28 августа 2010

История развития карьерных большегрузов Caterpillar

Caterpillar не новичок в горном деле. Долгие годы самая крупная машиностроительная корпорация мира наращивала активы как за счет самостоятельной разработки новых направлений, так и путем поглощения небольших компаний, чья техника имела хорошие рыночные перспективы. Свой первый карьерный внедорожный самосвал корпорация представила в 1962 г.

 

самосвал Cat
С чего началась история тяжелой техники Cat с механической силовой передачей. Чуть позже пытались войти в сегмент дизель-электрических машин ,выпустив двухосную 77-тонную модель 779 и двухосный самосвал грузоподъемностью 217 т с двумя шарнирными сочленениями (!), двумя кабинами и двумя силовыми установками, чтобы, не разворачиваясь, въезжать и выезжать с места погрузки. Несколько таких монстров работали на угольном разрезе в Иллинойсе.

Строительными сочлененными самосвалами, или землевозами, корпорация начала заниматься в середине 1950-х, соединив колесный трактор с полуприцепом-землевозом. Эта химера, именуемая rockers, даже по тем временам выглядела устаревшей и неэстетичной. Новое современное поколение «сочлененников» с силовой Caterpillar с 1972 г. стала выпускать DJB Engineering на заводе в Петерли (Великобритания). В 1985 г. Caterpillar выкупила права на разработки DJB, а в 1996 г. и сам завод. В 1997 г. выкупили права на колесные бульдозеры у австралийской Tiger Engineering, выпускавшей их с 1981 г. Tiger использовала компоненты Caterpillar и продвигала свою технику через ее дилерскую сеть. В том же году Cat поглотила другую австралийскую компанию – Elphinstone, занимавшуюся техникой для подземных работ.

Свой первый карьерный экскаватор «5000-й» серии – 5130 Caterpillar представила в 1992 г. К этому времени новые модели самосвалов, погрузчиков и экскаваторов разрабатывали, чтобы вместимость кузова самосвала была кратной вместимости ковша погрузчика и экскаватора – для повышения эффективности горных работ. Так, 777D совместим с экскаватором 5130В и погрузчиком 992G, 775D с 990 Series 2, 771D c 988G.

Самосвал

В новом тысячелетии Caterpillar и корпорация Terex предприняли попытку встречной продажи активов. Предметом сделки служила принадлежащая Terex линейка из 8 моделей и интеллектуальная собственность Caterpillar на экскаваторы 5000-й серии. Предполагалось, что самосвалы будут выпускать под брендами Payhauler и Unit Rig, продвигать и обслуживать по всему миру через дилерскую сеть Caterpillar, а Terex приобретала интеллектуальную собственность, включая дизайн и патенты на экскаваторы моделей 5110B, 5130B и 5230B. Но высокие стороны не сошлись в цене, Caterpillar ничего не приобрела, а производство экскаваторов уже успела прекратить. Это печальное событие произошло, когда мировой рынок горной техники был на подъеме.

Может быть, не все так плохо. Caterpillar утратила экскаваторы, но значительно продвинулась в других направлениях, сосредоточив там свои ресурсы. Производство самосвалов в Декейтере (шт. Иллинойс), а также вспомогательного оборудования – погрузчиков, бульдозеров и т. д., на других заводах увеличили в три раза, мощности загружены на годы вперед. Да и интенсивное обновление линейки самосвалов, которое мы наблюдали в течение 2006 г., тоже должно вселять оптимизм.

Речь идет о модернизированных 773F, 775F и 777F и принципиально новых моделях 770 и 772, с выходом которых Caterpillar сняла с производства «769-ю» модель, которую во множестве модернизаций выпускали с 1962 г., и «771-ю», поставленную в серию 15 лет назад.

 

С первого взгляда на новинки понятно, что Caterpillar внедряет новую концепцию дизайна – от утилитарных кубических форм к более привлекательным обтекаемым формам кабины и радиаторной решетки. При желании можно обнаружить и некоторую перекличку с чудной внешностью первой модели подобной техники. Развитие промышленного дизайна прошло очередной круг и вернулось к исходной точке, но на несколько ином уровне. Диалектика, однако. Конечно, дизайн не бесспорен. Если «младшенькие» «770-й» и «772-й» выглядят более-менее гармонично, то смесь скругленных и прямоугольных форм их предшественников несколько режет глаз. Необычное для подобной техники компоновочное решение принято для «770-й» и «772-й» моделей. У них кабина размещена по оси машины. У самосвалов серии F кабина традиционно смещена влево.

