БОГАТЫРИ С МАРКОЙ БЕЛАЗ
3. СИРОТКИН, КАНД. ТЕХН. НАУК
Увеличить выпуск большегрузных автомобилей и на их базе автопоездов высокой грузоподъемности. Организовать производство автосамосвалов, и самосвальных автопоездов грузоподъемностью до 120 тонн для горнорудной промышленности.
Улучшить структуру парка грузовых автомобилей, повысить удельный вес автомобилей большой грузоподъемности и автомобильных поездов.
Из Директив XXIV съезда КПСС.
БелАЗ. Белорусский автомобильный завод. Он молод, но летопись его богата творческими дерзаниями, и трудовыми подвигами, принесшими молодому детищу индустриальной Белоруссии мировую славу. Его создали в конце 50-х годов недалеко от Минска, в городе Жодино, на базе небольшого завода дорожных, и мелиоративных машин. В первый период своей автомобильной биографии БелАЗ выполнял фактически роль «дублера». Минского автозавода - выпускал 25-тонные самосвалы МАЗ-525. Но стремительный темп технического прогресса вскоре поставил коллектив жодинских автомобилестроителей перед необходимостью решить сложную проблему. Еще недавно считавшаяся образцом новой техники машина МАЗ-525 все явственнее переставала удовлетворять возросшим требованиям. Мощным горнорудным, и угольным карьерам, крупным гидротехническим стройкам, предприятиям строительной индустрии нужны были более производительные автомобили-самосвалы.
Совершенствовать существующую модель самосвала или создавать совершенно новую машину! Творческий коллектив завода избрал второй путь. Начался новый период в его истории. Завод стал научно-исследовательским институтом - здесь изучали, исследовали. Завод стал конструкторским бюро - здесь рождались контуры будущих машин, все, что должно было воплотиться в металле. Завод стал полигоном - здесь испытывали, проверяли зрелость идей. При этом завод оставался обычным заводом, который должен был поставлять стране продукцию.
И менее чем за один год здесь создали принципиально новый, совершенный автомобиль-самосвал грузоподъемностью 27 тонн (БелАЗ-540), опытный образец которого вышел из экспериментального цеха в испытательный пробег в октябре 1961 года. Л в 1965 году без остановки производства осуществили переход на серийный выпуск этих машин - устаревший самосвал МАЗ-525 был снят с производства. Автомобиль БелАЗ-540 стал родоначальником целого семейства большегрузных самосвалов.
Творческий труд коллектива завода получил высокую оценку. За разработку семейства большегрузных машин на базе широкой унификации завод был награжден орденом Трудового Красного Знамени. А в 1968 году за разработку, и освоение серийного производства автомобилей большой грузоподъемности группа работников предприятия удостоена Государственной премии СССР.
Ныне Белорусский автомобильный завод - единственное в нашей стране предприятие, выпускающее карьерные автомобили-самосвалы особо большой грузоподъемности. Машины с маркой БелАЗ признаны в числе лучших в мире автомобилей своего класса, их покупают 30 государств.
Ниже мы публикуем текст беседы нашего корреспондента С. Кипниса с главным конструктором Белорусского автомобильного завода, лауреатом Государственной премии СССР, кандидатом технических наук Залей Львовичем СИРОТКИНЫМ, в которой он рассказывает о проблемах создания мощного карьерного автотранспорта, о некоторых особенностях конструкции машин семейства БелАЗ.
Корреспондент. В Директивах XXIV съезда КПСС ставится задача значительного развития в новой пятилетке большегрузного автомобилестроения. При этом подчеркивается необходимость оснащения сверхмощными самосвалами, и автопоездами горнорудной промышленности. Почему такое внимание уделяется этой проблеме?
3. Сироткин. Открытый, карьерный, способ добычи руд черных, и цветных металлов, угля, сырья для химической промышленности, и промышленности строительных материалов обеспечивает (в сравнении с подземным) огромную экономию общественного труда, позволяет получить в кратчайшие сроки максимальный эффект от вновь вводимых, и реконструируемых горных предприятий. И, естественно, дальнейшему всемерному развитию открытого способа добычи полезных ископаемых придается первостепенное значение. Этот способ - одна из главных магистралей технического прогресса горнорудной промышленности. Напомню, например, что к концу 1975 года почти треть всего добываемого в стране угля должны давать карьеры.
