Принцип работы белаза. Устройство трансмиссии автомобилей белаз. Стандартные и дополнительные опции

Карьерные самосвалы отличаются от обычных грузовых автомобилей гораздо большим, объемным кузовом и мощностью. Данная техника используется только на специализированном карьере, где требуется высокая производительность в плане доставки различных материалов. Как правило самосвалы работают в паре с карьерными экскаваторами и другой возможной техникой. В зависимости от размера карьера, применяется от 3 до 15 специализированных грузовиков.

Использование самосвала БелАЗ 7555

Характеристики карьерного самосвала

Автомобиль повышенной грузоподъемности БелАЗ 7555 технические характеристики, которого превосходят некоторые зарубежные аналоги в данном классе, имеет мощный дизельный мотор объемом 19 литров, суммарной мощностью порядка 522 кВт. На двигателе установлено высокопродуктивное жидкостное охлаждение с 5-тью крупными радиаторами. Машина может работать без потери своей производительности при температурах от – 30 до + 50 градусов. Силовой агрегат имеет предварительный электрический подогрев топлива и масла. Для транспортировки большого веса за один раз применяется , самый большой самосвал в мире.

Технические характеристики самосвала:

1. колесная база – БелАЗ 7555;
2. общий вес – 40 200 кг;
3. объем кузова – 50 кубических метров;
4. максимальная скорость – не более 55 км/час;
5. радиус разворота – 9 метров;
6. размер шасси — 24.00-35;
7. тип подвески – передняя независимая, жесткая, подрессоренная, задняя зависимая, мостовая;
8. габаритные размеры – 8890 мм х 5240 мм х 4610 мм;
9. трансмиссия – гидравлическая КПП, синхронизированная 6 ступеней;
10. силовой агрегат – дизельный мотор Cummins KTTA 19-C, объемом 19 литров, мощностью 522 кВт (порядка 730 л. с.);

В качестве дополнительного оборудования на машину устанавливается мощное прожекторное освещение, для эффективной работы в ночное время суток. Тормозная система автомобиля двухконтурная, гидравлическая и пневматическая с усилителями привода. Карьерный БелАЗ 7555В оснащен топливными баками, суммарный объем которых составляет порядка 1000 литров, в некоторых версиях параметры могут изменяться. Кузов имеет гидравлический привод, на раме смонтирован один мощный гидравлический цилиндр, который работает от отдельной системы питания.

Показатели производительности

У БелАЗ 7555 грузоподъемность составляет около 55 000 кг, что позволяет ему перевозить огромное количество грузов за один рабочий цикл. Фактически, на промышленном производстве данные автомобили загружаются свыше 60 тонн, однако при таких темпах возможно возникновение технических неисправностей. Бригада карьерных самосвалов БелАЗ способна обеспечить своевременные поставки грузов на крупном карьере. Помимо карьеров, данные машины могут работать и на специальных промышленных предприятиях, где требуется перевозка грузов больших объемов. Однако, для передвижения по дорогах общественного пользования автомобили не предназначены из-за своей большой массы. За один рабочий день на карьере, исходя из статистики, БелАЗ 7555 способен перевезти свыше 3 000 000 тонн грузов, при этом растраты на его содержание за 1 смену варьируются от 30 000 рублей. Еще одним популярным агрегатом компании является модель .

Устройство самосвала 7555

Техническое устройство автомобиля БелАЗ 7555 вполне стандартное. На несущей металлической раме расположены все основные рабочие механизмы: кабина, навесное оборудование и кузов. Рама автомобиля отливается из высокопрочных сортов стали, с добавлением различных примесей для предотвращения повреждения металла коррозией и окислением.

Сама рамная конструкция не является цельнолитой, к средней основе прикрепляются специальные секции при помощи сваривания или болтового соединения.

Также на самой раме имеются крепления для установки вспомогательного и основного оборудования. Кабина оператора вместе с моторным отсеков устанавливается в передней части, а кузов занимает 2/3 всей площади. Заводом производителем проводились расчеты по правильности развесовки машины, из-за чего моторный щит пришлось вынести на целых 1200 мм вперед.

Отличительные особенности

Одной из отличительных особенностей считается двигатель БелАЗ 7555, который имеет зарубежное происхождение. Всего на данный автомобиль устанавливалось 3 разных модификации моторов, а именно: ЯМЗ-845-10, QSK-19 и КТТА-19С. Каждая версия отличается мощностью и расходом топлива. Стоит отметить, что независимо от марки двигателя, трансмиссия монтировалась одна и та же, но с разными переходными плитами. Также существует несколько разных модификаций самой модели автомобиля, которые маркируются, как А, В и Е.

Главные особенности самосвала:

• высокая производительность на карьере;
• наличие запаса мощности двигателя;
• надежность ключевых узлов;
• доступность автомобильных деталей;
• относительно небольшая стоимость;

Так, как БелАЗ производиться в Беларуси, то проблем с запасными частями и комплектующими практически не наблюдается, к тому же их стоимость по сравнению с зарубежными моделями машин, значительно ниже, поэтому техобслуживание данной модели стоит меньше аналогичных марок.

Стоимость самосвала БелАЗ 7555

На автомобиль БелАЗ 7555 цена достаточно разнообразна, и зависит, как правило от его технической «начинки», состояния и года производства. Данная модель была снята с производства, однако заводом периодически выпускаются мелкие партии машин. Больше всего предложений наблюдается именно на вторичном рынке, где продаются все возможные модификации карьерного самосвала БелАЗ 7555. Средняя стоимость единицы варьируется в районе 2 000 000 рублей. Подержанные автомобили в большинстве случаев уже использовались на карьерах, поэтому являются реставрированными версиями.

Преимущества и недостатки самосвала

У БелАЗ 7555 существует множество преимуществ, благодаря которым данная машина приобрела большой популярности на отечественном пространстве, к примеру ни один зарубежный аналог не способен перевозить 55 тонн различных грузов, а также не имеет кузова объемом в 50 кубических метров. В целом можно выделить главные преимущества машины:

Не смотря на данные преимущества, карьерный самосвал не лишен недостатков, в частности требуется дорогое обслуживание, которое может быть осуществлено только в специализированных местах. Запчасти для выполнения ремонтных работ невозможно просто купить в магазине необходимо предварительно заказывать у дилеров. К недостаткам также можно отнести достаточно большой расход топлива, который в свою очередь компенсируется достаточно большой грузоподъемностью. Даже с такими недостатками, автомобиль БелАЗ 7555 превосходит многие зарубежные аналоги не только в техническом плане, но и в ценовой политике.

Потребности промышленности в грузовых автомобилях повышенного класса грузоподъемности отлично решает БелАЗ. Различные крупнотоннажные машины завода пользуются неизменной популярностью и заслуженными положительными отзывами покупателей. Серию самосвалов белорусского автозавода с грузоподъемностью до 60 тонн начали производить в 1994 году.

Белаз 7555 с улучшенными техническими характеристиками используется для перевозки сыпучих неплотных грузов (щебня, песка) в паре с колесными погрузчиками. Автомашины нашли применение не только на карьерных разработках полезных ископаемых, но и при строительстве крупных промышленных и технических объектов. Погрузчики выпускаются также на автозаводе БелАЗ, могут одномоментно загрузить в ковш самосвала до десяти тонн. Для потребителей в этом случае существенно снижаются затраты на обслуживание автопарка, а также время на погрузку — разгрузку.

БелАЗ 7555 разработан для эксплуатации в различных погодных условиях при температурах от — 50 до + 50. Кабина автомашины комфортна и отвечает международным стандартам безопасности. В нее проникает минимальное количество пыли, уровень шума не превышает 80 децибел. Две двери позволяют выйти либо на капот машины (что удобно для пассажира кабины, для него в ней предусмотрено отдельное место), либо спуститься вниз по ступеням лестницы. Водительское сидение снабжено пневматической рессорой, водитель может регулировать его. Также возможна регулировка рулевой колонки.

Технические характеристики самосвала

Стандартные модели автомашины могут отличаться по комплектации и устройству от БелАЗ 7555, выполненных по заказу, от этого зависит и цена автомашины. В стандартную комплектацию входит кондиционер для водительской кабины, отопители. Дополнительно покупатель может укомплектовать автомашину системой предпускового подогрева, централизованной системой смазки, установить телеметрическую функцию контроля давления в шинах, контролеры загрузки и топлива, а также систему диагностики.

Комплектация автомашины немецким четырехтактным двигателем CUMMINS КТТА 19-С с газотурбинным наддувом и рядным расположением шести цилиндров позволила снизить контрольный расход топлива для модельного ряда БелАЗ 7555 до 175-180 л/100 км при максимальной скорости 55 км/ч. Для мощного, 710-сильного двигателя, предусмотрено принудительное охлаждение наддувочного воздуха, система электростартерного пуска. Очистка воздуха происходит сухими трехступенчатыми фильтрами.

Как и на других моделях, БелАЗ 7555 оснащается гидромеханической с охлаждением масла через водомасляный теплообменник трансмиссией, которая соединена с системой охлаждения двигателя. У одноступенчатого гидротрансформатора трансмиссии автоматическая блокировка. Ступени коробки передач (6+1) переключаются с помощью электрического гидравлического привода. Коробка оснащена лопастным тормозом — замедлителем. Автоматическая система управления и защиты обеспечивает командное, поэтапное, переключение передач.

Рулевое управление приводит в действие передние колеса машины с углом поворота в 41 градус и девятиметровым радиусом поворота. Полный габаритный радиус поворота БелАЗ этой модели — 20,5 метров.

Конструкторы не стали менять уже проверенную на других машинах этой марки тормозную систему. Она состоит из эффективных рабочей, вспомогательной, стояночной и запасной тормозных систем, оснащенных гидравлическим приводом. Он существенно облегчает управление автомашиной при проезде по техническим дорогам.

Привод тормозной системы, рулевое управление и механизм для опрокидывания сварного кузова работают от объединенного гидравлического оборудования. Ковшового типа кузов БелАЗ-7555 поднимается с грузом на телескопических двухступенчатых цилиндрах за 15 секунд. Он вмещает при загрузке вровень с бортами 22,7 м3, при максимальной загрузке поверх бортов можно засыпать 33,3 м3 породы.

