6 до 16, оборудованные непосредственным впрыском топлива, турбонаддувом с промежуточным охлаждением и электронным управлением. По виду трансмиссии эти машины достаточно четко подразделяются на 2 группы — так называемые механические и электрические. Первые оснащаются автоматическими гидромеханическими коробками передач с числом ступеней 5—8 вперед и 1—3 назад с электронным регулированием, автоматической блокировкой гидротрансформатора и встроенным гидродинамическим тормозом-замедлителем, обеспечивающим безопасное движение на крутых спусках без включения рабочих тормозов. Для достижения наилучшей приспособляемости к дорожным условиям самосвалы грузоподъемностью свыше 100 т обычно снабжаются электрической (электромеханической или дизель-электрической) трансмиссией, состоящей из генератора с приводом от дизельного двигателя, от которого постоянный или переменный ток поступает на тяговые электромоторы, размещенные в блоке с планетарными редукторами в ступицах задних колес (мотор-колеса). Плавность движения по неровным твердым покрытиям обеспечивает подвеска всех колес на гидропневматических амортизационных стойках, представляющих собой массивные телескопические амортизаторы, заполненные рабочей жидкостью (маслом) и инертным газом (азотом или гелием). На ряде машин используется передняя независимая подвеска, а в качестве упругих элементов применяются также обычные рессоры или резиновые опоры. Большинство карьерных самосвалов имеют объединенную гидросистему, включающую механизмы подъема кузова, управления и торможения, оборудованные дополнительным гидропневматическим энергетическим аккумулятором для обеспечения работы всех этих устройств в аварийной ситуации. В качестве рабочих тормозов обычно используются сухие колесные диски, но на наиболее тяжелых машинах сзади устанавливаются многодисковые тормоза в масляной ванне для охлаждения, которые одновременно играют роль гидродинамического замедлителя. На «электрических» самосвалах эту функцию обычно выполняет многорежимный электродинамический тормоз-замедлитель. На всех карьерных самосвалах устанавливаются кабины с двумя защитными системами ROPS (Roll-Over Protective Structure) и FOPS (Falling-Object Protective Structure), обеспечивающими водителю-оператору и сопровождающему полную безопасность в случае опрокидывания машины и падения на кабину тяжелых предметов. В принципе обе системы сводятся к установке пространственной массивной рамы по всему периметру кабин. Помимо этого, кабины оборудуются всем необходимым для создания водителю удобных и комфортных условий для управления тяжелой машиной. К ним относятся регулируемые рулевые колонки и сиденья на мягкой подвеске, электронные устройства и приборы управления и диагностики, климатические системы и воздушные фильтры с вентилятором, создающим внутри избыточное давление, препятствующее проникновению пыли, а также усиленная звукоизоляция, позволяющая снизить уровень внутреннего шума до 74 дБ. К новым техническим решениям в этой области можно отнести применение более эффективного и простого тягового электрооборудования постоянного тока, бортовых компьютеров и комплексных систем электронного управления всеми агрегатами, устройств изменения давления в шинах на ходу, видеокамер наружного наблюдения и новых средств комфорта в кабине, а также принципиально новой схемы установки четырех задних односкатных ведущих колес, внедренной фирмой Liebherr. К карьерным машинам вплотную примыкают многоцелевые внедорожные полноприводные 2- и 3-осные самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой, предназначенные для работы как на твердых покрытиях, так и на бездорожье. Они имеют грузоподъемность 14—37 т, снабжаются дизельными двигателями мощностью до 450 л.с., автоматическими коробками передач, всеми дисковыми тормозами и упрощенной подвеской на резиновых, пневматических или гидропневматических элементах. В их привлекательном внешнем облике нашли свое отражение самые современные направления промышленного дизайна, а кабины по удобству, комфорту и оснащенности сравнимы с салоном легковых автомобилей. Несомненно, самые крупные и мощные в мире самоходные транспортные средства принадлежат именно к группе карьерных самосвалов. По грузоподъемности первое место в категории «механических» машин сегодня принадлежит самосвалу Caterpillar-797 с полезной нагрузкой 327 т и полной массой 558 т, оснащенному 24-цилиндровым дизелем мощностью 3400 л.с. В 2002 г. место абсолютного мирового лидера занял самосвал Liebherr Т282 с электрической трансмиссией, весящий с полной нагрузкой 566,5 т. Он имеет грузоподъемность 364 т или 400 «коротких» тонн и укомплектован 2750-сильным двигателем.