Автолесовозы и лесовозные автопоезда для Дальнего Востока

Из года в год увеличивается плечо вывозки заготавливаемой на лесных делянках древесины. В некоторых регионах России оно уже превысило 300 км. При этом основной объем вывозится автомобильным транспортом и больше половины себестоимости заготовленной древесины приходится на ее транспортировку.

В ДВФО значительные площади спелого древостоя расположены на территориях с резко пересеченным рельефом и крутыми склонами. Более 82 млн га, или около 25% лесопокрытой площади, занимают леса, растущие на склонах с уклоном более 20°.

Другой важной характеристикой лесных массивов на склонах служит их протяженность и изрезанность участков перепадами высот, которые составляют микро- и макронеровности эксплуатационной территории.

Для условий ДФО резкий перепад высот на общей линии одного склона может составлять 5–10°, а протяженность перепада может достигать более 50 м.

Эта особенность накладывает определенные ограничения и на выбор автолесовозов в ДВФО. В Хабаровском крае используются в основном два вида автопоездов для перевозки сортиментов: тягач с полуприцепом и сортиментовоз с прицепом.

Самая распространенная схема автопоезда – тягач с полуприцепом. Тягач, как правило, 6 х 6, реже 6 х 4, мощностью 450–500 л. с. Причем 500-сильные потребляют топлива меньше, потому что им легче перемещаться. Машины выбираются в максимально усиленной комплектации, со всевозможными защитами агрегатов и датчиков. Все дифференциалы в трансмиссии с принудительными блокировками. Раздаточные коробки передач с понижающим рядом. Кабины оборудованы спальным местом, креслом водителя на пневматической подвеске, кондиционером, обогревателем, магнитолой. На моделях последних поколений уже установлена механическая коробка переключения передач (МКПП) с роботизированным переключением. Это облегчает работу водителя, который меньше отвлекается на переключение передач и больше следит за уклонами и дорожной обстановкой. Если автолесовоз забуксовал, то включение ручного режима управления и блокировки помогает решить проблему. Кроме того, роботизированная коробка способствует экономии топлива. Как показала практика, даже самые опытные водители, имеющие стаж 20–30 лет, часто не знают, на каких оборотах нужно переключать передачи и эффективно пользоваться моторным тормозом. Тогда они либо «недокручивают» двигатель по оборотам, либо «перекручивают». В первом случае двигатель не успевает выйти на «полку момента», во втором машина слишком много топлива потребляет впустую, сильнее и быстрее изнашивается, а масло в двигателе быстрее стареет. На современных грузовиках рабочий тяговый диапазон 1000–1500 об/ мин отмечен на тахометре зеленым цветом. Диапазон для моторного тормоза 1900–2400 об/ мин. При этом тормозная мощность может достигать 400 кВт.

Пневмоэлектрическая система переключения передач защищает механическую часть МКПП от некорректного выбора передачи водителем при движении. В грузовых автомобилях Mercedes-Benz по-прежнему три педали: газ, тормоз и сцепление. Но выбор передачи осуществляется специальным джойстиком, расположенным на правом подлокотнике водительского кресла. Поскольку команда водителя на включение той или иной передачи поступает в электронный блок, а не напрямую в МКПП, включить неподходящую передачу и вывести из строя коробку передач невозможно. Кроме того, эта система облегчает подъем в гору с полной загрузкой. Водитель заранее выбирает передачу, ее порядковый номер отображается на цветном дисплее на панели приборов. В нужный момент водитель выжимает сцепление, и система за долю секунды включает выбранную передачу. В результате сокращается время на переключение при подъеме в гору и автомобиль не теряет инерцию хода. Все машины в базовой комплектации оснащены противо­откатной функцией, которая позволяет трогаться на склоне без отката назад даже с полной загрузкой.

Современные грузовые автомобили, заправленные фирменным маслом, при магистральных перевозках по Европе проезжают без его замены до 120 тыс. км, сохраняя ресурс. В российских условиях встречаются машины, проходящие 60–70 тыс. км между заменами масла в ДВС при магистральных перевозках, а лесовозы – 20–30 тыс. км. Эти данные для таких современных импортных грузовиков, как Mercedes-Benz, причем машины рассчитывают их автоматически, учитывая температурный диапазон региона, среднюю скорость, нагрузку и простои с запущенным двигателем. Стоимость расходных материалов при этом выше, чем в случае отечественных машин, если брать цену за единицу (за один литр масла или за один фильтр), но при перерасчете затрат в рублях на тонно-километр получается, что современная импортная грузовая техника гораздо экономичнее, надежнее, комфортнее и безопаснее. Прежде всего это объясняется довольно низким коэффициентом технической готовности отечественных грузовиков.