Особенности эксплуатации и цена спецтехники

Пустой сварной кузов с продольными лонжеронами коробчатого сечения и литыми деталями в местах наибольшей нагрузки опускается за 14 секунд. Переменной высоты лонжероны соединяются между собой поперечинами. Обогревается платформа и днище кузова также как и на других моделях БелАЗ отработанными газами.

Поскольку вес БелАЗ 7555 в снаряженном состоянии 40500 кг не позволяет доставить автомашину к потребителю по дорогам общего назначения, автомобиль транспортируют к месту работы в разобранном состоянии. На месте проводят сборку в соответствии с руководством по эксплуатации БелАЗ 7555.

Ремонт БелАЗ осуществляется на специализированных ремонтных предприятиях в силу того, что для этого требуются стенды и технологическое оборудование для съемки крупногабаритных деталей автомашины. Запчасти на БелАЗ 7555 поставляются заводом-изготовителем и его партнерами, а также дилерскими центрами по ценам отраженным в прайс-листах головного предприятия. Вторичный рынок этих автогигантов создают промышленные предприятия, у них БелАЗ этой модели можно приобрести по цене от 5 млн. рублей.

Фото БелАЗа

Работы, проводимые в карьерах, отличаются своей сложностью и трудоемкостью. Огромное количество вывозимых сыпучих материалов требует обязательного наличия спецтехники, с помощью которой и осуществляется перевозка добытых полезных ископаемых и отвалов пустой породы. Одной из таких крупногабаритных машин, которому по праву можно назвать практически самой крупной в мире, является БелАз-7555.

Общая информация и назначение

Данный эксплуатируется для транспортирования грузов, имеющих сыпучую консистенцию, и различных горных масс. Также БелАз-7555 просто незаменим во время строительства сложных с технической точки зрения, крупных объектов промышленности. За счет продуманной конструкции машина превосходно зарекомендовала себя как в сложных дорожных условиях, так и в суровых климатических зонах.

Модификации

БелАз-7555, фото которого приведено в данной статье, производится в четырех вариантах, которые обозначаются латинскими буквами: B, D, E, F. Каждая из моделей имеет свои конструктивные особенности и различные рабочие параметры.

Максимальный показатель грузоподъемности равен 60 тоннам, что очень хорошо для грузовых машин. Подбирая модификацию самосвала, необходимо грамотно подходить к учету всех его показателей, дабы достичь таких преимуществ, как:

• Длительный срок эксплуатации.
• Широкая область использования.
• Легкость проведения технического обслуживания.
• Оптимальная стоимость.
• Доступные и недороги запасные части и узлы.

А чтобы максимально верно подобрать этот массивный грузовик, следует детально ознакомиться с которого будут рассмотрены в следующем разделе.

Рабочие показатели

Все эти самосвалы имеют общие параметры в таких узлах:

• Трансмиссия — 7556-1700004 ГМП (6+1).
• Величина максимальной скорости — 55 км/ч.
• Расход топлива — 211 г/кВт*ч.
• Общий вес без и со вспомогательным оборудованием — 44/104 тонны.

БелАЗ-7555B и 7555D оснащены мотором типа KTTA 19-C мощностью 522 кВт и имеют грузоподъемность 55 тонн. В свою очередь, БелАЗ-7555E и 7555F имеют мотор QSK 19-C мощностью 559 кВт и способны перевозить 60 тонн груза.

Параметры моторов

KTTA 19-C сочетают в себе следующие показатели:

• Общий вес — 1975 килограмм.
• Предельная мощность — 522 кВт.
• Камера сгорания имеет рабочий объем 19 000 см. куб.
• Количество рабочих цилиндров — 6 штук.
• Расположение цилиндров — в ряд.
• В наличии двойной турбонаддув.

Стоит отметить, что объем потребляемого топлива весьма невелик, поскольку в машине применяется разработанная специалистами электронная автоматизированная система управления двигателем, с помощью которого, между прочим, самосвал способен преодолевать даже самые крутые подъемы и внушительные преграды на своем пути.

Теперь рассмотрим QSK 19-C. Его функциональные параметры таковы:

• Величина максимальной мощности — 560 кВт.
• Общая масса -2120 кг.
• Рабочие цилиндры (количество) — 6 штук.
• Расположение рабочих цилиндров — рядное.

Даже невзирая на то, что этот мотор имеет внушительную мощность, потребление топлива его весьма невелико, что также возможно объяснить его сбалансированной работой, контролируемой электронной системой.

При обеспечении надлежащего уровня технического обслуживания и ремонта двигатели БелАза способны прослужить очень длительный период времени даже в очень экстремальных условиях и тяжелых режимах работы. Особо стоит отметить: стоимость запасных деталей у этим двигателем относительно невелика.

Размеры

Характеристика БелАза-7555 будет неполной, если не указать его массу и габариты:

• Длина машины от края переднего бампера до конца погрузочной платформы — 8890 мм.
• Ширина самосвала (измеряется от краев протекторов между правым и левым колесом) — 4740 мм.
• Высота грузовика от до верхней точки водительской кабины — 4560 мм.

Такие колоссальные габариты объясняются внушительной грузоподъёмностью самосвала, которая может достигать 60 тонн (машина модификации Е).

Что касается модификации D, то ее длина составляет 8890 мм, ширина 5080 мм, а высота 4630 мм.

Грузовики класса B и F обладают сухой эксплуатационной массой (без груза и ёмкостей топлива) 40500 килограмм. Самая большая модификация — Е, которая весит порядка 44100 кг.

Емкости

БелАз-7555 имеет несколько что и понятно, учитывая его возможности.

• Бак для хранения топлива — 740 литров.
• Гидравлический бак — 230 литров.
• Объем смазочного материала, находящегося в заднем мосту — 108 литров.
• В каждом цилиндре первой подвески находится 15 л, в задней подвеске цилиндры содержат 15,8 литров.
• Система, обеспечивающая жидкостное охлаждение двигателя — 205 литров.

Показатель суммарного объема всех емкостей самосвала составляет практически 1,5 тонны.

Специальное оборудование и вспомогательные опции

Нормальная эксплуатация БелАз-7555 просто невозможна без наличия узкоспециализированных технических средств, среди которых:

• Система, обеспечивающая кондиционирование воздуха в кабине водителя.
• Система пожаротушения водительской кабины.
• Предпусковой подогрев двигателя.
• Централизованная и автоматизированная система смазки.
• Индикаторы, сигнализирующие о загрузке машины и количестве топлива.
• Датчики, осуществляющие беспрерывный мониторинг давления в колесах машины в режиме онлайн.
• Система диагностики, предоставляющая возможность очень быстро и четко определять причины возникновения каких-либо технических неисправностей.

Описание ходовой части

БелАз-7555 абсолютно всех модификаций имеет ведущий мост, в составе которого значатся:

• Коническая одноступенчатая передача.
• Дифференциал.
• Сателлиты (четыре штуки).
• Планетарная передача колесного типа.

В конструкции самосвала заложена и карданная передача, состоящая из:

• Открытых карданных валов.
• Игольчатых подшипников.
• Упругой муфты.
• Защитного кожуха.

Шины машины — бескамерные, пневматические с номинальным давлением 0,65 МПа.

Задний мост машины имеет:

• Одноступенчатую главную передачу.
• Конический дифференциал.
• Планетарные передачи.

Передний и задний мосты оснащены пневмогидравлическими цилиндрами, заполненными азотом и маслом в равных пропорциях.

Трансмиссия самосвала гидромеханического типа и состоит из:

• Гидравлического трансформатора.
• Четырехвальной коробки передач.
• Электронной системы, защищающей от перегрузок.
• Аварийной системы управления.

Гидросистема

Кузов грузовика опрокидывается благодаря гидравлическому приводу. Главными рабочими элементами гидрооборудования, которое отвечает за опрокидывание, являются:

• Масляные шестереночные насосы.
• Гидроцилиндры.

В целом же гидросистема самосвала имеет такие параметры:

• Время подъема до верхней точки рабочей платформы — 15 секунд.
• Время опускания платформы — 14 секунд.
• Максимальный показатель рабочего давления — 17 МПа.
• Предельная производительность — 342 дм.куб/мин.

Особенности машины

Особого внимания достойна кабина водителя, которая полностью соответствует европейским стандартам. Вибрация в ней достигает всего лишь уровня 80 дБ, что позволяет водителю не уставать от нее, даже находясь на рабочем месте довольно долгий период времени.

В заключение отметим, что БелАз-7555, руководство по эксплуатации которого приводит рекомендации по регулировке механизмов машины, ее систем, а также основные правила обслуживания, является именно тем самосвалом, который сочетает в себе высокую эффективность работы и невысокую стоимость ремонта своих узлов.

Этому самосвалу нет равных по грузоподъёмности в мире. Специалисты Белорусского автозавода намного превзошли своих коллег – производителей сверхтяжёлой техники из Германии и США, создав гигантский «БелАЗ-75710». Грузоподъёмность данной модели составляет 450 тонн. В начале 2014 года «БелАЗ-75710» установил абсолютный рекорд, когда провёз по испытательному полигону груз массой в 503 с половиной тонны. Представляем Вашему вниманию полный обзор этого уникального карьерного самосвала.

Сразу стоит отметить, что «БелАЗ-75710» – это не просто выставочный образец, как можно подумать сначала. И не единственный в своём роде «грузовик-рекордсмен», этакая «рекламная витрина» Белорусского автозавода. Разумеется, Жодинское предприятие давно в рекламе не нуждается. Это – серийная модель!

Первый же экземпляр самого большого на планете грузовика вскоре после своего появления на публике (осенью 2013 года, на 65-м дне рождения завода «БелАЗ»), уже отправился трудиться на угольном разрезе «Черниговец», что в городе Берёзовском, на Кузбассе. Вслед за ним было построено ещё несколько этих уникальных автомобилей, также поставленных в Кемеровскую область.

