Тяжелые вибрационные асфальтовые катки — это специализированная дорожная уплотнительная техника, которая используется при строительстве автодорог различного уровня, шоссе, магистралей, всевозможных насыпей, железных дорог, аэродромных площадок. Также она применяется при подготовке фундаментов и бетонных оснований.
Современные катки уплотняют слои асфальтобетона, щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА) и других материалов, используемых при дорожном строительстве. Они придают каждому слою хорошо агдезирующую структуру на любой стадии укладки. Если слои хорошо спрессованы, это влияет на долговечность и прочность дорожного полотна, уменьшает количество сколов и трещин на покрытии.
В этой статье мы рассмотрим несколько машин одного класса разных производителей. Среди них будут как новые модели, относительно недавно появившиеся на российском рынке, так и техника, выпущенная несколько лет назад и уже знакомая отечественным дорожникам. Вместе с техническими характеристиками «одноклассников» разберем особенности конструкции некоторых моделей, системы управления, контроля уплотнения, вибрации и распыления воды, гидравлику и средства обеспечения удобной и эффективной работы оператора.
Новые модели, представленные в России
*VOLVO DD 105
Модель DD 105 ведущего шведского производителя Volvo — относительно новая, однако производителем позиционируется как новинка. Машина выпускается с 2017 года и отличается новой системой вибрации вальцов, смещенным рулевым управлением и защитой от скольжения. Все это помогает достичь высокого качества уплотнения и создавать ровное и надежное покрытие при любых условиях на рабочей площадке.
Другая новая разработка — тяжелый асфальтовый каток шестого поколения CC 4200 шведской компании Dynapac. Его особенности: высокочастотная вибрация, единый модуль управления, поворачивающийся на 255°, и сдвигаемый модуль, простые в применении органы управления, формирователь/обрезчик кромок.
Не отстает в плане вывода на рынок новых образцов уплотнительной техники и немецко-французская компания Bomag. Ее тяжелый вибрационный тандемный каток с шарнирным сочленением BW 161 AD-4 имеет систему двойной вибрации, а также технологии TanGO (Tangential Oscillation) — система осцилляции, и ASPHALT MANAGER — система автоматического регулирования оборудования для уплотнения, о которой подробнее расскажем позже.
Американский игрок, компания Caterpillar, вывела на российский рынок 9-тонный двухвальцовый виброкаток Cat CB8 с мощностью двигателя 82 кВт и шириной 1700 мм. Меньший вес позволяет проще транспортировать машину, а расширенный барабан способствует формированию более плотного покрытия.
Технические характеристики
*AMMANN AV 110 X
В Таблице 1. приведены технические характеристики 10 моделей тяжелых тандемных катков. Наиболее массивный каток с показателем 11 190 кг у швейцарского производителя дорожно-строительной техники Ammann Group, наиболее легкий — у известной американской компании Caterpillar — 9470 кг. Двигатель Deutz на модели Hamm HD+ 110 VO немецкой компании Hamm, входящей в международный холдинг WIRTGEN GROUP, выдает самую большую в сравниваемой линейке мощность — 100 кВт. Меньше всех дает Ammann AV 110 X — 74 кВт. Из представленных производителями данных самый большой объем двигателя у катка Dynapac — 4,5 л, а самый маленький снова у Ammann — 3,3 л. Максимальную транспортную скорость — 14,7 км/ч — развивает агрегат 6622В белорусского завода АМКОДОР. Медленнее всех оказался каток DM-10-VD рыбинского завода дорожных машин — 7 км/ч.
*DM-10-VD
Практически все модели оснащены гидростатической трансмиссией. Ширина вальца, а соответственно и ширина уплотняемой полосы, если не смещать вальцы, стандартная — либо 1680 мм, либо 1700 мм. Исключение составляет китайский каток XGMA XG6101D, там ширина вальца 1660 мм. Наибольший диаметр вальца у Ammann и у Dynapac — 1300 мм, наименьший — у Cat — 1108 мм. Самая длинная колесная база у DM-10-VD — 3785 мм, самая короткая — у Bomag BW 161 AD-4 и Cat CB8 — по 3300 мм. Дорожным просветом отличился Ammann AV 110 X — целых 760 мм, а в меньшую сторону — все тот же российский DM-10-VD — 275 мм. Угол поворота рулевого колеса у всех моделей колеблется в районе ±30-35º. На этот раз наиболее объемный топливный бак оказался у катка «Дорожных машин» — 230 л, меньше всего горючего можно залить в Hamm HD+ 110 VO — 150 л. Фактически все западные машины соответствуют требованиям токсичности отработанных газов согласно стандарта EU Stage IIIA, либо EPA Tier 3, а Dynapac CC 4200 соответствует еще и Stage IV/T4f.
