Самосвалы Komatsu: история успеха

23 апреля, 2013

Когда девяносто с лишним лет назад Маитаро Такеючи (Meitaro Takeuchi) создавал небольшую мастерскую, где проходили ремонт самосвалы и другая горная техника, он вряд ли предполагал, что скоро имя его города Комацу станет известно буквально по всему миру благодаря не только высококачественной стали. Прошло совсем немного времени, и компания Komatsu стала специализироваться на производстве литья, прессов, тракторов и затем широкого спектра строительной и горной техники.

В 1931 году компания выпустила свой первый в Японии трактор, в 1947 году – первый бульдозер, в 1948 году – собственный дизельный двигатель, в 1952 году – первый грейдер, а чуть раньше, в 1951 году, решила освоить выпуск самосвалов. Первые опытные образцы в итоге преобразились в серийную машину HD150, выпуск которой начался в 1953 году. Это был 15-тонный самосвал, построенный на базе аналогичной машины американской компании Euklid. Необходимость воспользоваться заокеанским опытом была продиктована отсутствием в послевоенной Японии подходящих дизельных двигателей. Затем последовала модернизация первенца, и в 1958 году начали выпускать самосвалы серии HD180 грузоподъемностью 18 т. Интересно, что обе модели выпускались на заводе совершенно другой компании – Ikegai – близ Токио.

Первая собственная разработка появилась в 1973 году. Это был 32-тонный самосвал HD320 грузоподъемностью 32 т, оснащенный 6-цилиндровым двигателем Komatsu собственного производства. Мощность 19-литрового мотора достигала 420 л.с. Трансмиссия включала 6-ступенчатую гидромеханическую коробку передач Torqflow.

Прошло всего 2 года и компания выпустила самосвалы HD1200 грузоподъемностью 120 т с V-образным 12-цилиндровым дизельным двигателем объемом 46,3 л мощностью 1200 л.с. Автомобили выпускались в двух вариантах: с гидромеханическим и электрическим приводом. Для нас эти модели представляли особый интерес, поскольку с них начались массовые поставки самосвалов Komatsu в СССР и в другие страны.

К середине восьмидесятых годов у компании сформировалась линейка карьерных самосвалов, включавшая уже 8 моделей: от уже известного нам HD180 до 91-тонного HD785. Примечательно, что все модели оснащались только 6-цилиндровыми рядными или V-образными 12-цилиндровыми двигателями Komatsu собственной конструкции. Их мощности лежали в пределах 280 – 890 л.с. Тяжелые самосвалы HD1200 выпускались в нескольких версиях с кузовами объемом 46 – 70 куб.м. и V-образными 12-цилиндровыми двигателями мощностью от 1145 до 1290 л.с. Заказчикам предлагались две серии машин: HD1200-1 с электрической трансмиссией и HD1200М-1 с гидромеханической. Самым крупным самосвалом был HD1600 полной массой 267,5 т и огромным V-образным 16-цилиндровым двигателем Cummins объемом более 50 л и мощностью почти 1500 л.с. Объем кузова этого гиганта превышал 90 куб.м. Но в серию эта модель не пошла.

В 1988 году Komatsu начала сотрудничество с крупной американской компанией Dresser, в которую к этому времени уже влились компании Haulpack и WABCO – крупнейшие производители тяжелых самосвалов в Северной Америке. И уже в 1988 году становится ее владельцем.

В конце 80-х Komatsu занялась шарнирно-сочлененными самосвалами, создав совместно с норвежской компанией Моху самосвалы моделей НА250 и НА270 грузоподъемностью, соответственно, 25 и 27 т.

Уже к началу девяностых годов линейка расширилась до 18 моделей: от HD205 до HD1600M грузоподъемностью от 20 до 160 т. Особняком стоит модель HD1200-1D, разработанная специально для эксплуатации в глубоких карьерах России. Ее грузоподъемность довели до 136 т, мощность двигателя, обеспечивавшего работу электрической трансмиссии, подняли до 1350 л.с.

