Нашу технику в этом "сегменте" представляют шасси полноприводных трехосных грузовиков КамАЗ, ЗИЛ и Урал. Впервые такое оборудование применили в конце 1940-х годов для уборки военных аэродромов. В конце 1950-х в СССР появились шнекороторные снегоочистители на шасси автомобилей ЗИС-150, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-157. На специальном шасси (одноосный тягач МоАЗ) такие машины начал выпускать Севдормаш. Как уже говорилось, сейчас чаще всего используют шасси полноприводных трехосных грузовиков КамАЗ, ЗИЛ и Урал. Выполняют их по одномоторной схеме. Автомобильный двигатель демонтирован. Привод трансмиссии ходовой части и рабочего органа осуществляется от силового агрегата (чаще всего типа ЯМЗ-238), установленного за кабиной вместо бортового кузова. Рабочий орган, расположенный спереди, приводится в действие от силового агрегата через понижающий раздаточный редуктор и систему карданных валов. Для многих эксплуатационных служб сменное шнекороторное снегоочистительное оборудование на шасси колесных и гусеничных тракторов на сегодняшний день наиболее предпочтительно. Для наших коммунальных служб, использующих тракторы для уборки снега, сменное шнекороторное оборудование является своего рода "палочкой-выручалочкой", поскольку увеличивает эксплуатационные возможности трактора. Поскольку рабочий орган сменный, трактор можно использовать для других нужд. Кроме того, некоторые снегопогрузчики оборудованы шнекороторным механизмом, который может быть использован для погрузки песка, зерна и других сыпучих материалов в грузовые автомобили. Тем не менее, очевидно, что специализированные машины Schmidt, Bucher (сделанные именно для зимнего вида работ) по технической составляющей и, что очень немаловажно, комфорту работы водителя "на голову" превосходят возможности нашей коммунальной техники.
Применяется фрезерно-роторный рабочий орган очень широко. Оборудованные им машины используются для уборки уплотненного снега и снежных валов с дальнейшей погрузкой в кузова самосвалов или отбросом в сторону. Установленный на шасси рабочий орган производит фрезерование обледенелого снега по краю дороги торцевыми фрезами с последующщей погрузкой в грузовой автомобиль или отбрасыванием снега в сторону. Оборудование устанавливают на тракторном, автомобильном, специальном шасси или шасси фронтального погрузчика. На тракторе оборудование устанавливают на кронштейнах специальной рамы. Привод идет через редуктор от вала отбора мощности трактора на фрезы. Очень эффективно использование агрегата, в котором фрезы установлены внутри корпуса (его рабочая часть имеет форму скошенного плуга), на шасси Unimog. Наличие транспортных и понижающих рабочих скоростей позволяют эксплуатировать Unimog как на магистралях с твердым покрытием, так и на больших площадях с утрамбованным снегом. Такое оборудование смонтировано и на некоторых моделях Амкодор и Schmidt. В 2001 году был выпущен тракторный снегоочиститель Амкодор-СНТ-2500, навесной фрезерно-роторный рабочий орган которого расположен не спереди, как обычно, а сзади трактора и приводится в действие от заднего BOM (так называемый заднеприводный рабочий орган). Таким образом, уборочный механизм не закрывает обзор, что повышает безопасность работы в городе, а также в местах, где велика вероятность попадания посторонних предметов на рабочий орган (склады, заводы).