| Технические характеристики | VOLVO DD 105 | AMMANN AV 110 X | HAMM HD+ 110 VO | DYNAPAC CC 4200 | BOMAG BW 161 AD-4 | CATERPILLAR CB8 | XGMA XG6101D | DM-10-VD | РАСКАТ RV-11,0 DD | АМКОДОР 6622В |
| Эксплуатационная масса, кг | 10325 | 11190 | 10455 | 10000 | 10050 | 9470 | 10000 | 11000 | 11000 | 10000 |
| Изготовитель двигателя | Volvo | Cummins | Deutz | Cummins | Deutz | Catеrpillar | Dongfeng-Cummins | ММЗ | Kubota | ММЗ |
| Модель двигателя | D3.8E | QSB 3.3 C99 | TCD 2012 L04 2V | QSF 3.8 IV/T4f | TD 2011 L04 w | C4.4 с технологией ACERT | 6BT5.9 | Д-245 | V3800-DI-T-E2B | Д-245 |
| Мощность двигателя, кВт | 86.3 | 74 | 100 | 97 | 74,9 | 82 | 92 | 77 | 70,6 | 77 |
| Рабочий объем, л | 3.8 | 3.3 | 4,5 | |||||||
| Транспортная скорость, км/ч | 11,4 | 11 | 11 | 12 | 11 | 12 | 9,7 | 7 | 12 | 14,7 |
| Трансмиссия | Гидростатическая | Гидростатическая | Гидростатическая | Гидростатическая | Гидростатическая | Гидростатическая | Гидростатическая | |||
| Ширина вальца спереди/сзади, мм | 1680 | 1700 | 1680 | 1680 | 1680 | 1700 | 1660 | 1700 | 1700 | 1680 |
| Диаметр вальца спереди/cзади, мм | 1220 | 1300 | 1200 | 1300 | 1220 | 1108 | 1215 | 1245 | 1200 | 1100 |
| Габаритная длина, мм | 4 650 | 4760 | 4 600 | 5060 | 4610 | 4565 | 4990 | 5030 | 4900 | 4100 |
| Габаритная высота, мм | 3 000 | 3020 | 3 050 | 2990 | 3000 | 2980 | 3270 | 2950 | 2800 | 3300 |
| Габаритная ширина, мм | 1 838 | 1822 | 1800 | 2140 | 1840 | 1862 | 1810 | 1905 | 1800 | 2220 |
| Колесная база, мм | 3430 | 3460 | 3400 | 3760 | 3300 | 3300 | 3785 | |||
| Дорожный просвет, мм | 350 | 760 | 330 | 310 | 350 | 275 | ||||
| Угол поворота рулевого колеса, ° | ±35 | ±34 | ±30 | ±32 | ±33 | ±30 | ||||
| Внутренний радиус поворота, мм | 4600 | 4650 | 5 250 | 5590 | 5850 | 5545 | 6300 | |||
| Внешний радиус поворота, мм | 7270 | 4400 | 7270 | 8000 | 5800 | |||||
| Топливный бак, л | 175 | 208 | 150 | 180 | 200 | 208 | 230 | |||
| Линейная нагрузка вальца – спереди, кг/см | 30.9 | 32.3 | 29,8 | 30,1 | 26,6 | 32,3 | 32,5 | 29.8 | ||
| Линейная нагрузка вальца – сзади, кг/см | 30.3 | 29.1 | 29,8 | 30,1 | 26,6 | 32,3 | 32,5 | 29.8 | ||
| Частота вибрации, Гц | 40/50 | 45/55 | 42/50 | 51/67 | 40/50 | 30/35/47 | 40 | 40/55 | 42/52 | |
| Амплитуда, мм | 0,45/0,86 | 0,35/0,7 | 0,47/0,81 | 0,3/0,8 | 0,42/0,94 | 0,22/0,56 | 0,4/0,83 | 0,3/0,7 | 0,25/0,55 | |
| Экологические стандарты | EU Stage IIIA | EPA Tier 3 | EU Stage IIIA / EPA Tier 3 | Stagе IIIA/T3 и Stage IV/T4f | Stage IIIa / TIER3 | Tier 3, Stage IIIA ЕС, Stage III Китай, MAR-1 Бразилия |
*Таблица 1. Технические характеристики
Конструктивные особенности
Если говорить о шарнирно-сочлененных катках, то в последние годы устоялось сочетание шарнирно-сочлененной компоновки и заднего поворотного вальца. Такая конструкция хорошо себя показала и пользуется спросом у дорожников.