О кабине стоит сказать особо: Caterpillar сделала даже не шаг, а два шага вперед. Удивительно, почему эти шаги не предприняты раньше? Ведь стиль интерьера новой кабины не первый год используют в дизайне компактной и средней техники. Без значительного увеличения габаритов дизайнеры добились, чтобы кабина стала просторнее и светлее. Кресло инструктора перенесено на левую сторону и сделано складным – стало больше свободного места. Улучшен обзор – вдвое увеличена площадь остекления, ветровое стекло выполнено на полную высоту кабины, уменьшенная по ширине передняя панель вкупе с регулируемой по высоте и наклону рулевой колонкой по минимуму заслоняет вид. Современный стиль – плавные обводы, пластик светлых тонов, узкие стойки – оставляет приятное впечатление. На правую консоль выведен селекторный переключатель КП с массивной рукояткой и такой же рычаг управления подъемом кузова. Включение стояночного тормоза интегрировано в переключатель КП.

По части электроники кабина и самосвал в целом всё ближе к шаттлу. В переднюю панель вмонтированакомбинация с аналоговыми приборами и дисплей системы VIMS Advisor, отслеживающей более 250 параметров работы машины (опция). Над панелью размещен дисплей системы Cat Messenger, на который подается информация о текущей работе двигателя, трансмиссии, тормозов и др. Данные снимают 180 датчиков, а с опциональными мониторинговыми системами – до 220 датчиков. Все элементы соединены в систему обработки жизненно важной информации VIMS шиной Cat Data Link. Система собирает и анализирует абсолютно все данные: температуру тормозов, давление масла во всех агрегатах, информацию о работе двигателя, давление в каждом амортизаторе и т. д. Взвешивание проводится по мере загрузки, чтобы избежать недогруза или перегруза, окончательное взвешивание происходит, когда машина уже в пути и переходит на вторую передачу.

Собранная информация важна для эксплуатационников, чтобы понимать, насколько эффективно используется грузоподъемность машины, как распределяется рабочий цикл, каково состояние дорог. Система спутниковой навигации, устанавливаемая по заказу, позволяет в режиме реального времени контролировать работу водителя и определять точное местоположение. Карьеры, использующие системы взвешивания и навигации, на деле убедились, насколько производственный процесс стал управляемым и предсказуемым. Экспресс-диагностика масел и технических жидкостей дает возможность планировать обслуживание и ремонт, заранее заказывать запчасти, чтобы свести к минимуму простои.

 

Новые модели получили дизели с фирменной технологией ACERT (см. «ГП» № 10, 2006 г., с. 24). Так, «770-я» и «772-я» модели получили дизели С15 и С18, отвечающие европейским нормам Stage 3А для внедорожной техники. На 773F и 775F установлен С27, на 777F – C32, соответствующие Stage 2, поскольку для дизелей мощностью более 560 кВт (761,4 л.с.) пока действует этот стандарт. Двигатели оснащены топливной системой MEUI с насос-форсунками, управляемыми электронным блоком, который проводит диагностику и защищает двигатель от перегрузок. Во время замедления электронный блок прекращает подачу топлива в цилиндры в целях экономии. В системе охлаждения применены модульные радиаторы нового поколения с увеличенными в 3,5 раза просветами между ребрами, что облегчает обслуживание. Однопроходные трубки сердцевины обеспечивают более эффективное охлаждение по сравнению с использовавшейся прежде двухпроходной системой. В систему смазки включено устройство QuickEvac, обеспечивающее предпусковое смазывание и откачку моторного масла, что на 50% сокращает время на его замену.

Двигатель агрегатирован с гидротрансформатором с блокировочной муфтой и далее через карданный вал соединен с установленной на заднем мосту КП – традиционное для Caterpillar компоновочное решение. Семиступенчатая планетарная КП оснащена новой электронной системой управления давлением муфт (ECPC). Система модулирует каждую муфту коробки передач в отдельности, а связь по шине Cat Data Link с электронным блоком двигателя позволяет регулировать обороты в момент переключения передач, что увеличивает срок службы узлов силовой передачи и повышает комфортабельность вождения.

Электронный блок двигателя соединен и с системой автоматического управления замедлителем ARC, которая регулирует тормозное усилие на уклоне и поддерживает частоту вращения коленвала двигателя на уровне 1900 мин1. Она позволяет увеличить скорость на 15% при замедлении на уклоне. Система ARC защищает двигатель от разноса, повышает экономию топлива и обеспечивает лучшую управляемость самосвалом. Кроме стандартной системы ARC, устанавливаемый по заказу компрессионный тормоз увеличивает тормозное усилие на 35%. Гидравлическая тормозная система (вместо пневмогидравлической, использовавшейся ранее) сконструирована так, что при падении давления в гидросистеме ниже определенного уровня автоматически включается тормоз, способный удерживать груженый самосвал на уклоне до 15%. Тормозные механизмы многодисковые, охлаждаемые маслом. Патентованная конструкция из двух поршней объединяет рабочий и стояночный тормоза в единую систему. Основной поршень выполняет функции рабочего и стояночного тормоза, вспомогательный удерживается в разомкнутом состоянии гидравлическим давлением. При падении давления он соответственно замыкается.

