Немного сложнее смартфона
Электроника повышает качество управления мини-погрузчиками

Электронные технологии развиваются очень быстро. Времена, когда управление компактными погрузчиками осуществлялось лишь рычагами и тросиками, ушли в прошлое. Машины с подобным управлением, которые еще находятся в эксплуатации, выглядят архаично по сравнению с современной техникой, оснащенной множеством электронных автоматических систем и функций. Потребитель теперь получает намного более технически совершенные, высокопроизводительные, экономичные и «умные» машины.

Тенденция рынка – использование электрогидравлического управления

Есть несколько факторов, которые способствуют широкому распространению на компактных дорожно-строительных машинах электрогидравлических систем управления (с джойстиками).

Прежде всего значение электрогидравлических систем управления возрастает потому, что на компактной дорожно-строительной технике все шире применяются новые электронные технологии, электронные системы управления и телематика. Машины прежних поколений имели механическое и гидравлическое управление рабочими функциями, и изменить рабочие параметры можно было только путем изменения величины давления или потока в гидроконтуре. Развитие систем электрогидравлического управления и электроники дало возможность владельцу регулировать характеристики машины в соответствии с потребностями конкретной задачи и делать свою машину более эффективной. При наличии базовой электрогидравлической системы управления реализация множества дополнительных функций лишь дело техники и программирования. Почему именно электроника является решением этой проблемы? Потому что именно она способна кардинально повысить производительность в определенных случаях, причем без заметного увеличения стоимости машины. Основные затраты приходятся на разработку электронных программ, «железо», как правило, стоит не так дорого.

Из-за введения новых экологических норм Tier 4F/ Stage IV и связанных с этим изменений в конструкции стоимость многих компактных машин увеличилась в среднем на 20% по сравнению с предыдущими моделями. Чтобы как-то компенсировать потребителям это увеличение стоимости, производители стали разрабатывать функции, повышающие производительность и экономичность машин. Эти функции реализуются с помощью оригинальных систем электронного управления машинами (которые разрабатываются ведущими мировыми производителями дорожно-строительного оборудования), электрогидравлических органов управления и электронных систем управления двигателями.

Например:

• настройка скорости реагирования гидравлического оборудования на управляющие команды;
• «круиз-контроль» позволяет задать предельную скорость движения машины независимо от оборотов двигателя, обороты двигателя можно держать высокими, чтобы обеспечить максимальную производительность гидронасоса;
• «автоматический холостой ход» помогает экономить топливо;
• «возврат к положению копания ковша» или к положению другого рабочего оборудования упрощает работу оператора;
• «защита от остановки двигателя» помогает неопытным операторам избежать остановки двигателя вследствие перегрузки.

Существует и необходимость уменьшить влияние человеческого фактора на качество работы машины, чтобы даже с малоопытным оператором машина работала высокоэффективно. Даже операторы-новички умеют обращаться со смартфонами, поэтому им несложно освоить интерфейс систем управления современных погрузчиков, функции которых также настраиваются посредством экранного меню.

Еще один фактор: необходимость соответствовать возросшим требованиям потребителей, которые меняются вместе с развитием технологий. Операторы приезжают на работу на комфортных современных автомобилях, естественно, они хотят и на погрузчиках работать в таких же условиях: с автоматическими функциями управления, просто и не так утомительно, как работали их отцы. Теперь сложные функции включаются простым нажатием кнопки, это повышает производительность труда оператора, позволяет управлять машиной, прикладывая меньше физических усилий.

Это лишь небольшая часть из того множества полезных автоматических функций, которые уже предлагают производители техники или будут предлагать в ближайшее время.

Рассмотрим подробнее, что же предлагают производители погрузчиков.

 

Контроль скорости и точности

Возможность контролировать скорость движения машины независимо от оборотов двигателя существенно повышает эффективность работы высокопроизводительных навесных орудий и в то же время уменьшает утомляемость оператора. Так, у погрузчиков Bobcat серии S, оснащенных системой «выбора режима управления джойстиком» Selectable Joystick Controls (SJC), есть функция Speed Management («контроль скорости») для погрузчиков. В составе системы имеется несколько кнопок, с помощью которых оператор может управлять навесными орудиями, имеющими по несколько функций. Система также позволяет задавать обороты двигателя, чтобы обеспечить потребности определенного гидравлического навесного оборудования, а затем независимо от оборотов двигателя установить максимальную скорость движения машины. Наличие такой возможности дает большие преимущества при эксплуатации навесного оборудования, особо чувствительного к величине потока в гидроконтуре, такого, как дорожные и дисковые фрезы, траншеекопатели, мульчеры и деревоизмельчители. Желательно, чтобы машина при работе с подобными орудиями двигалась на невысокой скорости, но при высоких оборотах двигателя, чтобы обеспечить максимальную производительность оборудования. Функция Speed Management уменьшает утомляемость оператора, снимая с него значительную долю напряжения при управлении машиной.

Компания JCB предлагает для своих погрузчиков мод. 175, 190 и др. в качестве опции многофункциональный джойстик, с помощью которого можно управлять семью различными функциями гидравлического навесного рабочего оборудования. Также предлагается новая электронная система myCHOICE, которая дает возможность оператору настраивать функции управления погрузчиком при выполнении работ, требующих точности, обеспечивая ускорение выполнения рабочего цикла. Возможен выбор из 6 режимов: от медленного для отделочных, финишных работ и до быстрого для выемки грунта, погрузки и др. подобных работ управления, 3 режима переключения трансмиссии и 3 режима функций рабочего оборудования. Точность работы машины сохраняется при любом режиме. Система myCHOICE упрощает работу оператора и позволяет даже неопытному оператору почувствовать себя высококвалифицированным специалистом в управлении. Компания заверяет, что система myCHOICE будет постоянно совершенствоваться и клиентам можно будет ее обновлять через Интернет. Можно также выбирать схему управления по ISO или типа Н в зависимости от предпочтений оператора.