Полуприцепы, как правило, используются с площадкой около 12 м, на которой можно перевозить как две пачки сортиментов по 6 м, так и три пачки по 4 м. Стандартная габаритная ширина 2,5 м по наружным размерам. Встречаются также площадки шириной 2,8, 3, 3,2 м, но официально выезжать с ними на дороги общего пользования нельзя, хотя на них можно нагрузить больше и современный тягач без проблем вывезет такой загруженный полуприцеп. В основном используют двуосные телеги на двускатной ошиновке, рессорные. Также встречаются полуприцепы с раздвижными кониками.

В небольших лесозаготовительных предприятиях широко применятся универсальные полуприцепы, совмещающие лесовоз, бортовой полуприцеп и контейнеровоз, причем за ту же цену. В результате один тягач может вывезти от 40 до 60 м³ сортиментов, сохранив ресурс. При необходимости к этому тягачу можно прицепить еще один полуприцеп – трал, цистерну или что-то подобное.

Другой распространенный автопоезд – сортиментовоз на шасси 6 х 6 (реже 6 х 4) и прицеп. Технически это тот же тягач, но с длинной колесной базой, более мощными осями и подвеской. Площадки бывают разные: 6 и 8 м, и с гидроманипулятором. Прицепы, как правило, 3-осные, встречаются и 4-осные. Тоже в основном модели шириной 2,5 м, иногда 2,7 м либо общей высотой 4,2 м.

Автопоезд такой схемы может перевозить только лесоматериалы, но у него есть определенные преимущества. Там, где проедет сортиментовоз без прицепа, не всегда сможет проехать тягач с полуприцепом – из-за неравномерного распределения веса по осям. На сортиментовозе нагрузка распределяется более равномерно. Это особенно актуально после снегопада. При сложных дорожных и погодных условиях прицеп можно отцепить от лесовозного автопоезда и перевозить сортименты только на автомобиле. Практически в любую погоду сортиментовоз 6 х 6 проедет на любой перевал без проблем, тогда как тягач с полуприцепом будет стоять, пока дорогу не расчистят.

Производителей прицепной техники довольно много, отечественных и зарубежных. Широко распространены российские марки «Новосибирский авторемонтный завод» (Новосибирск), «СпецАвто-Восток» и Rockson – машиностроительный завод по производству широкой линейки прицепов и полуприцепов тяжеловозов (обе – Челябинск), «Транслес» и «Автоспецтехник» (обе – Московская область), «Невские машины» (ООО «Севзапспецмаш-Прицепы», СПб). В сочетании с современными полноприводными тягачами выпускаемая прицепная техника считается экономически эффективной и надежной для перевозки заготовленной древесины в сортиментах.

Последние годы к сортиментовозной прицепной технике предъявляются повышенные требования. Если раньше перевозчики не так рьяно обращали внимание на вес прицепа, то теперь счет идет на килограммы, поэтому производители стали активно разрабатывать различные способы, позволяющие уменьшить его массу.

Из прицепов-сортиментовозов особенно популярен раздвижной прицеп с поворотным дышлом AH-448: с 7,8 м он увеличивается до 11 м. Также прицепы длиной 8 и 11 м хорошо дополняют автопоезд.

В ДВФО все чаще применяется новое техническое решение: система выравнивания давления в спаренных колесах. Допустимое расхождение давления в спаренных колесах не должно превышать 5%. Разница давления даже в несколько раз визуально не заметна, но приводит к чрезвычайно быстрому износу шин.

Машина выезжает в рейс с выровненным давлением в шинах, в пути давление в колесах меняется по-разному, сказывается и работа тормозной системы, и нагрев внутреннего колеса в спарке, и разные траектория, угол поворота, пятна контакта колес с поверхностью движения.

Система выравнивания давления в спаренных колесах представляет собой блок, разработанный специалистами российской инновационной компании ООО «Тайрмен групп» на базе американского прототипа, но бюджетный и выпускаемый по техническому заданию в России.