Но основной компонент, связующий все узлы, агрегаты и системы, – рама. Раму для 770 и 772 разрабатывали с нуля, а рамы серии F усовершенствовали, применив средства компьютерного моделирования и прочностных расчетов. Рамы коробчатого сечения сварены из мягкой, низкоуглеродистой стали, обеспечивающей требуемую гибкость, долговечность и стойкость к ударным нагрузкам даже в очень холодном климате. Сварные швы выполнены по периметру непрерывной сваркой. Критические сечения, где напряжения достигают максимальных величин, усилены коваными и литыми накладками, способствующими более равномерному распределению напряжений.

 

Заказчику предоставлена возможность выбора комплектации самосвала, основной элемент которой, конечно, кузов. Для самосвалов 770, 772, 773F и 775F Caterpillar предлагает двускатные кузова и кузова с плоским днищем. Стандартная футеровка – из легированной стали твердостью 400 единиц по Бринеллю. Опционально – резиновую футеровку. У 777F кузов двускатный со стальной или резиновой футеровкой.

В корпорации вынашивают планы по проникновению в сегмент самосвалов с дизель-электрическим приводом. В планах – машины грузоподъемностью свыше 200 т. Определились с поставщиком электрической силовой передачи. Это Mitsubishi Industrial – давний партнер Caterpillar. Остальные компоненты, дизайн, системы управления разрабатывает сама корпорация. Подобная попытка, как мы знаем, уже предпринималась ранее, но сейчас у Caterpillar есть все шансы на успех.

Первый внедорожный  Caterpillar

Первая модель  самосвала – 769 увидела свет в 1962 г. 

Технические решения, принятые при проектировании, заложили основу для последующих поколений – механическая силовая передача с автоматической КП powershift, пневмогидравлические амортизаторы подвески, «неувядающие» маслоохлаждаемые тормоза, прочная рама, «769-я» модель – долгожитель. Первое поколение – 769 без буквенной индексации выпускали до 1967 г., с 1967 по 1978 гг. на конвейере стояла 769В, затем с 1978 по 1995 гг. – 769С, ее сменила 769D, производство которой прекратили в 2006 г.

 

 

Модель 770 772 773F 775F 777F
Габаритные размеры, мм 8740x4751x4140 8740x4751x4261 10334x5425x4435 10334x5392x4430 10528x6494x5185
Высота загрузки, мм 3120 3499 3773 3972 4428
Габаритная высота при поднятом кузове ,мм 8280 8357 9261 9261 10364
Масса шасси, кг 24213 25025 31633 31633 48008
Масса кузова, кг 9999 10392 13483 14178 22178
Полная масса ,кг 71214 82100 100698 109769 163293
Грузоподъемность, т 36,3 46,3 55,1 63,4 90,4
Вместимость кузова геометрическая, м3 16,4 23,3 25,9 32,0 41,9
Вместимость кузова насыпная 2:1, м3 25,1 31,3 35,1 41,9 60,2
Двигатель C15 ACERT C18 ACERT C27 ACERT C27 ACERT C32 ACERT
Полная мощность, л. с. 512 606,4 749,2 798,1 1030,1
Шины 18.00R33 (E4) 21.00R33 (E4) 24.00R35 (E4) 24.00R35 (E4) 27.00R49 (E4)
Скорость, км/ч 74,8 79,7 68,0 67,5 64,5

Первая внедорожная модель  CATERPILLAR - 769

 

Габаритные размеры, мм 7640x3630x4050
Вместимость кузова, м3 31,8
Мощность, л. с. 405,6
Высота загрузки, м 3070
Габаритная высота при поднятом кузове, мм 7180
Шины 18.00x25-32PR
Снаряженная масса, кг 25369

Л. Малютин

«Грузовик Пресс» №2/2007

 

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

При перепечатке текста и использовании фотографий обязательна активная ссылка на exkavator.ru

Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
Заметили ошибку? Выделите участок текста и нажмите Ctrl+Enter, чтобы оповестить редакцию сайта.
Оцените, пожалуйста, статью:
Оценивших: 6, оценка: 5 из 5
Нам очень важно ваше мнение
5
5
5
6
Подписаться на новости
рынка спецтехники
Подписаться