*DYNAPAC CC 4200
Компания Dynapac предложила новую конструкцию переднего вальца с увеличенным до 520 мм боковым смещением. Это улучшает рулевое управление и обеспечивает более высокую маневренность. Боковое смещение в сочетании с центральным рулевым шарниром дают в итоге небольшой радиус поворота. Центр тяжести катка смещается ближе к осевой линии дороги. Это имеет большое значение при уплотнении краевой зоны дорожного полотна, например возле неукрепленных обочин. Столь большое боковое смещение переднего вальца приводит также к увеличению ширины уплотняемой полосы. Это влечет за собой увеличение производительности и сокращение времени уплотнения. Когда машина делает завершающие проходы, боковое смещение позволяет убрать риски от кромок вальцев на поверхности дороги. Когда передний валец служит в качестве поворотного, это облегчает оператору следить за положением кромки вальца. Также он может пододвигаться вплотную к бордюрному камню и к другим препятствиям.
Система вибрации
*HAMM HD+ 110 VO
На асфальтовых тандемных катках используются примерно одинаковые системы вибрации. Различаться может количество амплитудных режимов. В основном используются два амплитудных режима, но бывает и более мощный, пятиамплитудный режим. Из нашей десятки самая высокая амплитуда у Hamm и у Volvo — 0,47 мм/0,81 мм и 0,45 мм/0,86 мм соответственно. Самая низкая амплитуда у Caterpillar и у Раската RV-11,0 DD — 0,22 мм/0,56 мм и 0,25 мм/0,55 мм. Наибольшая частота вибрации, учитывая два режима работы, у Dynapac — 51 Гц/67 Гц, наименьшая при трех режимах — у XGMA — 30 Гц/35 Гц/47 Гц.
*CATERPILLAR CB8
Говоря более подробно о системе вибрации, нужно упомянуть, что, к примеру, модель Cat CB8 может быть оснащена двухамплитудной и пятиамплитудной системами вибрации. Двухамплитудная и двухчастотная система вибрации настраивается в зависимости от тонкого или толстого слоя. В ней при простых операциях можно использовать один переключатель для автоматической настройки амплитуды и частоты.
Пятиамплитудная система обладает повышенной мощностью и используется для уплотнения сложных в обработке смесей и толстых слоев асфальтобетона. Здесь задействуется только одна частота, но пять амплитуд, которые настраиваются согласно условиям эксплуатации.
Поддерживать постоянное распределение ударных нагрузок при вибрации помогает функция автоматического регулирования скорости. Функция автоматической вибрации дает возможность избежать избыточное уплотнение и увеличивает однородность уплотнения.
На Volvo DD 105 используется система динамического вибрационного вальца. В ней можно установить разные амплитуды вибрации в зависимости от задачи. Каток затрачивает для запуска вибрационной системы в два раза меньше мощности. Динамическая система вибрации позволяет каткам работать даже на больших высотах.
На катке Ammann AV 110 X функционирует трехвальная система вибрации. Она обеспечивает плавность хода даже на тяжелых, связных грунтах и помогает машине легко преодолевать крутые уклоны.
*XGMA XG6101D
На машине XGMA XG6101D гидравлическая система вибрации позволяет существенно улучшить характеристики укатывания дорожных грунтов без увеличения массы машины, снижать в 1,5-3 раза число проходов катка по одному следу, увеличивать толщину сжимаемого слоя, а также трамбовать крупнообломочные материалы. Использование вибрационного переключателя дает возможность изменять амплитуду вибрации в соответствии с требованиями уплотнения.
Контроль уплотнения
Контроль уплотнения представляет собой автоматическую электронную систему, которая следит за уплотнением, контролирует температуру уплотняемого слоя и определяет оптимальное количество проходов.
К примеру, каток Ammann AV 110 X оснащен новой системой интеллектуального уплотнения Ammann Compaction Expert (ACE). Она информирует оператора о том, что достигнута требуемая степень уплотнения и что можно переходить к следующему участку.
Усовершенствованная система контроля уплотнения внедрена и на модели Cat CB8. Например, двойные инфракрасные датчики температуры устанавливаются спереди и сзади катка. Они сообщают оператору, когда нужно начать прокатку, а когда закончить. Слабые участки на уплотняемой поверхности могут возникать при температурном диапазоне 104–110°C. Система контроля уплотнения предотвращает их появление.