Компания «БелАЗ» создала самый большой в мире самосвал БелАЗ-75710 грузоподъёмностью 450 тонн, что эквивалентно трёмстам Ford Focus, 37 двухэтажным автобусам или двум с половиной голубым китам. Кстати, Airbus A380 — крупнейший пассажирский самолёт в мире — весит значительно меньше, всего 277 тонн.
Давайте посмотрим на эту машинку подробнее …

Поскольку в карьерных разработках сложились определённые габаритные ограничения, связанные, в том числе, и с шириной технологических дорог, «БелАЗу-75710» нужно, несмотря на свои исполинские размеры, им соответствовать, и по радиусу поворота/разворота быть сопоставимым с гораздо более компактными «собратьями». Это потребовало от инженеров создания новой и весьма изощрённой схемы управления. Для такого гиганта, да ещё и с двухскатной передней ошиновкой, обыкновенный вариант, с передними поворачивающимися колёсами не подойдёт. Других вариантов только два: это шарнирно-сочленённая рама и поворотные мосты. Однако в первом случае узлу шарнирного сочленения нужно было бы испытывать ужасающие нагрузки, в связи с чем шарнир пришлось бы увеличить до невероятных размеров. Поэтому на вооружение взяли схему №2. Конструкторы назвали механизм с поворотными мостами «экскаватором вверх ногами». Потому что в экскаваторе шасси неподвижно, а корпус вращается; а в гигантском«БелАЗ»е неподвижным остаётся корпус, а поворачиваются расположенные под рамой мосты.

В январе 2014 года грузовик установил рекорд Гиннесса в странах Европы и СНГ, провезя по испытательному полигону груз весом в 503,5 тонны

Эта новая система, как и многое другое новое, является «хорошо забытым старым». Поскольку ещё в начале 70-х годов ХХ века специалисты Белорусского автозавода пытались разработать подобный грузовик – с двумя поворотными мостами на восьми шинах. На компонентах 42-тонного «БелАЗ»а был построен специальный «экспериментально-передвижной стенд», на котором обкатывали и оттачивали данную схему управления. В 1977-м году данное технологическое решение было, с переменным успехом, опробовано на более тяжёлой экспериментальной автомашине – «БелАЗ‑7520» Этот самосвал грузоподъёмностью 110 тонн с поворотными мостами получился слишком высоким. Поэтому схема управления с поворотными мостами была отправлена «под сукно».

В 1990-м году тему возродили и разработали уже совершенно в новом качестве. Первым предшественником «БелАЗ-75710» стал первый реально эксплуатируемый коммерческий сверхтяжёлый грузовик на восьми шинах – 280‑тонный «БелАЗ‑75501». Он был рекордсменом по грузоподъёмности среди «БелАЗ»ов вплоть до 2005 года, когда был выпущен второй предшественник «БелАЗ-75710» – 320-тонный «БелАЗ‑75600», базирующийся на шести колёсах с размером шин «55/80R63». Необходимо отметить, что возможности грузоподъёмности карьерных самосвалов напрямую зависели и зависят от возможностей шинной промышленности, и растут вместе с ней. Когда компания «Бриджстоун» смогла предложить ещё более усиленные шины размером «59/80R63», в 2010 году, «БелАЗ‑75600» смог «принимать на борт» уже не 320, а 360 тонн.

И сверхгигант «БелАЗ-75710» тоже «встал» на эти шины. Только одна такая покрышка весит пять с половиной тонн! Кстати, «Бриджстоун»ами были укомплектованы только первые самосвалы. В последующем выпуск этой современной продукции освоили и на «БелШине».

Наиболее близким аналогом «БелАЗ‑75501» среди иностранных конкурентов можно назвать немецкий тяжёлый карьерный самосвал «Либхерр Т282-В» («Liebherr»). Он выпускается с 2004 года и имеет грузоподъёмность 363 тонны.

Применение

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.

Рабочая смена «БелАЗ»а 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 «БелАЗ»ы используются для ремонта тех самосвалов, что находятся «в строю», что также способствует снижению их себестоимости.

Расход топлива

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.

Технические характеристики

Любой из параметров сверхгиганта является впечатляющим. Поэтому, возможно, цифры красноречивее всяких слов характеризуют масштабы «БелАЗ‑75710». Данный самосвал– это не только четыреста пятьдесят тонн штатной грузоподъёмности, но и сразу 5600 литров дизтоплива на борту, 538 литров машинного масла и 1800 литров жидкости в гидравлической системе!

Массово-габаритные показатели, параметры мощности:

• Длина – 20,6 метров.
• Ширина– 9,750 метров.
• Высота– 8,17 метров.
• Масса без нагрузки – 360 тонн.
• Дизельные двигатели: 2 х 2332 л.с. (1715 кВт) мощностью.
• Максимальный крутящий момент – 9 313 Нм.
• Электромотор-колёса: 4 х 1630 л.с.(1200 кВт) мощностью.
• Подвеска: гидропневматическая.
• Диаметр амортизаторов – 170 мм.
• Топливные баки:2 х 2800 литров.
• Размер шин: 59/80R63.
• Колёса: 44,00-63/50.
• Максимальная скорость – 67 км/ч.
• Удельный расход топлива –198 г/кВт*ч.
• Крутящий момент, Н*м/об/мин 9313 / 1500

• геометрический 157,5
• с «шапкой» 2:1 269,5
• радиус поворота, м 19,8

Для обслуживания топливной системы имеются специальные лестницы, которые ведут на баки – они находятся по бокам. Поскольку, хотя «БелАЗ‑75710» – машина и уникальная, но отнюдь не волшебная, и дозаправка и замена фильтров требуются ей регулярно. Кстати, на площадке двухмаршевой лестницы, ведущей в кабину, нужно проходить мимо ряда из восьми круглых элементов, которые все издалека принимают за фары, закрытые заглушками. Но это не фары, а воздушные фильтры. Фары тоже есть – они небольшие, квадратные, и расположены в нижней части кабины.

1. Радар и камера заднего вида. Такие же радары есть по бокам и спереди автомобиля.

2. Задний мост. Доступ внутрь позволяет обслуживать мотор-колёса.

3. Пневмогидравлические цилиндры подвески. Спереди моста, симметрично цилиндрам, расположены стойки стабилизаторов поперечной устойчивости.

Рама «БелАЗ‑75710» не имеет ничего общего с привычной классической «лестницей» обычных грузовиков. Мало того, что она вообще у всех карьерных самосвалов имеет другую форму, для 450-тонника пришлось искать совершенно уникальное технологическое решение. В раму вписали два мощных шарнирных элемента, на которых и вращаются гигантские управляемые мосты.

Укомплектованы шарнирные поворотные элементы уникальными подшипниками диаметром в 2,75 метра! Рама сделана с использованием применяемого в судостроении кессонного сечения. В качестве металла для рамы была выбрана особенно прочная сталь производства Швеции «Уэлдокс-800» («Weldox»). Этот твёрдый материал просто не под силу большинству металлообрабатывающих станков. Поэтому у шведов заказали не просто листы металла, а уже раскроенные по «БелАЗ»овским чертежам заготовки. Которые на заводе сваривались между собой, с расточкой посадочных мест под исполинские подшипники и высверливанием отверстий под крепёж.

Двигатель и трансмиссия

В моторный отсек «БелАЗ‑75710» не заглядывают, а попросту заходят. Полная иллюзия, что ты – персонаж популярного мультипликационного сериала «Фиксики». Естественно, никакой «борьбы за сантиметры свободного пространства», характерной для обычного автомобилестроения, здесь не было. Моторы самого большого из «БелАЗ»ов – это два монументальных дизеля «MTU Детройт Дизель 16V4000», расположенные поперечно. Мощность каждого из них составляет 2332 лошадиные силы, или 1715 кВт. В сумме – 4664 л.с. Рабочий объём каждого из моторов – 65 литров. Но мощные двигатели «MTU» здесь требуются не для того, чтобы крутить вал коробки передач, как в обычных дизельных автомобилях. А для бесперебойного вырабатывания электроэнергии. Коробки передач на «БелАЗ‑75710» нет совсем, а двигают гигантский грузовик тяговые электромоторы.

Поэтому дизели служат для обеспечения работы двух генераторов, которые вырабатывают ток для тяговых электродвигателей, а также гидравлических систем автомобиля. Как и в более компактных «БелАЗ»ах, в этом флагманском самосвале применён принцип прогрева днища грузовой платформы выхлопными газами. Тяговых электрических двигателей марки «1TB3026-0G-03» на «БелАЗ‑75710» четыре, и располагаются они внутри ступиц колёс. По-другому они называются «электромотор-колёсами». Поскольку каждый электромотор имеет мощность 1200 кВт, или 1630 л.с., то их суммарная мощность составляет 6520 лошадиных сил! Два генератора в связке с четырьмя электродвигателями именуются тяговой установкой. Пока «БелАЗ‑75710» комплектуются тяговыми установками фирмы «Сименс», марки «Siemens MMT500». Но в будущем предполагается освоить производство аналогичных электрических силовых установок на ООО «Силовые машины», Санкт-Петербург, которое поставляет на «БелАЗ» такую же продукцию для самосвалов меньшей грузоподъёмности (от 90 до 220-ти тонн). В комплексе данная система называется электромеханической трансмиссией. Кроме перечисленных узлов и агрегатов, к ней относятся также силовой шкаф управления и тормозная установка УВТР.

Тормозная система

Каждое колесо сверхтяжёлого самосвала снабжено двухдисковыми тормозами с гидравлическим приводом. Но в загруженном состоянии, для автомобиля общей массой более чем в восемьсот тонн этого будет недостаточно. Вот почему у «БелАЗ‑75710» имеется ещё одна тормозная система – электродинамическая.

Торможение осуществляется посредством того же колёсного электромотора, который и вперёд движет машину. При задействовании электродинамической тормозной системы выделяется громадное количество тепла, которое требуется отводить. Для этого в конструкции самосвала предусмотрена система принудительного воздушного охлаждения тормозных резисторов.

Ходовая часть и управление

Ходовая часть гиганта именуется «зависимой пневмогидравлической со встроенным гидравлическим амортизатором». Даже имеющий самые скудные познания в технике, но внимательный человек заметит, что оба моста «БелАЗ‑75710» – и передний, и задний, – совершенно одинаковые. Каким же способом тогда этот огромный грузовик поворачивает? Ведь здесь нет ни шкворней, ни шаровых опор. Дело в том, что управляемые на самом большом «БелАЗ»е оба моста, и передний, и задний. Функцию рулевых тяг тут выполняют два цилиндра, а остальные узлы рулевого управления здесь мало отличаются от традиционной схемы, – гидрообъёмное управление с обыкновенной рулевой колонкой и «баранкой» в кабине.

