ШАССИ ДЛЯ СПЕЦОВ

На шасси дорожных машин многочисленные фирмы-надстройщики производят большое количество всевозможных специальных автомобилей: краны-манипуляторы, эвакуаторы, гидравлические крюковые погрузчики, мусоровозы и ломовозы, автобетоносмесители и автокраны. Перечислять можно долго, ибо транспортных задач, которые выполняют эти грузовики, предостаточно. Не стоит умалять и прибыль, которую техника, оснащенная специальными надстройками, приносит своему владельцу. Да что там говорить, подчас спецмашина зарабатывает больше своей дорожной версии. И за примерами далеко ходить не нужно.

Как только между кабиной грузовика и его бортовой платформой появляется, скажем, кран-манипулятор, перевозчик освобождается от проблемы простоя машины в пунктах погрузки/разгрузки. И это понятно — все, что нужно для перемещения груза с/на грузовую платформу, у него есть с собой, причем постоянно и при любых условиях и обстоятельствах. Кроме того, на погрузке/разгрузке владелец специальной машины теперь может заработать и сам! И это только один пример того, как специальная установка приносит владельцу транспортного средства прибыль.

Надстройка и шасси обязаны составлять гармоничную систему. В противном случае «выжать» из машины максимум не получится, да и поломки грузовика, вызванные дисбалансом специального оборудования, могут больно ударить по карману его владельца. Чтобы понимать, какое шасси будет оптимальным для ваших целей, рассмотрим его по составным частям и с уклоном в спецтехнику, разумеется.

КОЛЕСНАЯ ФОРМУЛА

С точки зрения построения специальной машины может показаться, что оптимальное для нее — трех- или даже четырехосное шасси. Чем больше осей, тем больше несущая способность, меньше давление на опорную поверхность (читай нагрузка на ось) и, разумеется, выше тяга. Эксплуатирующие организации, когда речь идет о коммунальной технике, особенно ревностно относятся к количеству ведущих осей и к передней плите, к которой крепится снежный отвал или шнекоротор. Чтобы сгребать снег, необходима хорошая тяга, а она обеспечивается ничем иным, как сцеплением колес с дорогой. И чем больше пятен контакта, читай шин, тем больший крутящий момент можно реализовать.

Однако не все так просто. Во-первых, тяговые характеристики грузовика зависят и от того, насколько он загружен. Чем выше давление в пятне контакта шины с дорогой, тем эффективнее реализуется подводимый к колесам крутящий момент, а значит, машина имеет потенциал для работы по сложным дорогам. Для примера — шасси ГАЗ-66, имеющее односкатную ошиновку, или продолжатель династии вездеходов «Садко» способны преодолевать самое сложное бездорожье. Именно по этой причине на этих машинах нередко можно увидеть бурильные установки. Скважину на воду заказывают как владельцы особняков, к которым проложены асфальтовые дороги, так и фермы, до которых в распутицу может пробиться только трактор.

Кроме того, эффективность эксплуатации грузовика зависит от его загрузки, а это уже напрямую завязано на оборудование, перевозимое в его кузове. Именно в данной ситуации часто оптимально загруженная двухосная машина имеет преимущества перед трехосной, которая идет порожняком. Причем преимущества эти не только в тяге, но и в таком важном критерии, как расход топлива.

Судите сами. На привод ведущей тележки, имеющей два ведущих моста, требуется гораздо больше мощности, чем на привод одного ведущего моста. Идем дальше. Двухосная машина имеет перед трехосной преимущество в маневренности. А это означает, что техника может эффективно работать не только на дорогах общего пользования и трассах, но и выполнять задачи в условиях ограниченного пространства. Например, заниматься расчисткой и обработкой заставленных легковыми автомобилями дворовых подъездов, прилегающих к зданиям территорий, забирать оттуда металлические контейнеры с мусором, затаскивая их на раму крюковым погрузчиком, и так далее.

