БелАЗ-548

Самыми эффективными транспортными средствами при открытых разработках являются большегрузные автомобили-самосвалы. Карьерные условия диктуют ряд специфических требований к их конструкции. Речь идет прежде всего о высокой надежности ходовой части, маневренности и проходимости, о хороших тягово-динамических качествах автомобиля. Его грузоподъемность и емкость кузова должны быть кратны емкости ковшей экскаваторов, применяемых в горнодобывающей промышленности.

С учетом этих требований Белорусский автозавод разработал конструкцию и в конце 1961 года изготовил опытные образцы самосвала БелАЗ-540 грузоподъемностью 27 тонн. В дальнейшем он заменил в серийном производстве машину МАЗ-525.

В 1962 году был построен новый 40-тонный самосвал БелАЗ-548. Обе эти модели — БелАЗ-540 и БелАЗ-548 — являлись базовыми. Их узлы и агрегаты были положены в основу семейства большегрузных самосвалов, создаваемых Белорусским автозаводом.

Самосвалы БелАЗ-540 и БелАЗ-548 максимально унифицированы и состоят из одних и тех же основных узлов. Это облегчает освоение их производства, упрощает эксплуатацию.

Кабина одноместная, но при необходимости в ней, помимо водителя, может разместиться еще один человек, например напарник или инструктор вождения.

Компоновка выполнена по схеме «кабина рядом с двигателем». Такая схема позволяет получить минимальные базу и длину машины, а следовательно, повысить ее маневренность. Она дает возможность рационально распределить вес по осям, наилучшим образом использовать площадь автомобиля (большая часть шасси занята кузовом), уменьшить его собственный вес, улучшить устойчивость.

Преимущества автомобиля БелАЗ-548 перед автомобилем МАЗ-530 той же грузоподъемности во многом обусловливаются тем, что он выполнен двухосным. В результате удалось значительно уменьшить собственный вес, повысить маневренность и динамические качества.

Для повышения устойчивости увеличена колея передних и задних колес, а дно кузова наклонено вперед.

На опытных образцах автомобиля БелАЗ-548 применялся двигатель Д12А-525 мощностью 525 л. с. при 2100 об/мин. В дальнейшем он был заменен двигателем ЯМЗ-240Н — двенадцатицилиндровым V-образным дизелем, с углом развала цилиндров 75 градусов. Аналогичный по конструкции двигатель ЯМЗ-240 устанавливался на БелАЗ-540. Отличие между моторами было одно: ЯМЗ-240Н был с турбонаддувом. Ну и разница в мощности: ЯМЗ-240 выдавал 340 л. с. против 500 л. с. у ЯМЗ-240Н.

Удельная мощность у самосвала БелАЗ-548, которая определяет тяговые качества машины, находится в пределах 7,8-8 л. с/т против 6 л. с./т у автомобилей МАЗ-525 и МАЗ-530.

Двигатель устанавливается на трех точках. Передняя его часть шарнирно крепится на поперечной балке, опирающейся своими концами на четыре резиновые подушки. Задняя часть через картер маховика по бокам опирается кронштейнами также на четыре резиновые подушки.

С целью повышения срока службы двигателя в карьерных условиях предусмотрена улучшенная очистка топлива, масла и воздуха. Герметизирована заливная горловина топливного бака, благодаря чему значительно уменьшится попадание пыли вместе с топливом, поступающим в систему питания. Введен фильтр грубой очистки на магистрали от топливного бака к топливоподкачивающему насосу и, наконец, применен воздухоочиститель с эжекционным отсосом пыли

Как масляный, так и водяной радиаторы двигателя — шестирядные трубчатоленточные с цельнотянутыми плоскоовальными трубками; алюминиевые бачки имеют по две перегородки, которые позволяют раздвоить поток охлаждаемой жидкости и заставить ее совершать петлевое движение по сердцевине радиатора. Редукционный клапан, установленный в горловине водяного радиатора, поддерживает в системе охлаждения давление, превышающее атмосферное и тем самым герметизирует ее.

Перед радиатором предусмотрены жалюзи с вертикальными пластинами; управление ими осуществляется из кабины водителя. Обдув радиаторов обеспечивается двумя вентиляторами, приводимыми от коленчатого вала двигателя посредством клиноременной передачи.

Предусмотрено применение подогревателя, обеспечивающего предварительный прогрев двигателя перед пуском при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5 градусов.

