Создание специального шасси для многофункциональной коммунальной машины мощностью до 90 кВт
Высокая интенсивность движения автомобильного транспорта предъявляет особые требования к содержанию дорожного покрытия, механизации и технологии уборочных работ. Для разрешения этой проблемы проводится коренное техническое перевооружение дорожной отрасли города и создаются современные производственные мощности, в частности, по обеспечению содержания дорог в летнее и зимнее время.
Особняком стоит проблема содержания внутриквартальных проездов, тротуаров, дворовых территорий, которая в настоящее время решается посредством применения ручного труда и уборочной техники на сельхозтракторах. Остро встала необходимость создания универсального шасси, которое вместе с комплектами сменных органов решало бы множество проблем:
- уборки и содержания внутриквартальных проездов и дорог;
- уборки и содержания широких тротуаров (более трех метров) и пешеходных дорог;
- уборки и содержания периметров площадей, дорожной сети городских лесопарков, парков и скверов;
- содержания зеленых насаждений вдоль городских дорог, в лесопарках и скверах.
Парк машин для механизации коммунальных работ в городах, например, в Москве, характеризуется наличием большого количества различных марок. В настоящее время с этой целью используется выше 50 наименований специализированной отечественной техники, выполненной на базе семи моделей автомобилей и восьми моделей тракторов общего назначения, не приспособленных к специфике работ.
К недостаткам шасси, используемых автомобилей и тракторов, следует отнести: отсутствие необходимого диапазона скоростей (200-400 м/ч) и возможности независимого отбора до 70% мощности на привод СРО, ограничение нагрузок на оси и недостаточная маневренность в городских условиях. Кроме того, некоторые из таких специальных машин зачастую имеют сезонное применение - в течение 2-5 месяцев, а затем простаивают. Отдельные коммунальные и дорожные хозяйства Москвы и других городов для покрытия потребности в универсальной технике закупают за рубежом специальные многоцелевые шасси Unimog с оборудованием Schmidt, Multikar и другие, полностью отвечающие требованиям и объемам выполняемых работ. Однако закупка этих машин обусловливает необходимость значительных валютных вкладов, а также последующих затрат на приобретение эксплуатационных материалов и запасных частей.
В разное время предпринимались попытки создания универсального шасси разных типоразмеров. Так, во "ВНИИстройдормаш" было создано шасси МАШ-100 (фото 1) мощностью 155 л. с. для магистральных дорог, которое прошло испытания. Готовилось его серийное производство в г. Мингечауре. Однако распад СССР остановил эти работы. Екатеринбургский "Трансмаш" создал подобное шасси УАШ-100, были изготовлены опытные образцы. Но дальнейшие работы остановились. Удачную машину создали в АМО "ЗиЛ" - в сочетании с навесным оборудованием ООО "Дормаш и АТ". Эта машина предназначена для магистральных улиц.
Однако, многоцелевого шасси - мощного, высокоманевренного и необходимых габаритных размеров, способного работать в стесненных условиях дворов и внутриквартальных проездов - до сих пор не было.
Работа над таким шасси началась в ОАО "ВНИИстродормаш".
Требования к шасси были сформулированы специалистами Управления жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства Москвы (в настоящее время, Департамент ЖКХиБ). Основными из них были:
- габаритный размер по ширине - 1900 мм;
- радиус поворота по оси внешнего колеса - не более 4,9 м;
- минимальная устойчивая скорость - 0,4 км/час;
- конструкция и размеры присоединительных устройств для крепления рабочих органов должны быть выполнены по германскому стандарту DIN 76060.
Все эти требования легли в основу работ по созданию конструкции шасси.
Выбор компоновочной схемы шасси был начат с выбора схемы поворота машины. Этот показатель базового шасси является важнейшим, так как он определяет маневренность машины. Для рассмотрения машин характерны способы поворота за счет передних управляемых колес (Unimog, Multikar, Boshung, УАШ) и с помощью шарнирно-сочлененной рамы (Rolba, Bucher). Кроме того, известно применение поворота машины управляемыми передними и задними колесами (мостами). Как показали компоновочные проработки, заданный минимальный радиус поворота спецшасси обеспечивается только шарнирно-сочлененной рамой или двумя управляемыми мостами.
Конструктивным преимуществом шарнирно-сочлененной рамы является возможность использования одинаковых неповоротных ведущих мостов, которые проще управляемых по конструкции и имеют более высокую нагрузочную способность, а также упрощение системы управления поворотом.
Эксплуатационное преимущество выражается в том, что шарнирно-сочлененная рама уменьшает габаритную ширину поворота. При прохождении поворота фронтальное и заднее оборудование не изменяет своего направления к курсу движения машины, облегчая тем самым управление им. Кроме того, передние и задние колеса при повороте движутся след в след и находятся в зоне рабочего органа, что, например, при снегоочистке позволяет снизить сопротивление повороту, так как колеса идут по очищенной отвалом полосе.