Что касается полноприводных версий грузовиков, то такие машины, как показывает практика эксплуатирующих организаций, а также статистика продаж дилерских центров, нужны не только там, где с дорогами полный швах, но и во вполне благополучном Подмосковье. Так, одна из транспортных компаний города Клин закупила полноприводные КАМАЗы с крано-манипуляторными установками для обслуживания строительства коттеджных поселков и дач. Иными словами, переплатив на первоначальном этапе за шасси и имея повышенные расходы на топливо, перевозчик забрал себе весьма лакомые заказы. По крайней мере, кольца для колодцев и строительные материалы возят исключительно полноприводные грузовики, оборудованные кранами-манипуляторами.

БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА

Наличие блокировок дифференциала, значительно повышающих тяговые характеристики машины в сложных дорожных условиях, для специальной машины гораздо важнее, чем для дорожного автомобиля. И за эту опцию необходимо платить, сколько бы она не стоила. То, как они, блокировки, реализованы — не имеет никакого значения. Привод может быть электрический, пневматический или комбинированный. Не суть важно — главное, чтобы он надежно работал и имел индикацию включенного(!) состояния, а также предохранитель, не допускающий его срабатывание на высоких скоростях движения. Если двух последних опций нет, то, как показывает опыт, блокировки долго не живут, как и не вырабатывают заложенного в них ресурса и шестерни дифференциалов. Что касается старого как мир вопроса, какой из типов привода надежнее и предпочтительнее в российских условиях эксплуатации, то ответ на него прост — тот, который качественно изготовлен. Одна и та же схема может работать безупречно на одних и постоянно давать сбои на других машинах. Даже банальная защита электрических разъемов от влаги и соли подчас имеет решающее значение в обеспечении надежности работы всего механизма.

СИЛОВАЯ ЛИНИЯ

Не менее важным представляется и грамотность подбора передаточных чисел в трансмиссии с обязательной привязкой к внешней скоростной характеристике силового агрегата. Увы, но нередко при выборе шасси под специальную технику производители спецмашин берут за основу массовые и, следовательно, более дешевые дорожные грузовики, не учитывая, что работать они будут зачастую на невысоких(!) скоростях. Скорость передвижения спецмашины, как известно, напрямую завязана с типом коммунального и специального оборудования, а также с его рабочими характеристиками. Одно дело, когда спецмашина расчищает трассу скоростным отвалом, а другое, когда поставленная задача заключается в том, чтобы качественно «выбрить» дорожное полотно системой, состоящей из двух скребков — передним черновым и смонтированным в базе, — для чистовой обработки. В последнем случае ни о каких скоростях речи не идет. Заметим, что выбирая агрегаты силовой линии, инженеры должны обеспечить не только нужную тягу на ведущих колесах, но и не допустить при этом работы силового агрегата на высоких оборотах. Последнее, как известно, чревато повышенным расходом топлива и более интенсивным износом силового агрегата.

Спецавтомобиль, в отличие от дорожной техники, проходит регламентное техническое обслуживание не по пробегу, а наработке в моточасах. При этом производители специальной техники, не устанавливающие счетчики этих самых моточасов, часто ограничиваются рекомендациями по снижению пробега между техническими обслуживаниями. Данный путь имеет право на жизнь, тем более, когда речь идет об универсальной технике, способной выполнять различные транспортные задачи. Кстати, отчасти именно принципу универсальности эксплуатирующие организации и обязаны широкому применению массовых дорожных машин, используемых для создания спецтехники.

ТОНКОСТИ ПРИВОДА

Следующей особенностью шасси специальных машин является наличие привода основного рабочего оборудования. По сути, мы имеем три схемы его реализации. Первая — силовой привод от коробки отбора мощности. Вторая — силовой привод от «гитары» шестерен привода газораспределительного механизма двигателя. Третья — силовой привод от отдельного автономного силового агрегата. Какой из них предпочтительнее? Ответить на этот вопрос однозначно невозможно, так как каждый тип привода хорош применительно под конкретную силовую схему.