В эти годы конструкторы компании создали несколько интересных моделей аэродромных тягачей WT, разработали шасси для тяжелых автомобилей индустриального назначения HS грузоподъемностью 20 – 55 т. Совместно с фирмой Nissan Diesel в 1968 г. они разработали лесовоз высокой проходимости KNWF-12Т с колесной формулой 6 х 6 специально для поставок на Дальний Восток России.

В 1995 году у Komatsu Dresser Company появились самые большие в мире самосвалы 930E грузоподъемностью 301 т и полной массой 570 т! Их оснастили V-образным 16-цилиндровым двигателем MTU мощностью 2686 л.с. и электрической трансмиссией. Серийный (если можно говорить о серийном выпуске таких автомобилей!) выпуск машин начался в 1996 году. В начале ХХ века, после проведенной модернизации, был начат выпуск карьерного самосвала 960Е-2/2К, грузоподъемность которого довели до 327 т, полную массу – почти до 580 т, а мощность двигателя – до 3500 л.с. Объем кузова превышает 214 куб.м. – это больше, чем объем двух железнодорожных вагонов.

Сегодня компания Komatsu предлагает самую широкую линейку тяжелых и карьерных самосвалов, включающую более 20 базовых моделей, многие из которых выпускаются в двух-трех модификациях.

Первые карьерные самосвалы Komatsu базировались на агрегатах американских и немецких компаний, но со временем компания освоила их выпуск собственной разработки. Это, в первую очередь, относится к семейству мощных, экономичных и компактных дизельных двигателей, коробок передач и ведущих мостов. Мощная конструкторская и производственная база, включающая 5 заводов по производству самосвалов с жесткой рамой, три из которых - полного цикла, позволяет компании разрабатывать и выпускать автомобили, полностью отвечающие требованиям рынка, быстро реагируя на потребности заказчиков. Несмотря на то, что формально производство этих машин считается серийным, гибкое производство позволяет оперативно менять комплектации и версии исполнения в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

Все карьерные (их также называют внедорожными) самосвалы Komatsu в зависимости от типа привода делятся на две группы - автомобили с гидромеханической и электрической трансмиссией.

Исторически большее распространение имеет гидромеханическая трансмиссия, в которой крутящий момент двигателя через гидромеханическую коробку передач и систему карданных валов передается на задний мост, оснащенный, как правило, главной передачей с редуктором планетарного типа.

Применение гидромеханической трансмиссии ограничивает пределы грузоподъемности автомобилей, в то время как современные технологические процессы ведения горных работ открытым способом требуют самосвалы все большей грузоподъемности. Поднять ее помогает электрическая трансмиссия. В самосвалах с электрической трансмиссией двигатель агрегатирован с генератором, который вырабатывает электроэнергию, питающую тяговые мотор-колеса, вмонтированные в ступицы заднего моста. Последнее время в этих трансмиссиях генераторы и моторы постоянного тока уступают место агрегатам переменного тока. Производительность их выше, а габариты меньше.

Самосвалы с гидромеханическим приводом получили достаточно широкое применение в силу относительной простоты конструкции. В производственной программе компании Komatsu они обозначаются буквами HD и обладают грузоподъемностью от 36,5 до 141,1 т. Прежде чем познакомиться с особенностями каждой модели, остановимся на конструкции узлов и агрегатов, общих для них. Прежде всего, это мощная рама комбинированной конструкции. Основные продольные балки и лонжероны - сварные, коробчатого профиля, а места повышенной нагрузки - крепления мостов, оси кузова, гидроцилиндров подъемного механизма - усилены литыми компонентами.

Общей является и семиступенчатая автоматическая планетарная коробка передач K-ATOMiCS с трехэлементным одноступенчатым двухфазным гидротрансформатором. Трансмиссия оборудована системой непоследовательного понижения передач Skip-shift. Она позволяет на затяжных подъемах переключать передачи с четвертой на первую, минуя промежуточные. Это позволяет более четко контролировать груженые самосвалы в сложных условиях карьера. Входящая в трансмиссию система автоматического управления скоростью замедления ARSC дает возможносить водителю-оператору выбирать скорость движения под гору и автоматически ее поддерживать.

