Оглавление
Практическое применение и рабочие моменты
Главной причиной появления этого сверхтяжёлого самосвала стала не гигантомания его создателей и не их стремление к рекордам, а обыкновенный экономический расчёт. Потому как, в конечном итоге, один такой 450-тонник даёт ощутимую экономию в эксплуатации, по сравнению с двумя-тремя карьерными самосвалами меньшей грузоподъёмности. Несмотря на свою практически «ручную» сборку и дорогостоящее техобслуживание. БелАЗ-75710 обеспечивает не только рекордную грузоподъёмность, но и самую низкую себестоимость перевозки одной тонны породы в мире.
Каким бы ни был коммерческий автомобиль: малым, большим или сверхбольшим, самыми важными вопросами для его потенциальных покупателей были и остаются сроки эксплуатации данной техники и расход топлива, который она демонстрирует. Рабочий ресурс карьерных самосвалов невелик: в среднем они работают в полном режиме примерно 5-6 лет. И сверхмощный 450-тонник БелАЗ-75710 не является исключением из этого правила.
Но: рабочая смена БелАЗа в карьере продолжается 23 часа в сутки! (Один час, в среднем, тратится на дозаправку и смену водителя). Пробег за указанный 5/6-летний срок эксплуатации накапливается более чем в 500 тысяч километров. После списания выработавшие свой ресурс БелАЗы используются для ремонта тех самосвалов, что находятся «в строю», что также способствует снижению их себестоимости.
Что касается расхода горючего, то он составляет, по максимуму, около 470 литров дизтоплива в час (для полностью гружёного автомобиля БелАЗ-75710). Для самосвала, едущего «порожняком», данный показатель в несколько раз меньше. Расход огромный. Но всё же гораздо более выгодный, по сравнению с одновременным использованием 2-3 грузовиков меньшей грузоподъёмности.
БелАЗ‑75710 на испытательном полигоне.
Дизельных двигателей у БелАЗ-75710 два; каждый из них работает в паре со своим генератором; все системы, отвечающие за обеспечение работы моторов, у каждого из них независимые. В связи с этим некоторые утверждают, что без нагрузки БелАЗ-75710 движется, задействуя только один мотор, для экономии горючего, а оба мотора вместе включаются в работу только при перевозке груза.
На самом деле это не так. Конечно, такая схема работы двигателей гиганта теоретически возможна, но практически она ещё не реализована. Пока. Потому что такие планы у конструкторского бюро Белорусского автозавода есть. Ведь это действительно поможет сэкономить большое количество дизтоплива, ещё более повысив экономическую отдачу от эксплуатации сверхтяжёлого самосвала.
Планы эти уже близки к осуществлению, и скоро порожний БелАЗ-75710 будет передвигаться на одном дизеле, а у загруженного будет подключаться второй. Причём для равномерности износа левый и правый двигатели на холостом пробеге будут включаться поочередно. Пока же экономию топлива обеспечивает другое новое инженерное решение – применение одновременно двух дифференциалов – меж-осевого и меж-бортового.
Все условия для продажи, дальнейшей модернизации и развития у модели БелАЗ-75710 есть. Циклично повторяющиеся кризисы в мировой экономике способствовали появлению у производственников настойчивого стремления снижать расходы на добычу и транспортировку полезных ископаемых. Гигантский самосвал из Белоруссии как раз подходит для удовлетворения этих стремлений, когда речь идёт о промышленных разработках угля и руды в открытых карьерах. Поэтому современным экономическим реалиям БелАЗ-75710 соответствует.
У него самые крутые колеса в мире
Новый БелАЗ комплектуется специальными покрышками Bridgestone Titan. Каждая из них весит 5 300 кг, имеет высоту в 4 метра (размер 59/80R63) способна принять вес в 101,6 тонну и стоит $42,5 тыс. Всего колес 8, так что получаем итоговую нагрузку в 812,8 тонны.