Так, привод от коробки отбора мощности (КОМ), агрегатированной с основой коробкой перемены передач шасси, оптимален для спецмашин, оборудование которых приводится в действие, когда грузовик стоит на месте. Это, прежде всего, системы с крюковыми гидравлическими погрузчиками («мультилифты»), крано-манипуляторные установки, компакторы мусоровозов, а также самосвалы. Именно эти спецмашины в обязательном порядке оснащаются дополнительными системами индикации включения КОМ. Случаев, когда водитель-оператор забывал после выполнения рабочих операций отключить привод и губил КОМ на перегоне от одного объекта к другому, — масса. А коробка отбора мощности, как известно, не рассчитана на продолжительную работу на высоких оборотах.

Что касается такого распространенного заблуждения, что КОМ не способен обеспечить ряд приводимого оборудования требуемым крутящим моментом, — это не более чем «страшилки». Под любой вид специального оборудования, вернее — тип гидравлического привода установки, можно подобрать трансмиссию, которая с требуемым запасом обеспечит мощность, момент и обороты на входном валу гидравлического насоса. Другое дело — качество самих коробок отбора мощности и грамотность, полнота и регулярность технического обслуживания как непосредственно самих агрегатов, так и их привода. Вот здесь и выявляются конструктивные «недостатки» и «слабые» места.

Часто коробки изначально могут работать в предельных по нагрузке режимах вследствие того, что их выбирают по принципу наименьшей стоимости. Перегрузка привода может произойти и из-за того, что при модернизации рабочего оборудования или в процессе ее ремонта был установлен более мощный гидравлический насос. Причин перегрузки может быть масса и поэтому важно, чтобы в гармонично созданный и работающий механизм по возможности не вносились какие-либо бездумные изменения.

Второй тип привода, предполагающий отбор мощности от «гитары» шестерен привода распределительного вала, по большей части применяется в машинах, у которых рабочее оборудование приводится в действие непосредственно в момент перемещения грузовика. Прежде всего это всевозможные бетоносмесительные установки — «миксеры», а также ряд коммунальных машин, установки которых требуют непрерывной передачи постоянного потока мощности вне зависимости от режима движения шасси.

Привод специального оборудования от «гитары» шестерен благодаря своим особенностям позволяет снимать больший, чем в случае применения КОМ, крутящий момент и делать это непрерывно. А это означает, что спектр специального оборудования значительно расширяется. Тормозом к реализации данного метода снятия мощности является компоновка привода ГРМ дизеля. Если шестерни находятся со стороны маховика — проблем нет, а если со стороны носка коленчатого вала, то реализовать отбор мощности крайне сложно, так как этому препятствуют радиатор системы охлаждения и интеркулер.

Механический привод от носка коленчатого вала, реализованный на ряде специальных машин для привода, например, мощных шнекороторов, рассматривать не станем, так как в данном случае речь идет исключительно о спецшасси, которые и близко не стоят к дорожным. Подключение привода и его управление может осуществляться посредством механического, пневматического, электрического или комбинированного механизма. Частота вращения выходного вала корректируется как оборотами коленчатого вала основного мотора шасси, так и посредством редуктора, который может как увеличивать, так и уменьшать обороты.

Третий тип привода — это когда отбор мощности осуществляется от автономного силового агрегата, в качестве которого, как правило, используется промышленный дизель сравнительно небольшого рабочего объема. Его неоспоримым преимуществом является полная независимость специальной установки от мотора шасси. То есть, двигатель грузовика работает в относительно щадящих режимах и выполняет исключительно транспортную задачу — доставку специального оборудования к месту проведения работ. Раздельный привод установки и шасси положительно сказывается на ресурсе дизеля грузовика, так как он работает не в полную мощность в случае, когда рабочее оборудование приводится в действие непосредственно в момент движения машины.

Такое может происходить при работе коммунальной машины очищающей, моющей дорогу или собирающей с нее грязь посредством мощного пылесоса. Отдельный дизель хорош и тем, что он, по сути, работает в двух режимах: холостого хода и номинальном. Это означает, что производителям специального оборудования гораздо проще обеспечить оптимальный режим работы установки. Судите сами. При комплектовании агрегатной базы конструкторы подбирают под гидропривод системы оптимальный силовой агрегат, который соответствует ей по параметрам выходной мощности, крутящего момента, а также рабочим оборотам. Последний параметр весьма важен и задается программой управления силовым агрегатом. Благодаря тому, что мотор работает в одном режиме, агрегатированный с ним гидронасос стабильно обеспечивает установку, точнее ее приводные гидромоторы и силовые гидроцилиндры, гидравлической жидкостью под требуемым давлением.