С широким развитием открытого способа добычи полезных ископаемых, и неизбежным при этом постоянным усложнением условий разработок значительно повышается роль карьерного транспорта, основного, и наиболее трудоемкого звена технологического процесса добычи. Уже в настоящее время до 50 процентов всех машин, и механизмов, работающих в карьерах, приходится на транспортное оборудование. На карьерных транспортных операциях занято около 45 процентов всего состава работников горных предприятий. Доля транспортных расходов в общей стоимости полезных ископаемых достигает 55 - 70 процентов.
Вот почему рациональное решение проблемы транспорта, правильный выбор транспортных средств является решающим для экономики горного предприятия. Огромна роль транспорта, и в гидротехническом строительстве, где требуется перевалка больших объемов грунта.
На вопрос, какому виду карьерного транспорта отдать предпочтение, отечественная, и зарубежная практика открытых разработок ответила однозначно - автомобильному, как наиболее перспективному.
Корреспондент. Раньше автомобилей в карьеры пришел железнодорожный транспорт. И ныне он выполняет здесь немалый объем работ. Созданы вагоны с большой грузоподъемностью, мощные тягачи-локомотивы. Почему же этот вид транспорта проигрывает в соревновании автомобильному?
3. Сироткин. В сложной системе карьерных перевозок железнодорожный транспорт, конечно, и в будущем сохранит за собой некоторые позиции. Но, когда речь идет о транспорте, как об элементе единого технологического процесса карьерной добычи, то учет всех «за», и «против» оказывается явно в пользу автомобиля. Приведу лишь главные соображения. Железнодорожный транспорт недостаточно гибок, маневрен для совместной работы с экскаватором. Этот механический добытчик полезных ископаемых оказывается «привязанным» к проложенным путям, и поэтому все, что находится за пределами радиуса действия экскаватора, остается в недрах потери ископаемых оказываются значительными. Уклон железнодорожного пути не должен превышать 1 - 2 процента (а для автомобилей - до 10 процентов), и для создания достаточно пологого рельефа приходится расширять борта карьеров, выполняя при этом большой объем земляных работ. Минимальный радиус поворота для железной дороги 150 - 200 метров, а для большегрузного автомобиля-самосвала - около 10 метров. Металлоемкость железнодорожного транспорта намного выше автомобильного. На железной дороге больше требуется обслуживающего персонала.
Применение большегрузных автомобилей-самосвалов на открытых разработках позволяет уменьшить на одну треть капитальные затраты на строительство карьеров, сократить в 4 - 5 раз расход металла на создание транспортного оборудования, снизить в полтора раза эксплуатационные расходы на содержание коммуникаций, повысить производительность экскаваторов, резко сократить сроки строительства горного предприятия, значительно уменьшить количество рабочих в карьере.
Объем перевозок, выполняемых большегрузными автомобилями-самосвалами, непрерывно растет. Во всех отраслях народного хозяйства уже в 1970 году на их богатырские «плечи» было взвалено несколько миллиардов тонн разных грузов. Еще больше предстоит им перевезти грузов в IX пятилетке.
Логика технического прогресса привела к тому, что конструирование и производство автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности стали новым направлением современного автомобилестроения.
Корреспондент. Рождение этой молодой отрасли индустрии, очевидно, датируется у нас 1951 годом, когда началось производство 25-тонного автомобиля-самосвала МАЗ-525, созданного на Минском автозаводе, и выпускавшегося до 1965 года.
3. Сироткин. Да. Эстафету технического прогресса в этом классе машин принял затем Белорусский автомобильный завод. В начале 60-х годов здесь было разработано семейство унифицированных большегрузных автомобилей и тягачей для карьерных работ грузоподъемностью от 27 до 65 тонн. С 1965 года началось производство базовой модели семейства - 27-тонного автомобиля-самосвала (БелАЗ-540), а с 1967 года - 40-тонного самосвала (БелАЗ-548А). В 1968 - 1969 годах на Белорусском автозаводе был создан 75-тонный автомобиль-самосвал, и 120-тонный автопоезд с саморазгружающимся полуприцепом; ведется разработка конструкций различных автомобилей особо большой грузоподъемности - до 300 тонн.
Корреспондент. Чем определяется такое настойчивое стремление к увеличению грузоподъемности машин?