Роторные машины с совмещенным циклом Роторные машины с раздельным циклом Снегоочистители, рабочий орган которых выполнен по такой схеме,
получили название шнекороторных (рис. 1,
б) и фрезерно-роторных (рис. 1,
в), В России из числа упомянутых типов роторных снегоочистителей наибольшее распространение получили шнекороторные, которые могут быть выполнены по одно- или двухмоторной схеме. Приверженцем первой схемы является ОАО «Севдормаш». В его снегоочистителе КО-605М передача крутящего момента к навесному оборудованию и отбор мощности на механизм передвижения осуществляются от одного двигателя, расположенного на раме. СНЕГООЧИСТИТЕЛИ ДЭ-226, КО-605, ДЭ-210БМ
По двухмоторной схеме изготовлен снегоочиститель ДЭ-226. Привод рабочего органа осуществляется от дополнительного двигателя, установленного на раме базового автомобиля, за кабиной, а передвижение – от штатного двигателя (рис. 2, а). Главным отличием снегоочистителя КО-605 от других машин, производимых в странах СНГ, является рабочий орган, в котором использована новая конструкция метательного аппарата. Метатель – дисковый, лопастной. Центральная загрузочная область выполнена коноидально для свободного входа снежной массы в полость метательного аппарата. Лопатки метателя состоят из двух сопряженных между собой участков: разгонного и направляющего. Такое конструктивное решение позволяет увеличить пропускную способность метательного аппарата и придать частицам снега в момент разгрузки в направляющий патрубок одинаковую по величине и направлению скорость. Таким образом, конструктивное решение метательного аппарата снегоочистителя КО-605М учитывает особенности его рабочего процесса: предотвращает выброс снежной массы с лопастей, создает компактный однородный снежный поток с минимальной площадью рассева. Применение такой конструкции метателя позволило увеличить производительность шнекороторного снегоочистителя на 30…40%, а дальность отбрасывания – на 25…45% (без увеличения мощности установленного двигателя!). Кроме того, одномоторная схема, по которой выполнен снегоочиститель КО-605М, позволяет обеспечить простоту управления и технического обслуживания, сделать машину компактной. Две механические трансмиссии снегоочистителя ДЭ-226 содержат разъединительные муфты, редукторы, преобразующие частоту вращения, карданные передачи и другие узлы, обеспечивающие привод рабочего органа и механизма передвижения. Существует мнение, что двухмоторная схема исполнения снегоочистителя позволяет получить независимое регулирование скорости передвижения машины в широком диапазоне, используя пятиступенчатую коробку передач и дополнительную, двухступенчатую, которые обеспечивают набор из 10 передач, а в пределах включенной ступени скорость можно регулировать, меняя частоту вращения основного двигателя, однако такой взгляд ошибочен. Для того чтобы адаптировать скорость машины к изменяющимся условиям снегоочистки, надо иметь наибольшее соотношение передаточных чисел в рабочем диапазоне скоростей не более 1,2, что влечет за собой увеличение передач минимум в 3 раза. Кроме того, по условиям рационального рабочего процесса линейная скорость машины не должна превышать принятой окружной скорости шнеков. Если это соотношение нарушается, то сопротивление передвижению машины становится сопоставимо с тяговыми показателями снегоочистителя по сцеплению. На практике это означает, что водитель использует всего две первые передачи. Основным недостатком рассматриваемой схемы является нерациональное использование дизеля базового шасси в рабочем режиме, который загружен всего на 10% и длительное время работает с частотой вращения меньше номинальной. Это обстоятельство приводит к закоксовыванию камеры сгорания, клапанов и форсунок, что значительно сокращает ресурс двигателя, снижает эффективность его использования и приводит к непроизводительному расходу топлива. Другим недостатком этой схемы является перекрестное направление силовых потоков, когда ходовой двигатель приводит заднюю тележку автомобильного шасси, а с двигателя, расположенного позади кабины, крутящий момент передается на рабочий орган, навешиваемый перед ней. Кроме того, оборудование и ходовой двигатель перегружают передний мост на 2200 кг в транспортном режиме, поэтому в целях предотвращения его разрушения скорость передвижения ограничивается 40 км/ч. Таким образом, мнение о том, что наличие второго двигателя улучшает показатели машины, оказывается несостоятельным. Привод рабочего органа этой машины одноступенчатый, поэтому частота вращения винтового питателя фиксирована и имеет жесткую кинематическую связь с метательным аппаратом (с неизменным в процессе работы передаточным числом). При таком исполнении привода частота вращения шнеков и лопастного колеса метательного аппарата меняется только при изменении частоты вращения двигателя, синхронно и в сторону уменьшения. Если учесть, что рабочая скорость находится в функциональной зависимости от окружной скорости шнеков и должна быть меньше, то снижение оборотов шнеков при неизменной поступательной скорости машины приводит к увеличению сопротивления ее передвижения и буксованию.