От этого числа надо сразу же отнять вес самого самосвала – 360 тонн. В результате получается 450 тонн – ровно столько БелАЗ-75710 и может взять на борт по проекту. «А как же рекорд в 503,5 тонны?», спросите вы? Да, вы всё поняли правильно – это превышение. Но ведь все любят рекорды, да и плюс какая наша техника хотя бы раз ездила без перегруза, а? :).
Обзор силового агрегата
Рассматриваемый грузовик оснащен дизельной силовой установкой Cummins QSK 78-C. Его мощность – три с половиной тысячи лошадиных сил при паре тысяч оборотов в минуту, имеется система пускового пневматического стартера. Объем двигателя составляет 78 литров. Охлаждающий узел оснащен регулируемой крыльчаткой, что дает возможность эксплуатировать автомобиль в жару и при минусовой температуре.
Снабжение трущихся деталей маслом осуществляется системой полнопроточной фильтрации с четырьмя насосными установками. Силовой агрегат автомобиля БелАЗ-75600 оборудован электроникой, что минимизирует человеческий фактор в контроле режимов его функционирования.
При таком объеме и мощи мотор потребляет относительно немного горючего. В перерасчете на 1 кВт мощности расходуется около 200 граммов топлива. Объем емкости для горючего позволяет работать бесперебойно в течение 16 часов. Тяговый генератор мощностью более 2,5 тысячи кВт приводится во вращение от мотора и предназначен для подпитки пары электродвигателей Siemens общей мощностью 2 400 кВт.
Конструкция
Карьерный самосвал общей массой 810 тонн предназначен для перевозки грузов в сложных условиях глубоких карьеров по технологическим дорогам при температуре воздуха от −50 до +50 °C. Самосвал имеет восемь колёс (четыре двускатных) с радиальными бескамерными шинами самого большого доступного размера, каждое из которых выдерживает нагрузку до 100 тонн. Силовая установка — дизель-электрическая, состоящая из двух дизельных двигателей, электрогенераторов и мотор-колёс.
Шасси
| Поворотное устройство и гидроцилиндр управления вблизи | Вид с левой стороны на поворотные устройства мостов и гидроцилиндры рулевого управления |
| БелАЗ 75710 с полностью повёрнутыми мостами | Цилиндры подвески переднего моста |
Основа грузовика состоит из главной рамы и поворотных устройств для мостов, установленных на ней; сварку рамы производят на Минском станкостроительном заводе из высокопрочной стали Weldox 800. Опорно-поворотные устройства мостов по строению сходны с поворотной платформой экскаватора и включают трёхрядные роликовые подшипники диаметром 2,75 м. Каждый мост поворачивают два гидроцилиндра: один толкает, другой — тянет; мосты поворачиваются по отдельности — сначала полностью поворачивается передний, потом (при необходимости) доворачивается и задний. При мостах, повёрнутых в крайнее положение, радиус поворота по отпечатку внешнего колеса составляет 19,8 м. На случай отказа гидрооборудования предусмотрены пневмогидроаккумуляторы рулевого управления. Давления в шести ёмкостях хватает на один поворот мостов из одного крайнего положения в противоположное. Предполагается, что водитель в аварийной ситуации сможет съехать на обочину и остановиться.
Установленные на самосвале радиальные бескамерные шины производства компании Michelin имеют размер 59/80R63 и вес 5,5 тонны — на момент постройки грузовика самые большие в мире.
Каждый мост оснащён двумя пневмогидравлическими цилиндрами подвески, а также двумя стойками стабилизаторов поперечной устойчивости — что необычно для карьерной техники. Стабилизаторы применены не только для плавности хода, но и для повышения боковой устойчивости от опрокидывания.