3. Сироткин. Ответ в, какой-то мере довольно очевиден. Увеличение грузоподъемности автомобиля - это повышение его производительности, а значит, уменьшение числа машин, необходимых для выполнения заданного объема работ, и, как следствие - меньше нужно водителей, обслуживающего персонала, запасных частей, ремонтных мастерских, сокращается расход металла на создание парка машин, и т. д. Недавно заместитель министра автомобильной промышленности СССР Н. Строкин приводил по этому поводу такие весьма убедительные цифры. Сейчас у нас средняя грузоподъемность автомобилей - примерно 4,5 тонны; к 1975 году ее намечено поднять до 5 тонн, а у машин с прицепами - до 5,8 тонны. Это равнозначно дополнительному выпуску 102 тысяч четырех тонных автомобилей, сокращению потребности в водителях и обслуживающем персонале на 170 - 175 тысяч человек. Эти общие, очень важные соображения касаются автомобильного транспорта в целом Конечно, для каждой области его применения, или, иначе говоря, для каждого вида автомобильного транспорта, эта столь очевидная тенденция (рост грузоподъемности) имеет свои закономерности, которые зависят прежде всего от требований к автомобилям данного назначения, от условий их работы.
Корреспондент. Что же наиболее характерно для профессии карьерного автомобиля-самосвала?
3. Сироткин. Главное, и определяющее такой автомобиль-самосвал является элементом единого технологического процесса горных разработок. В его функции входит вывозка (откатка) из карьера вскрышных пород в отвал, а полезных ископаемых (руды, угля, строительных материалов и др.) к приемному бункеру обогатительной или дробильно-смесительной фабрики, а если по технологическому процессу никаких операций по переработке полезных ископаемых не предусматривается, карьерные автомобили доставляют горную массу к перегрузочным устройствам для дальнейшей транспортировки.
Карьерный автомобиль - это очень мощная машина, грузоподъемность которой должна находиться в оптимальном соотношении с емкостью ковша экскаватора. Несмотря на свою богатырскую силу, машина обязана отличаться высокой маневренностью, быть приспособленной к работе в стесненных условиях интенсивного движения. И, конечно, автомобиль-самосвал должен развивать высокую скорость на карьерных дорогах со сложным профилем трасс крутые уклоны, частое чередование спусков, и подъемов, частые повороты с малыми радиусами кривых. При этом машина должна иметь хорошую проходимость и устойчивость. Добавьте еще особые требования к прочности машины, на которую при каждой загрузке обрушиваются десятки тонн горной массы, необходимость создания нормальных условий для водителя, обеспечения высокой надежности машины, долговечности, и экономичности, и вы, очевидно, получите достаточно ясное представление о специфике карьерного автомобиля.
Но это представление будет неполным, если не сказать об одном крайне важном обстоятельстве. По мере отработки карьера глубина его увеличивается (она может доходить даже до нескольких сот метров), усложняются горно-геологические условия, меняются принципы организации, и ведения работ, увеличиваются расстояния транспортирования и, что главное, при этом растет доля затяжных уклонов. Это приводит к тому, что уже сейчас длина подъема из глубинных карьеров составляет более половины всего расстояния до места вывозки. По мере углубления карьера этот показатель может достигать 80 процентов, то есть более чем на трех четвертях всего пути автомобилю придется преодолевать уклоны в 7 - 8 процентов (а на отдельных участках - в 10 и более).
Корреспондент. Получается, что производительность самосвала в таких условиях неминуемо со временем должна падать. Так ли это?
3. Сироткин. Совершенно верно. Это реальный факт из-за углубления карьеров производительность применяющихся транспортных средств в течение каждых пяти лет снижается на 15 - 20 процентов.
Корреспондент. Какой же выход из этого?
3. Сироткин. Неустанно совершенствовать технику, создавать новые типы высокопроизводительных машин, улучшать существующие модели, поддерживать их конструкции в постоянном соответствии с изменяющимися условиями технологического процесса добычи.
До сих пор речь шла о развитии карьера по мере его жизни. Но ведь, и карьер карьеру рознь и по тому, что в нем добывают, и по тому, сколько в нем добывают. Ясно, что и с этих позиций автомобили-самосвалы нужны разные. Машиной одного типа, какой бы совершенной она ни была, не обойдешься. Словом, необходимо иметь целое семейство машин различной грузоподъемности, способных наиболее полно удовлетворить многообразным требованиям народного хозяйства.
Корреспондент. Как определяются члены этого семейства, как для них устанавливается грузоподъемность?