В кожухе питателя рабочего органа снегоочистителя ДЭ-226 установлены однозаходные полностенные шнеки со встречным направлением навивки и постоянным по длине углом подъема винтовой линии, равным 18°. По кромке винтовой лопасти нарезаны гребни, предназначенные для более интенсивного внедрения лопасти в снежный забой. Однако такое исполнение режущей кромки шнека ухудшает процесс транспортировки снега к приемному патрубку, поскольку при перемещении винтовой лопастью часть снежной массы проскакивает в зазор между выступами гребней. Кроме того, исследованиями установлено, что форма режущей кромки не оказывает существенного влияния на процесс разработки снега и, следовательно, не снижает энергоемкость питателя. В конструкции метателя снегоочистителя ДЭ-226 использована ступица с шестью лапами, усиленными продольными и поперечными ребрами жесткости. К лапам крепятся плоские лопасти с несколько загнутыми боковыми кромками. Поверхность лопасти отклонена от радиуса назад, против направления вращения, на угол 8°. Ступица выполнена сварной из двух втулок и фланцев, к которым крепятся опорные пластины. С тыльной стороны пластины объединены кольцом, которое должно, смещаясь относительно ступицы, воспринимать ударные нагрузки при взаимодействии с инородными предметами и перераспределять их на все опорные пластины. Недостатком такой конструкции является изолированность лопастей друг от друга по периферии метателя, что приводит к перегрузкам в ступице при взаимодействии со снегом или препятствием и снижает надежность метателя в целом. По данным эксплуатационных служб, изгиб лопастей и излом ступицы происходит примерно через каждые 200 машино-часов работы снегоочистителя. Центральная загрузочная область метателя не позволяет рационально использовать кинетическую энергию движущейся от шнеков массы снега. Ее эвакуация к лопастям происходит в основном за счет силы тяжести и частично за счет инерционных сил. Это вызывает непроизводительные затраты на последующий разгон снежной массы и увеличивает время ее пребывания в полости метательного аппарата. Наличие неподвижной задней стенки кожуха приводит к дополнительному расходу мощности из-за трения о перемещаемый лопастями снег.
Снегоочиститель ДЭ-226 с двухмоторной компоновкой, снабженная шнекороторным оборудованием, не претерпел за много лет сколько-нибудь значимых изменений, менялись только мощность и модели силовых установок. Тенденция к повышению мощности двигателей (танковых 1Д12 на 400 л.с. или псевдоувеличение мощности путем суммирования мощности шасси и мощности дополнительного двигателя) при неизменной конструкции рабочего оборудования и принципиальной схеме снегоочистителя не вызывает качественного изменения технологического процесса и приводит к увеличению несоответствия производимой снегоочистителем работы и мощности источника энергии (двигателя), т. е. к снижению КПД.
А теперь поговорим серьезно о расходе топлива и обслуживании двигателя. Посчитаем – расход топлива средней «восьмерки» ЯМЗ-238 составляет 48...50 л/ч, а двух двигателей – около 100 л/ч.
При такой занимательной арифметике сравнивать стоимость содержания и ремонта одного и двух двигателей даже не стоит, но если кто-то хочет – может заняться. Получатся интересные данные. Так что перед тем, как готовить сани к зиме, т. е. покупать шнекоротор, возьмите калькулятор и посчитайте. Может, все-таки один мотор – хорошо, а два – хуже?
По материалам специализированных журналов |