Силовая установка и трансмиссия
Подходящего генератора, который в одиночку мог бы выработать энергию, достаточную для передвижения самосвала, не нашлось. Поэтому силовая установка включает в себя два электрогенератора, каждый из которых подсоединён к V-образному шестнадцатицилиндровому дизельному двигателю MTU Detroit Diesel 16V4000 мощностью 1715 кВт (2330 л. с.) (дизели в моторном отсеке установлены поперечно). Выработанный ток подаётся на четыре мотор-колеса мощностью по 1200 кВт. Доступ к электродвигателям возможен без снятия колёс, что облегчает их обслуживание и ремонт. Электрооборудование управляет каждым мотор-колесом по отдельности, так что у самосвала есть межбортовой и межосевой дифференциалы (ток на мотор-колёса подаётся в зависимости от нагрузки). Система электропривода переменного тока ММТ500 разработана компанией Siemens и включает также шкаф управления с двумя инверторами ELFA, три вентилятора обдува и установку вентиляции тормозных резисторов. Для экономии топлива выработана схема наиболее эффективной работы двигателей: без груза самосвал передвигается на одном из двигателей (причём для равномерного износа двигатели работают поочерёдно), а с грузом — на обоих. Выхлопные газы от одного двигателя отводятся в сторону через глушители, а от другого направляются в платформу для подогрева — в зимних условиях грунт может примерзать, что затрудняет разгрузку. Каждый дизель оснащён предпусковым подогревателем.
Тормозная система
| Установка вентиляции тормозных резисторов. Под ней виден индикатор электронных весов | Слева от кабины — шкаф управления электрооборудованием, ещё левее — установка вентиляции тормозных резисторов |
Каждое колесо оборудовано двухдисковым гидравлическим тормозом, в дополнение к этому использована электродинамическая тормозная система: торможение производится с помощью тяговых электромоторов, а образующееся при этом тепло отводится через установку вентиляции тормозных резисторов. Также самосвал оборудован стояночным дисковым тормозом.
Кабина и системы безопасности
Кабина обрудована сиденьем с регулировками положения, климат-контролем и аудиосистемой. На самосвале установлена система кругового видеообзора, а также радары, реагирующие на человека. Кроме того, для удобства погрузки самосвал оснащён электронными весами: экскаваторщик может узнать, сколько груза на платформе, по индикатору сбоку грузовика.
Технические характеристики
Какой бы мы ни брали параметр БелАЗ-75710, он будет просто огромным. Эта машина обладает 5 600 литрами дизельного топлива на борту, 538 литрами машинного масла и 1 800 литрами жидкости в гидравлической системе. В длину он составляет 20.6 м, в ширину 9.750 м, а в высоту – 8.17 м. Без груза он весит 360 т. Чтобы обслуживать топливную систему, специалисты завода предусмотрели специальные лестницы, ведущие на баки, расположенные по бокам.
Такому огромному автомобилю довольно часто требуется дозаправка и замена фильтров. Интересно, что на площадке 2-маршевой лестницы, которая ведет к кабине, расположены 8 круглых элементов, которые многие называют фарами. Однако это воздушные фильтры, а фары стоят в нижней части кабины и имеют квадратную форму.
Как стало понятно, высота БелАЗа просто огромная, поэтому лучше всего машину использовать на открытой местности. Для сравнения, БелАЗ-75131 в высоту составляет 5.9 м, поэтому может показаться маленьким автомобилем, однако это только на первый взгляд. А высота БелАЗ-7555 составляет 4.56 м (для модификации 7555В).
Рама
Если говорить за раму самого большого самосвала в мире, она кардинально отличается от традиционной «лестницы» стандартных грузовых машин. Помимо того, что все карьерные самосвалы оснащены другой формой рамы, для БелАЗ-75710 нужно было отыскать оригинальное технологическое решение. Рама получила 2 мощных шарнирных элемента, на которых и вращаются огромные мосты управляемого типа.
Шарниры получили уникальные подшипники, диаметр которых составляет 2.75 м! Саму раму сделали, используя кессонное сечение, которое применятся в судостроении. Она обладает особенно прочной сталью, которую производят в Швеции (Weldox-800). Такой металл просто не под силу многим металлообрабатывающим станкам.