Несмотря на свои монументальные габариты, неповоротливым этот «БелАЗ»овский сверх-грузовик никак не назовёшь: радиус разворота составляет всего 45 метров. А радиус поворота – более чем вдвое меньший. В связи с этим, по соотношению радиуса поворота и длины «БелАЗ‑75710» должно признать не просто маневренным, а даже сверхманевренным транспортным средством (подробнее об этом – в следующем разделе обзора). Тем не менее, для последующих экземпляров данной модели специалисты Белорусского автозавода готовят и оттачивают ещё более изощрённую схему управления, которая могла бы обеспечивать одновременный поворот сразу двух мостов. Это ещё более усилит маневренность «БелАЗ‑75710» и придаст огромному самосвалу одновременно и эффектный, и эффективный «крабовый ход».

Гидравлическая система

На самосвале «БелАЗ‑75710» реализована объединённая гидравлическая система, с использованием общего бака гидравлической жидкости – на тормоза, цилиндры опрокидывания и цилиндры поворота. В действие систему приводит специализированная мощная насосная станция «Рексрот», производства компании «Бош» («Bosch Rexroth»). В рулевой гидравлике используются четыре гидравлических цилиндра, по два – на каждый мост. Вначале полный поворот производится передним мостом, и только затем приводится в движение мост задний. Когда оба моста «складываются», то радиус поворота получается всего лишь 19,8 м (по следу наружного колеса). Если учесть, что общая длина машины составляет более 20 м, то результат получается просто фантастический!

Когда поднимается самосвальную платформу, то рулевое управление при этом выключается, дабы весь полный объём гидромасла был задействован на подъём. При разработке модели было признано нецелесообразным возить громадный объём масла, чтоб можно было обеспечить одновременно и опрокидывание, и маневрирование машины. С рамой грузовую платформу соединяют специальные страховочные тросы. Они призваны удерживать многотонный кузов от резкого опускания, в случае отказа гидравлической системы.

Система безопасности

В интернете можно найти немало фотографий доблестных работников добывающей отрасли на фоне перевернувшихся в карьере «БелАЗ»ов различных марок. Для того, чтобы максимально обезопасить «БелАЗ‑75710» от подобных «приключений», впервые в истории на карьерном самосвале был применён стабилизатор поперечной устойчивости, ещё одно решение белорусских инженеров, которое можно назвать уникальным в своём роде. Он и от бокового опрокидывания страхует, и плавность хода придаёт.

Кроме того, «БелАЗ‑75710»оборудован системой кругового видеообзора. Кроме видеокамер, на всех четырёх сторонах гигантского самосвала имеются датчики движения, специальные радары, фиксирующие приближение человека к машине. Поэтому, если кто-то замешкается в своих прогулках рядом с самосвалом или под ним, то водитель будет чётко знать об этом.

С каждой стороны самосвала установлены индикаторы электронных весов, хорошо видные экскаваторщику. Он в режиме реального времени видит и знает, сколько тонн породы уже загружено в кузов. «БелАЗ‑75710» также оборудован страховочной системой на случай поломки рулевой гидравлики. Эта система – пневмогидроаккумуляторы рулевого управления – обеспечит достаточное давление для того, чтобы спокойно съехать с дороги в безопасное место и остановиться. Их в «БелАЗ‑75710» шесть штук – больше, чем в каком бы то ни было другом грузовике.

Устройство кабины

Кабина самого большого «БелАЗ»а напоминает рубку океанского лайнера как по своему высокому расположению, так и по насыщенности разнообразными приборами и датчиками. Здесь сосредоточено всё необходимое для безопасной работы самосвала в штатном режиме. Кстати, верхняя площадка самосвала, на которой находится кабина, называется палубой.

Уровень комфорта водителя находится на уровне современных европейских стандартов, и ни о каком ущербе для здоровья водителя при работе на «БелАЗ‑75710» говорить не приходится. Даже в самых сложных и суровых климатических условиях.Рабочее место водителя самого большого «БелАЗ»а будет, конечно, попроще, чем в легковом «Мерседесе», но оборудовано всем необходимым. Сиденье снабжено всеми регулировками, в кабине имеются климат-контроль и современная аудиосистема.

Разгон и ресурс

С электромеханической трансмиссией разгоняться на таком автомобиле будет довольно легко и безопасно, так как здесь вряд ли что-то может сломаться. Трение деталей отсутствует, соответственно, износ и поломки практически минимальны.

По отзывам покупателей можно заметить, что подобные машины способны ехать по карьеру более 900 тыс. км. В реальности же многие проезжали более миллиона. Хотя на самом деле, по заявлению производителя, ресурс данной машины рассчитывается моточасами, а не километрами.

Максимальная скорость самого большого БелАЗа 64 км/ч.

О цифрах в $ для осознания

Цена такой машины — $8–9 млн.
Цена покрышки — $42500

<< reviewsOverall >> / 5 Пользователей (0 Оценок)

Удобство и комфорт

В обзоре мы подробно рассмотрим технические характеристики БЕЛАЗа-7555 и его модификаций. Грузоподъемность машин варьируется от 55 до 60 тонн

Технические характеристики БЕЛАЗ-7555

Источник фото: belaz.by

Карьерные самосвалы БЕЛАЗ-7555 эксплуатируются при температуре воздуха от минус 50 до плюс 50 градусов на разработках полезных ископаемых. Машины предназначены в первую очередь для транспортировки сыпучих грузов, руды или горной породы.

Самосвалы БЕЛАЗ-7555 на сегодняшний день выпускаются в 4 модификациях (модели с индексами B, D, E и F), которые различаются такими техническими характеристиками, как мощность двигателя и грузоподъемность.

Руководство по эксплуатации БЕЛАЗ-7555

Чтобы не допускать поломок оборудования, а также для достижения наибольшей производительности при работе необходимо изучить руководство по эксплуатации БЕЛАЗ-7555 (и его модификаций).

Габариты

5 300 мм (5 700 мм — БЕЛАЗ 7555D)

4 560 мм (4 600 мм — БЕЛАЗ 7555D)

Двигатель

До 1994 года самосвалы БЕЛАЗ-7555 оснащались силовыми агрегатами Ярославского моторного завода. После техника стала агрегатироваться ДВС Cummins. Сейчас в зависимости от модификации на заводе устанавливают две модели силовых агрегатов Cummins: на БЕЛАЗы с индексами E и F — дизельные 4-тактные силовые агрегаты QSK 19-C мощностью 760 л.с.; на модели 7555B и 7555D — KTTA 19-C (мощность — 710 л.с.) с газотурбинным наддувом, смешанной системой смазки, прямым впрыском горючего.

Расход топлива у самосвалов БЕЛАЗ-7555 при номинальной мощности составляет 226 г/кВт*ч.

Технические характеристики ДВС

Тормозная система

Источник фото: belaz.by

Рабочая тормозная система представляет собой тормозные механизмы сухого типа с раздельным гидроприводом: для передних колес — однодисковые, для задних — маслоохлаждаемые многодисковые. Несмотря на то, что на БЕЛАЗ-7555 установлена автоматическая КПП, в кабине имеются три педали, одна из которых — дополнительный тормоз, используемый при движении по уклону с полной загрузкой.

Грузоподъемность

В зависимости от конкретной модификации грузоподъемность БЕЛАЗ-7555 составляет 55 или 60 тонн. 55-тонные модели БЕЛАЗ-7555 оснащаются кузовом ковшового типа объемом 22,7 куб. м, 60-тонные — 27-кубовыми. Все они оснащены системами защиты ROPS. Имеется функция подогрева днища.

Источник фото: belaz.by

Устройство самосвала

Для повышения устойчивости и увеличения плавности хода БЕЛАЗ-7555 оснащен пневмогидроподвеской с гидравлическими амортизаторами в паре с зависимым механизмом направляющего хода. В устройстве БЕЛАЗ-7555 применена сварная рама, изготовленная из низколегированной стали. Она оснащена дополнительными креплениями для установки оборудования. Литые элементы конструкции использованы в тех местах, где отмечена повышенная нагрузка на раму (сама она не цельнолитая). Справа от самосвальной платформы установлены три сигнальные лампы, оповещающие об уровне загрузки машины.

БелАЗ-7540: технические характеристики

Богатырь среди обычных самосвалов, малыш среди БелАЗов

Карьерные самосвалы серии БелАЗ-7540 являются самыми малыми, компактными и маневренными в линейке продукции знаменитого Жодинского автозавода. Грузоподъёмность такого грузовика составляет 30 тонн. Он предназначен для перевозки грунта, песка и горных пород в сложных горнотехнических условиях: применяется в глубоких карьерах, на открытых разработках месторождений полезных ископаемых. Эксплуатируется данный самосвал по технологическим дорогам, в любых природно-климатических условиях.

Описание БелАЗ-7540

Автомобили БелАЗ-7540 выпускаются с начала 1990-х годов. Их дизайн и внешний вид претерпел за годы выпуска минимум изменений. Он очень простой, строгий и практичный. Незначительно выступающий капот занимает всю лицевую часть самосвала. Под капотом находится массивный прямой бампер со встроенной в него световой оптикой, а по бокам от капота размещены лестницы, которые ведут на верхнюю часть больших металлических крыльев.

Кабина расположена со смещением к левому борту машины. Она оборудована одной боковой дверью и панорамным остеклением. Внутри – такой же практичный интерьер салона, как и общий внешний вид самого самосвала: информативная приборная панель в классическом стиле, выверенное эргономичное расположение органов управления, подрессоренное кресло водителя и дополнительное «стажёрское» сидение для пассажира сбоку.

БелАЗы-754О оснащаются металлическими кузовами ковшового типа, сварной конструкции, с треугольным профилем в модификациях 754ОА, 754ОВ и 754ОК, а также со специальной углевозной платформой ковшового типа (с высокими бортами) – в модификации 754ОЕ.

Во всех вариантах грузовика его кузов дополнен далеко выступающим вперёд козырьком для защиты кабины от падения обломков породы и прочих тяжёлых предметов, подогревом днища выхлопными газами и устройством механического застопорения кузова в поднятом положении.

Показатели вместимости кузова таковы: в базовом исполнении (в модификациях 754ОА, 754ОВ и 754ОК) его геометрическая вместимость составляет 15,1 кубических метров при загрузке до бортов, либо 19,2 кубометров при его загрузке «с шапкой» 2:1. Углевозный кузов грузовика модификации 754ОЕ, тот, что с дополнительными бортами, вмещает около 24,7 кубометров груза при загрузке по уровню бортов, либо 28,2 кубометров – при его загрузке «с шапкой».