Здесь также предусмотрено составление схемы температур. Это визуальные данные о температуре асфальта для поддержания необходимого температурного диапазона на катке. Система записывает и контролирует температуру для анализа требуемого температурного диапазона.
Кроме того, в системе контроля уплотнения предусмотрен счетчик количества проходов. Правильное число проходов позволяет достичь требуемой плотности покрытия.
Система контроля уплотнения на Cat CB8 помогает оператору улучшить перекрытие вальца, упрощает работу ночью, устраняет необходимость работы наугад и предотвращает незаконченные проходы.
*BOMAG BW 161 AD-4
Машина Bomag BW 161 AD-4 оснащена автоматической системой уплотнения Asphalt manager. Оператор выбирает только толщину слоя, остальное делает система. Ее особенностью является то, что она чутко реагирует на степень уплотнения и непрерывно меняет амплитуду вибрации. Это приводит к исключению переуплотнения и отскока вальца. Интегрированная система измерения показателя уплотнения E-VIB дает оператору информацию о ходе уплотнения и оптимальном количестве проходов.
На катке Dynapac CC 4200 используется двухуровневая система непрерывного контроля уплотнения Dyn@lyzer. На первом уровне используется плотномер Evib, который постоянно замеряет динамическую жесткость уплотняемого материала. Датчики температуры асфальта установлены спереди и сзади катка.
На втором уровне к плотномеру добавляется система позиционирования GNSS (Global Navigation Satellite System). Она непрерывно регистрирует все данные плотномера и показывает оператору текущие параметры на экране планшета. Приемник GNSS ( GPS, ГЛОНАСС, Galileo и т.п.) обеспечивает точное позиционирование и определение положения катка на рабочем объекте в любое время.
Анализ уплотнения:
- степень уплотнения (жесткость)
- процесс изменения степени уплотнения (изменение жесткости)
- температура
- количество проходов
- статистика и распределение
- экспорт отчета в PDF или другой текстовый файл данных
К слову о системах вибрации, на катке китайского производства XGMA XG6101D в качестве дополнительного оборудования может быть установлена электронная система контроля уплотнения, включающая в себя датчики уплотнения и лазерный нивелир. Высокоточное оборудование позволяет вести непрерывный контроль обработки дорожных грунтов.
Гидравлическая система
Говоря о гидравлической системе, также упомянем тандемные вибрационные катки XGMA. Они отличаются неплохой гидравликой с хорошими конструктивными и прочностными характеристиками.
Дорожные катки включают в себя усиленный режим гидравлических систем для работы в горной местности, на крутых подъемах и на больших по протяженности объектах.
Гидростатическая трансмиссия моделей XGMA включает в себя три основные гидравлические системы: управления движением, вибрации и поворота. Гидравлическая система управления движением за счет поршневого насоса позволяет распределять мощность на ходовые двигатели ведущего моста и вальца. Это значительно облегчает управление и повышает ходовые характеристики катка.
Гидравлическая система поворота позволяет легко управлять поворотными гидроцилиндрами с помощью рулевого колеса и гидравлического редиректора. Для управления давлением системы установлен комбинированный блок клапанов, который эффективно защищает гидравлику и сохраняет сопротивление избыточным импульсам.
Трехступенчатая тормозная система обеспечивает хорошие тормозные характеристики, что позволяет безопасно работать на крутых подъемах и спусках в условиях горной местности.
Система управления
Системы управления у флагманов-производителей уплотнительного оборудования постоянно совершенствуются. К примеру, на катке Ammann AV 110X используется электронный рычаг управления ходом, который обеспечивает плавное изменение направления движения, что позволяет предотвратить повреждение недавно уложенного слоя асфальтовой смеси. С помощью многофункционального интуитивно понятного экрана, встроенного в рулевое колесо, оператор может контролировать основные рабочие показатели, такие как давление масла, температуру двигателя, уровень эксплуатационных жидкостей и другие.
На катке Cat CB8 применяется многофункциональный ходовой рычаг со встроенными органами управления для включения/выключения распыления воды, смещения вальца, регулировки вибрации. На встроенном в сиденье жидкокристаллическом мониторе с подсветкой отображается различная информация, включая данные о состоянии машины, данные диагностики. Дисплей поддерживает несколько языков, функцию разделения экрана и отображает скорость движения, вибраций в минуту и уровень топлива. Консоль управления встроена в сиденье, обеспечивая кнопочное управление. Кнопки программируются и имеют обратную связь.