Блок размером с кулак обычно устанавливается на оси, между спаренными колесами, и соединяется шлангами с их ниппелями. Это многоразовое, устройство, соответствующее International Protection Marking IP69, то есть с максимальной степенью защиты от влаги, пыли, ударных нагрузок, которое при необходимости можно смонтировать на другом автомобиле.

Система выравнивания давления актуальна для наиболее нагруженных осей грузового транспорта. Так, регулятор давления Crossfire улучшает торможение и повышает общую безопасность, продлевает срок службы шин, прежде всего внутренних колес, на 20% и более, при повреждении одной шины автоматически перекрывает поток воздуха с другой, уменьшает сопротивление качению, что способствует увеличению пробега и экономии топлива.

Эта система хорошо зарекомендовала себя в нескольких лесопромышленных компаниях в сочетании с системой контроля давления и температуры в шинах PressurePro поколения Pulse.

Давление в шине является основным параметром, определяющим ее работу. Оперативный контроль давления позволяет своевременно узнать о возникновении проблемы и тем самым значительно снизить стоимость ремонта или замены шин, а также время простоев, связанное с их выходом из строя. При отклонении давления от оптимального происходит деформация шины, что увеличивает нагрузку на нее. Эксплуатация шины с давлением, отличающимся от нормы на 30–40%, за одну рабочую смену приводит к необратимым структурным деформациям, существенно сокращающие срок ее службы. Стоимость комплекта шин для магистрального автолесовоза доходит до 700–800 тыс. руб. При неправильной эксплуатации за год половина комплекта может выйти из строя до неремонтопригодного состояния. Значит, установка на одном лесовозе системы контроля давления в шинах, при условии правильного и ответственного обращения с ней водителей, может обеспечить экономию в несколько сотен тысяч рублей.

Датчики системы PressurePro поколения Pulse устанавливаются на колеса тягача и прицепа (или полуприцепа), стоимость одного $59, с ними в комплекте на автомобиль монтируется интегрирующее устройство той же системы стоимостью $400. Оснащение автолесовоза с 10 колесами системой контроля давления PressurePro поколения Pulse обойдется в $990, лесовоза с 20 колесами – $1580, и т. д.

Давление воздуха в шине преобразуется датчиком в радиосигнал частотой 433 МГц, который посылается на монитор, установленный в кабине автолесовоза. Интегрирующее устройство принимает сигналы от датчиков, обрабатывает и при отклонении давления и температуры от нормы сообщает о проблеме. Система настраивается в соответствии с особенностями конструкции и рекомендациями по эксплуатации машины. Например, если нормативное давление в шинах на разных осях различается, настройка выполняется по осям. Пороговое давление задается как на повышение, так и на понижение.

Датчики системы PressurePro поколения Pulse неразборные, герметичные, ударопрочные, виброустойчивые, оснащены автономными источниками питания, срок службы которых составляет от двух до пяти лет. Хотя известны примеры их работы в течение 7–8 лет.

Срок службы источника питания датчиков зависит от культуры эксплуатации системы: если давление в шине в пределах заданного диапазона, датчик посылает сигнал на монитор каждые 5 мин., если оно выходит за рамки нормы, датчик начинает передавать сигнал каждые 5 с, чтобы водитель мог видеть динамику изменения проблемы.

Датчики системы PressurePro поколения Pulse крепятся на вентили шин как колпачок, поэтому их не сложно перемонтировать при замене шин и переставить с одного автолесовоза на другой.

Еще одно новое решение применяется для динамической балансировки колес: специальный диск надевается на шпильки ступицы, груз в алюминиевом балансировочном кольце Centramatic перемещается в противоположную сторону от точек баланса при вращении колеса центробежной силой на скорости от 20 км/ч. То есть колесо балансируется все время движения транспортного средства.

Стоимость оснащения одной оси грузовика составляет около 20 тыс. руб. Если колеса односкатные, то балансировочное кольцо ставится с наружной стороны, балансировочный диск для спаренных колес отличается по конструкции и крепится между ними. Прежде всего такой системой целесообразно оснащать рулевые колеса, определяющие комфорт водителя и безопасность движения. На лесовозе желательно устанавливать эту систему на все оси. А в автомобиле достаточно только на наиболее нагруженные, например, в трехосном самосвале на заднюю ось, максимально нагружаемую при выгрузке перевозимого материала.