Особенности устройства: рама, подвеска, тормоза

БелАЗы-30-тонники построены на сварной лонжеронной раме из сверхпрочной низколегированной стали. Лонжероны продольные имеют коробчатое сечение и соединены поперечинами, в виде лестницы.

Подвеска самосвала по всему кругу (как для передней оси, так и для ведущего моста) является полностью зависимой, пневмогидравлической, с продольными рычагами и поперечными штангами, а также с интегрированными гидравлическими амортизаторами (по две штуки на каждой оси, цилиндры пневмогидравлические (масло и азот). Ход поршня переднего цилиндра составляет 2О5 мм, заднего — 265 мм.

Тормозная система самосвала БелАЗ-754О включает в себя 4 подсистемы. Рабочую (колёсные барабанные тормоза с раздельным пневматическим приводом). Стояночную (механизм колодочный, постоянно-замкнутого типа на ведущем валу главной передачи, с пружинным приводом и пневматическим управлением). Вспомогательную (из гидродинамического тормоза-замедлителя на ведущем валу трансмиссии с электрическим управлением). Плюс ещё запасную (тормоз стояночный и рабочий контур тормозной системы рабочей). Значительная рабочая поверхность фрикционных накладок рабочих тормозов обеспечивает стабильно надёжное торможение.

Первоначальный вид самосвала данного семейства (БелАЗ-75405, выпускавшийся в 90-х годах)

Рулевой механизм сделан по принципу «винт с шариковой гайкой и поршень-рейка, с гидравлическим усилителем. Малый радиус поворота в сочетании с короткой колёсной базой обеспечивают исключительно высокую для подобного класса автомобилей маневренность самосвалов.

Сферы применения и особенности эксплуатации

Карьерные самосвалы БелАЗ-754О предназначаются для перевозки сыпучих грузов и горных пород в разрыхлённом состоянии по специально проложенным технологическим дорогам. Кроме карьеров и открытых разработок полезных ископаемых, эти машины могут применяться на строительстве крупных промышленных и гидротехнических объектов, на возведении желездорожно- и автомагистральных комплексов, в технологических подразделениях предприятий перерабатывающей индустрии.

В зависимости от удельного веса перевозимого груза, максимальная эффективность использования данной техники достигается при её эксплуатации в связке с экскаваторами или погрузчиками, имеющими ковши ёмкости от четырёх до восьми кубических метров.

Модификации БелАЗ-7540

Семейство 30-тонников БелАЗ-754О включает в себя четыре модификации, которые различаются друг с другом как двигателями и вместимостью своих кузовов, так и габаритными размерами. У 754ОА и 754ОВ габариты идентичные: длина – 7,11 м, ширина по зеркалам – 4,56 м, высота по козырьку – З,9З м. Модификация 7540Е немного длиннее – 7,16 м и пониже З,9 м. Версия 754ОК является самой длинной из всех существующих в производственной программе предприятия – 7,41 м.

• 7540A – с дизельным двигателем ЯМ3-24ОПМ2, мощностью в 309 кВт и крутящим моментом 1491 Н*м, при 16ОО об/мин. Формула трансмиссии: 5+2. Геометрический объём кузова – 15,1 кубометров, с «шапкой» 2:1 – 17,8 кубометров.
• 7540B – с дизелем ЯМ3-24ОМ2, мощностью 265 кВт и крутящим моментом 1275 Н*м, при 16ОО об/мин. Формула трансмиссии: 3+1. Геометрический объём кузова – 19,2 кубометров, с «шапкой» 2:1 – 21,7 кубометр.
• 7540E – с углевозным кузовом, автомобиль оснащён мотором ЯМ3-24ОМ2, мощностью в 265 кВт и крутящим моментом 1275 Н*м, при 16ОО об/мин. Формула трансмиссии: 3+1. Геометрический объём углевозного кузова – 24,7 кубометров, с «шапкой» 2:1 – 28,2 кубометров.
• 7540К – с дизельным двигателем Камминз QSM11-C мощностью в 298 кВт и крутящим моментом 1898 Н*м, 1ЗОО-14ОО об/мин. Формула трансмиссии: 5+2. Геометрический объём кузова – 15,1 кубометров, с «шапкой» 2:1 – 19,2 м3.
  Также было выпущено некоторое количество самосвалов модификации 7540D, укомплектованных дизелем Deutz BF8M1015 немецкого производства, мощностью 395 л.с.

Двигатели БелАЗ-7540

Большинство самосвалов данного семейства оснащено длинноходными дизельными двигателями серии ЯМ3-24О. Они предназначены специально для мощных и производительных карьерных самосвалов, а также для тяжёлой автомобильной и строительной техники, с полной массой до пятидесяти трёх тонн.

ЯМ3-240М2 и ЯМ3-24ОПМ2 – это двенадцатицилиндровые V-образные дизельные двигатели рабочим объёмом 22,3 литра. Это четырёхтактные моторы с воспламенением от сжатия, с непосредственным впрыском дизтоплива, с жидкостным охлаждением, механическим регулятором частоты вращения.

ЯМ3-24ОПМ2 является турбированной версией силового агрегата ЯМ3-24ОМ2 и отличается от него наличием турбонаддува. Мощность ЯМ3-24ОМ2 составляет 265 кВт (360 л.с.), крутящий момент – 1275 Н.м (130 кгс.м); ЯМ3-24ОПМ2 – 309 кВт (420 л.с.), крутящий момент – 1491 Н.м (152 кгс.м).

На БелАЗ-7540К устанавливается дизельный силовой агрегат иностранного (китайского) производства от компании «Камминз» – Cummins QSM11-C. Это шестицилиндровый рядный рядной дизельный двигатель с рабочим объёмом в 10,8 литров, мощностью 298 кВт (400 л.с.) и максимальным крутящим моментом 1898 Н.м при 16ОО об/мин. Он также оборудован турбонаддувом. Диаметр цилиндра данного мотора – 125 мм, ход поршня – 147 мм. Как и турбированный ЯМЗ-240ПМ2, двигатель Cummins QSM11-C работает в связке с пятиступенчатой гидромеханической трансмиссией.

Каждый из представленных дизельных двигателей, применяемых на данных самосвалах, обеспечивает оптимальную удельную мощность, скорость самосвала на подъёмах, а также достойную топливную экономичность. Для обеспечения лёгкого запуска двигателя в условиях отрицательных температур карьерные самосвалы БелАЗ-7540 оборудуются предпусковым подогревателем, который обеспечивает подогрев дизтоплива и охлаждающей жидкости при запуске дизельного мотора.

Очистка воздуха производится посредством двухступенчатого фильтра с элементами сухого типа. Система очистки воздуха оснащается индикатором засоренности. Выпуск отработавших газов производится через грузовую платформу. Система выпуска приспособлена под установку нейтрализаторов ОГ. Система смазки – смешанного типа, выполненная по принципу «мокрого» картера. Система охлаждения – жидкостная, с принудительной циркуляцией.

Трансмиссия и гидравлическая система БелАЗ-7540

Автомобили семейства самосвалов БелАЗ-754О оснащаются трёх- либо пятиступенчатой гидромеханической трансмиссией. Гидромеханическая передача позволяет выбрать наиболее оптимальный тягово-скоростной режим движения самосвала, что облегчает управление транспортным средством и обеспечивает безопасность движения. Гидротрансформатор снижает динамические нагрузки в трансмиссии, обеспечивает устойчивую работу двигателя при переменах в нагрузках.

В составе карданной передачи – два карданных вала открытого типа, с шарнирами на игольчатых подшипниках. Они соединяют гидромеханическую передачу с силовым агрегатом и ведущим мостом. Передний карданный вал оснащён упругой муфтой.

Объединённая гидросистема, построенная на унифицированных элементах, обладает конструктивной простотой и минимальными потерями мощности. Подъём самосвального кузова на всех грузовиках происходит за 16 секунд, опускание – за 20 секунд. Наибольшее давление, которое создаётся в гидросистеме, равняется 1З,5 МПа, а степень фильтрации – 1О мкм. Максимальная производительность гидравлического насоса при 21ОО об/мин достигает 168 дм3/мин (на грузовиках модификаций В и Е), 174 дм3/мин (на машинах модификаций А и К).

В состав гидравлической системы входит согласующая гитара, которая состоит из трёх валов. Между двигателем и гитарой располагается карданная передача, которая оснащена резиновой муфтой на месте переднего шарнира. На картере узла находятся люки, которые служат для подключения редукторов отбора мощности. От гитары крутящий момент передаётся на одноступенчатый гидравлический трансформатор, который способен функционировать в режиме гидравлической муфты.

После трансформатора располагается четырёхвальная пятиступенчатая коробка переключения передач. Она оснащена фрикционными муфтами и электрогидравлическими приводами переключения. На некоторой части данных автомашин (с безнаддувным двигателем ЯМ3) устанавливается упрощённый агрегат, который имеет три передачи переднего хода.
В конструкции узла устанавливается специальное колесо с лопастями, которое является дополнительным тормозом-замедлителем. Управление работой тормозного механизма производится посредством электропривода.

Ведущий мост самосвала – механический; с одноступенчатой главной передачей (конические шестерни с круговым зубом); с дифференциалом (прямозубые конические шестерни и 4 сателлита); с планетарными колёсными передачами (цилиндрические прямозубые шестерни).

Передаточные числа: главной передачи — З,167; колёсной передачи — 5,1ОО; общее ведущего моста — 16,1.

Комплектация

В перечень базового оборудования для карьерных самосвалов семейства БелА3-754О производителем включаются: жидкостная система предпускового подогрева, система пожаротушения с дистанционным управлением, система централизованной автосмазки, камневыталкиватели и камнеотбойники (за исключением углевоза 754ОЕ), отопитель салона кабины, регулируемая рулевая колонка, устройство, сигнализирующее о приближении к линии высоковольтных передач. В качестве дополнительного оборудования, самосвал БелА3-754О можно дооснастить: кондиционером, вторым отопителем и электроподогревом зеркал.

