Статьи
27.03.2020

Как грунтовые катки-вездеходы BOMAG справляются с пробуксовкой

грунтовый каток BOMAG

В случае с обычными катками, оборудованными системой параллельного гидростатического привода вальца и колес, их пробуксовка становится вполне штатной ситуацией при наезде одного из колес или вальца на скользкую поверхность (или при их взвешивании в воздухе во время движения по пересеченной местности).

Как происходит пробуксовка

Когда трансмиссия катка передает на колеса/валец дорожной техники тяговое усилие, которое превышает их силу сцепления с дорогой, транспортное средство пробуксовывает.

Так происходит из-за параллельного подключения всех гидромоторов колес/вальца к одному источнику энергии – гидронасосу. Вращение буксующего вальца/колеса происходит вхолостую на высокой скорости, и масло из гидронасоса под уже сильно сниженным давлением одновременно подается в его гидромотор и остальные гидромоторы.

Этот режим работы машины вреден тем, что из-за резкого снижения давления масла, развиваемого гидромотором, тяговое усилие на колесах/вальце, которые имеют хорошее сцепление с грунтом, падает практически до нуля. Поэтому дорожный каток с такой системой привода во время пробуксовки теряет скорость и полностью останавливается.

Поэтому лучшая проходимость и лучшая способность преодолевать уклоны будет у машин не столько с самой большой абсолютной тягой, сколько у машин, управляющих этой тягой грамотно.

Как катки BOMAG справляются с пробуксовкой

При разработке катков BOMAG инженеры компании учли тот момент, что коэффициент сцепления гладкого стального вальца ниже этого же показателя для резиновой шины со специальным рисунком протектора. Поэтому при прочих равных условиях валец будет более склонен к срыву в пробуксовку.

Распределение тяги и массы по осям

Конструктивно продольное расположение центра тяжести подобрано у машин BOMAG таким образом, что 60 % массы приходится на валец, а 40 % – на колеса. Такая схема хорошо работает при движении машины в гору: основная нагрузка идет на задние колеса, а валец разгружается, но при этом также развивает тяговое усилие. Это позволяет снизить вероятность срыва катка в пробуксовку во время движения в гору.

Даже перенос 60 % массы катка на валец не сделал его коэффициент сцепления с грунтом таким же, как у задних колес, – он все равно остается ниже. Поэтому система привода катка BOMAG рассчитана так, что 60 % крутящего момента поступает на задние колеса с более высоким коэффициентом сцепления, а 40 % – на валец, более склонный к пробуксовке.

Вследствие такого распределения тяги, например если упереться катком на ходу в неподвижное препятствие, колеса будут буксовать, пытаясь сдвинуть каток вперед вместе с препятствием, как говорят, будут «тянуть», а валец останется+ неподвижен. Но это не значит, что он не толкает машину вперед – валец также создает тяговое усилие в пределах своей доли в распределении крутящих моментов, просто эта доля конструктивно подобрана таким образом, что он не срывается в пробуксовку.

Антипробуксовочная система, управляемая вручную

Для преодоления пробуксовки при движении на подъемах/спусках и в сложных дорожных условиях стандартные грунтовые катки BOMAG (серия D-5) имеют антипробуксовочную систему, управляемую вручную. У оператора под рукой есть переключатель, при помощи которого он может выбирать из четырех вариантов распределения крутящих моментов между вальцом и колесами.

Переключатель скоростей катков D-4 и D-40 (начиная с BW 215), старые пиктограммыПереключательПереключательПереключатель

Таблица свойств разных передач

Передача

Скорость хода, км/ч

Доступная тяга в процентах от максимальной, %

Процентное соотношение крутящих моментов на вальце и колесах, %

Рабочий объем гидромотора

3

80

25min

75max

5

100

40min

60max

6

80

25min

75max

8

70

50min

50max

11

55

40min

60max


Распределение моментов на скорости «заяц» и «черепаха» примерно одинаково, разница в том, что на «зайце» больше скорость и меньше тяга машины в целом (меньше максимальный угол подъема, например). На скорости «черепаха» меньше максимальная скорость, но больше тяга (больше преодолеваемый уклон). С помощью двух промежуточных положений можно предотвратить или остановить пробуксовку вальца и колес соответственно, перераспределяя тягу между ними.

Следующее после «черепахи» положение раньше обозначалось как «буксует валец», сейчас обозначается как «движение передним ходом на гору». И старая, и новая пиктограммы отражают смысл этой позиции.

При заезде в гору передним ходом, чтобы избежать пробуксовки из-за переноса веса с вальца на колеса, выгодно уменьшить момент, доступный вальцу, увеличив момент, доступный колесам. Или в случае, если валец буксует, попав в раскисшую глину, также нужно уменьшить крутящий момент вальца – тогда пробуксовка остановится и задние колеса обеспечат каток достаточной тягой, чтобы выбраться из проблемного участка.

Положение переключателя, предшествующее «зайцу», раньше обозначалось как «буксуют колеса», сейчас изображается как «движение задним ходом на гору». Если колеса забуксовали в грязи, снимаем с них часть тяги и переносим на валец – каток выбирается из грязи. Движемся в крутую гору задним ходом – колеса могут забуксовать, снимаем с них часть тяги и переносим на валец во избежание пробуксовки.