3. Сироткин. Задача эта, которую на инженерном языке можно сформулировать, как «выбор оптимального типажа машины», достаточно трудная. Здесь приходится учитывать очень много критериев, относящихся, и к конструкции машины, и к ее технологичности, и к условиям эксплуатации, и к технико-экономическим оценкам работы автомобиля в качестве звена единого технологического процесса добычи. И большинство этих критериев связано между собой весьма сложными, и зачастую далеко не прямыми зависимостями. При этом то, что хорошо с одних позиций, оказывается нежелательным с других. Возьмем, например, вопрос о соотношении емкости кузова автомобиля, иначе говоря, его грузоподъемности, и емкости ковша экскаватора. С «позиций автомобиля», его долговечности, конечно, лучше, чтобы кузов загружался дробными порциями, а не с одного раза (напомню, что из двенадцати кубового ковша вываливается около 20 - 25 тонн горной массы!). С «позиций экскаватора», его производительности, чем меньше ковшей надо разгрузить, чтобы наполнить кузов, тем короче весь цикл погрузки, а значит, выше производительность. Но при этом больше самосвалов надо для обслуживания экскаватора. Вот конкретная иллюстрация. В карьере по добыче камня работают экскаваторы с ковшом емкостью 4,6 кубометра. Производительность такого экскаватора, обслуживаемого семнадцатью автомобилями-самосвалами грузоподъемностью 7 тонн каждый (в кузов разгружается один ковш), почти в 2 раза оказывается ниже, чем у экскаватора, обслуживаемого пятью 27-тонными самосвалами (в кузов каждого разгружается 3 - 4 ковша).
За всеми этими «меньше», «больше», «выше», о которых говорилось, тянутся еще цепочки других зависимостей, которые тоже необходимо учитывать. В частности, на выбор оптимального соотношения емкости ковша экскаватора, и грузоподъемности машины сильно влияет величина расстояния транспортирования. Оказывается, что если оно равно 1 - 2 километрам, то оптимальное соотношение будет в пределах 4 - 6, а при увеличении дальности рейса до 7 километров, надо, чтобы емкость кузова была уже в 8 - 12 раз больше емкости ковша.
Я так подробно, но, подчеркиваю, далеко не полно рассмотрел один лишь этот вопрос, чтобы показать, сколь сложен в целом выбор оптимального типажа машин. Для этого требуется в первую очередь собрать и обработать большой фактический материал, накопленный в условиях эксплуатации автомобилей-самосвалов на предприятиях горнорудной промышленности.
Если придерживаться хронологии событий, то надо сказать, что выбором типажа, а точнее, работой, которая в принципе подтвердила наши конструкторские наметки, внесла в них коррективы, и дала им подкрепленное фактическими данными серьезное технико-экономическое обоснование, мы занялись после того, как были созданы в металле первые члены семейства - автомобили-самосвалы грузоподъемностью 27, и 40 тонн.
Корреспондент. Если вы не возражаете, то «перешагните» в беседе этап создания новых машин, и закончите рассказ о выборе их типажа.
3. Сироткин. Эту работу наш завод проводил совместно с Центральным научно-исследовательским автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ), Институтом горного дела Министерства черной металлургии СССР, Институтом горного дела Министерства угольной промышленности СССР, и рядом других организаций. Были разработаны методики и алгоритмы, которые позволяют при помощи электронно-вычислительных машин выбирать оптимальные параметры автомобильного транспорта большой, и особо большой грузоподъемности. Проводились расчеты для 38 рудных карьеров черной и цветной металлургии. Для каждого карьера вычислены значения 15 показателей, зависящих в общей сложности от 22 параметров. Грузоподъемность самосвала, и автопоездов изменялась от 30 до 300 тонн.
Полученный в результате расчетов оптимальный ряд грузоподъемностей мы скорректировали и увязали с возможностью создания автомашин по конструктивным критериям. Но одних этих соображений еще недостаточно. Надо было сделать, и экономическую оценку плотности ряда, то есть определить, выгодно ли будет производить такое количество типов машин. После всей этой работы и был окончательно установлен «состав семейства» базовые автомобили-самосвалы грузоподъемностью 30, 45, 75, 110 - 120 тонн, и в перспективе 180 - 190 тонн, на основе которых можно создавать автопоезда грузоподъемностью соответственно 65, 120, 190 - 200 и 250 - 300 тонн. Этот типаж машин, как бы инженерное содержание программы конструкторских работ на ближайшие годы.