По этой причине, белорусы заказали у шведской компании не листы металла, а уже раскроенные по белорусским чертежам заготовки. Если брать раму БелАЗ-75131, она сварная и производится из низколегированной стали особой прочности. В местах максимальных нагрузок применяют сварные элементы.
Двигатель и трансмиссия
Капота у карьерного самосвала попросту нет. Понятно, что при создании БелАЗ-75710 конструкторы не боролись за сантиметры свободного пространства, как происходит во время создания обычной машины. «Сердцами» БелАЗа является 2 монументальных дизельных двигателя «MTU Детройт Дизель 16V4000», установленные поперечным образом. Каждый из них генерирует 2 332 «лошади» (1 715 кВт).
В общей сложности, мощность составляет 4 664 конские силы. Их объем равняется 65 л. Однако такие двигателя тут необходимы для вращения вала КПП. Они нужны, чтобы бесперебойно вырабатывать электроэнергию. Что касается КПП, она на БелАЗ-75710 отсутствует вообще, а заставляют двигаться такой самосвал тяговые электрические моторы.
Исходя из этого, дизельные двигателя обеспечивают функционирование 2-х генераторов, вырабатывающих ток для тяговых электрических моторов и для гидравлических систем карьерного самосвала БелАЗ 73710. Как и в БелАЗ-7555 или БелАЗ-75131 и более младших моделях, в самом огромном самосвале используют принцип прогрева днища грузовой платформы с помощью выхлопных газов.
Если говорить за тяговые электрические двигателя марки 1TB3026-0G-03, их в общей сложности 4 и они размещены внутри ступиц колес. Иначе их называют «электромотор-колеса». Так как любой из них обладает мощностью 1 200 кВт или 1 630 «лошадей», их общая мощность равняется 6 520 л.с! Пара генераторов вместе с 4 электрическими моторами именуются тяговой установкой.
Хотя БелАЗы имеют тяговые установки немецкой компании Siemens (MMT500), скоро белорусы хотят освоить выпуск похожих электромоторов на Питерском предприятии «Силовые машины», который уже делает для белорусских автомобилей моторы, но с меньшей грузоподъемностью. В совокупности подобную систему называют электромеханической трансмиссией. Вдобавок к этому, она обладает еще силовым шкафом управления и тормозной установкой УВТР.
Интересные факты
Данный автомобиль создан таким образом, что нагрузка на каждое из колес одинаковая. Ход подвесок небольшой, поэтому если водитель видит перед собой какое-то препятствие, необходимо будет остановиться и каким-то образом убрать его. Самосвал его вряд ли преодолеет. Следует заметить: чтобы передвигался такой автомобиль с максимально плавным ходом, необходимо подготовить грунт.
В качестве дополнительных характеристик БелАЗа нужно отметить, что он имеет автоматическую систему тушения пожара, а также контроль давления в шинах. Также имеется система смазки, она автоматическая. Встроена система контроля загрузки грузов. За счет электродинамической тормозной системы можно спокойно экономить ресурс колодок. Помимо этого, тормозная система работает практически моментально. Когда человек переходит с полной тяги в режим торможения, автомобиль перестраивается за секунду. За счет того, что нет классической коробки передач, можно совершать равномерный разгон, не переключаясь.
Грузоподъемность БелАЗа в 400 тонн действительно впечатляет. При массе выше все системы работают стабильно.
Как устроен БелАЗ
Нынешние самосвалы имеют дизельные двигатели, а мотор дополнен специальным турбонаддувом. Кабина грузового автомобиля БелАЗ двухместная, она имеет рулевую колонку, плюс сиденье на месте водителя со специальной мачтой, которая позволяет комфортно регулировать (подымать и опускать) сиденье. Кабина БелАЗа оснащена специальными средствами безопасности для водителя.
