Електронні системи відкривають для бульдозерів нові горизонти
«Бульдозер - одна з найбільш складних землерийних машин для освоєння оператором, особливо, коли мова йде про точну плануванні», - зазначає Дін Петерсон, менеджер продукції компанії Caterpillar. «Досягнення в галузі електронних технологій, що застосовуються як в двигуні, так і в інших вузлах машини, допомагають операторам з різним рівнем кваліфікації швидше освоювати управління бульдозером, що позитивно позначається на точності і продуктивності робіт».
Переваги електронної інтеграції
Розробки в області електронних систем для двигунів дозволяють виробникам покращувати характеристики машин шляхом високого ступеня інтеграції компонентів силової установки. В результаті, двигун і трансмісія можуть взаємодіяти між собою більш ефективно, що так чи інакше відбивається на інших функціях бульдозера.
«Електронні технології зачіпають не тільки мотори, але і всю трансмісію і її компоненти», - говорить менеджер гусеничних тракторів Liebherr Construction Equipment Роберт Клима. «Коли електронний контролер двигуна взаємодіє з блоком управління коробки передач, бульдозер може краще підстроюватися під вимоги, виробляючи ту потужність і той момент, що крутить, які дійсно необхідні в поточних умовах. В результаті підвищується ефективність вже всієї машини ».
«Наприклад, при розвороті призми матеріалу потрібно більше потужності, ніж при звичайному прямому проході», - пояснює Клима. «Однак, якщо весь час задіяти максимальну потужність, істотно зросте витрата палива».
Електроніка дозволяє вибирати встановлені режими потужності двигуна, оптимізовані під конкретні операції - часто простим натисканням кнопки. Наприклад, компанія Komatsu використовує технологію сполученого управління гідростатичною трансмісією і двигуном, що має два режими. Режим E (економічний) призначений для звичайних робіт по разваловке, плануванні та розподілу ґрунту, забезпечуючи оптимальну швидкість і потужність з точки зору мінімальної витрати палива, тоді як режим P (силовий) включається при необхідності нарізки траншей, активації розпушувача, переміщення грунту вгору по похилій поверхні і в інших випадках, де потужність двигуна має пріоритет над витратою палива.
«З урахуванням того, що ціни на пальне постійно ростуть, все частіше власники приділяють увагу підвищенню економічності і ефективності використання своєї техніки», - говорить Брюс Бойбл, представник компанії Komatsu America. «Коли надається можливість зменшити витрату палива шляхом вибору попередньо заданих режимів роботи, все що потрібно зробити оператору для підвищення ефективності - це вибрати потрібний режим».
«Гідростатичний привід дозволяє оператору повністю контролювати бульдозер, починаючи від рульового управління і закінчуючи підтриманням постійної швидкості руху», - зазначає Джон Гілбек, менеджер по бульдозерів John Deere, компанії, яка використовує гідростатичну трансмісію на своїх машинах ще з 1976 року.
До переваг гідростатичної трансмісії відноситься можливість бесступенчатого зміни швидкості бульдозера і управління його потужністю, розворот на повній потужності двигуна, протівовращенія гусениць «на передачу» і динамічне гальмування. Крім того, в залежності від виробника і типу робіт досягається економія палива до 20% в порівнянні зі звичайними машинами, де стоять коробки з можливістю перемикання швидкостей під навантаженням.
«Вдосконалена система розподілу ресурсів безумовно вплинуло на витрату палива. Особливо це добре видно на машинах з гідростатичним приводом », - зазначає Клима. «Сучасні системи управління збільшують потужність бульдозера тільки в тому випадку, якщо це дійсно потрібно. Крім того, відпадає необхідність в перемиканні передач. В результаті, забезпечується зниження витрати палива і більш високий рівень продуктивності ».
Однак інтегрована електроніка привнесла революційні зміни і в системи управління бульдозерів з коробками Powershift (перемикання передач під навантаженням). Як зазначає Дін Петерсон з Cat, сюди відносяться можливості:
- змінювати криві перевантаження двигуна для оптимізації його роботи, економії палива і скорочення шкідливих викидів;
- варіювати потужність для підвищення продуктивності на високих передачах і запобігання прослизання гусениць, а також для захисту компонентів трансмісії на першій передачі, що дозволяє знизити експлуатаційні витрати;
- компенсувати різні паразитні навантаження для підтримки узгодженої потужності, що передається на праву і ліву гусеницю;
- поліпшити процес перемикання передач і знизити навантаження на муфту зчеплення під час силових перемикань;
- використовувати режим переходу на підвищену передачу з наступним поверненням на режим холостого ходу для економії палива, підвищення паливної економічності бульдозера за цикл і кращої відповідності швидкості машини поточним робочим умовам і станом грунту;
- автоматизувати управління становищем відвалу і розпушувача для підтримки оптимального навантаження на цих робочих органах, зниження пробуксовки гусениць і захисту кромки леза.
Також варто відзначити, що перспективні електронні системи управління можуть використовуватися і на самих інноваційних силових установках, наприклад, у складі дизель-електричного приводу, який доступний на бульдозері D7E компанії Caterpillar.
Роль оператора бульдозера з розвитком технологій продовжує еволюціонувати. «Основні зміни відбуваються в контексті управління різними функціями машини», - пояснює Петерсон. «Як правило, робота стає простіше, а управління - зручніше і зручніше. Напрямок руху, швидкість, нахил відвалу і кут його повороту зараз контролюється простим рухом джойстика або натисканням кнопки. Електроніка дозволяє автоматизувати виконання деяких частин робочого циклу, підвищуючи продуктивність і знижуючи стомлюваність оператора ».
Наприклад, електронно-керована силова установка не вимагає перемикання передач, і навіть використання гальм. Блок управління трансмісії разом з блоком двигуна забезпечує точне управління машиною. Система фіксує тиск на керуючі органи і на основі цього впливу визначає, коли необхідно підвищити або знизити передачу. В результаті, оператор замість виконання цих дій може повністю зосередиться на поточній операції, і тим самим менше піддається як розумової, так і фізичному навантаженні.
«Електронна технологія на наших бульдозерах зараз набагато складніше, ніж раніше, але в той же час, вона розроблена таким чином, щоб не навантажувати оператора і бути для нього непомітною», - розповідає Брюс Бойбл з Komatsu America. «Власнику або бульдозеристу необов'язково бачити електроніку, яка покращує продуктивність, але вони відразу помітять, що витрата палива знизилася, а робота виконується швидше звичайного».
Автоматична планування стає реальністю
На думку Діна Петерсона, інтегровані електронні системи управління двигуном і трансмісії поряд з системою автоматичної планування - це ті два рішення, який надали найбільш істотний вплив на підвищення продуктивності та ефективності роботи бульдозера. «Контроль і управління будівельною технікою - ось де електроніка найбільшою мірою дозволить нам задовольнити зростаючі вимоги власників техніки», - говорить він.
Еволюція від звичайних важелів управління до електрогідравлічних джойстиків багато в чому була обумовлена бажанням впровадити на бульдозери автоматизовані системи планування грунту. Такі системи підвищують ефективність відповідних робіт, знижують необхідність повторних проходок і дозволяють навіть початківцям операторам швидко досягти високої точності управління ».
Більшість бульдозерів сьогодні оснащуються кількома типами систем автоматичної планування, дія яких заснована на контролі положення відвалу. Використовуються різні рішення, починаючи від двомірної навігації (лазерні технології) і закінчуючи тривимірними системами (супутникові навігаційні системи GPS / ГЛОНАСС або геодезичне обладнання). Незалежно від методу у всіх цих рішень є одне спільне: вони покращують загальну ефективність робіт за рахунок усунення декількох проміжних операцій, які потрібні для підготовки майданчика при традиційному профілюванні.
При використанні автоматичної системи планування остаточний варіант профілю робочого майданчика може бути розроблений ще в офісі, і вже потім завантажений в бортовий комп'ютер. Надалі автоматика сама контролюватиме відвал, щоб сформувати потрібний профіль. При цьому всі положення відвалу будуть записуватися. Таким чином, остаточний варіант планування ділянки контролюється з самого початку робіт.
Така технологія звільняє оператора від самостійного прийняття деяких рішень. Але незалежно від того, наскільки електроніка і електрогідравлічні системи управління підвищують продуктивність бульдозера, оператор залишається найважливішою ланкою у виконанні точних земляних робіт.
«Оператори сьогодні переводяться на більш високі стандарти управління», - зазначає Брюс Бойбл. «Покупці вимагають використовувати технічні рішення, які дають можливість підвищити продуктивність машин. Але вони також розуміють, що без комплексного розуміння та участі оператора в процесі управління досягти максимальної продуктивності бульдозера і зниження експлуатаційних витрат просто неможливо ».