Корреспондент. В ходе беседы вы убедительно рассказали о народнохозяйственном значении большегрузного автомобилестроения, о специфике этого вида транспорта. Хотелось бы теперь узнать, какие идеи были положены в основу конструирования автомобилей БелАЗ, которые пришли на смену машинам МАЗ-525.
3. Сироткин. Создание, и производство первого отечественного большегрузного самосвала МАЗ-525 было тогда серьезным успехом. Происходило становление молодой отрасли автомобилестроения; опыт, накопленный при создании машин МАЗ-525, немало потрудившихся в народном хозяйстве страны, оказался весьма полезным.
Наступило время, когда стало ясно, что МАЗ-525 сделал свое дело и должен «уходить». Но, как? «Перевоплотиться» в более мощную, более современную машину или уступить место, какой-то новой, построенной на других конструкторских идеях?
Оставим этот вопрос пока без ответа, и обратимся к автомобильным дорогам. Сейчас они делятся на два вида допускающие осевую нагрузку до 6 тонн и первоклассные дороги (асфальтобетонные), по которым могут двигаться машины с нагрузкой на ось 10 тонн. Значит, создавая машину большей грузоподъемности, мы должны позаботиться, чтобы нагрузка на ее оси сохранялась в допустимых пределах. Способ решения такой проблемы давно известен автомобилестроителям увеличить количество осей, сделать, например, машину трехосной. Именно с такого эксперимента мы, и начали. На базе МАЗ-525 сделали трехосный самосвал грузоподъемностью 40 тонн (МАЗ-530). Но к успеху этот путь нас не привел. Созданная машина не удовлетворяла требованиям, которые предъявляются к карьерным автомобилям-самосвалам.
Корреспондент. Почему же испытанный путь не дал желаемых результатов?
3. Сироткин. Увеличение числа осей в машине привело к увеличению числа ведущих мостов, усложнению подвесок и т. д. В итоге вес порожней машины грузоподъемностью 40 тонн достиг 38 тонн, а минимальный радиус поворота из-за увеличения базы (расстояния между передней, и задней осью) стал 15 метров (вместо 12).
Сейчас мы уже хорошо знаем, что по своей конструкции и области применения технологические карьерные автомобили значительно отличаются от транспортных автомобилей общего назначения, и многие положения теории и практики автомобилестроения не применимы для разработки оптимальных параметров конструкции узлов большегрузных машин. Но тогда мы были лишь в начале пути познания этой сегодня довольно-таки очевидной истины. Попытка «перевоплотить» машину МАЗ-525 стала первым для нас наглядным уроком, и доказательством того, что надо искать принципиально иные решения.
Корреспондент. Вы говорили, что непременное условие, с которым приходится считаться при увеличении грузоподъемности машины, - это оставаться по нагрузкам на оси в допустимых («с позиций» дороги) пределах. Но ведь законы механики не обойдешь, - повысил вес машины, значит, увеличил и нагрузку на оси. И, чтобы уменьшить ее на каждую ось, надо увеличить их число. Другого вроде бы не дано?
3. Сироткин. Все верно. Поэтому наша исходная позиция может показаться «безумством храбрых» мы решили вообще игнорировать факт повышения нагрузки на оси, не считаться с ним, а посему число осей не увеличивать, оставив их минимальным - две. Это значительно упрощает конструкцию автомобиля-самосвала, повышает его маневренность, долговечность, надежность, снижает собственный вес. Я, конечно, предвижу вопрос «Дескать, это вы, конструкторы, решили игнорировать нагрузку на оси, но дороги, они-то этого не знают». Все дело заключается в том, что им «об этом, и знать не надо»
К таким «смелым» выводам мы смогли прийти лишь после проведения серьезного изучения несущей способности дорог. Но дорог карьерных, по которым должны ездить наши богатырские машины.
Корреспондент. Что же показало это изучение?
