Бульдозер колёсный

Колёсный бульдозер — это самоходная землеройно-транспортная машина на пневмоколёсном ходу, оснащённая рабочим органом — отвалом (щитом) криволинейного профиля, расположенным спереди или сзади машины. Предназначен для послойного копания, планировки и перемещения грунта, горной массы, сыпучих материалов на расстояние до 100–150 метров, а также для выполнения вспомогательных работ (рыхления, сталкивания, зачистки). В отличие от гусеничного бульдозера, колёсный обладает более высокой транспортной скоростью, манёвренностью и меньшим удельным давлением на грунт, однако уступает в тяговом усилии и проходимости на слабых и переувлажнённых грунтах.

История

Первые попытки создания колёсных машин с бульдозерным оборудованием относятся к началу XX века, когда на тракторы и грузовые автомобили начали устанавливать передние отвалы. Однако массовое развитие колёсные бульдозеры получили в 1950–1960-х годах в США и Западной Европе, где возникла потребность в высокопроизводительных машинах для строительства дорог, аэродромов и промышленных площадок. В СССР первые колёсные бульдозеры создавались на базе колёсных тракторов класса 3–10 т (например, ДЗ-42 на базе МТЗ-80/82), но их тяговые характеристики были ограничены.

Настоящий прорыв произошёл в 1970-х годах с появлением специализированных колёсных шасси с шарнирно-сочленённой рамой, гидромеханической трансмиссией и мощными дизельными двигателями. Лидерами в разработке стали компании Caterpillar (США), Komatsu (Япония), Volvo CE (Швеция), Liebherr (Германия). В постсоветской России колёсные бульдозеры выпускаются на Челябинском тракторном заводе (ЧТЗ), а также на предприятиях «Промтрактор» (Чувашия) и «ДСТ-Урал» (Челябинск). В 2020-х годах российский рынок колёсных бульдозеров в значительной степени занят продукцией китайских производителей (Shantui, XCMG, LiuGong).

Классификация

Колёсные бульдозеры классифицируются по нескольким признакам:

По типу ходовой системы

• Жёсткая рама — передний и задний мосты соединены жёстко. Характерна для машин малого и среднего класса (до 15 т). Обеспечивает простоту конструкции, но ограничивает манёвренность.
• Шарнирно-сочленённая рама — состоит из двух полурам, соединённых шарниром. Позволяет поворачивать машину за счёт складывания полурам, что даёт малый радиус поворота и высокую манёвренность. Используется на большинстве современных средних и тяжёлых колёсных бульдозеров.

По массе и мощности

• Лёгкие (эксплуатационная масса до 15 т, мощность двигателя до 150 л. с.) — для коммунального хозяйства, дорожного ремонта, лёгких планировочных работ.
• Средние (15–30 т, 150–300 л. с.) — универсальные машины для строительства, карьеров, складских терминалов.
• Тяжёлые (30–60 т, 300–600 л. с.) — для горных работ, крупных карьеров, строительства плотин и аэродромов.
• Сверхтяжёлые (свыше 60 т, более 600 л. с.) — единичные модели (например, Caterpillar 854K, Komatsu WD900-3) для самых тяжёлых условий.

По типу отвала

• Неповоротный (прямой) — отвал установлен перпендикулярно продольной оси машины, используется для перемещения материала вперёд.
• Поворотный (универсальный) — отвал может поворачиваться в горизонтальной плоскости (до 30° в каждую сторону), что позволяет сбрасывать грунт вбок.
• Сферический (полусферический) — отвал с изогнутой в плане формой, обеспечивающий лучшее наполнение и меньшее распыление материала.

По назначению

• Строительные — общего назначения, для планировки, засыпки траншей, перемещения сыпучих материалов.
• Карьерные — усиленные, с мощным двигателем и защитой от абразивного износа, для работы с горной массой.
• Коммунальные — компактные, с возможностью установки снегоочистительного, мусороуборочного и другого навесного оборудования.
• Специальные — для работы в условиях низких температур (арктические), в шахтах (с дизелевоздушными системами), на объектах атомной энергетики (с дистанционным управлением).

Устройство и основные узлы

Колёсный бульдозер состоит из следующих основных систем:

Двигатель

Как правило, дизельный, с турбонаддувом и промежуточным охлаждением. Мощность — от 80 до 800 л. с. Устанавливается в задней части машины для лучшей развесовки. На современных моделях применяются двигатели, соответствующие экологическим стандартам Stage V (ЕС) и Tier 4 Final (США). В России распространены двигатели ЯМЗ (Ярославский моторный завод) и Cummins.

Трансмиссия

• Гидромеханическая — наиболее распространённый тип. Включает гидротрансформатор и планетарную коробку передач (обычно 4–6 передач вперёд и 3–4 назад). Обеспечивает плавное трогание, автоматическое переключение передач под нагрузкой.
• Гидростатическая — используется на лёгких и средних машинах. Передача крутящего момента осуществляется через гидронасос и гидромоторы, установленные в колёсах (мотор-колёса). Позволяет плавно регулировать скорость и тягу, но менее эффективна на высоких скоростях.
• Механическая — встречается на устаревших моделях. Требует ручного переключения передач и выжима сцепления.