На автомобиле устанавливается гидромеханическая трансмиссия, состоящая из гидродинамического трансформатора и трехступенчатой коробки передач. Такая трансмиссия наиболее полно отвечает специфическим требованиям эксплуатации автомобилей на карьерных разработках. Она способствует увеличению срока службы агрегатов и, главное, значительно улучшает условия труда водителя.

Перед гидротрансформатором, в одном блоке с ним, монтируется повышающая передача, представляющая собой трехвальный редуктор, который служит для повышения оборотов насосного вала гидротрансформатора и совмещения тем самым его характеристики с внешней характеристикой двигателя. Максимальный коэффициент трансформации 3,5.

Гидротрансформатор имеет четыре колеса, отлитых из алюминиевого сплава. Насосное колесо через кожух жестко связано с ведущим валом, турбинное колесо сидит на входном валу коробки передач. Венцы реактора соединены с корпусом через роликовые механизмы свободного хода, обеспечивающие при уменьшении сопротивления движению автомобиля переход гидротрансформатора на режим гидромуфты.

Все шестерни трехступенчатой, двухвальной коробки передач находятся в постоянном зацеплении. Каждая передача включается своим фрикционом. Детали коробки заключены в картер, который вместе с крышкой и картером повышающей передачи составляет единый блок, имеющий четыре лапы для крепления на шасси автомобиля. Снизу к нему крепится поддон, являющийся резервуаром для трансмиссионного масла.

Фрикцион коробки передач — многодисковое сцепление, работающее в масле. При включении фрикциона масло под давлением попадает в усилитель, перемещает поршень, который через посредство системы пружин и нажимного диска сжимает пакет дисков с металлокерамическим покрытием.

Гидравлическая система трансмиссии состоит из ветви охлаждения гидротрансформатора и ветви переключения передач в коробке. Управление коробкой передач осуществляется из кабины водителя через золотниковый механизм. В зависимости от положения рычага переключения на рулевой колонке, а следовательно, и положения золотников, масло по каналам в картере коробки и валах поступает в соответствующий фрикцион.

Передаточные отношения коробки передач позволяют: преодолевать наиболее трудные участки пути в карьерах на первой передаче при работе гидротрансформатора; двигаться на наиболее часто встречающихся в карьерах уклонах 4,5—10 процентов на второй передаче с гидротрансформатором, работающим на режиме гидромуфты (без переключения передач); развивать максимальную скорость на третьей передаче. В карданной передаче применены шарниры открытого типа. Игольчатые подшипники кардана уплотняются резиновыми сальниками.

Главная передача состоит из центрального и бортовых редукторов, монтируемых в ступицах ведущих колес. Одноступенчатый центральный редуктор имеет пару конических шестерен и конический дифференциал. Бортовой редуктор планетарного типа представляет собой цилиндрические прямозубые шестерни.

Картер ведущего моста отливается из стали, в него запрессованы трубчатые кожухи полуосей разгруженного типа. Для крепления элементов подвески на картере сделаны приливы.

В карьерных условиях значительно изменяется статическая нагрузка на оси у груженого и порожнего автомобиля (о пределах 4:1), возникают большие динамические перегрузки при езде по дороге с неровной поверхностью и при загрузке экскаватором. Вот почему подвеска большегрузных самосвалов должна иметь переменную жесткость. Этому требованию наиболее полно удовлетворяет пневматическая подвеска высокого давления со встроенным в нее амортизатором телескопического типа, или, как ее называют, пневмогидравлическая. На самосвале БелАЗ-548 передняя ось подвешена на двух цилиндрах, а задний мост — на четырех: по два с каждой стороны моста. Цилиндры передней и задней подвесок унифицированы по диаметру и конструкции, они отличаются только длиной. В связи с различными нагрузками рабочее давление воздуха в цилиндрах задней подвески больше, чем в цилиндрах передней.

Пневмогидравлические цилиндры подвески работают по телескопическому принципу. При ходе отбоя масло из кольцевой полости основного цилиндра перегоняется через амортизатор в цилиндр противодавления, сжимая находящийся в нем газ. Благодаря его сжатию ход отбоя ограничивается. При ходе сжатия масло под давлением газа заполняет кольцевой объем между основным цилиндром и цилиндром противодавления; в этом случае ограничение хода достигается благодаря повышению давления газа в основном цилиндре. Уплотнение подвижных соединений пневмогидравлических цилиндров выполнено в виде V-образной фторопластовой или капроновой манжеты. Для уплотнения неподвижных соединений применены резиновые кольца.

