Электрические карьерные самосвалы

Карьерные самосвалы на электрической тяге – казалось бы, даже звучит эта фраза смешно, ведь столь габаритная, мощная и выносливая техника просто обязана оснащаться выносливыми силовыми установками, а элекропривод у рядового обывателя ну уж совсем не ассоциируется с мощностью. 

Тем не менее, не так давно мировой рынок спецтехники всколыхнула новость о том, что сразу несколько производителей представили на суд публики электрические карьерные самосвалы. О том, что представляют собой эти машины, и почему вдруг спецтехнику решили оснащать электроприводом, мы сегодня и поговорим.

Развитие электротяги на грузовиках

Читайте также: Беспилотные самосвалы для работы в карьерах

Каждый образованный человек имеет хотя бы малейшее представление о тяговом электроприводе постоянного тока. Как об отдельном направлении развития трансмиссии для автотранспорта о нем впервые заговорили еще в начале 20-го века, однако более широкое распространение и, в частности, внедрение в конструкцию крупногабаритного спецтранспорта электротяга получила гораздо позже – в 60-е годы прошлого столетия. 

Путем проб и ошибок выяснилось, что основа тягового электрического привода, которой является сериесный электромотор, в виду определенных механических характеристик обладает богатейшим потенциалом при использовании в тягловых целях. Будучи опробованным в тягловом и, в частности, в карьерном транспорте, этот тип привода получил более широкое распространение и поспособствовал бурному развитию отдельной отрасли машиностроения – производства тяговых электромоторов. 

Именно благодаря изобретению таких двигателей, мощность которых, к слову, достигала 700 кВт, удалось заметно увеличить грузоподъемность карьерной техники до 220-ти тонн, а такая цифра еще совсем недавно казалась фантастической. 

По состоянию на сегодняшний день не менее половины объемов перевозимой горной массы на предприятиях горнодобывающей отрасли России и стран ближнего зарубежья приходится на карьерные самосвалы, оборудованные электромеханикой. Используется этот вид техники преимущественно в карьерах, где в силу целого ряда причин невозможно привлечение другой спецтехники. 

То, что внедрение привода переменного тока в конструкцию современных карьерных самосвалов, чья грузоподъемность превышает 250 metric ton, является обоснованным и экономически выгодным, сегодня ни у кого не вызывает сомнений. 

Использование электропривода в сочетании с компьютерными технологиями управления позволяет повысить производительность техники, а также достичь максимального уровня безопасности в ходе эксплуатации крупногабаритных специальных транспортных средств. 

Самосвал Е-Dumper

Одним из самых ярких представителей линейки электрических карьерных самосвалов является разработанный в Швейцарии самый большой карьерный самосвал Е-Dumper, вес которого составляет 111 т. 

Отличаясь определенным внешним сходством с «одноклассником» Komatsu HD 605-7, модель характеризуется наличием альтернативного источника питания. Функцию силовой установки здесь выполняет набор аккумуляторов общей емкостью в 700 кВт/ч. 

Важно

Это огромная машина, аналогов которой по размеру в мире попросту не существует. Создавалась она по специальному заказу цементного завода Ciments Vigier SA компанией Kuhn Schweiz AG. Главная задача этого гиганта – поставлять на предприятие сырье, делая при этом не менее, чем 20 ходок в сутки. 

О том, что самосвал – настоящий великан, свидетельствует хотя бы тот факт, что диаметр его колес составляет 2 м., а чтобы подняться в кабину, водителю придется преодолеть лестницу, состоящую из 9-ти ступенек. 

Примечательно то, что в машине нет тормозов – их функцию выполняет электрический двигатель, работающий в режиме генератора. Энергия, получаемая в процессе работы силовой установки, уходит на подзарядку аккумуляторов и на обеспечение машине возможности двигаться в гору. 

Огромный вес самосвала во многом объясняется внушительной массой его аккумуляторов, которая составляет более 5-ти тонн. Состоит батарея из 1450-ти ячеек, и это является сегодня максимальным показателем. 

Самый большой грузовик - модульный ETF Mining equipment

Создателем еще одного «Геракла» в мире спецтехники является конструкторское бюро  словенского предприятия ETF Mining Equipment. Речь идет о карьерном самосвале, построенном по модульному принципу. Это значит, что собирать его можно, словно конструктор, в соответствии с требованиями и целями конкретного заказчика. 

Такая особенность, помимо всего прочего, заметно упрощает процесс производства и делает его более оперативным, а также повышает ремонтопригодность техники. Так, если возникнет необходимость замены той или иной детали, шасси можно будет отсоединить от кабины. К тому же возможность перестановки частей ТС его легко превратить в автопоезд. 

Читайте также: Самые большие самосвалы в мире

Грузоподъемность данной модели составляет 760 т, длина – 12-29 м, количество осей варьируется от 2-х до 8-ми, все колеса управляемые и ведущие, поэтому, не смотря на огромные габариты, машина получилась очень маневренной.

Правда, двигаться самосвал может только по дороге, ширина которой составляет не менее 24-х метров. Производство ETF Mining Equipment будет вестись исключительно по индивидуальному заказу, поэтому говорить о серийном запуске конвейера не приходится. 

