Как работает бульдозер: гусеницы, отвал и управление многотонной машиной
Бульдозер перемещает, разравнивает и планирует грунт с помощью широкого стального отвала, которым он толкает породу перед собой. Основа машины, создающая тяговое усилие, это гусеничный движитель. Поднимает и опускает отвал гидравлическая система с цилиндрами высокого давления. Крупные бульдозеры при строительстве дорог и карьерных работах в России развивают тяговое усилие от 150 до 700 килоньютонов и перемещают сотни кубометров грунта в час.
Гусеничный движитель: как бульдозер едет и не вязнет
Гусеница распределяет колоссальный вес машины на большую площадь опоры, поэтому давление на грунт у тяжёлого бульдозера составляет 0,06–0,09 мегапаскаля, что сопоставимо с давлением пешехода. Это позволяет работать на слабых и переувлажнённых грунтах, куда колёсная техника просто не зайдёт.
Каждая гусеница состоит из стальных звеньев-траков, скреплённых пальцами. Траки огибают ведущую звёздочку сзади, несколько опорных катков снизу и натяжное колесо спереди. Ведущая звёздочка приводится от планетарного редуктора, который получает крутящий момент от дизельного двигателя через механическую или гидродинамическую трансмиссию. Поворот бульдозера выполняется путём притормаживания одной гусеницы: она замедляется или останавливается, тогда как другая продолжает движение, и машина разворачивается на месте.
Устройство отвала и гидравлическое управление
Отвал представляет собой изогнутый по сфере стальной лист толщиной 20–30 миллиметров с режущей кромкой из закалённой инструментальной стали снизу. Форма отвала подобрана так, чтобы грунт перекатывался вверх и вперёд, не залипая и не переполняя пространство перед ножом.
К корпусу машины отвал крепится через толкающие брусья или Н-образную раму. Два гидроцилиндра подъёма расположены по бокам рамы: они поднимают и опускают отвал в диапазоне примерно от минус 500 до плюс 1300 миллиметров относительно опорной поверхности. Дополнительные цилиндры позволяют наклонять отвал вперёд и назад, а у «угловых» модификаций разворачивать его в стороны для планировки откосов. Управляет всем гидравлическая система с рабочим давлением 20–30 мегапаскалей.
Двигатель, трансмиссия и рабочий цикл
В основе любого тяжёлого бульдозера лежит многолитровый дизельный двигатель мощностью от 100 до 700 лошадиных сил в зависимости от класса. Российские горнодобывающие и строительные компании широко используют бульдозеры отечественного производства, а также технику, собранную на российских предприятиях.
Трансмиссия преобразует высокие обороты двигателя в медленное вращение с большим крутящим моментом. В современных машинах применяют гидромеханические трансмиссии с автоматическим переключением передач: водитель сосредотачивается на работе отвала, не отвлекаясь на рычаги. Рабочий цикл бульдозера при планировке выглядит так: машина опускает отвал, врезается в грунт на нужную глубину, толкает его на расстояние 30–60 метров, поднимает отвал, задним ходом возвращается и начинает следующий проход. Угол разворота и глубина резания регулируются по ходу работы рычагами в кабине.
Дополнительное оборудование
Многие бульдозеры комплектуются рыхлителем, закреплённым сзади. Это массивный зуб из высокопрочной стали на гидравлических тягах, который разрушает твёрдый грунт, мёрзлые породы или горную породу перед последующим отвалом отвалом. Глубина рыхления достигает 700–900 миллиметров.
Современные машины оснащают системами спутниковой навигации и автоматического управления отвалом. Датчики определяют положение ножа с точностью до сантиметра, и бортовой компьютер самостоятельно поддерживает заданный уклон планируемой поверхности. Оператор лишь контролирует процесс, скорость планировки при этом вырастает на 30–40 процентов, а объём повторных проходов снижается.
