БелАЗ-549

БелАЗ — завод, чье имя носят сверхтяжелые самосвалы, возник в конце пятидесятых годов на базе небольшого предприятия, производившего дорожные и мелиоративные машины. В феврале 1959 года он выпустил первый автомобиль. Это был 25-тонный МАЗ-525, который ранее строили в Минске. В 1965 году на смену этой модели пришел 27-тонный БелАЗ-540, первая самостоятельная конструкция молодого автозавода.

Некоторое время (с 1960 по 1963 год) в Жодино выпускались 40-тонные трехосные самосвалы МАЗ-530. Позже (с 1968 года) их место в производственной программе заняла более совершенная модель — 40-тонный двухосный БелАЗ-548. С 1972 года завод начал выпускать новую 75-тонную машиной, получившую индекс 549.

Естественно, что специфика эксплуатации в карьерах и на стройках сказалась на конструкции БелАЗов. Помимо большой грузоподъемности они должны обладать высокой маневренностью, легкостью управления, сравнительно небольшой трудоемкостью технического обслуживания, надежностью и значительным ресурсом всех узлов и агрегатов. Поэтому уже на более ранних серийных моделях завода грузоподъемностью 27-65 тонн были применены оригинальные конструктивные решения агрегатов и систем. Назовем важнейшие из них. Гидромеханическая трансмиссия с гидротрансформатором и планетарной коробкой передач позволяют в зависимости от дорожных условий автоматически увеличивать крутящий момент двигателя в 3,5 раза. Гидравлический замедлитель дает возможность поддерживать любой режим движения автомобиля под уклон, не прибегая при этом к колесным тормозам. Благодаря пневмогидравлической подвеске всех колес удалось приблизить плавность хода самосвала, весящего с грузом почти 70 тонн, к показателям современных легковых автомобилей. Применяемые на БелАЗах гидравлические устройства рулевого управления и самосвального механизма, объединенные общей системой, позволяют при подъеме платформы автоматически подключать все гидронасосы и ускорять разгрузку автомобиля. В немалой степени способствуют повышению безопасности большегрузных машин тормозные системы с раздельным приводом на колеса обоих мостов. Все эти конструктивные особенности успешно выдержали проверку практикой и завоевали признание водителей.

А какие оригинальные конструкции узлов, агрегатов и систем были внедрены на БелАЗ-549? Среди них электрическая трансмиссия постоянного тока с встроенными в колесные редукторы электродвигателями — так называемые мотор-колеса; независимая пневмогидравлическая подвеска всех колес; тормозная система с пневмогидравлическим приводом, включающая также электродинамический тормоз, стояночный тормоз постоянно замкнутого типа и запасной тормоз.

Этот 75-тонный самосвал предназначен для транспортирования грунта и породы при открытых разработках полезных ископаемых и на строительстве крупных инженерных сооружений. Он рассчитан на совместную работу с экскаваторами, имеющими емкость ковша 8—12 м3. Ввиду большой нагрузки на ось, достигающей 90 тонн, автомобиль должен эксплуатироваться на специальных дорогах с твердым основанием, имеющих продольные уклоны не более 10 процентов.

БелАЗ-549 отличается от своих предшественников более рациональной компоновкой, повышенными удобством управления и комфортабельностью, более надежными тормозами, большим запасом мощности, солидным резервом надежности.

У БелАЗ-549 платформа из высоколегированной стали 14Х2ГМР способная выдерживать весьма значительные удары грунта о дно, неизбежные при загрузке экскаватором с ковшом большой емкости. Передние и боковые борта, а также днище кузова оснащены системой обогрева выхлопными газами, чтобы в морозную погоду к ним не примерзал груз. При необходимости обогрев можно отключать.

Цельнометаллическая двухместная кабина расположена слева от двигателя. Ее отличают хорошая обзорность, надежная звуко- и теплоизоляция, эффективная вентиляция, компактное расположение приборов и органов управления. Все эти качества в целом облегчают труд водителя.

