Судьба тяжеловозов. Обзор рынка карьерных самосвалов

Для сокращения эксплуатационных расходов горнодобытчики всего мира стараются укомплектовать автопарки карьеров крупнотоннажными машинами. За несколько последних лет на рынке самосвалов-тяжеловозов произошли значительные изменения: одни компании свернули свое производство, другие, наоборот, расширили линейку техники; появились новые модели и свежие тренды развития.

Одной из заметных тенденций в мире карьерных самосвалов стало стремление компаний по добыче минимизировать использование дизельного топлива, что подстегнуло автопроизводителей к поиску альтернативных решений.

В итоге конструкторы вспомнили некогда популярную троллейную транспортировку, когда самосвалы в карьере приводятся в движение силой электротока – работая по принципу троллейбуса и передвигаясь по оборудованным питающими проводами маршрутам. Например, в новой модели EH5000AC-3 от Hitachi дизельный двигатель работает в паре с электросиловой установкой.

Благодаря такому техническому решению получена высокая проходимость и скорость до 56 км/час, что немаловажно, ведь данная машина имеет грузоподъемность 296 т и является самой большой в линейке японского производителя. Великолепная управляемость обеспечивается наличием датчиков, установленных на каждом колесе, с функцией обратной связи с рулевой колонкой, приводом и иными узлами. Кузов снабжен ребрами жесткости, которые обеспечивают дополнительную прочность самосвалу. Благодаря им достигается равномерное распределение нагрузок, и ни на одном участке машины не возникает избыточного напряжения.

Кроме стандартной конфигурации карьерного самосвала компания Hitachi предлагает технологию «трол­лей», которая использует ток, идущий по воздушным линиям электропередачи, для подъема самосвалов в гору. Это повышает производительность и снижает затраты, а также уровень шума и загрязненности выхлопных газов дизельных двигателей. В качестве опции система Trolley Truck доступна для всех машин Hitachi с переменным током.

Аналогичные системы стали пред­лагать и другие производители гор­ной техники, такие как Caterpillar и Liebherr. Радует, что и отечественный БелАЗ уже приступил к разработке дизель-троллейвоза грузоподъемностью 240 т.

РАСТЕТ интерес к полностью электрическим самосвалам. Их яр­кий представитель – E-Dumper, совместная разработка инженеров Kuhn Schweiz AG и Lithium Storage GmbH, выполненная на базе Komatsu HD605-7. Самосвал работает на электрическом двигателе мощ­ностью 800 лошадиных сил, на машине установлены литиевые аккумуляторы емкостью 700 кВт/ч. Грузоподъемность достигает 60 тонн при общем весе модели 110 т.

Тормозная система – рекуперативная и помогает накапливать энергию. Например, на каждом из 20 предполагаемых ежедневных спу­сков в карьер E-Dumper за счет рекуперации сможет дополнительно вырабатывать до 40 кВт/ч энергии. Полученный таким образом избыток энергии возвращается в энергетическую систему. Опытная машина, работающая с января 2018 г. на одном из карьеров в Швейцарии, показала хорошие эксплуатационные характеристики и высокую производительность. Ее использование по­зволило сократить выбросы углекислого газа и благоприятно сказалось на рентабельности работ за счет экономии топлива.

Набирает популярность и использование газа в качестве моторного топлива карьерного транспорта. У не­го более низкая стоимость по сравнению с дизельным, при сжигании не образуются вредные примеси в выхлопных газах, что особенно важно при работах в глубоких карьерах. И если легковые и грузовые автомобили, работающие на сжиженном газе, встречаются часто, то карьерные самосвалы с газовым оборудованием пока еще редкость.

Связано это с тем, что мировые моторостроители пока не имеют серийного производства двигателей на газу, подходящих для использования при создании карьерной техники.

На постсоветском пространстве в числе первых задумались над переоборудованием серийных машин под газовое топливо на Жодинском БелаАЗе. Здесь с 2015 г. идут работы по модернизации техники с настройкой моторов, при которой дизельное топливо частично заменяется природным газом.