Технические характеристики в цифрах (общие для всех модификаций)

• Масса самосвала: эксплуатационная – 22,6 тонны, полная – 52,6 тонны.
• Нагрузка на оси: при пустом кузове – 10,55 т – на переднюю ось и 11,2 – на заднюю; при полной загрузке кузова – 17,1 т на переднюю ось и 34,65 т – на заднюю.
• Грузоподъёмность – 30 тонн.
• Типоразмер шин автомобиля: 18.00-25; 18.00R25, НСЗ2. Обод – 1З,00-25/2,5. Давление воздуха в шинах — 6 кгс/см2.
• Наибольшая скорость самосвала – 5О км/ч.
• Удельный расход дизтоплива при номинальной мощности – 2ЗО г/кВт*ч.
• Радиус поворота – 8,7 метров (по внешнему колесу); 10 метров (габаритный).
• Габаритный диаметр поворота — 20 метров.
• Угол поворота управляемых колёс – 35 градусов.
• Ширина колёсной базы – З,55 метра.
• Ширина колеи передних колёс – 2,82 метра.
• Объём топливного бака – 42О литров дизтоплива.
• Объём системы охлаждения двигателя – 80; 98 литров.
• Ёмкость системы смазки мотора – 32; 46; 54 л.
• Объём жидкости в гидравлической системе – 115 литров.
• Объём жидкости в гидромеханической передаче – 60; 70 литров.
• Вместимость цилиндров подвески: передних – 9 л (4,5 л х 2); задних – 9 л (4,5 л x 2).
• Высота при поднятом кузове – 6,85 метров.
• Тормозной путь автомобиля с 4О км/ч – 22 метра.
• Преодолеваемый подъём на карьерных дорогах – 1О градусов.
• Напряжение в системе электрооборудования – 24 Вольта.

Кабина БелАЗ-7540

Интерьер кабины БелА3-754О достаточно простой и спартанский. Он мало чем отличается от оснащения кабин обычных большегрузных самосвалов (не БелАЗов). Все органы управления расположены довольно эргономично и компактно. Сиденье водителя расположено на торсионной подвеске, пневмоподрессоренное. Оно полностью регулируется – и по высоте, и по наклону спинки кресла. Стёкла состоят из трёх слоёв, они закалённые. Имеются стеклоочиститель и стеклоомыватель. В салоне изначально предусмотрены как жидкостный отопитель, так и вентилятор.

Для поворотов рулевого колеса требуется совсем небольшое усилие, рулевая колонка регулируется по углу наклона и высоте «баранки», рулевое колесо эргономичное и травмобезопасное. Рулевое управление автомобилем полностью соответствует требованиям стандарта ISO 5О1О. В целом, оснащение рабочего места водителя гарантирует безопасность труда, удобство управления и достойный уровень комфорта.

Отзывы о самосвалах БелАЗ-7540

Всеми отмечаются отличная маневренность, высокая плавность хода и устойчивость самосвалов данной серии. Они достигаются при помощи оптимально подобранных геометрических параметров автомашин и рулевого управления, применения пневмогидравлической подвески оригинальной конструкции.

Машины обладают высоким ресурсом, который определяется использованием надёжных и совершенных силовых установок, высоким техническим и технологическим уровнем всех узлов и агрегатов, использованием высокопрочных материалов, идущих на изготовление рамы и грузовой платформы.

Есть мнение, что БелАЗы-«малыши» слаборентабельны, поскольку они перевозят «всего» ЗО тонн грузов, а солярки потребляют порядка трёхсот литров за 12 часов работы. Однако не следует забывать, что речь идет о карьерах, где техника эксплуатируется в сложных условиях, а БелАЗ-754О будет гораздо крепче, выносливее и долговечнее любого «обыкновенного» самосвала, будь то КамАЗ, МАЗ, КрАЗ, или иномарка.

Салон кабины, несмотря на его простоту, достаточно комфортный. Но в кабине шумно. Это огромный минус работы на БелАЗах. Управлять БелАЗом-754О не намного сложнее, чем обычным грузовиком, несмотря на его внушительные габаритные размеры. Передачи включаются легко, хотя к рычагу управления гидромеханической трансмиссией, конечно, нужно привыкать. Труднее всего – выезжать из бокса, ворота которого всего на ЗО-4О сантиметров шире самого самосвала (в особенности задним ходом).

Цены и аналоги БелАЗ-7540

Отпускная стоимость жодинских грузовиков данной модели находится в пределах от пяти до шести миллионов рублей (в зависимости от модели применённого двигателя). За подержанные машины просят от одного миллиона рублей (с безнаддувными дизелями) до 3,5-4 миллионов рублей (с турбированными моторами). Стоимость почасовой аренды такого карьерного самосвала начинается от двух тысяч рублей. Прямой аналог БелАЗ-754О – это карьерный самосвал Komatsu HD325-6, который также рассчитан на перевозку З2-х тонн груза.

Как мы делали БелАЗ. Часть 1 – Железо

Наверное, все знают, что большие карьерные самосвалы имеют электромеханическую трансмиссию (уже с 1968 года): ДВС вращает генератор, энергия от которого приводит в движение тяговые электродвигатели в задних колесах самосвала. В интернете можно найти много обзорных статей и «тест драйвов» этих машин, но многие технические подробности обычно опускаются. Эта серия статей будет написана с изнаночной стороны, от имени разработчиков электрической трансмиссии: как мы это разрабатывали, на каких контроллерах, на каких двигателях, как отлаживали и запускали машину. Также мы готовы ответить на интересующие вопросы в комментариях. Интересно? Добро пожаловать под кат.

Почему электрический?

Мы занимались машиной грузоподъемностью 90 тонн. Далеко не самая большая (есть 450 тонн), но и не маленькая (есть 30 тонн). Почему такие самосвалы делают с электромеханической трансмиссией, а не с гидромеханической? Оказывается, с ростом мощности все сложнее сделать механику и гидравлику, чтобы она была надежной, простой и с хорошим КПД. Возникают проблемы компоновки.

Кроме того, с ростом массы все острее встает проблема тормозов. В электрической трансмиссии очень просто рассеивать энергию торможения в тормозные резисторы и сдувать тепло вентиляторами. Если же на таком карьерном самосвале тормозить механическими тормозами, то тормозов хватит метров на 500. А так как машины работают в карьерах с затяжными спусками, проблема торможения стоит в них очень остро. Таким образом, электрика (так я буду коротко называть электромеханическую трансмиссию) «заодно» еще и решает проблему с тормозами.

Масса в 90 тонн является в некоторой степени переходной – некоторые производители еще делают машины этой массы на гидравлической трансмиссии, а некоторые, такие как БелАЗ, уже на электрической. Ещё большая масса уже однозначно за электрикой, а более мелкие машины пока за механикой (гидравликой).

Всё уже изобретено до нас и давно работает. Зачем делать ещё?

БелАЗ – (Белорусский автомобильный завод) производит самосвалы, но такие комплектующие, как, например, дизель и электротрансмиссию он зачастую закупает у других организаций. БелАЗу выгодно иметь несколько поставщиков оборудования, чтобы стимулировать конкуренцию, пробовать новые конструкторские решения и иметь страховку на случай сбоя поставок одного из производителей.

Сейчас электротрансмисии для БелАЗов уже изготавливают много фирм, таких как Siemens (Германия), General Motors (США), завод «Электросила» филиала ОАО «Силовые машины» (Россия), пробуют свои силы такие производители как ОДО «СТРИМ» (Беларусь), Русэлпром (Россия) и… «мы».

Мы – это объединение нескольких фирм, в данном проекте под предводительством ЗАО «ПТФК «ЗТЭО» – завода транспортного оборудования, расположенного в Набережных Челнах. На этом заводе изготавливаются и испытываются электродвигатели и генератор для нашей трансмиссии, силовые преобразователи и программное обеспечение делают московские фирмы «НПП ЦИКЛ+» и «НПФ ВЕКТОР», а проектирование тяговых двигателей выполнено в университете МЭИ.

Так как у нас есть опыт в разработке электротрансмиссий для других транспортных средств, было принято решение и установлены договоренности сделать электротрансмиссию для БелАЗа. Договоренности с производителем самосвалов были простые: сделать свою трансмиссию на одну машину. Если она поедет и не будет ломаться в эксплуатации, у нас закупят ещё. Если нет, то не оплатят даже разработку и изготовление этого оборудования. Мы решили, что нужно делать.

Так родился самосвал с нашим комплектом тягового электрооборудования (КТЭО). При этом первая версия нашего оборудования устанавливалась на БУ самосвал в рамках его капитального ремонта. Старую электротрансмиссию с него сняли «на запчасти», а нашу новую туда установили. Вся замена и прокладка проводки, пристыковка к имеющемуся оборудованию самосвала и доделка софта под нюансы конкретной машины – за счет исполнителя.

Как устроена электромеханическая трансмиссия БелАЗа

Для начала немного терминологии. Можно ли считать такой самосвал гибридом? У него же есть и дизель, и электродвигатели. Так вот, согласно данным википедии, гибридный автомобиль — автомобиль, использующий для привода ведущих колёс более одного источника энергии. В данном случае источник энергии один, ДВС, и формально эта машина гибридом не является.

С другой стороны, в англоязычной википедии говорится, что гибридами являются дизельные поезда и подводные лодки, в которых используется та же схема с дизелем, вращающим генератор. Однако поезд может запитываться, помимо дизеля, от внешнего источника энергии (контактного провода), и тогда формально у него получается два источника энергии. А в подводной лодке есть аккумулятор.
Поэтому предлагается не вдаваться в поиск глубинного смысла применительно к этой терминологии и двигаться дальше.

Если пока забыть, что в этом самосвале нет батареи, то схема электромеханической трансмиссии соответствует последовательному гибриду: ДВС вращает генератор, и дальше энергия передается электрическим путем. А бывают гибриды параллельные, где есть как механический путь передачи энергии на колеса, так и электрический (пример – Toyota Prius, Lexus RX450h и другие).

Последовательный гибрид проще сделать, так как исключается механика, но при этом теоретически снижается «живучесть» машины, так как нет «резервного» потока передачи энергии на случай отказа одного. Хотя последний пункт спорный, ибо последовательный гибрид настолько проще параллельного, что значительное уменьшение количества деталей и исключение сложных узлов делает такие машины очень надежными.