Цилиндры пневмогидравлической подвески воспринимают только вертикальные нагрузки. Толкающая и тормозная силы, а также тормозной и реактивный моменты передаются на раму через систему шарнирно установленных продольных штанг, образующих параллелограмм. Боковые силы в передней подвеске передаются на раму через поперечную штангу и в задней подвеске — через верхние продольные рычаги, которые одновременно являются верхним звеном параллелограмма.

В рулевом механизме трение скольжения заменено трением качения — между винтом и гайкой установлены шарики, перекатывающиеся по их резьбе. Гайка выполнена в виде зубчатой рейки, которая зацепляется с сектором, крепящимся на вале рулевой сошки.

Для облегчения управления автомобилем в конструкцию рулевого управления введен гидравлический усилитель. Он представляет собой цилиндр с каналами в стенке, внутри которого помещен поршень. Шток гидроусилителя крепится одним концом на раме автомобиля. На переднем конце цилиндра смонтирована распределительная головка, в которой находится золотник, соединенный с рулевой сошкой. При перемещении золотника посредством рулевого механизма та или другая полость цилиндра сообщается с насосом, и автомобиль поворачивает в нужную сторону.

Тормозная система включает в себя основные колесные тормоза колодочного типа с пневматическим приводом и ручной тормоз ленточного типа, барабан которого закреплен на фланце выходного вала коробки передач. Специфика работы в карьерах продиктовала необходимость в раздельном приводе к передним и задним тормозам; он осуществлен посредством использования двухполостного тормозного крана, вторая полость которого служит для подвода воздуха к задним тормозным механизмам через дополнительный воздухораспределительный клапан. Предусмотрен также дополнительный аварийный привод. Для питания тормозной системы воздухом применен компрессор автомобиля ЗИЛ-130.

Бездисковые колеса имеют разъемный обод с коническими полками. Крепятся передние колеса при помощи прижимов, а задние двухскатные — посредством клиньев и прижимов.

Шины автомобиля БелАЗ-548 24-слойные, размером 20,00X33; они монтируются на обод 15,00X33.

Опрокидывающий механизм самосвала включает в себя два телескопических гидроподъемника, золотниковый гидрораспределитель, кран управления, масляный бак и систему насосов и трубопроводов. Последняя, благодаря специальному автомату переключения, обеспечивает работу гидроусилителя руля при неработающем гидроподъемнике.

Эта объединенная гидравлическая система питается от насосов НШ-48, установленных на фланцах повышающей передачи гидромеханической трансмиссии. В целях безопасности движения предусмотрен дублирующий привод насоса; при заглохшем двигателе он может работать от ведущих колес через трансмиссию.

Когда действует усилитель руля, насосы включены последовательно. Если же работает опрокидывающий механизм, они переключаются автоматом на параллельный режим.

Цилиндр опрокидывающего механизма автомобиля БелАЗ-548 — четырехзвеньевой, двойного действия. Нижняя и верхняя его опоры имеют сферические опорные головки.

Максимальное давление в гидравлической системе опрокидывающего механизма равно 80-90 кг/см2.

Лонжероны рамы изготовлены из листовой низколегированной стали и имеют закрытое сечение переменной высоты. Такая конструкция хорошо сопротивляется скручиванию, что весьма важно при работе в карьерных условиях.

Кузов автомобиля БелАЗ-548 аналогичен по конструктивной схеме с кузовом БелАЗ-540. Отличаются они друг от друга емкостью и прочностью. Кузов изготовлен из стали 157С. Его днище в отличие от автомобиля МАЗ-525 сделано однослойным. Предусмотрен обогрев днища отработавшими газами.

Технические характеристики карьерного самосвала БелАЗ-548.

Грузоподъемность — 40 т; вес в снаряженном состоянии —26,5 т; габариты, м: длина — 8,16 , ширина (по задним шинам) — 3,7 , высота (по козырьку кузова) — 3,72; база — 4,2 м; минимальный радиус поворота (по наружному колесу) — 9,5 м; объем грузовой платформы — 21,7 м3; скорость — 57 км/час; двигатель: двенадцатицилиндровый дизель ЯМЗ-240Н с турбонаддувом, рабочий объем — 22299 см3, диаметр цилиндра — 130 мм, ход поршня — 140 мм, мощность — 500 л. с. при 2100 об/мин, максимальный крутящий момент — 185 кгс*м при 1500 об/мин; трансмиссия — гидромеханическая; размер шин — 20,00X33; подвеска колес — пневмогидравлическая независимая; тормозная система — раздельная для передних и задних колес с пневматическим приводом.