Многодисковый маслоохлаждаемый тормоз-замедлитель мокрого типа на все колеса позволяет поддерживать стабильную скорость на спуске и эффективно тормозить на подъемах при возникновении экстренных ситуаций.

Отличительной особенностью передней подвески всех самосвалов Komatsu является применение конструкции McPherson с опорным рычагом и креплением амортизатора к верхней опоре. Такая подвеска делает как пустым, так и полностью загруженные самосвалы достаточно плавными в ходу. Ведь McPherson нигде больше в мире не используется на автомобилях подобного типа.

Знакомиться с самосвалами этого семейства начнем с самой маленькой модели HD325-6. Она рассчитана для работы с экскаваторами с объемом ковша до 4 куб.м. Машина оснащается рядным шестицилиндровым двигателем Komatsu SAA6D140E объемом 15,2 л с непосредственным впрыском топлива, турбонагнетателем и вторичным охладителем нагнетаемого воздуха. Мощность двигателя 488 л.с./364 кВт при 2000 об/мин. Каждый цилиндр имеет 4 клапана и, соответственно, два впускных спиральных канала, в которых создается завихрение подаваемого топлива. Такое решение обеспечивает двигателю лучшие экономические показатели в своем классе. Грузоподъемность самосвала 36,5 т. Кузов ковшового типа может предлагаться в двух вариантах: для транспортировки глины, песка или гравия и скального грунта. Геометрическая емкость кузова - 18 куб.м, «с шапкой» - 24 куб.м. Максимальная скорость автомобиля с полной нагрузкой - до 70 км/час.

Самосвалы HD405-6 по конструкции, применяемым агрегатам и габаритам практически ничем не отличаются от предыдущей модели, но превосходят ее по массе перевозимого грунта, которая достигает 41 т, и емкости кузова, которая по величине "с шапкой" превышает 27 куб.м.

Следующим в ряду стоит модель HD465-7, предназначенная для работы с экскаваторами с объемом ковша до 7 куб.м. Самосвал оснащен рядным шестицилиндровым двигателем Komatsu SAA6D170E объемом 23,15 л с автоматической системой установки холостых оборотов AISS. Эксплуатационная мощность 715 л.с./533 кВт при 2000 об/мин. Грузоподъемность автомобиля 55 т при полной массе 98,8 т. Геометрическая емкость кузова 25 куб.м, «с шапкой» - 34,2 куб.м. С полной нагрузкой самосвал развивает скорость до 70 км/час.

Самосвалы HD785-7 открывают ряд моделей, оснащенных V-образными двигателями с непосредственным впрыском топлива, турбонагнетателем и промежуточным охлаждением воздуха. На этой модели, в частности, установлен двенадцатицилиндровый двигатель Komatsu SAA12V140E-3 объемом 30,5 л мощностью 1178 л.с./879 кВт при 1900 об/мин. При полной массе машины 166 т, ее грузоподъемность достигает 91 т. Емкость кузова: геометрическая 40 куб.м, «с шапкой» - 60 куб.м. Максимальная скорость автомобиля с полной нагрузкой 65 км/час. Предназначение самосвалов этого типа - работа в технологической связке с экскаваторами с объемом ковша до 12 куб.м.

HD1500-7 - самые тяжелые самосвалы с гидромеханической передачей. Рекомендуемые для работ с ними экскаваторы - с ковшами объемом до 12 куб.м. Их грузоподъемность 144 т при полной массе почти 250 т. Емкость кузова 54 или 78 куб.м (геометрическая и «с шапкой»). На машинах установлен 12-цилиндровый двигатель Komatsu SDA12V160 мощностью 1406 л.с./1048 кВт при 1900 об/мин. Этой мощности достаточно для разгона груженого самосвала до 60 км/час.