По структуре электрические трансмиссии для карьерных самосвалов бывают разными. Исторически они были основаны на двигателях постоянного тока, и, как ни странно, такой тип трансмиссии до сих пор выпускается. Однако в последние десятилетия идет массовый переход на двигатели переменного тока с частотными преобразователями в силу большей итоговой надежности и отсутствия необходимости обслуживать коллектор двигателя. Таким образом, типичную структуру электротяги переменного тока такого самосвала можно изобразить так:

ДВС вращает генератор, который вырабатывает электроэнергию. Генератор обычно бывает или на основе синхронной, или асинхронной машины (подробнее о типах электрических машин читайте в этой статье). После генератора стоит преобразователь, который из переменного тока генератора делает постоянный.

Если генератор – синхронный, то преобразователь – это обычный выпрямитель (чаще делают многофазный генератор и выпрямитель, чтобы уменьшить пульсации выпрямленного напряжения). Также в таком преобразователе есть блок управления возбудителем, который регулирует ток в обмотке возбуждения генератора и тем самым подстраивается под разную частоту вращения ДВС и снимаемую мощность. По сути, такой возбудитель – это полумост из IGBT транзисторов с системой управления. Надо также сказать, что бывают генераторы с постоянными магнитами, в которых нет никакой обмотки возбуждения, но они обычно неоправданно дороги для таких мощностей и размеров.

Если генератор сделан на основе асинхронной машины, то преобразователь гораздо сложнее, а именно состоит из полноценного инвертора и работает в режиме векторного управления (про векторное управление читайте статьи раз и два).

После преобразователя генератора энергия поступает на шину постоянного тока. Мощность ДВС самосвала весом 90 тонн составляет 700-800кВт, и для этого значения на современном уровне развития IGBT транзисторов оптимальным является напряжение порядка 800-1000В на шине постоянного тока. При меньшем напряжении получаются слишком большие токи (а чем больше ток – тем толще провода, нагрев и потери), а при большем напряжении транзисторы становятся слишком дорогими и медленными в плане частоты коммутации.

Постоянное напряжение далее поступает на преобразователи тяговых электродвигателей (ТЭД), которые представляют собой инверторы, такие же, какие используются в обычных преобразователях частоты. Особенности конструкции преобразователей напрямую зависят от используемого типа тягового двигателя. Здесь также существует много вариантов: асинхронный двигатель, синхронный, вентильно-индукторный (разных типов). Подробнее за пониманием разницы между двигателями снова отсылаю к этой статье.

Мы использовали в данном проекте вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением. Главным образом потому, что с этими машинами у нас больше накопленного опыта, конструкторского «задела» и написанного ПО. Кроме того, этот тип двигателей хорошо переносит перегрузку по моменту по сравнению с асинхронным, что важно для карьерной техники. Конструктивно двигатели устанавливаются непосредственно в задних колесах самосвала, где к ним также стыкуется колесный редуктор.

Блок тормозных резисторов служит для рассеивания энергии торможения машины в тепло. Так как «сливаемую» в тепло мощность также нужно регулировать, то перед тормозными резисторами стоит соответствующий преобразователь. Он обычно выполнен по простейшей схеме в виде одной транзисторной стойки на каждый подключаемый резистор, где рассеиваемая в резисторе мощность управляется скважностью ШИМ этого транзистора. По причине удобства компоновки и безопасности на машине 90 тонн делается два раздельных канала для резисторов.

Конечно, у всех сразу возникает вопрос, почему бы не поставить аккумулятор и не накапливать энергию торможения, а потом расходовать её? Вопрос хороший. С точки зрения преобразования энергии никакой проблемы так сделать нет. Но в наших реалиях аккумуляторы на такую мощность очень дороги, нежны (температуры эксплуатации БелАЗов от -50, надо решать вопрос с подогревом). А в карьерном бизнесе машины – это расходный материал, главное выполнять план и не останавливать процесс добычи. Надежность, простота и ремонтопригодность машины ставятся вперед топливной экономичности.

Кроме того, обычно, груженой машина идет в карьере на подъем, а обратно спускается пустой, поэтому затрачиваемая энергия на подъем гораздо больше с рассеиваемой в резисторы при спуске, много там не нарекуперить (с учетом КПД привода). Даже экономные европейцы только пробуют заменять дизель на батарейки в таких машинах.

У нас есть логи реальной эксплуатации самосвала в карьере. Давайте возьмем одну ходку машины вверх-вниз и посчитаем энергию, которую выдает генератор (т.е. дизель), и которая рассеивается в тормозных резисторах. Одна ходка в движении занимает 10 минут, включая подъем, разгрузку и спуск. Ну и потом минут 5 еще ожидание очереди на экскаватор и погрузку. В логах это выглядит вот так:

Здесь на верхнем графике частоты вращения и токи тяговых двигателей (желый и фиолетовый соответственно), а на нижнем мощности генератора и тормозных резисторов (голубым и красным). Пересохраним лог в виде точек и построим тоже самое в экселе:

А теперь проинтегрируем по времени, чтобы получить энергию:

Получили, что на ходку тратится 280МДж энергии, а рассеивается в резисторах на спуске 75МДж. Да, четверть энергии можно было бы съэкономить рекуперацией.

Давайте прикинем батарейку, чтобы огибридить БелАЗ и сохранить эту энергию на спуске. У Теслы батарея на 85кВт*ч, что составляет 306МДж энергии. Этого хватит вполне на в четыре раза более долгий спуск (но надо сказать, что наш карьер был очень мелкий, и вообще говоря есть такие, где по полчаса машины едут и даже более). Только вот по току заряда батарейка не пройдет – как видно из графика мощности, заряжать её нужно с пиковой мощностью мегаватт (местами), ну или со средней мощностью на спуске в 250кВт (если как-то это обеспечить равномерным торможением). Если не заниматься явным убиванием батареи и заряжать её током не более 1C (примерный состав батареи я брал отсюда), то для принятия мощности 250кВт нужно 6-8 таких батареек, т.е. 510кВт*ч, что дает массу батарей что-то типа 3 тонн. Для 90-тонного грузовика не так и много на самом деле.

Хотя можно позаниматься спекуляцией в этом месте и сказать, что Tesla Supercharger заряжает батареи мощностью 120кВт и ничего, и вроде как собираются еще повышать мощность. Да и сама Тесла тормозит с большой мощностью (хотя и очень короткое время). В этом случае, может быть, достаточно и одной батареи Тесла, и ничего там так яростно не деградирует от большого тока заряда (я не специалист химии батарей). Кроме того, при заряде с током, скажем, 3C у батареи уже заметно низкий КПД, и немалая часто того, что мы можем наэкономить в рекуперации, уйдет в нагрев батареи, поднимутся вопросы охлаждения. Но то, что батареек нужно все-таки побольше, показывает следующий абзац.

Давайте посчитаем время жизни батарейки. Водители говорят, что за смену успевают сделать около 20 ходок, а так как машина работает круглые сутки, то давайте возьмем 60 ходок в сутки. Это 60*75МДж энергии, прокачанной туда-сюда из батареи или примерно 0.4 цикла заряда/разряда для шести батареек в сутки. Если взять сценарий времени жизни батарей в 500 циклов, то это чуть менее трех лет эксплуатации и батарею можно выбрасывать. Одна батарея тесла стоит больше миллиона рублей, а мы собираемся поставить таких 6.

Остается посчитать стоимость соляры, которая сжигается впустую. Хоть контроллер дизеля и шлет в своих CAN-данных мгновенный расход топлива, и его можно тоже проинтегрировать, но я не очень верю этим данным и предлагаю воспользоваться удельными показателями. Вот из этой статьи следует, что на производство одного киловатт-часа электроэнергии тратится 200 грамм топлива. У нас в сутки расходуется «на сдув в резисторы» 60*75МДж. Однако не стоит спешить умножать: не всю эту энергию можно спасти. КПД литиевого аккумулятора при токах заряда/разряда 1C примерно 0.8-0.9 (большее значение для LiFePO4), еще КПД преобразователя тоже порядка 0.95, а значит хорошо если 60*75*0.9*0.95*0.95=3655МДж энергии мы сможем вернуть на подъеме и не тратить эквивалентное сжигание соляры. КПД двунаправленного DCDC преобразователя (который преобразует энергию с прыгающей киловольтовой шины машины в то что надо батарейке и обратно) я поставил два раза, так как им нужно сначала зарядить, а потом разрядить батарейку. Теперь умножаем: 3655*0.2/(60*60)*1000=203 килограмм горючки, или 240 литров, или 11 т.р. в сутки на тёплый ветер из резисторов. За три года это 12млн.р. при цене батарей где-то 7 млн.

Также к стоимости батарей еще нужно прибавить их обслуживание и замену неисправных ячеек (простой машины на это время), нужен преобразователь зарядный (тоже плюс миллион, наверное). Также не факт, что зимой батареи обрадуются зарядному току 1C, их нужно будет как-то подогревать или ограничивать зарядный ток, а летом также хорошенько охлаждать.

Кроме того, не посчитаны потери от недогруза машины на эти 3 тонны массы батарей и энергия на их транспортировку вверх-вниз.

К плюсам же батареек можно отнести то, что при подъеме они добросят мощности на колеса, тем самым повысив производительность машины.

В общем, вроде как выгода от батарей по расчету кое-какая есть, но не так разительна, чтобы бежать их срочно ставить. Всё зависит от числа циклов, которые они проживут в этих условиях, а их точно никто не знает.

Можно еще вспомнить про суперконденсаторы. Но с ними что-то совсем получается плохо. Я взял первые попавшиеся из более-менее современых. Одна сборка 125V 63Ф, 60кг, 600 т.р. Нам нужно для одного короткого спуска таких на 75МДж, а значит 150 шт: это 9 тонн веса и 90 млн.р.

Также на рисунке структурной схемы не показан контроллер верхнего уровня. Это отдельный контролер, обычно устанавливаемый в кабине, который собирает сигналы с органов управления, осуществляет связь с ДВС, с панелью оператора, умеет зажигать всякие аварийные лампочки и т.п.

Как выглядит КТЭО?