 Аrtisan Vehicles Z40 для подземных разработок

Самая крупная и выносливая техника в наше время находится «на вооружении» горнодобывающей отрасли. Именно ее предприятия оперируют, в том числе, и огромными карьерными самосвалами, а также другими транспортными средствами для ведения подземных разработок, оснащенными электрической тягой. 

К примеру, в 2018-м году мир увидел электрогрузовик Z40 грузоподъемностью в 40 тонн, созданный американской компанией Artisan Vehicles. Разрабатывался он специально для шахты Kirkland Lake Gold, которая нуждалась в надежном транспортном средстве, способном перевозить за один раз большое количество полезных ископаемых и при этом не наносить среда окружающей среде. 

Важно

Важно отметить, что производителю удалось полностью удовлетворить требования заказчика – количество вредных выбросов в атмосферу от этого грузовика равняется нулю. 

Модель оборудована четырьмя силовыми установками, и все они электрические. Привод на колеса прямой, без привлечения усилителя и трансмиссии. Также машина оборудована системой аккумуляторных батарей, каждая из которых – сменная, что позволяет в случае выхода какой-либо из строя быстро осуществить замену, минимизировав тем самым время простоя.

Благодаря внедрению электропривода конструкторам удалось увеличить пиковую мощность грузовика – она оказалась почти вдвое выше, чем у дизельного аналога, при этом вредные выбросы, как мы уже говорили выше, отсутствуют, а в процессе работы выделяется в 8 раз меньше тепла, чем у эквивалента на дизельном топливе. 

Благодаря использованию на шахте этого транспортного средства удалось наладить более оперативную транспортировку ископаемого материала с привлечением меньшего количества машин и тем самым оптимизировать деятельность предприятия. 

Эксперименты «БелАЗа»

Не отстают от западных коллег и белорусские машиностроители. Так, летом 2020-го года в Сети появилась новость о том, что в ближайшем будущем мир увидит гигантский карьерный самосвал «БелАЗ-75710», который станет самой мощной подъемной техникой в мире. Его грузоподъемность составит 450 тонн. 

Машину разработали на автомобильном заводе в Жодино, уже совсем скоро она поступит на карьеры не только в Беларуси, но и за ее пределами. А предшественником этой модели стал более «слабый» ее вариант грузоподъемностью в 90 тонн. Среди неоспоримых преимуществ электросамосвала следует упомянуть, в первую очередь, полное отсутствие вредных выбросов в атмосферу, а также возможность экономить на горючем. Так, эксперты подсчитали, что за 10 лет использования этого ТС карьеры смогут сэкономить не менее 3-х млн. дол. 

БелАЗ-75710, который на Западе уже «окрестили» монстром, оснащен гибридным дизель-электрическим мотором. Его мощность в 6 раз больше, чем мощность двигателя самого крутого гоночного болида. Для максимального увеличения грузоподъемности творцы этого гиганта внедрили целый ряд нестандартных решений. 

Так, форма кузова карьерного самосвала продумана до мельчайших деталей, чтобы улучшить аэродинамические характеристики. Колесных пар у модели 8, тогда как до этого даже у самой крупногабаритной спецтехники было не более 6-ти пар колес. Покрышки бескамерные, супервыносливые: каждая из них способна выдержать давление в 102 т. Вес гиганта без груза – 350 тонн. 

Для запуска генератора машины предусмотрено 2 16-тицилиндровых дизельных мотора. Он, то есть генератор, вырабатывает электроэнергию для питания электромоторов, которых здесь аж 4. Крутящий момент составляет 18,626 Нм, а общая мощность, развиваемая всеми двигателями, равна 4600 л.с. 

Что касается расхода топлива, то он тоже весьма внушителен – не менее 1,3 тыс. литров на 100 км пути. Однако для экономии конструкторы предусмотрели возможность использования только одного из моторов, если самосвал едет пустым. 

Отдельного внимания заслуживает улучшенная тяга, которая распределяется по двум осям. Такое решение позволяет в случае поломки добраться до сервисного центра своим ходом, что вполне логично, ведь отбуксировать этого монстра не сможет ни одно другое транспортное средство. 

Еще одним инновационным изобретением белорусских автомобилестроителей является гибридная модель троллейвоза, в которой, помимо дизельного силового агрегата установлен еще и электрический, позволяющий на определенном участке пути экономить дизтопливо и вдвое увеличить скорость движения во время преодоления подъемов. Заказчиком первой такой машины стало одно из предприятий угледобывающей отрасли Сахалина.

Над ней как раз сейчас работают специалисты. Согласно требованиям заказчика, на дизтопливе такой самосвал должен проезжать максимум 40 процентов пути, остальной участок он будет преодолевать на электричестве, полученном от троллейных линий.

Обобщение

Внедрение возможности использования электротяги в крупногабаритной спецтехнике, в том числе и в самосвалах, повсеместно используемых предприятиями горнодобывающей отрасли, является перспективным направлением деятельности машиностроительной сферы. 

Это позволит заметно снизить затраты на расходные материалы, в том числе на топливо, машинное масло и пр., а именно они, потребляемые в невероятных количествах, составляют основу ценообразования полезных ископаемых. Что касается КПД двигателей внутреннего сгорания, то он находится на уровне около 45-ти процентов, тогда как у электромоторов этот показатель значительно выше.