Карьерные самосвалы Komatsu с электрической трансмиссией обозначаются буквой Е. В настоящее время в семейство входят машины 730Е-07, 830Е-АС, 860Е-1К, 930Е-4, 960Е-2/2К. Это настоящие гиганты, способные перевозить сотни тонн скальных пород. Например, самосвал 960Е берет «на борт» 327 т груза при полной массе почти 580 т и сейчас является мировым рекордсменом среди серийных машин этого класса. Максимальная емкость кузова превышает 214 куб.м и при его подъеме защитный козырек без труда достигает уровня четвертого этажа! Кстати, кабина водителя-оператора находится на уровне второго этажа обычной пятиэтажки и, чтобы подняться в нее, надо преодолеть 20 ступеней. Ширина автомобиля более 9 м - а это шесть поставленных в шеренгу «Жигулей». Максимальная мощность, развиваемая V-образным 16-цилиндровым двигателем Komatsu, достигает 3,5 тыс. л.с. или 2600 кВт. Этой энергии хватит для нужд небольшого городка. И при таких гигантских показателях самосвал развивает скорость более 64 км/час.

Грузоподъемность следующей в ряду модели 930Е меньше всего на 35 т и равна 292 т, а полная масса ниже на целых 74 т – «всего» 502 т. Такая заметная «потеря веса» позволяет обходиться менее мощным и более экономичным двигателем мощностью 2550 л.с./1902 кВт.

Грузоподъемность самосвала 860Е-1К составляет 254 т. Машина агрегатируется 16-цилиндровым дизельным двигателем Komatsu SSDA16V160 с двухступенчатой системой турбонаддува. Мощность двигателя составляет 2700 л.с./2015 кВт. Он сертифицирован по стандарту Tier 2 на чистоту выхлопа. Самосвал может развивать скорость до 64,5 км/ч, используя электрические мотор-редукторы с передаточным отношением 35,52:1. Электродвигатели переменного тока оснащены системой водяного охлаждения. В качестве источника энергии для электродвигателей помимо бортового генератора может использоваться и троллейная сеть напряжением 1600 или 1800 В, при этом дизель может работать на экономичном режиме частоты вращения холостого хода.

На машине установлен уникальный привод переменного тока с жидкостным охлаждением и IGBT-транзисторами, разработанный совместно с немецкой компанией Siemens. Передовая технология, которая лежит в основе приводной системы Siemens, обеспечивает повышенную производительность оборудования, сокращение затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию.

В конструкцию самосвала включена малошумящая система динамического торможения, которая позволяет рекуперировать 3470 кВт электроэнергии, вырабатываемой в приводе дисковых маслопогруженных рабочих тормозов всех четырех колес.

Самосвал 830Е-АС также оснащен приводом переменного тока, эксплуатационная мощность двигателя 2360 л.с./1761 кВт, максимальная – 2500 л.с./1865 кВт. Грузоподъемность машины превышает 221 т при максимальной емкости кузова 147 куб.м.

Семейство 730Е – настоящий долгожитель. Первый самосвал этого типа был собран еще в 1996 г. За 15 лет в их конструкцию не раз вносились изменения, и сейчас выпускаются уже самосвалы 730Е-7. Силовой агрегат – V-образный 16-цилиндровый дизельный двигатель с двухступенчатым турбонаддувом мощностью 1860 л.с./1388 кВт приводит генератор GE GTA-22 с системой автоматического управления Statex III Fueisaver. Приводные двигатели – GE 788 с редуктором 26,825:1 позволяют развивать груженому автомобилю скорость свыше 55 км/час. Грузоподъемность самой распространенной модели 186 т при полной массе автомобиля почти 325 т.