При проектировании автомобилей особо большой грузоподъемности возникает много проблем. Одной из главных является выбор достаточно мощного и экономичного двигателя. Таких специальных автомобильных моторов мощностью 800-1200 л. с. не существует, поэтому используются либо судовые, либо тепловозные двигатели внутреннего сгорания. На опытных образцах 75-тонного самосвала стоял четырехтактный дизель М-300 мощностью 850 л. с. Однако то, что было приемлемо для машин меньшей грузоподъемности, не подходит для 75-тонного гиганта. Запас мощности, приходящийся на тонну веса полностью нагруженного автомобиля при двигателе М-300, недостаточен — 6,8 л. с./т. Расчетный показатель для машин подобного типа должен составлять 7,6 л. с./т, то есть почти столько же, сколько у самосвалов БелАЗ-540А и БелАЗ-548А. Вот поэтому М-300 уступил место 950-сильному двигателю 8ЧН 21/21 Свердловского турбомоторного завода.

Помимо дизеля для автомобилей такого типа весьма перспективно применение газовой турбины. Завод вел эксперименты в этом направлении. На базе БелАЗ-549 был построен опытный образец автопоезда БелАЗ-549В-5275 грузоподъемностью 120 тонн с 1200-сильной газовой турбиной. Благодаря ей можно уменьшить вес, упростить конструкцию, снизить трудоемкость технического обслуживания машины, обеспечить полное сгорание топлива и тем самым устранить надобность в сложных по конструкции нейтрализаторах для выхлопных газов. Однако применение газовых турбин ограничивается тем, что они расходуют больше топлива, нежели дизели.

Не менее важной проблемой, когда речь идет о тяжелом карьерном самосвале, является выбор трансмиссии. Проведенные автозаводом исследования показали, что гидромеханические трансмиссии целесообразно ставить на машинах грузоподъемностью до 65 тонн. Для автомобилей большего тоннажа, каким является БелАЗ-549, предпочтительней электрические трансмиссии, где нет муфт сцепления, шестеренчатых коробок передач и карданных валов. Они помогают получить высокие тяговые и регулировочные показатели, бесступенчатое регулирование скорости в широком диапазоне, отличаются высокой надежностью и продолжительным сроком службы. Кроме того, электрическая трансмиссия благодаря применению унифицированных мотор-колес позволяет без значительного усложнения конструкции сделать ведущими необходимое количество колес автомобиля или автопоезда, словом, создать несколько унифицированных модификаций автомобилей с разным числом ведущих колес.

Основной источник энергии — двигатель — дает вращение тяговому генератору постоянного тока, который смонтирован совместно с ним на подмоторной раме. При необходимости ремонта он заодно с двигателем, генератором, радиатором и другими узлами легко выдвигается и демонтируется. От генератора получают питание два тяговых электродвигателя, каждый из которых через муфту соединен с шестеренчатым планетарным двухрядным редуктором, встроенным в ступицу заднего колеса. Весь этот узел называется мотор-колесом.

По сравнению с редукторами обычного типа планетарный позволяет получить довольно большое передаточное число при компактном габарите всего узла, который хорошо вписывается в ступицу колеса.

Электротрансмиссия БелАЗ-549 может быть использована для торможения машины. В этом случае электродвигатель мотор-колеса работает как генератор. Механическая энергия движения автомобиля, скорость которого необходимо замедлить или погасить, превращается в электрическую. Она, в свою очередь, расходуется для нагрева тормозных резисторов, смонтированных в передней правой части машины. В резисторах электрическая энергия переходит в тепло, которое рассеивается в воздух.

Помимо системы электродинамического торможения БелАЗ-549 оснащен барабанными (то есть колодочными) тормозами, которые являются основными (рабочими) и размещены, как обычно, в колесах. Их привод сделан гидравлическим с независимыми системами трубопроводов для тормозов передних и задних колес. Управление тормозами сконструировано таким образом, что при нажатии на педаль обязательно сначала вступит в действие система электродинамического замедления, а затем уже барабанные тормоза.

Исходя из специфики работы карьерных самосвалов на БелАЗ-549 предусмотрены еще две тормозные системы. В стояночную входят сидящие на валах якорей мотор-колес два барабанных тормоза постоянно замкнутого типа, которые надежно удерживают груженый самосвал на больших уклонах. Привод стояночного тормоза — механический, управление — ручное с пневматическим усилителем. Запасная система предназначена для торможения движущегося автомобиля исключительно в аварийных ситуациях и действует на колодки стояночного тормоза. Дополнительное усилие их разжатия создает пневмоцилиндр.