3. Сироткин. Собрав и обработав большой фактический материал, мы получили такую статистику. Основная масса - около 60 процентов - автомобилей-самосвалов работает на дорогах с естественным скальным основанием, несущая способность которого позволяет эксплуатировать машины с осевой нагрузкой 100 тонн, и более. Около 20 процентов обследованных самосвалов работает в карьерах на сравнительно мягких грунтах. Но если учесть мощность этих горных предприятий, длительность их эксплуатации, то получается, что с позиций экономики (а за ней последнее слово) там выгоднее строить дороги с основанием, способным выдерживать большие осевые нагрузки, чем эксплуатировать самосвалы малой грузоподъемности. Остальные 20 процентов самосвалов работают в карьерах, где, исходя из объемов их производства, могут применяться машины такой грузоподъемности, при которой осевые нагрузки соответствуют несущей способности дорог на мягких грунтах.
Так идея создания двухосевой машины с большими нагрузками на оси получила аргументированное право на воплощение.
Корреспондент. Расскажите, пожалуйста, что дала реализация этой идеи? Каковы особенности конструкции новых большегрузных автомобилей БелАЗ?
3. Сироткин. До сих пор я говорил о проблемах, касающихся вообще карьерных автомобилей-самосвалов. Сейчас мы подошли к рассказу о конкретных особенностях конструкции новых машин целого семейства. Так вот, здесь целесообразно ограничиться базовыми автомобилями грузоподъемностью 27 и 40 тонн. Машины следующего поколения (75 - 80-тонные, и более мощные), хотя и имеют с ними очень много общего, отличаются, конечно, и рядом новых конструктивных решений. О самых важных особенностях таких машин ваш журнал уже сообщал (№ 11 за 1967 год). Сейчас эти машины проходят промышленные испытания, и я думаю, что после их завершения стоит подробнее рассказать об этих интересных автомобилях.
Что же оригинального в конструкции самосвалов БелАЗ-540, и БелАЗ-548А?
Даже простой перечень новых решений занял бы немало места. Достаточно сказать, что в процессе работы над созданием этих машин было сделано несколько десятков изобретений, на которые получены авторские свидетельства. Все основные узлы этих автомобилей имеют оригинальное устройство. Поэтому мне остается очень бегло «пройтись» по машинам и от метить лишь несколько самых существенных новшеств.
У всех автомобилей БелАЗ кабина расположена рядом с двигателем. Такая компоновка позволяет получить минимальную базу, и минимальные габаритные размеры и тем самым повысить маневренность машин, улучшить распределение веса по осям, более рационально использовать площадь автомобиля (так, как в этом случае большая часть шасси занята кузовом), увеличить устойчивость автомобиля. Кстати, и форма кузова (платформы) выбрана такой, чтобы понизить центр тяжести и тоже повысить устойчивость.
На автомобилях БелАЗ-540, и БелАЗ-548А достаточно просторная одноместная кабина, в которой есть дополнительное сиденье для пассажира (второй водитель или инструктор). Большое остекление кабины и уменьшение угла переднего свеса автомобиля обеспечивают хорошее освещение кабины, и хорошую обзорность. Кабина установлена на резиновых амортизаторах для уменьшения ее вибрации при работающем двигателе. Конструкторы постарались сделать максимально возможное для улучшения условий труда водителя (звукоизоляция, отопление, вентиляция, герметизация кабины и др.).
Тяговые качества автомобиля определяет такой показатель, как удельная мощность, то есть мощность, приходящаяся на 1 тонну полного веса машины. У этих самосвалов удельная мощность находится в пределах 7,5 - 8 лошадиных сил на тонну, что позволяет им успешно преодолевать затяжные подъемы (до 10 процентов) в груженом состоянии.
Корреспондент. Хотелось бы, чтобы по ходу рассказа вы сравнивали характеристики новых машин, и МАЗ-525. Это было бы, наверное, показательно.
3. Сироткин. Хорошо. Оригинальная компоновка, о которой я говорил, позволила уменьшить (по сравнению с МАЗ-525) общую длину, например, автомобиля-самосвала БелАЗ-540 и его базу более чем на метр. Благодаря этому улучшилась маневренность минимальный радиус поворота стал 8,3 метра против 12 метров. БелАЗ-540 легче более чем на 3 тонны, то есть на каждую тонн/ грузоподъемности удалось сэкономить около 200 килограммов собственного веса. На 25 процентов увеличилась у БелАЗ-540, и удельная мощность.