БелАЗ на заводе
Самосвал ковшового типа оснащен козырьком для защиты от падения груза. Кузов достигает объема от 30 до 38 кубических метров. Грузовые автомобили БелАЗ имеют мощную систему тормозов. Она снабжена специальным отдельным стояночным механизмом, который удержит самосвал, когда машина находится в покое под углом к горизонтали.
Также у тормозов есть дополнительная автоматизированная система гидравлики и управления рулем. Система гидравлики автомобиля отличается повышенной безопасностью. Мощность при движении колёсных единиц меняется в зависимости от качества дороги и подчиняется управлению гидромеханики.
Сравнение БелАЗа
Вариативная тяговая нагрузка передается на шестерни, находящиеся в обеих осях. Эта система управляется электрическими магнитами. Они активируются с помощью пульта и затем под действием электричества золотники двигаются к газораспределительным системам. Самосвал имеет крупные габариты. Тем не менее он очень маневрен, радиус его поворота составляет 45 м.
Грузовик интересен еще и тем, что двигатели внутреннего сгорания нужны не для того, чтобы вращать элементы коробки передач. У данного автомобиля их просто нет. Сам самосвал едет за счет электрических моторов. Это своего рода автомобильный гибрид.
БелАЗ рядом с автомобилем
Конструктивные особенности
Самый большой БелАЗ в мире очень высокий. Под ним с легкостью помещаются и легковой автомобиль, и люди. Самосвал имеет два этажа. Второй этаж – это палуба (платформа). Она соседствует с основной кабиной. Рядом с ней дополнительно расположено отделение для оператора.
Устройство
Конструкция БелАЗ 75710 имеет мало общего с классическими самосвалами. Для 45-тонного автомобиля пришлось искать уникальное решение. В итоге в раму вписали 2 шарнирных элемента. На них вращаются огромного размера управляемые мосты. Шарнирные элементы оборудованы подшипниками с диаметром 2750 мм. Сама рама изготовлена с применением кессонного сечения, используемого в судостроении. Для создания рамы выбрана шведская сталь повышенной прочности (Weldox). Обработать данный материал может не каждый станок, потому из Швеции приходят уже готовые заготовки, которые на Белорусском автозаводе дорабатывают и сваривают.
В ходовой части используется зависимая пневмогидравлическая подвеска с гидравлическим амортизатором. Передний и задний мосты автомобиля одинаковые. Шаровых опор и шкворней в БелАЗ 75710 нет, а управляемыми являются оба моста. Несмотря на огромные размеры, самосвал является достаточно маневренным.
Двигатели вырабатывают колоссальную мощность, которая необходима для бесперебойной выработки электроэнергии и функционирования 2 генераторов YJ177A (мощность – 1704 кВт), направляющих ток на тяговые электродвигатели и гидравлику.
На БелАЗ 75710 устанавливаются 4 электродвигателя 1TB3026-0G-03 (находятся внутри ступиц колес). Мощность каждого электромотора составляет 1200 (1630) кВт (л.с.). Генераторы вместе с электродвигателями называются тяговыми установками. Для автомобиля используются тяговые установки компании Siemens MMT500. В дальнейшем на Белорусском автозаводе планируют применять тяговые установки, производство которых осваивается в Санкт-Петербурге. Данный комплекс совместно с тормозной установкой УВТР и силовым шкафом управления именуется электромеханической трансмиссией. Именно она используется для управления самосвалом БелАЗ 75710.
На автомобиле применяется объединенная гидросистема с общим баком для гидравлической жидкости. Работает механизм от насосной станции Bosch Rexroth. В рулевой гидравлике задействованы 4 гидравлических цилиндра. Поворот начинается с переднего моста, а затем в движение приводится задний мост. При поднятии платформы происходит отключение рулевого управления, чтобы полный объем гидромасла шел на подъем. Грузовая платформа связана с рамой страховочными тросами, которые при отказе гидросистемы удерживают кузов от резкого падения.
