Новости транспортные
БелАЗы под напряжением: как устроена "начинка" самосвала?
31.08.15
Как устроена "начинка" карьерного самосвала? В зависимости от грузоподъемности карьерные самосвалы устроены по-разному. Самые тяжелые из них приводятся в действие с помощью не только дизеля, но и электродвигателей.
Рассмотрим нюансы на примере изделий Белорусского автозавода. А таких нюансов существует действительно много
Для начала немного общей вводной теории. Основными типами трансмиссий, применяемых на карьерных автосамосвалах, являются гидромеханическая (ГМТ) и электромеханическая (ЭМТ). Т. Не только по типу привода, но и по размерам БелАЗы очень разные.
С точки зрения обеспечения требуемых тягово-динамических, эксплуатационных и технико-экономических параметров создание и выбор типа трансмиссии необходимо рассматривать как решение многофакторной задачи, учитывающей условия эксплуатации и транспортные режимы работы, требуемые тяговые и тормозные характеристики, показатели надежности, расход топлива, себестоимость одного тонно-километра перевозимого груза и ряд других факторов.
ГМТ - это, грубо говоря, привычная нам схема с дизельным двигателем и коробкой передач. ЭМТ - это когда дизельный двигатель "крутит" генератор, генератор вырабатывает ток, который подается на электрические моторы, которые крутят колеса. ЭМТ выбирают для карьерных самосвалов большой и особо большой грузоподъемности.
Основные преимущества электромеханической трансмиссии по сравнению с гидромеханической - плавность хода, отсутствие рывков самосвала, имеющих место при переключении передач механической трансмиссии. Торможение достигается с минимальным износом деталей.
Современные электроприводы позволяют полностью остановить груженый самосвал на любом участке технологической трассы, в том числе идущем под уклон. Кроме того, электротрансмиссиям не требуются слив и замена рабочих жидкостей.
Но электротрансмиссии бывают разными по схемам управления. Существуют ЭМТ переменно-постоянного тока и ЭМТ переменно-переменного тока.
Принцип работы трансмиссии переменно-постоянного тока выглядит так. Генератор, приводимый в действие дизельным двигателем, вырабатывает переменный ток. Ток попадает в так называемый шкаф, там выпрямляется. Далее постоянным током управляются два электродвигателя.
Переменно-постоянная схема используется, например, на 220-тоннике БелАЗ-75306.
Есть еще схема с так называемым переменно-переменным током. Здесь и генератор, и электродвигатели работают на переменном токе. Но все равно переменный ток с генератора попадает в шкаф управления и там выпрямляется. Потом из выпрямленного опять делается переменный ток, и за счет регулировки частоты этого переменного тока управляется электродвигатель. 180-тонник БелАЗ-75180 - это как раз пример карьерного самосвала с переменно-переменной системой управления.
Зачем нужны две схемы? Дело в том, что в двигателях переменного тока не используются угольные щетки. Соответственно обслуживание таких двигателей гораздо проще. На электромоторах постоянного тока используются щетки и коллектор. Эти элементы постепенно изнашиваются, их нужно ремонтировать и менять. В теории разница схем управления, грубо говоря, заключается в "замороченности" их обслуживания. Но тут вступает в силу еще один нюанс - динамика самосвала.
Если говорить сильно упрощенным языком, то получается, что одна схема быстрее, но сложнее в обслуживании, а другая проще в обслуживании, но медленнее по динамике.
У переменно-переменных трансмиссий элемент щеток и коллекторов "убежал" в электрический шкаф в виде транзисторов, терристоров, микросхем и так называемых IGBT-модулей. В итоге теперь в процессе техобслуживания вместо того, чтобы механически обрабатывать коллекторы и менять щетки, приходится перепаивать микросхемы и менять платы. Этот нюанс нравится не всем. Некоторым заказчикам в итоге оказалось удобнее работать по старинке. Поэтому БелАЗ предлагает как одну, так и другую схему.
Совокупность всего электрооборудования на заводе называют "приводом". Поставщиков "приводов" у БелАЗа несколько. Среди них Siemens, General Electric, а также питерская компания "Силовые машины".
Самым большим самосвалом Белорусского автозавода и одновременно самым большим самосвалом мира является 450-тонник БелАЗ-75710. У этой модели уникально все, в том числе и силовой электропривод. Только у этой машины используются два дизеля MTU DD 16V4000 (каждый мощностью по 1715 кВт), два электрогенератора и четыре электромотора на колесах.
А каков остальной модельный ряд БелАЗов с электромеханической трансмиссией? Самый маленький на сегодняшний день БелАЗ с ЭМТ - 90-тонник семейства 7558. Далее идут модели грузоподъемностью 110-130, 160, 180, 220, 240 (на фото) и 360 тонн.
За свою историю в Жодино выпустили несколько десятков вариантов самосвалов с ЭМТ. Первенцем был 75-тонный БелАЗ-549, опытный образец которого построили в 1968 году. Именно с него ведет свой отсчет эпоха электроБелАЗов.
Обращает на себя внимание тот факт, что разбежка грузоподъемности некоторых современных серий составляет всего 20 т. Существуют 160- и 180-тонники, 220- и 240-тонники. Это разные модели разных семейств. Казалось, столь ли принципиальны 20 т на фоне двух сотен? Зачем создавать отдельную модель ради 20 т.
Тут в игру опять вступают нюансы. Нюансы мест эксплуатации. Оказывается, даже полметра ширины имеют значение для некоторых карьеров. Габариты транспорта жестко привязаны к параметрам технологических дорог. Иногда расширение дороги на 20-30 см повлекло бы за собой дополнительный вывоз десятков тысяч тонн грунта. Вот и выходит, что иногда проще скомпоновать и изготовить новый БелАЗ, чем переделать карьер. Так и возникли серии, очень близкие по грузоподъемности, но при этом разные.
Как видим, самосвал с ЭМТ - это очень "многофакторная" машина, призванная решать разные задачи в разных условиях. В дальнейшем число вариантов БелАЗов с ЭМТ будет расти.