При сравнительно небольших расстояниях откатки около половины карьерной дороги приходится на выездную траншею - участок с подъемами 7 - 10 процентов и крутыми поворотами; примерно четвертая часть дороги - это забойные пути, которые из-за проводящихся в непосредственной от них близости взрывных работ не имеют ровного капитального покрытия. И, как я уже говорил, по мере жизни карьера, его углубления доля тяжелых участков в общей длине трассы движения растет. Хотя абсолютная величина мощности двигателя у автомобиля-самосвала, например, БелАЗ-548А, весьма велика - 500 лошадиных сил, но удельная мощность - сколько лошадиных сил тащат тонну веса - все-таки относительно невелика для работы в таких условиях (например, у восьмитонного грузового автомобиля МАЗ-500 на тонну полного веса приходится 12 лошадиных сил).
Конечно, скорость движения автомобиля на ровных участках трассы, и на спусках лимитируется не мощностью двигателя, а в основном рельефом местности. Другое дело - затяжные подъемы, крутые повороты, плохие дороги. Чтобы в этих условиях производительность машины была наибольшей (при данной мощности двигателя), надо оснастить ее высокоэффективной передачей (трансмиссией). Исследования показали, что для автомобилей-самосвалов грузоподъемностью 20 - 50 тонн наилучший вид передачи - гидромеханическая. Она позволяет в значительных пределах автоматически, в зависимости от нагрузки на колесах, изменять крутящий момент двигателя.
Большие теоретические и экспериментальные работы завершились созданием исключительно простой по конструкции, и технологичности гидромеханической передачи, которая и установлена на БелАЗ-540, и БелАЗ-548А.
Эта передача (по сравнению с механической, которая стояла на МАЗ-525) позволила увеличить среднюю скорость самосвала на подъеме при той же удельной мощности на 16 - 17 процентов; время на разгон до той же скорости сократилось вдвое; в 5 раз меньше стала максимальная величина скачков крутящего момента при переключении передач.
Создание гидромеханической передачи (которая вообще впервые в практике нашего автомобилестроения была использована для серийно выпускающихся машин) означало скачок в решении проблемы производства карьерного автотранспорта. Но на этом конструкторы БелАЗ не остановились. Велись работы по дальнейшему совершенствованию центрального узла большегрузных машин с целью повышения их производительности. В результате была создана новая, весьма перспективная гидромеханическая трансмиссия, которая имеет 6 передач переднего хода и 2 передачи заднего хода (против, соответственно, 3, и 1 передач, у серийной трансмиссии). Эта передача, обеспечивающая повышение производительности машины на 20 процентов, будет использована для дальнейшей модернизации автомобилей-самосвалов БелАЗ.
Новая гидромеханическая трансмиссия показала столь высокие качества, что она рекомендована в качестве единой гидропередачи не только карьерных автомобилей-самосвалов, тягачей БелАЗ, но и для всех многоосных автомобилей, и тягачей высокой проводимости мощностью от 240 до 700 лошадиных сил. Это - большое достижение наших конструкторов.
К оригинальным узлам машин БелАЗ относится и подвеска, на конструкцию которой также выдано авторское свидетельство.
Корреспондент. Почему пришлось заниматься изобретательством в этом деле? Разве нельзя было установить на машинах весьма простые, и хорошо зарекомендовавшие себя традиционные листовые рессоры, конечно, соответственно усилив их?
3. Сироткин. При проектировании подвески надо опять-таки учитывать условия эксплуатации большегрузного карьерного автомобиля-самосвала значительные динамические усилия, возникающие при езде по неровной дороге и в моменты его загрузки экскаватором, а также, и то, что статическая нагрузка на оси порожней и груженой машины меняется почти в 4 - 7 раз.
Жесткость листовых рессор постоянная; деформация их прямо пропорциональна приложенной нагрузке. Про листовые рессоры говорят, что характеристика у них линейная. Вот, и получается, что если мы поставим на такую богатырскую машину листовые рессоры, рассчитанные на полную нагрузку (например, для БелАЗ-548А это почти 50 тонн на заднюю ось), то они окажутся столь жесткими, что ездить на порожней машине будет очень плохо - фактически, как на автомобиле без рессор. А листовые рессоры, удовлетворяющие порожнюю машину, окажутся слишком слабыми для груженой. Значит, чтобы обеспечить высокую плавность хода автомобиля с нагрузкой и без нагрузки, нужна подвеска, которая имеет переменную жесткость. Наиболее полно этому условию удовлетворяют пневматические рессоры поршневого типа в комбинации с гидравлическими амортизаторами. В такой подвеске (ее сокращенно называют пневмогидравлической), сконструированной применительно к автомобилю БелАЗ, упругим рабочим телом в цилиндре служит газ (азот) под давлением, сжатие которого, и обеспечивает эффект подрессоривания. Для передачи нагрузки на поршень пневмогидравлического цилиндра используется масло, которое является и рабочей жидкостью для встроенного в цилиндр амортизатора. Назначение его - гасить колебания, возникающие при движении автомобиля по неровной дороге. (Масло служит также гидравлическим затвором для уплотнения подвижных соединений, и для смазки.)