Каждое колесо БелАЗ 75710 имеет двухдисковые тормоза с гидроприводом. Однако эффективного торможения полностью загруженной машины они обеспечить не в силах, потому здесь применяется дополнительная электродинамическая тормозная система. Торможение в этом случае также осуществляется при помощи электромотора, приводящего автомобиль в движение. Для отвода тепла, образующегося в процессе торможения, используется система воздушного охлаждения.
Безопасности в БелАЗ 75710 уделено особое внимание. Впервые в истории карьерных самосвалов в конструкции модели появился стабилизатор поперечной устойчивости
За счет этого увеличилась плавность хода и была обеспечена дополнительная защита от бокового опрокидывания. Система кругового видеообзора с камерами, датчиками движения и особыми радарами, регистрирующими приближение к технике человека, пришлась очень кстати. Также самосвал получил индикаторы электронных весов (установлены с каждой стороны). Посредством них экскаваторщик мог видеть в режиме реального времени, какое количество груза находится в кузове. На случай проблем с рулевой гидравликой была предусмотрена страховочная система, которая позволяла безопасно остановиться.
Кабина БелАЗ 75710 сильно отличается от других самосвалов и больше напоминает рубку огромного лайнера. Она насыщена разнообразными датчиками и устройствами и располагается очень высоко. В салоне находится все, что необходимо для безопасной эксплуатации машины в штатном режиме. Верхняя площадка автомобиля имеет большую ширину и называется палубой.
По уровню комфорта БелАЗ 75710 не уступает передовым европейским стандартам. Водитель в салоне самосвала чувствует себя максимально комфортно. Внутри присутствует все необходимое, включая систему климат-контроля, современную аудиосистему и специальные отделения. Рабочее сиденье имеет множество настроек, позволяющих подобрать оптимальную позицию человеку с любыми габаритами. За счет этого удобство эксплуатации обеспечивается даже в суровых и сложных климатических условиях.
Двигатель
Дизельный двигатель китайского производства, от корпорации Камминз – с системой электронного управления и центральной крыльчаткой системы охлаждения.Это обеспечивает оптимальную удельную мощность, скорость самосвала на подъёмах, а также топливную экономичность.
Для облегчения запуска двигателя в условиях предельно низких температур карьерные самосвалы БелАЗ-7555В оборудуются предпусковыми подогревателями охлаждающей жидкости и дизтоплива для двигателя. Этоделает легче его запуск и гарантирует стабильно устойчивую работу в суровых климатических условиях Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока.
Марка двигателя БелАЗ-7555В – Cummins KTTA 19-C. Это дизельный, четырёхтактный, с рядным расположением цилиндров, с непосредственным впрыском топлива, газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха мотор. Он имеет следующие технические параметры: суммарная масса – 1 975 кг; максимальная мощность – 522 кВт; рабочий объем камеры сгорания – 19 000 см3; суммарное количество рабочих цилиндров – 6 шт.; цилиндры расположены в ряд; имеется турбонаддув (двойной).
- Количество цилиндров – 6.
- Рабочий объём цилиндров – 18,9 литров.
- Номинальная мощность (при 2100 об/мин) –522 кВт, или 710 лошадиных сил.
- Максимальный крутящий момент (при 1400 об/мин) – 2731 Н.м.
- Диаметр цилиндра – 159 мм; ход поршня – 159 мм.
- Удельный расход топлива при номинальной мощности – 209 г/кВт ч.
- Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода – 750 об/мин.
- Максимальная частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода – 2325 об/мин.
Очистка воздуха для мотора производится трёхступенчатым фильтром с активными элементами сухого типа. Система смазки — смешанная, выполненная по принципу «мокрого картера. Система охлаждения — жидкостная, с организацией принудительной циркуляции, и объединением с системой охлаждения гидромеханической трансмиссией. Охлаждение масла гидромеханической трансмиссии производится водомасляным теплообменником. Система пуска — электростартерная. Напряжение в системе электрооборудования составляет 24 Вольта.