Современные ИТ-решения от- крывают широкие возможности для повышения рентабельности лесозаготовок за счет дистанционного контроля автопарка, оптимизации маршрутов, повышения водительского мастерства, качества техобслуживания и экономного расхода топлива. Большой популярностью пользуется система предиктивного управления трансмиссией (Predictive Powertrain Control – PPC), которая активирует дополнительный режим работы автоматической трансмиссии с учетом топографии предстоящего участка дороги и таким образом позволяет добиться экономии топлива 5%. Система предиктивного управления трансмиссией использует трехмерные цифровые карты и информацию GPS для построения электронного горизонта, определяющего выбор рабочей передачи, оптимизацию точек переключения и крейсерской скорости в режиме упреждения. Таким образом, программа адаптирует манеру вождения к топографическим особенностям местности, что не всегда под силу даже самому опытному водителю, и вводит необходимые настройки в автоматическую систему.

Для того чтобы избежать переключения передачи на крутом подъеме, РРС делает это, если нужно, перед началом подъема или увеличивает скорость в пределах верхней границы гистерезиса. Система предикативного управления трансмиссией также оптимизирует последовательность переключения передач: число переключений уменьшается, а время движения на одной передаче увеличивается.

На вершине холма система задает движение грузовика накатом через нее, предотвращая торможение на спуске. Кинетическая энергия автомобиля постоянно отслеживается, что позволяет автоматике заранее оценить, сможет ли он переехать через вершину холма, двигаясь накатом на оптимальной скорости.

РРС обеспечивает максимально полезное использование кинетической энергии грузовика и предотвращает нецелесообразные ускорение, переключение передачи или торможение. Функционирует на скорости 25–90 км/ч.

В крупных лесопромышленных компаниях с большим парком лесовозов существенно облегчает работу система FleetBoard, которая представляет собой набор телематических интернет-сервисов для автомобилей, водителей и современных систем управления перевозками. Используются следующие основные сервисы.

FleetBoard Transport Management повышает эффективность логистических процессов и легко интегрируется в системы диспетчеризации и планирования ресурсов предприятия. Компонент DispoPilot.guide поддерживает эффективную коммуникацию, обеспечивает прозрачность процессов и простоту передачи информации между водителем и офисом.

FleetBoard Time Management позволяет вести учет времени в пути и на отдыхе для оптимального планирования поездок и распределения ресурсов. Система абсолютно автономна.

FleetBoard Performance Analysis контролирует манеру вождения и тем самым способствует экономии топлива и уменьшению износа машины аналогично программному обеспечению современных лесозаготовительных комплексов, например, PONSSEEcoDrive. Для этого телематическая система протоколирует и анализирует технические данные работы грузовика. Кроме того, система анализа вождения FleetBoard показывает, насколько интенсивно используется предиктивная система управления трансмиссией. На основе полученных данных оценивается стиль управления автомобилем. Объективный анализ манеры вождения помогает внести коррективы в программу обучения водителя.

Система FleetBoard Eco Support помогает водителю управлять автомобилем без лишнего расхода горючего. Во время движения она выводит на экран советы, которые позволяют оптимизировать манеру вождения и добиться существенной экономии топлива.

Приложение FleetBoardDriver.app для водителей на базе ОС Android позволяет напрямую запрашивать информацию, предоставляемую сервисами FleetBoard Performance Analysis и Time Management. С их помощью водитель может оценить свой стиль езды, время в пути и затраченное на отдых. 

Справка

Крупнейший субъект ДВФО – Республика Саха (Якутия). По геоморфологическим признакам территория Якутии подразделяется на две большие области: платформенную, в которую входят западная и южная части, и складчатую, расположенную на севере и северо-востоке. Горы и плоскогорья занимают 2/3 территории республики и сосредоточены на востоке и юго-востоке, то есть в основных лесопромышленных регионах. Плоскогорья и плато расположены в западной части республики, а северные и центральные районы заняты обширными низменностями. На западе простирается Среднесибирское плоскогорье, на юге – Приленское плато, Алданское нагорье и Становой хребет (максимальная отметка 2412 м), на севере – кряж Чекановского, на востоке – Веpхоянский хребет (наивысшая точка – 2389 м), хребет Черского (наивысшая точка на территории Якутии – пик Победы высотой 3147 м), Янское, Эльгинское, Юкагирское плоскогорья, Оймяконское нагорье и др.

Текст:
Игорь Григорьев, д-р техн. наук, профессор кафедры ТОЛК, АГАТУ
Ольга Куницкая, д-р техн. наук, профессор кафедры ТОЛК, АГАТУ