2.3. Подвижной состав карьерного автомобильного транспорта

Тенденции развития конструкций карьерных автосамосвалов на современном этапе характеризуются не только увеличением их мощности, габаритов, массы, грузоподъемности, но и конструктивным усовершенствованием всех основных систем и узлов автосамосвалов с целью повышения экономической эффективности их использования и безопасности ведения работ.

Производство большегрузных автосамосвалов сконцентрировано в настоящее время на машиностроительных заводах семи крупных мировых концернов: Komatsu-Haulpak, Euclid-Hitachi, Caterpillar, Liebherr, Terex, Kress и ПО «БелАЗ», охватывающих диапазон грузоподъемности от 20 до 360 т.

В качестве силовой установки карьерных автосамосвалов служит, как правило, дизель с наддувом. На зарубежных карьерных самосвалах в основном применяются двигатели фирм «Caterpillar», «Detroit Diesel», «Cummins». На автосамосвалах семейства БелАЗ используют также двигатели ЯМЗ.

Применяемые в настоящее время гидромеханическая (далее – ГМТ) и электромеханическая (далее – ЭМТ) трансмиссии наиболее полно удовлетворяют условиям работы карьерных автосамосвалов. Оба типа трансмиссии конструктивно отработаны и технология их производства обеспечивает высокое качество и надежность их в эксплуатации. На карьерных автосамосвалах грузоподъемностью до 80 – 100 т применяют обычно ГМТ, более 100 т – ЭМТ.

Однозначно ответить на вопрос, какая трансмиссия подходит больше для данного класса автосамосвалов, не представляется возможным, так как каждая из них обладает своими определенными преимуществами и недостатками.

Преимущества ГМТ: меньшая стоимость, меньше затраты на техническое обслуживание и ремонт, больший КПД на максимальной скорости, возможность получения большей мощности тормоза-замедлителя, меньшая масса, отсутствие перегрева при движении на затяжной подъем. Преимуществом ЭМТ является компактность и удобство компоновки самой передачи, что позволяет варьировать компоновочную схему автосамосвала.

На карьерных автосамосвалах применяются, как правило, радиальные бескамерные шины с карьерным рисунком протектора производства зарубежных фирм «Bridgestone», «Michelin», а также отечественных шинных заводов. Шины такого типа обеспечивают большую грузоподъемность, меньшее сопротивление качению, обладают большей долговечностью вследствие меньшего нагрева при работе.

Рама карьерных автосамосвалов обычно лонжеронная, состоящая из двух лонжеронов коробчатого сечения с переменным профилем по длине, которые связаны между собой рядом поперечин.

Некоторые фирмы-производители разработали принципиально новый тип рамы – шарнирно-сочлененная. На передней части рамы располагается двигатель, органы управления и кабина водителя, на задней – кузов. Центральный шарнир позволяет обеим частям рамы поворачиваться относительно друг друга на 45° в каждую сторону в горизонтальной плоскости и на 360° вокруг продольной оси автомобиля.

Общие преимущества перед самосвалом с жесткой рамой заключаются в следующем: малая чувствительность к качеству дорог, выше проходимость, меньший коридор и радиус поворота, возможность установки спаренных колес на переднюю ось позволяет повысить грузоподъемность без увеличения размера устанавливаемых шин.

На карьерных самосвалах, как правило, используется пневмогидравлические подвески, обеспечивающие высокую плавность хода.

Кузова в основном применяются совкового типа, преимуществом которых является пониженный центр тяжести загруженного автосамосвала. Все карьерные автосамосвалы имеют, как правило, набор сменных кузовов для перевозки горной массы различного насыпного веса.

Выпуск отработавших газов осуществляется через грузовую платформу, что позволяет избежать примерзания в зимнее время влажных грузов. Разгрузка кузова осуществляется назад, что наиболее просто выполнить в конструктивном исполнении, хотя при этом приходится затрачивать время на дополнительные маневры в пунктах разгрузки.

Из-за больших габаритов, нагрузок на колеса, а, следовательно, больших требуемых усилий для поворота управляемых колес карьерных автосамосвалов их система рулевого управления отличается большой сложностью. На всех карьерных автосамосвалах применяется рулевое управление с гидроусилителем. Особенностью его является наличие пневмогидравлических аккумуляторов, обеспечивающих его работоспособность при остановке двигателя автосамосвала.

Для повышения надежности и безопасности гидросистемы усилителя рулевого привода и механизма подъема платформы объединены. Для подачи рабочей жидкости в каждую систему используются дублирующие друг друга гидронасосы.

Для обеспечения безопасной работы в сложных условиях современные карьерные автосамосвалы имеют обычно четыре тормозные системы: рабочую, аварийную, стояночную и вспомогательную (тормоз-замедлитель), причем некоторые системы зачастую объединяют.

На зарубежных карьерных автосамосвалах применяется пневмогидравлический привод тормозов, на автосамосвалах семейства БелАЗ – либо пневматический, либо гидравлический. Недостатками пневматического привода являются большое время срабатывания, большие габаритные размеры; но в тоже время такой привод обеспечивает легкость управления. Гидравлический привод позволяет получить высокие рабочие давления и уменьшить размеры приводных механизмов. Привод выполняется разделенным на два контура: контур передних и контур задних тормозов.

В качестве колесных тормозов наиболее распространены колодочные (барабанные и дисковые) тормозные механизмы, которые просты в обслуживании и ремонте.

Для обеспечения равномерного движения автосамосвала на спуске с безопасной скоростью при ЭМТ используют электродинамический тормоз-замедлитель. Тяговые электродвигатели при этом работают в режиме генераторов; вырабатываемая ими энергия преобразуется в тормозных резисторах в тепловую и рассеивается в атмосфере.

У автосамосвалов с ГМТ в качестве динамической тормозной системы используется гидравлический тормоз-замедлитель. Сопротивление создается жидкостью при перемешивании ее лопастями ротора, закрепленного в отдельном картере на ведомом валу коробки передач.

В настоящее время в связи с увеличением загазованности от эксплуатации автотранспорта на глубоких горизонтах карьеров и ограничением в расходах дизельного топлива возрос интерес к использованию на карьерах троллейво­зов. Современные автосамосвалы большой грузоподъемности с мотор-коле­сами вполне способны использовать питание от контактных проводов на стационарных участках трассы.

При­менение дизель-троллейво-зов увеличивает производительность автотранспор­та на 30%, скорость на уклонах повышает на 70%, при этом экономия топлива составляет до 60%.

Наряду с созданием самосвалов развитие отечественного и зарубежного карьерного автотранспорта происходит по пути создания тягачей с полуприцепами.

В качестве тягача используется одна из базовых моделей самосвала соответствующей мощ­ности. В связи с увеличением грузоподъемности полуприцепа сравнительно с вариантом самосва­ла значения его удельной мощности несколько снижаются. Это обычно ограничивает применение полуприцепов относительно легкими условиями работы.

По конструктивному исполнению преимущественное распространение получили полуприцепы с донной разгрузкой и разгрузкой назад.