Принцип действия такой подвески понятен из рассмотрений приведенной схемы и пояснений к ней.
Цилиндры пневмогидравлической подвески воспринимают только вертикальные нагрузки. Толкающая, и тормозная силы, а также тормозной и реактивный моменты передаются на раму через систему шарнирно установленных штанг.
Создавая пневмогидравлическую подвеску, удалось найти ряд оригинальных решений. Например, внутри цилиндра установили насос, который приводится в действие от колебаний автомобиля. Работой насоса поддерживается постоянный уровень масла в верхней полости цилиндра, что обеспечивает долговечность подвески.
Автомобили БелАЗ благодаря пневмогидравлической подвеске, замечу, вообще впервые примененной в практике отечественного автомобилестроения, имеют высокую плавность хода, как в груженом, так, и в порожнем состояниях в любых дорожных условиях и поэтому допускают езду со скоростью (с полным грузом) до 55 километров в час.
Думаю, что этими примерами оригинальных конструктивных решений придется ограничиться - всего не охватишь.
Подводя итог этой части беседы, хочу подчеркнуть, что использование в народном хозяйстве новых большегрузных автомобилей-самосвалов БелАЗ оказалось очень эффективным например у машин БелАЗ-540 (по сравнению с МАЗ-525) производительность в 2 раза больше, коренным образом улучшаются условия труда водителей, и т. д.
Корреспондент. Даже два рядом стоящих в семействе большегрузных автомобиля-самосвала БелАЗ-540 и БелАЗ-548А сильно отличаются по грузоподъемности, мощности двигателей, и соответственно по всем другим параметрам. Очевидно, вопрос унификации узлов и деталей особенно важен для производства автомобилей таких различных моделей?
3. Сироткин. Да, это вопрос вопросов, от решения которого зависит вся экономика производства и, следовательно, жизненность идей, заложенных в конструкцию. Унификация особенно необходима при изготовлении сложных уникальных машин, да еще при таких условиях, когда выпуск некоторых типов достигает тысяч, а других-только нескольких десятков в год. Лишь унификация позволяет выпускать их на потоке по принципу массового, и крупносерийного производства. Конструкторам удалось найти много общего, что роднит членов семейства большегрузных автомобилей-самосвалов. Благодаря этому достигнута весьма широкая унификация «по вертикали»
Это значит, что разные по грузоподъемности и назначению машины созданы на базе ограниченного количества сложных узлов, агрегатов, деталей. Нам удалось решить одну из наиболее трудных задач - полностью унифицировать внешние системы двигателей, включая трубопроводы, и приводы. Цилиндры и направляющие элементы подвески для всех машин почти полностью одинаковы. Едиными узлами для всего семейства являются также трансмиссии, кабина, руль, приводы тормозов, и др. По отношению к БелАЗ-540 степень унификации деталей автомобиля БелАЗ-548А превышает 80 процентов.
Самые скромные подсчеты показывают, что в результате проделанной работы затраты на разработку моделей сократились более чем на 3,5 миллиона рублей. Почти вдвое ускорился процесс освоения новых образцов автомобилей.
В заключение беседы я хочу подчеркнуть, что огромный объем исследовательских, экспериментальных и конструкторских работ по созданию нового семейства машин БелАЗ удалось выполнить благодаря широкому творческому содружеству нашего завода со многими научно-исследовательскими, и конструкторскими организациями, заводами, среди которых НАМИ, Институт электросварки имени Е. О. Патона, Барнаульский завод транспортного машиностроения, Ярославский моторный завод, Всесоюзный научно-исследовательский институт технической эстетики, Белорусский политехнический институт, СКБ № 3 Министерства автомобильной промышленности СССР.
Конструкторам Белорусского автомобильного завода вместе со всем его коллективом в девятой пятилетке предстоит немало сделать, чтобы обеспечить народное хозяйство еще более мощными, более надежными автомобилями-богатырями.
Читайте в любое время