В комплект тягового электрооборудования (КТЭО) входят два тяговых двигателя, устанавливаемых в колеса самосвала, силовой генератор, стыкуемый с дизелем, и шкаф управления, в котором, собственно, стоят преобразователи на транзисторах. Еще опционально может входить система охлаждения, отдельный контроллер верхнего уровня, какая-то панель индикации для водителя, софт для ноутбука наладчика, чтобы диагностировать всё это хозяйство. Вот так это все выглядит:

Сверху слева генератор, снизу один из тяговых двигателей, снизу справа шкаф с преобразователями, над ним надстроен радиатор системы охлаждения. Сверху справа контроллер верхнего уровня с небольшим диагностическим пультом.

Всё это барахло должно иметь требуемые БелАЗом габариты и присоединительные разъемы, чтобы вставлялось в существующую текущую конструкцию самосвала.

— Номинальная мощность тягового генератора, кВт: 750
— Номинальная мощность тягового электродвигателя, кВт: 320
— Номинальная мощность тормозной резистивной установки, кВт: 2х600
— Номинальная частота вращения тягового генератора, об/мин: 1900
— Максимальный момент на валу тягового электродвигателя: 8490
— Номинальный КПД тягового генератора, %: 95
— Номинальный КПД тягового электродвигателя, %: 94
— Охлаждение агрегатов КТЭО: воздушное

Генератор ГСТ-850 – классический синхронный генератор, с двумя трёхфазными обмотками статора, мощностью 850 кВт (режим S6), номинальная – 750 кВт (режим S1). В ГСТ-850 отсутствует обмотка третьей гармоники, поскольку питание обмотки возбуждения (ОВ) осуществляется с помощью преобразователя обмотки возбуждения (ПОВ) напрямую со звена постоянного тока (ЗПТ).

ДВИТ-320 – вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением, с тремя трёхфазными обмотками статора, мощностью 320 кВт (режим S1), работа с максимальным моментом в диапазоне частот вращения 0…286 об/мин, работа с постоянством мощности на валу — 380…4050 об/мин.

Шкаф управления ШУ Б-90 конструктивно представляет собой три моноблока, размещенных в одном корпусе.

Также в комплект можно отнести тормозные резисторы, хотя обычно они у всех производителей однотипные. Выглядят они так:

Оранжевая секция – это сами резисторы (изоляторы и натянутая между высокотемпературная лента), а круглый бочонок – это мотор с вентилятором. Таким образом, тормозной резистор – это большой фен. При этом двигатель вентилятора – постоянного тока, и подключается он параллельно с тормозным резистором. Получается, что с ростом напряжения на резисторе растет и частота вращения вентилятора, что очень удобно. Поток воздуха от такого резистора при мощности его 1МВт совсем не обжигает, а очень даже приятен, особенно в холодную погоду 🙂 Только вентилятор на полной мощности шумный донельзя.

Система управления

Как всё это железо управляется? В каждом преобразователе стоит свой контроллер. Контроллер в данной терминологии – это такая плата, в основе которой стоит микроконтроллер (процессор с памятью и периферией на кристалле) и его обвязка. В обвязку обычно входит система тактирования и питания, операционные усилители для АЦП, буферные микросхемы для дискретных входов и выходов, драйверы интерфейсов связи. Контроллеры обычно делаются более-менее универсальными и устанавливаются, в зависимости от задачи, в некоторую базовую плату, которая уже содержит все остальное для реализации конкретного устройства.

Все контроллеры соединены по промышленной сети CAN. Почему CAN? Во-первых, это автомобильный стандарт; во-вторых, он достаточно отказоустойчив и нетребователен к кабелям, а в-третьих – там всего три провода.

В нашей реализации КТЭО используется 5 контроллеров. Два на тяговых двигателях, один на преобразователе генератора, один на преобразователе тормозных резисторов, и один в качестве контроллера верхнего уровня в кабине.

Контроллеры генератора и резистора

В качестве контроллера генератора и тормозного резистора мы используем вот такое изделие, плата на основе motor-control микроконтроллера Texas Instruments TMS320F2810 с частотой 150МГц и 64кСлов флеш-памяти.

На самом деле, с точки зрения задачи управления ключами преобразователя такому контроллеру там делать нечего – справилась бы, простите за выражение, ардуина. Однако эти контроллеры еще опрашивают кучу датчиков температуры, реализуют кое-какую логику по управлению вентиляторами и насосами блока, участвуют в сетевом обмене по CAN, измеряют частоту вращения генератора и т.п. Поэтому для ускорения сроков разработки и для унификации с другим производимым оборудованием было принято использовать такие, избыточные, но проверенные временем контроллеры.

Контроллер тяговых двигателей

С контроллерами для тяговых двигателей все интереснее. Так как тяговый электродвигатель карьерного самосвала должен выдавать большой момент на низких и нулевых частотах вращения, то это требует проектирования двигателя и преобразователя на большой фазный ток в случае использования обычной трехфазной обмотки двигателя. И так делают многие другие производители, получая амплитудный фазный ток, измеряемый в килоамперах. Это влечет за собой сложности прокладки такого кабеля (с ногу толщиной), дорогие IGBT ключи, низкую частоту коммутации таких ключей.

При конструировании данной машины пошли другим путем и изготовили двигатель 9-ти фазным. Т.е. в нем три независимых сдвинутых трехфазных обмотки. Это позволяет уменьшить токовую нагрузку на каждый провод и ключ, и сделать преобразователь наборным, из однотипных ключей небольшой мощности. Однако с точки зрения системы управления задача усложняется: нужно одним контроллером управлять одновременно 18ю ключами инвертора! И еще дополнительно двумя ключами обмотки возбуждения. При этом так как электрическая машина единая, а трехфазные обмотки индуктивно-связаны, разделить задачу на несколько контроллеров нельзя – требуется синхронизация между всеми таймерами ШИМ, управляющих ключами. На рисунке ниже представлена структура преобразователя тягового двигателя.

Таким образом, был нужен микроконтроллер с минимум 18ю выходами ШИМ (обмоткой возбуждения в силу большой индуктивности можно управлять без применения ШИМ, программно открывая и закрывая ключи в релейном режиме), кучей АЦП, интерфейсом датчика положения ротора (ДПР). И про такой микроконтроллер мы уже писали. Это отечественный микроконтроллер К1921ВК01Т на ARM ядре и частотой 100МГц. Он как раз имеет и 18 ШИМов, и все остальное для управления двигателями. Поэтому мы применили в контроллере именно его, так как разумных альтернатив не так чтобы много.

К слову, для управления тяговыми двигателями используется немного модифицированное для многофазного случая векторное управление, принципы которого подробно описаны в этой статье, а свободная версия ПО, взятая за основу при разработке, находится здесь.

Вот так выглядит открытый шкаф управления с установленными контроллерами. Здесь слева блок тормозного резистора и генератора с двумя контроллерами рядом, далее блоки правого и левого тяговых двигателей. Силовые ключи расположены в глубине, а снаружи видны базовая плата с установленными в нее контроллерами и некоторые силовые шины.

Контроллер верхнего уровня

В качестве контроллера верхнего уровня был разработан отдельный контроллер (для этого и других схожих проектов) на основе двух микроконтроллеров Texas Instruments TMS320F28335. Почему два? Во-первых, в этом устройстве много дискретного и аналогового ввода-вывода, нужно много ножек, во-вторых, нам для некоторых задач нужно было три CAN интерфейса (для разных подсетей автомобиля), а освоенные нами микроконтроллеры имеют только два. Однако конкретно в проекте самосвала второй кристалл не используется (не напаян).

На плате, помимо прочего, можно заметить слот для микро SD карты – туда КВУ сохраняет все логи (весь сетевой обмен) по кругу, стирая старые. Поэтому КВУ выполняет также функции «черного ящика».

Насколько сложно и долго сделать такой КТЭО?

С нуля, без опыта, конечно же нереально. Мы взялись за это потому, что уже делали похожие решения, у нас уже есть опыт в проектировании преобразователей, двигателей, есть освоенное ПО для контроллеров управления и т.п. Т.е. для нас, по сути, это был еще один вариант компоновки того, что мы уже умеем делать. Но так как конструкция так или иначе новая, в процессе испытаний и пусконаладки все равно вылезло несметное число проблем, которые потянули всякие доработки, как аппаратные, так и программные. Но об этом будет подробнее в следующей статье.

По времени разработка заняла примерно два года. От момента начала разговоров о проекте до выкатывания самосвала из цеха своим ходом. Это, на самом деле, очень быстрые темпы. При этом поехать, конечно же, недостаточно. Самое важное, как машина покажет себя в эксплуатации. Какие будут «детские» болезни, какие «взрослые», каков будет ресурс оборудования: это покажет только время. Сейчас машина прошла около 20 000км и продолжает эксплуатироваться.

Заключение

В следующей статье будет рассказано, как проводились испытания оборудования для этого самосвала, будет видео с гудящими приводами, истории об отказах и факапах.

И в качестве небольшой рекламы

Этот проект выполнялся по большей части выпускниками МЭИ. Если Вы хотите узнать больше об электроприводе, гибридных трансмиссиях, системах управления электроприводами и всем вспомогательным оборудованием, изучить применяемые в отрасли микропроцессорные средства, то сообщаем, что кафедра Автоматизированного электропривода (АЭП) НИУ «МЭИ» проводит набор в магистратуру по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», программа подготовки – «Электропривод и автоматика».

В магистратуру по данной специальности можно поступать на конкурсной основе на бюджетную форму обучения или на платной основе без конкурса. Иногородним предоставляется общежитие.
С программой подготовки кафедры АЭП можно ознакомиться на сайте НИУ МЭИ.

Подробнее о правилах поступления, сроках подачи документов и проведения вступительных испытаний можно ознакомиться на сайте приемной комиссии НИУ МЭИ.

Кафедра автоматизированного электропривода НИУ «МЭИ» является ведущей кафедрой по данной специальности в России, имеет более 20 млн. руб. ежегодного объема научно-исследовательских работ, публикует более 20 статей в год в изданиях, индексируемых наукометрическими базами данных Web of Science и Scopus, на кафедре преподают сотрудники ООО «НПФ «ВЕКТОР» и ООО «НПП «ЦИКЛ+» — одни из ведущих предприятий в области разработки электроприводов и гибридных электрических трансмиссий.

http://autoee.ru/hodovaya-chast/princip-raboty-belaza-ustroistvo-transmissii-avtomobilei-belaz/
Источник http://trucksreview.ru/belaz/belaz-7540-tehnicheskie-harakteristiki.html
Источник http://m.habr.com/ru/company/npf_vektor/blog/416945/