Также отметим, что однорежимный мотор настроен таким образом, чтобы при минимальном потреблении топлива выдавать максимальную мощность и крутящий момент. А это означает, что в ряде случаев и при прочих равных условиях суммарный расход топлива двигателя шасси и приводного дизеля специальной установки не будет превышать расхода, демонстрируемого мотором грузовика, работающего как на шасси, так и на специальную установку. Однако справедливости ради отметим, что расходы на проведение технического обслуживания двух силовых установок всегда будут выше, нежели одного ДВС.

Правда, говорить о том, что затраты удваиваются — нельзя, так как у работающего в щадящем режиме дизеля грузовика ТО, в большинстве случаев, будет производиться не по пробегу, а по времени, что уже снижает финансовую нагрузку на содержание машины. В то же время техническое обслуживание приводного мотора специальной установки привязывается к моточасам, а применение высококачественных, полностью синтетических(!) моторных масел позволяет заметно расширить интервалы между ТО. В конечном итоге стоимость затрат на проведение регламентных работ по двум силовым установкам будет незначительно выше, чем те же самые операции по одному мотору. Утверждать, что двухмоторная схема обходится в эксплуатации дороже одномоторной однозначно — нельзя.

Тогда почему ее не применяют абсолютно на всех специальных машинах? Дело в том, что проектируя спецмашину, конструкторы, прежде всего, просчитывают ее энергетический баланс, и только оценив его, сопоставив с возможностями мотора шасси, принимают решение о необходимости введения в конструкцию дополнительного автономного дизеля. Еще одно важное преимущество автономного ДВС заключается в том, что его можно разместить в том месте рамы шасси, где требуется увеличить нагрузку для достижения оптимальной развесовки по осям. Такое часто требуют коммунальные машины, у которых к передней стыковочной плите крепится тяжелый и высокопроизводительный шнекоротор. Чтобы загрузить ведущую ось и тем самым улучшить сцепление шин с дорожным полотном, конструкторы располагают автономную энергетическую установку в задней части рамы. Этим же достигается и ликвидация дисбаланса в развесовке по осям.

ПОДВЕСКА

В зависимости от назначения спецмашины выбирается тип ее подвески. Наиболее универсальным вариантом являются пакеты рессор. Помимо высокой надежности рессору практически невозможно повредить при движении по пересеченной местности. Стальные листы, собранные в пакеты, хорошо держат перегруз. Их при необходимости можно перебрать и отремонтировать в полевых условиях. Не забудем и тот факт, что сталь, особенно обладающая хорошими показателями по хладоломкости, отлично работает при резко отрицательных температурах. Это означает, что спецмашина может выполнять работу в любом климатическом поясе.

Однако есть у рессоры и недостатки. В отличие от пневматической подвески, она не может обеспечить высокую плавность хода и, что немаловажно, изменение высоты центра тяжести. Например, при прохождении особо сложных участков дороги может потребоваться опустить или, наоборот, поднять центр тяжести машины. Увы, но на этом, применительно к специальным машинам, преимущества пневмоподвески заканчиваются. Пневмобаллоны, даже изготовленные из качественной резины, плохо работают при отрицательных температурах. А это означает, что спецмашина может внезапно встать.

Спору нет, пример транспортных компаний, работающих в Канаде и занимающихся самосвальными перевозками, показывает, что пневматическая подвеска на технике строительного назначения может безотказно работать и при низких температурах, однако наши эксплуатирующие организации предпочитают приобретать машины на рессорной подвеске. И это, в целом, решение правильное. Заметим, что в данном материале мы сознательно не касаемся шасси, комплектуемых специальными видами подвески, например, торсионной. Такая при всех своих положительных качествах встречается достаточно редко, и рассматривать ее в качестве альтернативы рессорной и пневматической подвеске не имеет смысла. Мало того, найти торсионную подвеску, предлагаемую как опцию, увы, вообще не реально.

