Электрические трансмиссии в строительно-дорожных машинах

Насколько перспективны электрические трансмиссии в соревновании с механическими и гидравлическими приводами? Одним из огромных движителей и тормозов технического прогресса является стандартизация. Фирмы-производители, лидирующие сегодня на рынках, частью успеха обязаны своим изобретениям и разработкам.

Как разрабатывается техника

Ноу-хау – это, по сути, информация о том, как делать конкурентоспособную продукцию. Пассивное его использование ограничено по времени: заканчиваются сроки действия патентов, появляются альтернативные технологические решения, возможна утечка информации. То, что было достоянием одного производителя, через короткое время становится уже стандартом для других участников рынка. Регламент(диктует производителю как должно быть, а ноу-хау опережает стандарт или открывает новую, еще не нормированную, технологию. Стандартизация, делая доступными апробированные новинки, прогрессивна и тут же своими регламентами сковывает свободу творцов. (Само ноу-хау – стандарт в зародыше, новое правило).

Покупать или делать самому? Чтобы покупать, средства нужно заработать. Значит все равно что-то нужно делать самому. Стандартизация расширяет область известных решений, готовых товаров, то есть возможности покупки. Это способствует углублению специализации производства.

В строительно-дорожном машиностроении, как и в других отраслях, увеличивается доля покупных изделий, комплектующих. Творческая мысль конструкторов вначале использует накопленный мировой опыт – стандартизацию и только потом, если что-то нельзя или не выгодно купить, изобретает это. Широкому применению покупных комплектующих в отрасли способствует малосерийность производства и стандартизация узлов. С прошлых времен сохранились предприятия, которые многое делают сами и сегодня являются лидерами в строительно-дорожном машиностроении: Caterpillar, Komatsu, Volvo и т.д. Другие, более молодые на этом рынке фирмы, такие как JCB, Liebherr, пытаются освоить производство сложных изделий: двигателей, гидравлики и др. Критерием конкурентоспособности производимых комплектующих являются их продажи другим фирмам.

Будущее за электрической трансмиссией

Множество предприятий, производящих конечную продукцию, покупают двигатели, трансмиссии, гидравлику у других производителей. Гидростатические трансмиссии получают все более широкое применение в строительно-дорожных машинах и других самоходных механизмах. Этому способствуют отличные компоновочные возможности и наличие готовых, проверенных, качественных гидроагрегатов.

Успехи гидростатики готовят место для электропривода. Малый диаметр и вес проводов создают дополнительные удобства в передаче мощности потребителям. Меньшая зависимость электричества от температуры окружающей среды по сравнению с маслами и более широкие типоразмерные ряды электроагрегатов как в меньшую, так и в большую стороны, являются преимуществами данных технологий. Перспективность электроприводов заставляет сегодняшних лидеров проводить соответствующие опытно-конструкторские работы. Caterpillar уже более 10 лет занимается в данном направлении, и на выставке Conexpo – 2008 представила опытный образец гусеничного бульдозера D7E с электрической трансмиссией. Компания Volvo разработала проект фронтального колесного погрузчика на электротяге.

ЧТЗ еще в 1956 году изготовил дизель-электрический трактор, затем освоил его производство и является первым и, пока, единственным в мире предприятием, серийно изготовляющим гусеничные бульдозеры с электрической трансмиссией. Использование даже части возможностей электропривода позволило решить невозможную тогда задачу – получить мощный бульдозер без освоения производства гидромеханической трансмиссии и специального нового двигателя. Продолжение работ по совершенствованию электропривода бульдозера позволяют заводу создавать задел для перспективных строительно-дорожных машин. Большая часть электрооборудования производится специализированными предприятиями. Развитие электроприводов, повышение их конкурентоспособности является ещё одним шагом к созданию более совершенной техники путем расширения стандартизации, покупки готовых узлов и агрегатов. Большой приход электромашин в строительно-дорожное машиностроение представляется как естественное логическое продолжение технического прогресса. Сегодня это прогноз. В таком прогнозе принимали участие специалисты Челябинского тракторного завода, и он совпадает с мнением ряда специалистов Caterpillar, Volvo и других фирм.

Дизель-электрический трактор ДЭТ

В январе 1961 года на ЧТЗ началось производство дизель-электрических тракторов мощностью 250 л.с. Большое, как говорится, видится на расстоянии. Достаточно ли было времени, чтобы разглядеть и оценить ДЭТ? В 1953 году Исаков П.П., новый главный конструктор ЧТЗ, принял заказ на создание 250-сильного гусеничного трактора. Его предшественник, Балжи М.Ф., отвечал на этот заказ: «спроектировать трактор нельзя».

В СССР тогда не было тракторного двигателя мощнее 140 л.с. Нартов Я.Г., Сильченко Л.Р., Уманский А., Уткин В.Н., Чудаков В.Д., Щербаков В.А., Яковлев Г.С. (ЧТЗ), Богоявленский В.Н. (г. Москва) во главе с Исаковым П.П. нашли решение многих технических проблем. В частности была применена электрическая трансмиссия, известная конструкторам ЧТЗ по немецким самоходным артиллерийским установкам «Фердинанд».

В апреле 1956 года трактор был изготовлен. Реальная потребность в мощных бульдозерах помогла в освоении производства. Машина получилась уникальная. Аналогов не было. Ее появление вызвало большой интерес у специалистов.

На Первой выставке строительно-дорожного машиностроения в Москве в 1956 году были представлены ДЭТ-250 производства ЧТЗ и Komatsu D-250. Машины одного тягового класса и самые большие в то время бульдозера двух компаний. ДЭТ выделялся среди коллег, как лебедь среди гусей, при одинаковом весе он имел бо’льшие размеры. Что это означает, не могли объяснить и создатели машины.

Потребность в тяжелых бульдозерах была большой. Производство ДЭТ-ов достигло 500 шт. в год и определялось количеством выделяемых Госпланом дефицитных электромашин. Шло время. Аналогов у ДЭТ не появлялось. Даже свои заводские конструкторы машин по подобию ДЭТ не проектировали. Модернизация шла медленно. Модификаций почти не было. Зачем? Ведь спрос гарантирован…

Komatsu, тем временем, создали машину большего типоразмера в классическом исполнении — D-355. Он составляет сегодня значительную часть парка тяжелых бульдозеров России. В СССР же, попытка заменить ДЭТ-250 трактором Т-500 из семейства Т-220, Т-330, Т-500 провалилась. Через десятилетие после начала производства стало проясняться, что означают бо’льшие размеры ДЭТ по сравнению с его одноклассниками. Бульдозер проявил себя как мобильная машина. Он выполняет две задачи: перемещает грунт и легко переезжает с одного рабочего места на другое – этакий двоеборец сочетающий противоположное: тяжелую и легкую атлетику.

Техника развивается, бульдозеры тоже. Например: Liebherr упорно доказывает преимущества гидростатической трансмиссии, Caterpillar внедрила на бульдозерах треугольную гусеницу и считает электрические трансмиссии перспективными. Фирмы Eimco и ЧТЗ пытались радикально изменить компоновку – не получилось. Увеличивали рабочие скорости на Т-130 – вернулись к прежним. А вот микроподрессоривание ходовой части тяжелых машин прижилось и стало классикой.

ДЭТ состоялся. Каково его будущее? Ведущий конструктор Устьянцев Л.П., приняв эстафету от создателей необычной машины, смог пройти свой этап и передать дело Игнатьеву В.В. Стоять на месте нельзя – вытеснят.