Несколько слов о подвеске. Рессоры, пружины или торсионы, поскольку они имеют постоянную жесткость, оказались непригодными для карьерных машин. Поэтому завод начиная с моделей «540» и «548» отдал предпочтение более совершенной пневмогидравлической подвеске. Ее цилиндры, расположенные на обоих мостах самосвала, независимо от того, нагружен он или нет, гарантируют высокую плавность хода по разбитой дороге. Подвеска всех колес сделана независимой, что обеспечивает автомобилю высокую устойчивость при движении с высокой скоростью.

Цилиндр подвески представляет собой пневматический упругий элемент поршневого типа в комбинации с гидравлическим телескопическим амортизатором. В качестве упругого рабочего тела в цилиндре используется сжимаемый там азот или воздух. Рабочая жидкость — веретенное масло АУ. Камера в верхней части цилиндра разделена специальным поршнем на верхнюю полость, заполненную газом, который играет роль пружины подвески, и нижнюю, заполненную маслом. Нижняя через дроссели и клапаны сообщается с кольцевой (подпоршневой) полостью амортизатора и за счет перетекания масла при сжатии — разжатии цилиндра обеспечивает гашение колебаний подвески.

Об устройстве отдельных узлов можно было бы рассказывать много — настолько они своеобразны и необычны. Возьмем хотя бы рулевое управление и механизм подъема кузова, имеющие общую гидравлическую систему.

Благодаря гидроусилителю рулевого управления водителю для поворота такого гиганта, как БелАЗ-549, весящего с грузом без малого 128 тонн, требуется приложить к рулю почти такое же усилие, как на легковом «Москвиче». Поворачивая рулевое колесо, водитель управляет золотниковым распределителем, которым регулируется подача жидкости, поступающей под давлением от гидронасоса в рабочие цилиндры. Их штоки действуют на центральный рычаг рулевого управления, который через рулевые тяги поворачивает колеса.

Насос, обслуживающий системы гидроусилителя, приводится от двигателя. Возникает вопрос: как быть, если надо отбуксировать самосвал с неработающим мотором? На этот случай предусмотрен дублирующий привод насоса от электродвигателя, который питают аккумуляторы, подключенные к бортовой электрической сети. И еще одна важная особенность. Этот привод включается автоматически в момент падения давления в гидравлической системе руля.

Механизм подъема грузовой платформы также гидравлический, с насосами высокого давления и гидроцилиндрами телескопического типа, которые поднимают платформу с грузом за 25 секунд. Опускание ее занимает 20 секунд. Вся система опрокидывающего механизма не имеет ни одной точки смазки.

Как видите, 75-тонный БелАЗ — весьма сложная современная машина с мощными электрической и гидравлической системами, большим количеством прецизионных деталей. И тем не менее трудоемкость обслуживания автомобиля благодаря хорошей доступности агрегатов и одноразовой смазке основных сочленений и подшипниковых узлов не повысилась в сравнении с серийными 27-40-тонными самосвалами.

Технические характеристики карьерного самосвала БелАЗ-549.

Грузоподъемность — 75 т; вес в снаряженном состоянии —52,8 т; полный (с нагрузкой) вес — 127,8 т; распределение веса по осям: на переднюю — 42,6 т, на заднюю — 85,2 т; габариты, м: длина — 9,7 , ширина (по задним шинам) — 4,9 , высота (по козырьку кузова) — 4,4; база — 4,3 м; колея, м: передних колес — 3,99 , задних колес — 3,46; минимальный радиус поворота (по наружному колесу) — 10,0 м; объем грузовой платформы, м3: геометрический — 38,5 , с «шапкой» грунта — 49,7; скорость — 57 км/час; тормозной путь (с нагрузкой) со скорости 30 км час на сухом асфальте — 16 м; запас топлива — 752 л; двигатель: двенадцатицилиндровый дизель М-300 или 8ЧН 21/21, мощность — 850 или 950 л. с.; трансмиссия — электрическая с 500-киловатным тяговым генератором постоянного тока; мотор-колесо — с планетарным двухрядным редуктором и 230-киловатным электродвигателем; размер шин — 24,00-49; подвеска колес — пневмогидравлическая независимая; тормозная система — раздельная для передних и задних колес с пневмогидравлическим приводом.