Все стандартные катки пятого поколения дополнительно к четырем названным положениям переключателя имеют еще одно – «погрузка на трал». Оно предназначено для упрощения транспортировки катка. Любому человеку, первый раз севшему в кабину катка (например, водителю трала, приехавшему на объект за катком), сразу очевидно, какой режим использовать для погрузки и съезда с трала.

В этом режиме трансмиссия работает как в режиме «движение передним ходом на гору», только ниже обороты двигателя и, соответственно, ниже скорость катка. Крутящий момент на вальце минимальный, поэтому он не будет скользить на стальной поверхности трала при заезде. Диапазон доступной скорости движения уменьшен (до 3 км/ч) для более аккуратной и безопасной погрузки. Это весьма удобно.

Легкие грунтовые катки серии D-40 (BW 211 D-40, BW 212 D-40, BW 213 D-40) имеют не четыре, а только два положения переключателя выбора скорости. То есть тут у оператора только два варианта распределения тяги между колесами и вальцом. Первый режим «черепаха» полностью соответствует такому же режиму стандартных катков серий D-4 и D-5. А вот режим «заяц» здесь, в силу конструктивных особенностей этих катков, соответствует режиму «движение задним ходом на гору» или «буксуют колеса» в старых пиктограммах. Получается, что «заяц» здесь не только транспортная скорость, но и возможность предотвратить пробуксовку колес.

Серия DH-5: независимый привод вальца и колес

Все обозначенные выше недостатки, которые связаны с пробуксовкой, мало относятся к каткам BOMAG серии DH-5. В этих машинах используется полностью независимый привод, как вальца, так и колес. Они оборудованы двумя гидронасосами хода, и, соответственно, есть две гидравлические системы – одна для привода вальца и другая – для привода задних колес.

Благодаря такому устройству трансмиссии срыв в буксование, например задних колес, никак не будет влиять на тягу вальца и наоборот. Т. е. машина способна развить максимальное тяговое усилие в любых дорожных условиях. Помимо этого, так как пробуксовка вальца технике не страшна, этот транспорт имеет повышенный крутящий момент на вальце, что выделяет его повышенной максимальной тягой на фоне катков стандартной серии.

С помощью электронной системы управления катком DH-5 можно получать все данные о скорости вращения задних колес и вальца, о давлении в гидравлических линиях привода и об уклоне грунта, по которому движется машина. То есть все параметры движения доступны контроллеру. Исходя из этой информации, контроллер управляет работой насосов и моторов хода таким образом, чтобы проходимость была наибольшей. Все это делает катки BOMAG серии DH-5 способными двигаться по пересеченной местности с уклонами более 60 %.

Регулировка скорости катка DH-5 рассчитана на 12 положений. С помощью переключателя оператор может выбрать любую скорость в пределах 3–12 км/ч.

Переключатель


Задачи водителя по управлению катком сводятся к выбору желаемой скорости хода и маневрирования машиной с помощью джойстика. Для всего остального есть ЭСУ – электронная система управления. Реализованная на практике инженерами BOMAG система трансмиссии с двумя гидронасосами хода – это наибольшее из того, что можно внедрить в конструктивном отношении для улучшения проходимости грунтового катка.

DetroitLocker (задняя ось с межколесным дифференциалом NoSpin)

Межколесный дифференциал, который служит для распределения тяги между колесами задней оси, – это еще одна деталь, которая обеспечивает отличную проходимость каткам BOMAG.

Все грунтовые катки BOMAG имеют заднюю ось с межколесным дифференциалом NoSpin®. Этот вид дифференциала еще называется DetroitLocker. Он предназначен для применения во внедорожных машинах и обеспечивает непрерывную 100%-ную блокировку дифференциала, автоматически разблокируясь при возникновении отличий между скоростями вращения колес.

Дифференциал

Его уместно еще назвать саморазблокирующимся дифференциалом. Нормальное положение полуосей колес – это их жесткое соединение между собой. При этом они заблокированы и получают всю имеющуюся мощность поровну. Даже при вывешивании одного из колес во время движения по пересеченной местности или уклону каток сохранит тягу, поскольку вся мощность приложится ко второму колесу.

Во время совершения маневров и поворотов наружное колесо вращается с большей скоростью, из-за чего дифференциал размыкается по схеме работы обгонной муфты, что позволяет наружному колесу обгонять внутреннее. После завершения маневра, когда скорость колес выравнивается, дифференциал снова полностью блокируется.

Двигатель Deutz TCD 2012 L04

В движение грунтовый каток приводит испытанный и надежный мотор Deutz TCD 2012 L04 на 103 кВт/140 л. с. С помощью системы EcoMode двигатель работает всегда в оптимальном режиме, что значительно повышает его ресурс, экономит топливо и снижает уровень шума.

Система Ecomode

BOMAG Ecomode – это система, которая способствует снижению эксплуатационных издержек. Она обеспечивает управление мощностью привода по мере роста нагрузки. Такой контроль над работой машины снижает расход топлива.

Bomag Economizer

В стандартную комплектацию всех грунтовых катков серий D-5 и DH-5 входит система постоянного контроля уплотнения грунта BOMAG Economizer. Она дает возможность оператору машины в реальном времени отслеживать ход уплотнения. Благодаря такой системе можно обойтись без лишних проходов, что существенно экономит время, топливо и моторесурс техники, а также позволяет значительно улучшить качество работ.

Грунтовые катки от BOMAG – это качество систем и узлов, лучшая на рынке проходимость, грамотный подход специалистов компании к разработке каждой детали, способной улучшить показатели машины.