Использование поворота машины двумя управляемыми мостами позволяет несколько уменьшить колесную базу и массу, упрощает размещение узлов на раме и ее конструкцию. С другой стороны, необходимость поворота передних и задних колес отрицательно влияет на возможность обеспечения заданного минимального габарита машины по ширине. При этом усложняется конструкция рулевого управления, что связано с необходимостью поворота как только передних, так и всех колес.
Кроме того, при повороте машины происходит увод направления движения рабочего оборудования от курса машины и, следовательно, возникает необходимость корректировки его положения при входе в поворот и выходе из него. Задние колеса при повороте смещают свой след по отношению к передним, образуя более широкую колею, что повышает сопротивление повороту. В результате проведенного анализа была выбрана схема поворота с помощью шарнирно-сочлененной рамы, которая позволила получить радиус поворота менее 4,9 м.
На всех проанализированных моделях базовых шасси коммунальных машин установлены дизельные двигатели. Для применения на создаваемом шасси рассматривались наиболее подходящие по показателям двигатели мощностью 79-84 кВт, выпускаемые фирмами "ММЗ" (Беларусь), Martin (Словакия), Slanzi (Италия), Kamotsu (Япония), Iveko (Швеция), Deutz (ФРГ) и другие. Двигатель Д245 (ММЗ) мощностью 79 кВт широко распространен в России и имеет относительно невысокую стоимость. Однако недостатками его, применительно к спецшасси, являются значительная масса и габариты, а также высокий уровень шума.
Наибольший интерес по массе и габаритам представляют двигатели Iveko и Deutz.
Двигатель Deutz ВF4L913 мощностью 79 кВт в 2-2,5 раза дороже двигателя Д245, однако имеет массу на 30% меньше, ресурс в 3 раза выше, меньшие расход топлива и уровень внешнего шума. Двигатели этой фирмы адаптированы к условиям работы в России и достаточно широко применяются на различных машинах отечественного производства. Они удовлетворяют современным экологическим требованиям.
Для выбора типа трансмиссии шасси были проанализированы трансмиссии известных машин, учтен опыт создания семейства снегопогрузчиков с гидростатической трансмиссией. На базовых шасси коммунальных машин используют различные типы трансмиссий, в частности, на машинах Unimog, Multikar - механические, на некоторых моделях Unimog и Multikar, а также машинах Boshung и Bucher - гидростатические, на машинах Mercedes большей мощности - гидромеханические. При сопоставлении показателей указанных типов трансмиссий, применительно к установке на спецшасси, кроме характерных для них преимуществ и недостатков, оценивались возможность унификации с серийными изделиями, условия компоновки и трудоемкость изготовления.
Для механической передачи требуется разработка и освоение практически всех новых составных частей: двухпоточного сцепления для обеспечения независимого отбора мощности; редуктора отбора мощности; редуктора отбора мощности для привода насосов гидросистемы и механического отбора; шестискоростной (не менее) коробки передач с раздаточным редуктором и ходоуменьшителем. Перечисленное предопределяет и высокую трудоемкость изготовления передачи. Необходимость многоступенчатого ручного переключения передач с одновременным воздействием на педаль сцепления влияет на утомляемость машиниста в процессе эксплуатации. Преимуществами механической передачи являются высокий общий КПД, отсутствие регулировок и незначительный расход эксплуатационных материалов.
Для гидростатической передачи новыми в разработке и освоении узлами являются редуктор отбора мощности для привода насосов гидросистем хода и рабочего оборудования и двухступенчатая коробка передач, служащая раздаточным редуктором. Преимуществами гидростатической передачи по сравнению с механической можно считать меньшую трудоемкость изготовления, бесступенчатое регулирование в пределах каждой передачи скорости движения, включая режим ходоуменшителя, одной педалью, рабочее торможение машины трансмиссией, более свободная компоновка агрегатов на раме, так как между двигателем и коробкой передач нет механической связи. Основным недостатком передачи являются высокие требования к эксплуатации (чистота и соответствие применяемых масел, своевременная его смена и т.п.).
Аналогичному анализу подвергалась комплектация изделия и конструкция ряда базовых узлов.
Таким образом, "во ВНИИстройдормаш" шла кропотливая работа над созданием специального шасси для многофункциональной коммунальной машины мощностью до 90 кВт.
Результатом стало универсальное шасси, получившее индекс МДКУ-07, представляющее собой двухосную, короткобазовую машину с шарнирно-сочлененной рамой и всеми ведущими колесами. Машина демонстрировалась на выставке "Доркомэкспо-2004" в Москве.
| Автор: А. И. Телушкин, А. В. Жаворонков Дата: 11.08.2004 Журнал Стройпрофиль 5-04 Рубрика: подъемно-транспортное оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |