НЕОБЫЧНЫЕ СПОСОБНОСТИ

МАШИНЫ НА КОМБИНИРОВАННОМ ХОДУ

Попытки конструкторов придать возможность автомобилям и другой пневмоколесной технике возможность перемещения по рельсам были предприняты очень давно, еще на заре автомобилестроения. В большинстве случаев переоборудование дорожной техники сводилось к замене пневмоколесного хода на железнодорожный. Увы, в этом случае машина лишалась возможности передвижения по обычным дорогам, превращаясь в железнодорожное транспортное средство. В дальнейшем стали проводиться работы по внедрению комбинированного хода, который позволял бы успешно ездить как по дорогам общего пользования (или по бездорожью), так и по железнодорожному пути. В наши дни тема машин на комбинированном ходу становится все более популярной. Пока что преимущественно за рубежом. Наши эксплуатационники еще только присматриваются к возможностям такой техники. Хотя и в родном отечестве есть положительные примеры производства и эксплуатации машин на комбинированном ходу.

Как правило, у крупных промышленных предприятий, складских баз, портов, терминалов имеются на своей территории железнодорожные подъездные пути. Технология выполнения работ в указанных промышленных зонах подразумевает необходимость в перемещении вагонов, выполнении работ по содержанию и ремонту железнодорожных путей. Обычно для этого применяют маневровые тепловозы, а также различные путевые машины. Эффективность обычного маневрового тепловоза на предприятии значительно снижается при обслуживании небольшого вагонного парка, то есть существует нижняя планка, при которой эксплуатация маневрового тепловоза оказывается просто убыточной (расход топлива, стоимость технического обслуживания и содержания депо – либо арендные платежи и т.п.). В этом случае разумной экономичной альтернативой является применение универсальных машин на комбинированном ходу.

Рельсовый ход позволяет автомобильной, тракторной и строительной технике выполнять различные работы не только на железнодорожных путях. За счет использования устройства рельсового хода значительно расширяется область применения машин, сокращается время подъезда к месту проведения работ. Техника на комбинированном ходу может эксплуатироваться и как обычные пневмоколесные машины – на автомобильных дорогах, в условиях бездорожья и стройплощадок, выполняя все присущие ей в таких условиях функции. Таким образом, появляется реальная возможность приобретения одной машины вместо двух – для работы на железнодорожных путях и для движения по дорогам общего пользования.

Машины на комбинированном ходу позволяют найти новые решения в вопросе снижения затрат и повышения производительности предприятий. Их использование в конечном итоге приводит к значительному экономическому эффекту и получению дополнительной прибыли.

Традиционно комбинированный ход применяется на грузовиках (или на специальных тягачах автомобильного типа), а также на колесных тракторах высокой проходимости, имеющих привод на все колеса. В настоящее время комбинированный ход все более широко внедряется на пневмоколесных строительных машинах, таких как экскаваторы, фронтальные погрузчики, экскаваторы-погрузчики, думперы, шарнирно-сочлененные самосвалы и т.д. Однако конструкторская мысль не стоит на месте – на комбинированный ход уже поставлены гусеничные экскаваторы.

Имеющийся пневмоколесный (или гусеничный) ход базовой машины дополняется колесными парами железнодорожного типа (как правило, по одной колесной паре – спереди и сзади). При езде за пределами железнодорожного пути такая техника использует свой родной (пневмоколесный или гусеничный) ход. При переходе в режим движения по железной дороге происходит механизированное (при помощи гидроцилиндров) опускание колесных пар железнодорожного типа на рельсы.

Для привода железнодорожных колес применяются различные конструктивные решения.

Особенность одной из конструкций, получившей распространение в настоящее время, заключается в том, что при движении машины по рельсам колесные пары железнодорожного типа выполняют только направляющие и удерживающие функции на железнодорожной колее, так как они не являются приводными. Передача тягового усилия на рельсовый путь происходит от штатных пневмоколес базовой машины. Высокий коэффициент трения резины о сталь, который в 3 раза больше, чем стали об сталь, позволяет развивать тяговые и тормозные усилия, сравнимые с возможностями маневрового локомотива среднего класса. Наиболее совершенные версии данной конструкции имеют следящее устройство (контроль давления в гидроцилиндрах), обеспечивающее постоянную силу сцепления ведущих пневмоколес с рельсами. Еще одно техническое решение, которое применяют некоторые производители в рассматриваемой конструкции комбинированного хода, – это автоматическое регулирование давления в шинах с целью увеличения сцепления пневмошин с рельсами.

Во второй конструкции вращение от пневмоколес непосредственно передается к железнодорожным колесным парам за счет сил трения. В этом случае пневмоколеса не соприкасаются с рельсами, они вывешиваются над путями за счет приподнимания машины благодаря выдвижению железнодорожных колесных пар.

Особенностью третьей конструкции является непосредственный привод на железнодорожные колеса от гидромоторов. В данном случае машина опирается на рельсы только железнодорож- ными колесными парами. Здесь, как и во втором типе конструкции, пневмо- колеса или гусеницы не соприкасаются с рельсами. Данная конструкция нашла наибольшее применение именно на гусеничных машинах.

В зависимости от типа и назначения машины на комбинированном ходу ее комплектуют специальным оборудованием, позволяющим производить эксплуатацию на железнодорожных путях, – фиксатором рулевого колеса, автосцепкой, компрессором, локомотивным тормозом, пневматическим оборудованием для обеспечения работы тормозной системы вагонов, световой и звуковой железнодорожной сигнализацией и т.д.

Остановимся подробнее на некоторых машинах, оснащенных комбинированным ходом. Компания Liebherr предлагает на российском рынке колесный экскаватор на комбинированном ходу модели А 900 С ZW. Это единственная модель в линейке фирмы, оснащаемая комбинированным ходом. Заслуживает внимания тот факт, что Liebherr сам занимается переоборудованием экскаваторов на комбинированный ход. Производитель имеет 45- летний опыт проектирования и изготовления экскаваторов на комбинированном ходу. На заводе Liebherr, расположенном в немецком городе Кирхдорф, осуществляется сборка всего экскаватора, включая механизм передвижения по рельсам.

Эксплуатационная масса экскаватора Liebherr А 900 С ZW в зависимости от комплектации может варьироваться от 19,6 до 22,9 т, объем ковша достигает 0,95 м?.

Экскаватор может оборудоваться железнодорожным ходом двух типов. Стандартное исполнение представляет собой конструкцию первого типа (по классификации, принятой в данной статье). В этом случае при установке на рельсы гидроцилиндры колесных пар железнодорожного типа поднимают экскаватор, вследствие чего внутренние части двускатных пневмошин соприкасаются с головками рельсов. Система Liebherr Novotronic позволяет регулировать давление в шинах для оптимального сцепления с рельсами. Наряду со стандартным вариантом также предлагается исполнение механизма передвижения по рельсам второго типа (по принятой классификации), то есть с фрикционными колесами, когда вращение от пневмоколес передается непосредственно к железнодорожным колесным парам за счет сил трения.

Экскаватор Liebherr А 900 С ZW является универсальной машиной, предназначенной для выполнения широкого спектра задач как в условиях городских строительных площадок, так и при работе на железнодорожных участках. Рабочее оборудование включает двухсекционную гидрорегулируемую стрелу. Экскаватор предусмотрен для работы с разнообразным навесным инструментом. Среди прочего это двухчелюстные грейферы, планировочные и наклонные ковши. При использовании гидравлического быстросменного адаптера Liebherr машинист экскаватора может самостоятельно производить оперативную смену навесного инструмента, не покидая кабины. Таким образом, в зависимости от количества навесных инструментов в распоряжении машиниста А 900 С ZW может выполнять задачи сразу нескольких машин.

В целях электробезопасности экскаватор имеет ограничитель подъема рабочего оборудования и кабель заземления. Также машина снабжена ограничителем поворота платформы при работе на многопутной железной дороге.

На сегодняшний день в России работает два Liebherr А 900 С ZW. Одна машина эксплуатируется в Уральском федеральном округе, вторая – на Дальнем Востоке.

Переоборудование на комбинированный ход строительной техники Volvo выполняет партнерская фирма известного шведского концерна – CeDe, также расположенная в Швеции. На сегодняшний день в линейке машин на комбинированном ходу Volvo представлено по две модели колесных и гусеничных экскаваторов, а также две модели фронтальных погрузчиков.

Колесные экскаваторы Volvo EW140C и EW160C эксплуатационной массой 18,6 и 20,8 т соответственно оснащаются железнодорожным ходом первого типа. Движение по рельсам происходит за счет передачи тягового усилия от внутренних частей двускатных пневмоколес к головкам рельсов. Узлы опорных колес железнодорожного типа крепятся к раме посредством устройств быстрого крепления. Колесные пары железнодорожного типа рассчитаны на нагрузку 9,5 т каждая. Панель управления в комплекте с гидравлическим манометром, расположенная в кабине, помогает устанавливать оптимальное давление в шинах при движении по рельсам. В передней части рамы экскаваторов имеется кассета, позволяющая устанавливать навесное оборудование (например, отвал или погрузочный ковш). Адаптер BM Movtec, смонтированный на кассете, обеспечивает быструю смену навесного оборудования.

Для безопасной эксплуатации на железнодорожном пути экскаваторы оборудуются системами безопасности. Максимальная скорость движения (не более 20 км/ч) задается с помощью механического ограничителя хода педали акселератора. Имеются механические ограничители подъема стрелы и поворота платформы. Предусмотрена возможность блокировки рулевого колеса. Спереди и сзади установлены съемные буксировочные крюки. Все шарнирные сочленения стрелы и рукояти соединены проводами заземления сечением 50 мм?.

Компактные гусеничные экскаваторы Volvo – 10-тонный ECR88plus и 15-тонный ECR145CL Hy-Rail – получили возможность переоборудования на рельсовый ход благодаря наличию у них резиновых гусениц. Благодаря мягким гусеницам экскаватор свободно заезжает на рельсы, не повреждая их. Далее при помощи гидроцилиндров выдвигаются железнодорожные колесные пары, которые встают на рельсы, гусеничная тележка при этом вывешивается и не соприкасается с рельсами. Привод на задние железнодорожные колеса осуществляется от гидромоторов, передние колеса – не ведущие. Задние колеса оборудованы стояночным тормозом. У экскаватора ECR88plus передние опорные колеса крепятся к брусьям штатного бульдозерного отвала. Прежде чем опустить узел опорных колес, их следует вручную перевести в рабочее положение. На переднем опорном узле экскаватора ECR145CL Hy-Rail имеется кассета с быстросменным адаптером для установки сменных рабочих органов.

Так же как и колесные экскаваторы Volvo на комбинированном ходу, их гусеничные аналоги снабжены всеми необходимыми устройствами для безопасной работы на железнодорожных путях.

Фронтальные погрузчики Volvo L70F и L90F имеют железнодорожный ход, аналогичный применяемому на колесных экскаваторах этой фирмы.

В линейке фирмы JCB имеется модель экскаватора-погрузчика, предназначенного для работы как на пневмоходу, так и на железнодорожном ходу. Система железнодорожных колес позволяет относительно быстро и безопасно перемещаться экскаваторной машине по рельсам, что очень актуально при отсутствии подъездных путей к месту ремонта – экскаватор-погрузчик не нужно доставлять к месту проведения работы на железнодорожной платформе, он не пробирается сквозь бездорожье для ремонта полотна. Движение экскаватора-погрузчика по железнодорожному пути выполняется за счет штатных пневмоколес, которые движутся по рельсам, поддерживающие и направляющие функции выполняют колесные пары железнодорожного типа, опускаемые/поднимаемые гидроцилиндрами. Система задних железнодорожных колес крепится на болтах на существующую каретку. В то время когда она установлена на экскаваторе-погрузчике, несколько ограничивается возможность использования экскаваторной рукояти. Система передних железнодорожных колес крепится на быстросменный адаптер фронтальной стрелы. После этого на машину может быть установлено навесное оборудование (фронтальный ковш, щетка, вилы и пр.). На экскаватор-погрузчик возможна установка различного навесного оборудования – захвата для замены шпал, захвата для рельсов и прочего. В этом случае машина сможет выполнять работы по замене и ремонту железнодорожных путей, не съезжая с рельсов.