Ходовая часть

• Колёса — пневматические, с крупным рисунком протектора (грунтозацепами). Размеры — от 20.5R25 до 45/65R45. Для тяжёлых машин применяются шины с радиальным кордом (радиальные) и усиленным каркасом.
• Мосты — ведущие, как правило, передний и задний. На большинстве моделей — с блокировкой дифференциала для повышения проходимости. На лёгких машинах — только задний ведущий мост.
• Подвеска — на средних и тяжёлых машинах часто используется жёсткая подвеска (мосты крепятся к раме жёстко), на лёгких — рессорная или пневматическая.

Рабочее оборудование

• Отвал — стальной, с нижним ножом из износостойкой стали. Управление отвалом — гидравлическое, с помощью двух или трёх гидроцилиндров (подъём/опускание, наклон, поворот).
• Рыхлитель — навесное оборудование, устанавливаемое сзади (однозубый или многозубый). Предназначен для рыхления мёрзлых грунтов, скальных пород, асфальта.
• Толкающая рама — соединяет отвал с шарнирами на раме машины, передаёт тяговое усилие.

Кабина

Закрытая, с шумо- и виброизоляцией, оснащена системой кондиционирования, отопления, фильтрации воздуха. Управление — джойстиками или рычагами. На современных моделях устанавливаются системы кругового обзора (камеры), датчики загрузки отвала, системы контроля топлива и GPS-навигация.

Применение

Колёсные бульдозеры широко используются в следующих отраслях:

• Строительство — планировка площадок, засыпка траншей, перемещение песка, щебня, гравия, бетонной смеси. На дорожном строительстве — для грубой планировки земляного полотна.
• Горная промышленность — сталкивание горной массы в приёмные бункеры дробилок, зачистка уступов карьеров, формирование отвалов пустой породы.
• Коммунальное хозяйство — уборка снега (с отвалом-отвалом), сгребание мусора на полигонах ТБО, планировка грунта на свалках.
• Сельское хозяйство — планировка полей, устройство канав, дорог, засыпка ям.
• Лесное хозяйство — устройство волоков, противопожарных полос, расчистка просек.
• Складские терминалы — перемещение сыпучих грузов (уголь, руда, зерно) на открытых площадках.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая транспортная скорость (до 40–50 км/ч) — позволяет быстро переезжать между объектами.
• Манёвренность — малый радиус поворота (особенно у шарнирно-сочленённых машин).
• Низкое удельное давление на грунт — меньшее разрушение дорожного покрытия и верхнего слоя грунта.
• Возможность работы на твёрдых и скальных грунтах без риска повреждения гусениц.
• Простота обслуживания и ремонта ходовой части (замена шин, ремонт мостов).

Недостатки

• Меньшее тяговое усилие по сравнению с гусеничным аналогом той же массы (из-за пробуксовки колёс).
• Ограниченная проходимость на слабых, переувлажнённых, болотистых грунтах и снегу.
• Высокая стоимость шин (особенно для тяжёлых машин) и их быстрый износ при работе на абразивных материалах.
• Меньшая устойчивость при работе на уклонах (риск опрокидывания).

Производители

Крупнейшие мировые производители колёсных бульдозеров:

• Caterpillar (США) — серии 814, 824, 834, 844, 854 (тяжёлые и сверхтяжёлые).
• Komatsu (Япония) — серии WD600, WD900.
• Volvo CE (Швеция) — серии L220, L350, L450.
• Liebherr (Германия) — серии PR (гибридные гусеничные/колёсные), L 580, L 586.
• Shantui (Китай) — серии SD (колёсные), DL.
• XCMG (Китай) — серии XC, XD.
• ЧТЗ-Уралтрак (Россия) — БК-12, БК-15, БК-20 (на базе тракторов Т-10, Т-15, Т-20).
• Промтрактор (Россия) — Четра (серии Т11, Т15, Т20, Т25).
• ДСТ-Урал (Россия) — ДЗ-98 (колёсная версия), ДЗ-126.

Интересные факты

• Самый большой колёсный бульдозер в мире — Caterpillar 854K (эксплуатационная масса около 98 т, мощность двигателя 800 л. с.). Он способен перемещать до 45 м³ грунта за один проход.
• В СССР в 1980-х годах был разработан колёсный бульдозер ДЗ-98 (на базе шасси МоАЗ), который до сих пор выпускается в модернизированном виде.
• Колёсные бульдозеры часто используются на полигонах твёрдых бытовых отходов (ТБО) для уплотнения мусора. Для этого на них устанавливают специальные колёса с шинами-катками (колёса с шинами большого диаметра, срезанными под углом).
• В условиях Крайнего Севера колёсные бульдозеры могут оснащаться системами подогрева двигателя, трансмиссии и гидравлики, а также утеплёнными кабинами с двойными стёклами.

Источники

• Бульдозеры. Конструкция, теория, расчёт / Под ред. А. А. Бромберга. — М.: Машиностроение, 1985.
• Машины для земляных работ: учебник / В. И. Баловнев, В. П. Ермилов, А. Н. Рыжов. — М.: Издательство МАДИ, 2012.
• Каталог «Строительная и дорожная техника» — издательство «Стройиздат», 2020.
• Официальные сайты производителей: Caterpillar, Komatsu, Volvo CE, ЧТЗ-Уралтрак, Промтрактор.
• Журнал «Строительная техника и технологии» — № 4 (2022), статья «Современные колёсные бульдозеры: обзор рынка».