КАБИНА

Эксплуатирующие организации, как правило, уделяют условиям работы водителя недостаточно внимания. Считается, что главная функция спецмашины — доставка оборудования к месту проведения работ, и все. По этой причине, выбирая кабину, покупатели часто банально экономят средства, отдавая предпочтения «дневным» вариантам с низкой крышей, не имеющим даже одного спального места. С одной стороны, такой подход вполне оправдан, так как на объекте, на котором ведутся работы, как правило, организуется кухня, устанавливаются бытовки для сна и отдыха, а также иные блоки. То есть, водитель-оператор в кабине находится незначительное количество времени.

Однако имеется масса примеров, когда машину отправляют на заработки в другие регионы. На перегоне, который может составлять несколько сотен, а то и тысяч километров, шофер также должен где-либо отдыхать. И лучше, если он не будет при этом отходить от машины далеко. Спецоборудование стоит больших денег, часто его стоимость значительно превышает цену самого шасси и его нужно оберегать от лихих людей. Кроме того, спецтехнику угоняют не меньше, чем обычные дорожные машины. И наконец, на объекте, на который прибыл спецавтомобиль, может просто не быть оборудованного ночлега. Словом, хорошая кабина, имеющая пару спальных мест, высокую крышу, оборудованная сухим автономным отопителем, будет не лишней.

РАМА

Увы, но установить кабину со спальным местом часто не получается по причине излишне большой длины специальной установки. При этом удлиненную раму заказывать экономически невыгодно, а то и вовсе невозможно. Если компания-установщик специального оборудования самостоятельно, без согласования с заводом-изготовителем машины удлиняет основные лонжероны рамы, то данная доработка является поводом отказа в гарантии на грузовик, так как являет собой «внесение изменения в конструкцию автомобиля». Помимо того, что удлиненная рама приводит к увеличению заднего свеса, что автоматически отражается на параметре проходимости машины, также не исключено и нарушение развесовки по осям. А перегруз оси, как правило, отражается на ее ресурсе. Преждевременно могут выйти из строя и элементы подвески.

Еще один важный момент, который необходимо учитывать при выборе шасси под спецмашину, — форма рамы. Если она прямая, изготовленная из лонжеронов одинаковой высоты, то на такую платформу достаточно легко и просто смонтировать практически любое оборудование. Иное дело, когда рама, пусть и лестничного типа, имеет бутылочную форму. Такие применяются на грузовиках, у которых конструктивно предусмотрен большой радиатор системы охлаждения и именно под него передняя часть рамы по ширине больше, чем средняя и тем более, задняя. Чтобы грамотно смонтировать на такую раму надстройку, необходимо спроектировать и изготовить специальный надрамник.

Когда рама заимствована от автомобилей строительного сегмента, то есть имеет устанавливаемые на сборочном конвейере усилители, надрамник может и не потребоваться. При суммарной толщине рамы более 10 миллиметров, усиленной по принципу «лонжерон в лонжероне», остов машины великолепно работает как на изгиб, так и на кручение. Кстати, некоторые компании, специализирующиеся на установке специального оборудования, сознательно идут на укрепление с помощью надрамника и без того прочной заводской рамы для того, чтобы снизить нагрузку на само специальное оборудование. Это обстоятельство, увы, учитывают не все установщики.

Пользуясь случаем, хотелось бы закрыть один очень острый вопрос — почему некоторые производители грузовиков, даже на шасси тяжелых самосвалов, не применяют усиленные швеллеры, а обходятся одинарными, толщиной не более 10 мм, в то время как другие изготовляют хребет машины из «пирогов» толщиной 14 и более миллиметров, делая конструкцию более тяжелой? Дело в том, что помимо толщины металла, из которого изготовлены швеллеры, на прочность конструкции влияют и марка стали, из которой выполнен прокат, и ширина полки, и высота самого швеллера. Именно поэтому нельзя судить о прочности «хребта» только по толщине металла, из которого он изготовлен.