В производственной программе компании Komatsu заявлено несколько моделей гусеничных мини-экскаваторов, оснащенных системой железнодорожного хода. Принципиальное устройство колесных пар в целом аналогично описанным выше моделям гусеничных экскаваторов Volvo.

Перечисленные выше зарубежные производители строительной техники являются не единственными, кто предлагает машины на комбинированном ходу. Техника, оснащенная рельсовым ходом, представлена в линейках фирм Caterpillar, Hydrema, Barford, Mecalac и др.

Отечественный опыт производства строительной техники на комбинированном ходу, увы, невелик.

Опыт установки рельсового хода на экскаваторы ТВЭКС имеется у фирмы «Универсальные рельсовые машины». Колесный экскаватор ЕК-18 оборудован направляющими железнодорожными колесными парами (выставляемыми при помощи гидроцилиндров), его ходовая часть представляет собой конструкцию первого типа (по классификации, принятой в данной статье). Помимо этого, экскаватор оснащен гидроразводкой под гидроинструмент, комплектом гидроинструмента (сварочный аппарат, гайковерт, углошлифовочная машина), гидроразводкой под гидромолот, щеткой для очистки железнодорожных путей, бульдозерным отвалом, а также железнодорожной сцепкой для буксирования платформ и вагонов общей массой до 30 т со скоростью не более 5 км/ч.

Помимо рассмотренного отечественного опыта переоборудования экскаваторов на комбинированный ход, у автора статьи других сведений не имеется.

В то же время спрос на подобные машины в России есть (хотя пока очень ограниченный). Это подтверждается информацией о поставках в нашу страну экскаваторов Liebherr. Кроме того, по свидетельству специалистов Уралвагонзавода, к ним на предприятие обращался заказчик, пожелавший оснастить колесный экскаватор ТВЭКС комбинированым ходом. Правда, в выполнении заявки было отказано, поскольку у Уралвагонзавода в производственной линейке есть своя модель колесного экскаватора. По информации, полученной от специалистов завода «ЭКСМАШ», у них тоже был заказ на изготовление экскаватора на комбинированном ходу. Увы, в силу ряда причин заказ тоже не был реализован.

Несколько более динамичным представляется развитие российского рынка локомобилей и локотракторов, а также специальных путевых машин, созданных на шасси автомобилей и тракторов. Спрос на такую технику обусловлен сильной изношенностью парка маневровых тепловозов, а также их низкой экономичностью.

Среди отечественных производителей такой техники следует упомянуть фирму «Универсальные рельсовые машины», о которой выше уже шла речь. В линейке этого производителя заявлен ряд машин на комбинированном ходу, созданных на базе автомобиля Урал: маневровый тягач УРМ-ТМ1 (позволяет проведение маневровых работ с железнодорожным составом общей массой до 500 т); вахтовый автобус УРМ-ТМ, а также специальная аварийно-ремонтная машина УРМ-ТМ(7), оснащенная 7-местной кабиной, краном-манипулятором, сварочным агрегатом, гидроинструментом, передним снегоуборочным отвалом, кроме того, она укомплектована железнодорожной сцепкой для буксирования платформ и вагонов общей массой до 30 т со скоростью не более 5 км/ч.

Схожая линейка техники, также базирующейся на шасси Урала, выпускается Миасским заводом специализированных автомобилей. Наряду с локомобилями, предназначенными как для буксировки вагонов, так и для выполнения путевых работ, которые базируются на шасси стандартного Урала, имеется вариант для маневровых работ, оснащенный двигателем Caterpillar и автоматической коробкой передач Allison. Данный вариант (обозначаемый МАРТ-3) предназначен для транспортировки порожних и груженых составов полной массой до 1000 т. Импортный двигатель используется в силу отсутствия практической возможности агрегировать АКПП с двигателями российского производства. АКПП – это единственный вариант обеспечить наивысший крутящий момент при трогании с места и обеспечить плавное переключение передач при большом весе буксируемого подвижного состава.