Не останавливаясь на этом, белорусский производитель уже предлагает модель БЕЛАЗ-75476, работающую исключительно на сжиженном природном газе. Газопоршневый двигатель Кунгур-550 мощностью 550 лошадиных сил – переработанный мотор ЯМЗ-240. Криогенная емкость китайского производства вмещает 360 л при давлении 16 мПа и температуре –162 ^оС. Использование бака небольшого размера здесь оправдано, поскольку за пределы карьера такая техника практически не выезжает, а пополнить запас топлива можно с использованием мобильного заправщика.

В остальном новый самосвал с кузовом объемом 21,5 кубометра ничем не отличается от стандартных моделей этой серии. В качестве опции предлагаются топливные баки увеличенного объема, обеспечивающие ра­боту самосвала в течение 12 часов, а также установка автоматической коробки передач. В дальнейших планах завода – создание газомоторных карьерных самосвалов грузоподъемностью 90 и 136 т.

С ПРИЦЕЛОМ на будущее кон­структорами Komatsu разработан концепт карьерного самосвала – полностью автономный IAHV. По задумке завода, скоро так будет выглядеть вся техника в горной отрасли.

Оригинальное техническое решение предлагает полный привод, все управляемые колеса и возможность движения с одинаковой скоростью вперед и назад. Все это уменьшает число разворотов, экономит время на постановку самосвала под погрузку и требует меньше места в зоне разгрузки. Отказ от кабины, кроме уменьшения габаритов, дал возможность максимально использовать всю 15-метровую длину кузова. Перенос двигателя придал большую устойчивость и обеспечил минимальные дорожные свесы, одновременно уравняв коэффициент сцепления всех колес с дорогой как в груженом, так и в порожнем состоянии. Радиус поворота составляет всего 15,9 м, машина может двигаться «крабовым ходом», когда колеса обеих осей могут одновременно поворачиваться в одну сторону, уменьшая пространство для маневра.

В машине используются обычные узлы и детали, применяемые на других моделях Komatsu. Набор сенсоров слежения за дорогой также стандартный и сканирует пространство вокруг машины с частотой 100 раз в секунду. Грузоподъемность самосвала ограничена 230 т при полной эксплуатационной массе в 416 т, а максимальная скорость равна 64 км/ч.

Рынок карьерных самосвалов по­стоянно меняется, слияния и поглощения компаний-производителей по­следних лет оказали огромное влияние на распределение сил в отрасли.

Так, приобретение компанией Caterpillar в 2011 г. такого гиганта машиностроения, как Bucyrus Inter­national, пополнило линейку Cat самосвалами с электрическим приводом грузоподъемностью 220 и 290 т. Покупка Terex Trucks компанией Volvo Construction Equipment в 2014 г. позволила предложить клиентам Volvo свои карьерные самосвалы дополнительно к ранее выпускаемым машинам с шарнирно-сочлененной рамой.

Компания Liebherr расширяет свою линейку карьерных самосвалов выпуском 100-тонной новинки с индексом T 236, оснащенной дизель-электрической трансмиссией, которая обеспечивает не только большую мощность, но и ощутимую экономичность машины.

Лидер отрасли – компания Komatsu, отпраздновавшая в прош­лом году 65-летний юбилей с момента выпуска первого самосвала, наращивает свое присутствие в России. На заводе в Ярославле начат выпуск карьерных самосвалов HD 785-7 грузоподъемностью 91 т. Производственная мощность нового завода заявлена в объеме до 100 единиц техники в год.

Закрепляется на российском рынке Caterpillar: на заводе в Тосно он начал выпуск новой модели карьерного самосвала CAT 777E грузоподъемностью 91 т, в год может быть произведено до 300 машин.

БелАЗ, занимающий доминирующее положение на российском рынке, также не оставляет попыток наладить там производство своей техники. Пока же наши гиганты поступают в Россию в разобранном виде и собираются непосредственно в карьерах силами местных дилеров или предприятиями, закупившими карьерные самосвалы.