Модель Dynapac CC 4200 относится к каткам шестого поколения и имеет обновленную панель управления. Большой сенсорный экран обеспечивает доступность информации. Все настройки и управление сенсорного дисплея дублируются с помощью отдельного кнопочного блока. Также упрощается процесс запуска двигателя. Нужно повернуть ключ зажигания, установить рукоять хода в нейтральное положение и нажать кнопку пуска-остановки. Двигатель запустится, только когда он будет готов к работе. Кроме того, есть возможность включать и выключать рабочие фары по отдельности, непосредственно на сенсорном дисплее.
Телематическая система удаленного мониторинга Dyn@Link Advanced — это средство контроля и мониторинга всего парка техники. Она предлагает множество вариантов улучшения эксплуатации парка машин, снижения затрат на обслуживание и экономии времени и средств.
Пользователю доступна вся важная информация об оборудовании, о географическом положении, уровне топлива и топливного реагента Ad-blue, параметры двигателя, пройденное расстояние, сервисный статус, график технического обслуживания, удаленная диагностика и другие параметры. Различные фильтры на веб-странице и параметры персональных настроек для графиков и таблиц позволяют адаптировать ее к индивидуальным требованиям.
Индикатор функций (дисплей) на катке Bomag BW 161 AD-4 передает оптические и акустические сигналы, например при превышении допустимых температур или изменившемся уровне давления. Машина оборудована модульным электрооборудованием, в котором отсутствуют платы. Использование такого оснащения позволяет проще узнать причины неисправностей благодаря светодиодам. Информация об ошибках выводится на центральный дисплей. Если неисправности серьезные, машина отключается.
На катках Bomag, так же как и на других западных передовых разработках, используется телематика. Система BOMAG TELEMATIC передает эксплуатационные данные и информацию о местоположении, а также дает возможности контролировать и управлять парком машин. Система формирует автоматические отчеты, где указываются параметры потребления топлива, время простоя машин, сроки технического обслуживания и т.д.
Система распыления воды
Система разбрызгивания воды распыляет воду по всей поверхности вальцев, чтобы избежать налипания уплотняемого материала покрытия на вальцы и снизить время простоев. Например, каток Volvo DD 105 оборудован автоматической системой увлажнения вальцев с тройной фильтрацией, которая равномерно подает воду на всю поверхность вальцев. Автоматическая система смачивания вальцев включает в себя основной и резервный насосы, насосы распыления, распылительные штанги, форсунки, тройную фильтрацию и вальцовые скребки.
Бак объемом 800 л расположен низко, снижая центр тяжести катка, отчего ее устойчивость повышается. Наличие вместительного бака позволяет также увеличить интервал между заполнениями, в итоге время непрерывной работы также увеличивается.
В системе орошения на катке Bomag BW 161 AD-4 обе емкости для воды расположены в центре вальцов рядом с шарнирным сочленением. Они легко доступны с уровня земли, и их можно быстро заполнить водой. Катки Bomag имеют два независимых оросительных насоса. Если один из них выходит из строя, то автоматически включается второй насос. В случае неисправности одного из насосов происходит автоматическое
переключение на другой насос. На экран дисплея системы управления выводится информация о запасе воды в емкостях, в том числе предупреждение, что вода заканчивается, а также раздается акустический сигнал.
Комфорт оператора
Хорошо оборудовать рабочее место и повысить его комфортность стремятся все ведущие западные и японские производители. Несколько уступают им в этом китайские и российские марки. Много внимания уделяется удобству кабины, сиденья и органов управления: рычагов, джойстиков, кнопок и экрана.
Так, на катке Cat CB8 органы управления машиной и жидкокристаллический дисплей встроены в поворачивающееся регулируемое сиденье и двигаются вместе с оператором.
Для открытых платформ используется виниловая обивка, а для кабин — тканевая. Можно установить подогреватель. Сиденье «делюкс» предлагается опционально и имеет высокую спинку и пневматическую подвеску. Также модель комплектуется напольным ковриком, который поглощает вибрацию, гнездом электропитания 12 В, которое поддерживает средства связи, широким ремнем безопасности, подстаканниками и запирающимся отсеком для хранения.
На катке Volvo DD105 кабина с климат-контролем дает оператору хороший обзор, а сиденье может сдвигаться и поворачиваться. Пол с мягким покрытием снижает уровень шума и вибраций.