Представительство компании Komatsu в СССР открылось еще в 1968 г., а первый самосвал HD1200 был закуплен только в 1976 г. Василий ФЕКЛИСОВ, работающий в компании более 35 лет, вспоминает, что серийный номер этой машины был всего лишь «5». Два аналогичных самосвала эксплуатировались в Японии и еще 2 – в Австралии. Машина работала на Гайском горно-обогатительном комбинате и в течение года прошла весь комплекс эксплуатационных испытаний. В 1978 г. по результатам испытаний автомобиль был рекомендован к закупкам для горнодобывающей и угольной промышленности и в 1979 г. был подписан первый контракт на поставку партии карьерных самосвалов Komatsu HD1200 в СССР. Эта модель остается самой распространенной в России и на постсоветском пространстве: с 1979 по 1998 г.г. их было поставлено более 860 шт. в различных комплектациях и модификациях. Самосвалы Komatsu работают в объединении «Якутуголь», в Лебединском и Михайловском ГОКах, на месторождениях «Удачный», в Нерюнгри, Междуреченске, Ковдоре, Апатитах и многих других регионах России. Со времен СССР самосвалы Komatsu пользуются большой популярностью в Казахстане, Армении, Украине, Узбекистане.

Многолетняя эксплуатация автомобилей Komatsu в российских условиях дает большую информацию специалистам компании, которая часто используется перед тем, как самосвалы проходят модернизацию. Нередко российские горнодобывающие предприятия становятся базой для всесторонних испытаний новинок. Так, у нас проводились комплексные испытания самосвала HD1200-D1 в специальном исполнении для работы в сверхглубоких карьерах.

В 2008 году руководство компании Komatsu, проанализировав постоянно возрастающий рост экспорта самосвалов в Россию, приняло решение о строительстве завода по их выпуску. В качестве производственной площадки для компании, названной ООО «Комацу Мэнуфэкчуринг Рус» был выбран Ярославль. Инвестиции в строительство завода превысили 4,2 млрд.руб., 94 % которых составили средства компании Komatsu. На заводе установлено самое современное оборудование полного производственного цикла, от сварки до сборки. Производство карьерных самосвалов в Ярославле позволяет полностью удовлетворить спрос российского рынка горнодобывающей техники, наладить прямые поставки внутри страны, максимально сократить время доставки готовой продукции клиенту и обеспечить более совершенную и полную систему технической поддержки покупателей.

Основные компоненты крупногабаритные самосвалы получают из Японии. На заводе осуществляется полный производственный цикл, включающий в себя процессы сварки, покраски габаритных узлов (кузов, рама и другие компоненты) и окончательной сборки машины. В 2010 г. завод был введен в эксплуатацию, а с конца 2011 г. здесь началось производство самосвалов HD785-7. Для машин, собранных в Ярославле, многие детали и узлы изготавливаются в России и из российских материалов, например, из высококачественных сталей "Северстали". Часть технологических процессов производства рамы, включающих сварку штампованных и литых деталей, разработанных нашими специалистами - уникальна. Сборка одного самосвала занимает до 7 рабочих дней. Для отгрузки разобранной на основные агрегаты машины требуется 7 железнодорожных платформ. Говоря об этой непростой операции, Василий ФЕКЛИСОВ рассказал, что первые 30 единиц 120-тонных самосвалов доставлялись заказчикам гигантом АН-22 «Антей»!

Плановая мощностью предприятия - до ста машин в год. В настоящее время в России уже работают ярославские самосвалы (более 20 экземпляров). По мере роста объемов выпуска машин они будут поставляться и в страны ближнего зарубежья.

Одновременно с началом строительства завода в Ярославле было принято решение о создании Центра Технической Поддержки, который был открыт в мае 2011 г. в г. Полысаево Кемеровской области, непосредственно на автомагистрали, соединяющей два главных города Кузбасса - Кемерово и Новокузнецк. Такое расположение делает его доступным для клиентов из разных городов области. Принцип компании Komatsu - «быть ближе к месту работы техники» - определил выбор места строительства нового центра: в этом регионе работает около 400 машин.

Впервые техника Komatsu стала поступать в СССР почти 60 лет назад, и с тех пор объемы поставок превысили многие тысячи машин различного типа и назначения, и среди них – карьерные самосвалы, которые работают в непростых условиях российских карьеров и рудников.