Новинкой в производственной программе Уралвагонзавода является тяговый модуль вагонов ТМВ-2, имеющий комбинированный рельсо-колесный ход. Это полностью собственная оригинальная разработка конструкторов УВЗ. В этой машине применяются комплектующие немецкого производства. Каркасная кабина с пластиковыми панелями изготовляется партнерами УВЗ. ТМВ-2 предназначен для выполнения маневровых и поездных работ на территории предприятий. Он способен транспортировать по железнодорожному пути до 15 порожних грузовых вагонов. Машина может служить источником для подключения гидрофицированного инструмента. На дорогах общего назначения ТМВ-2 используется для транспортировки грузов на грузовой платформе или прицепе по автодорогам. Шасси имеет возможность установки плиты DIN-15432:2008 для фронтального навешивания рабочего оборудования, используемого при ремонте и содержании элементов пути, осуществления очистки производственных территорий и междупутий от снега, грязи и мусора, выполнения погрузочно-разгрузочных работ, обслуживания мостовых и тоннельных сооружений как на автомобильных, так и на железнодорожных коммуникациях, а также ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций различного характера.

По всей видимости, предтечей появления ТМВ-2 стал его немецкий аналог – локомобиль Mercedes-Benz Unimog U 400. В исполнении на комбинированном ходу эта машина способна на маневровых работах тянуть 1000 т прицепного веса. В основе комбинированного хода этого локомобиля лежит принцип использования силы тяги непосредственно от базовых пневмоколес, которыми он опирается на рельсы. Железнодорожные колеса лишь выполняют направляющие и удерживающие функции. Машина способна работать с разнообразным навесным оборудованием, таким как крановая установка, плужный снегоочиститель или фронтальный манипулятор. На ней имеется передний вал отбора мощности, кроме этого, дополнительные приводы от КПП и четырех контуров гидросистемы.

Тема локотракторов наиболее результативно реализована на базе колесных тракторов Харьковского тракторного завода. В настоящее время ХТЗ предлагает локотрактор КРТ-1, созданный на базе трактора Т-150К (ХТЗ-17221). На маневровых работах эта машина способна работать с прицепным весом до 1000 т. Кроме того, на шасси указанных тракторов выпускается универсальная путевая машина УПМ-1, которая укомплектована оборудованием, необходимым для работы на верхнем строении железнодорожного (трамвайного) пути. Обеспечение хода по железнодорожному пути у данных машин обеспечивается непосредственным контактом пневмоколес с рельсами. Колесные пары железнодорожного типа выполняют направляющие и удерживающие функции.

В обзоре, посвященном машинам на комбинированном ходу, стоит также упомянуть опыт переоборудования бронетранспортеров БТР-80 на комбинированный ход. На рубеже 1990-2000-х годов серия таких машин была изготовлена по заказу Горьковской железной дороги. Созданием опытных образцов и дальнейшим серийным производством занимался Арзамасский машиностроительный завод (АМЗ). Данная версия БТРов отнюдь не предназначалась для ведения боевых действий в условиях железных дорог. В рамках проводимой в те годы конверсии производства на АМЗ изготовили две модификации БТРа: одну для проведения ремонтно-восстановительных работ контактных сетей на железной дороге, вторая предназначалась для тушения пожаров. Привод железнодорожных колес на этих машинах осуществлялся фрикционной передачей от пневмоколес (передних и задних) к валам, на которых были установлены железнодорожные колесные пары.

Машины, заказанные Горьковской железной дорогой в 90- е годы у АМЗ, были распределены практически по всем территориальным управлениям российских железных дорог, и некоторые из них эксплуатируются до сих пор.

Владимир Новоселов




© 1999 «Builder.ru» / «Bu.ru»