Case Construction Equip­ment с помощью органов электрогидравлического управления погрузчиков серии Alpha предлагает клиентам возможность выбирать чувствительность управления скоростью и навесным оборудованием. Органы электрогидравлического управления обеспечивают 9 вариантов настройки режимов работы органов управления: три по скорости и три по управлению, которые по результатам исследований компании перекрывают 85% всех возможных работ.

Эта функция особенно эффективно повышает производительность и снижает утомляемость оператора при работах со сложными условиями. Например, погрузчик перевозит поддоны с упакованными грузами по просторной площадке под открытым небом, оператор может установить высокую скорость и невысокую точность управления. Но вот погрузчик переходит к работе в помещении, требующей большей точности. В течение 20 сек оператор может изменить настройки: выбрать более низкую скорость и высокую точность управления.

Компания John Deere предлагает для погрузчиков серии G как опцию «пакет функций электрогидравлического управления джойстиком» EH Joystick Performance Package, в том числе три варианта настройки скоростей движения стрелы и ковша: режимы «точных движений», «коммунальных работ» и «высокой производительности». Имеется также три варианта настройки «реакции на управление», т. е. длительности задержки между моментом подачи команды и началом движения машины, и функция «Ползущего хода» Creep Mode для работы с навесными орудиями. 

Оптимизация управления с помощью дисплея

Многие производители предлагают в качестве опции усовершенствованные дисплеи, которые позволяют настраивать функции управления на более высоком уровне.

Например, Caterpillar предлагает в качестве опции для погрузчиков серии D «усовершенствованный дисплей» Advanced Display. Это мощный инструмент, дающий возможность составлять большое количество конфигураций, из которых можно подобрать оптимальные для данного оператора настройки функций управления. Пятидюймовый цветной жидкокристаллический экран позволяет оператору контролировать в реальном времени работу систем машины, настраивать функции управления машины и считывать результаты диагностики. На экран также передается изображение с камеры заднего вида, входящей в состав системы. Индивидуальная настройка выполняется по 11 параметрам, в том числе приемистость гидростатической трансмиссии (3 уровня), скорость реагирования навесного оборудования (3 уровня), четыре набора приборов-указателей, ограничение максимальной скорости – и это еще далеко не полный список.

Некоторые производители предлагают защиту этих экранных настроек с помощью индивидуального секретного кода доступа (пароля), который также выполняет роль противо­угонной системы. Такая система входит в стандартную комплектацию Advanced Display погрузчиков Caterpillar и способна «запомнить» до 50 индивидуальных кодов доступа оператора.

На дисплее панели приборов Case Advanced Instrument Cluster (AIC) появляются текущие настройки электрогидравлического управления погрузчика, температура гидравлической жидкости и масла двигателя, количество отработанных моточасов и частота вращения двигателя. Система AIC может быть настроена таким образом, что на экране, непрерывно сменяя друг друга, будут визуализироваться заданные оператором параметры и ему не нужно будет вручную переключать показания на экране. 

Повышение качества управления рабочим оборудованием

Электронные джойстики также разработаны для того, чтобы обеспечивать высококачественное управление навесными орудиями буквально кончиками пальцев.

Например, в погрузчиках Case используется регулятор в виде колесика под большим пальцем на рычаге пропорционального управления гидроконтуром навесного оборудования. Управление регулировочным колесиком обеспечивает высокую надежность, точность регулировки и удобство для оператора по сравнению с системами управления навесным оборудованием другого типа, например педалями, которые более чувствительны к воздействию загрязнений, или поворотными переключателями, которые не позволяют с такой же точностью регулировать величину потока в гидроконтуре.

Компания New Holland оснастила свои погрузчики серии С электрогидравлическим управлением двумя джойстиками, которые могут переключаться с режима ISO на режим Н. Система позволяет составлять комбинации из нескольких режимов скорости движений и быстроты реакции на команды по отдельности для трех гидроконтуров машины: ходовой части, стрелы и ковша/ навесного оборудования.

Усовершенствованное управление мощностью

Не все функции современных электронных систем управления, повышающие производительность, очевидны операторам. Некоторые из них работают, так сказать, «за кулисами», без участия оператора.

Например, компания Bobcat предлагает управление мощностью на машинах, оснащенных системой SJC. Допустим, джойстик переведен в крайнее положение своего хода по управлению функцией копания и задает максимальную нагрузку гидронасосу, электронная система «увидит», как падают обороты двигателя, и «поймет», что это происходит из-за чрезмерной нагрузки. Система будет снижать нагрузку гидростатического насоса, тем самым помогая оборотам двигателя не падать и сохраняя уровень мощности. Электронные системы управления машины реагируют на изменения характеристик быстрее, чем оператор. Система поддерживает работу двигателя в оптимальном диапазоне значений мощности, помогая машине работать с высокой производительностью независимо от уровня квалификации оператора. Функция «автоматического холостого хода» двигателя Auto Idle, которую можно включить с помощью джойстика, помогает экономить топливо, когда машина не работает.

Компания Caterpillar также использует преимущества электронного управления акселератором в своих погрузчиках серии D. Если погрузчик движется по неровной труднопроходимой поверхности, оператору приходится постоянно регулировать мощность педалью акселератора, и его нога непрерывно перемещается вверх-вниз, машина, испытывающая толчки от неровностей и рывки от изменения мощности, раскачивается. В погрузчиках серии D электроника плавно регулирует мощность и дает возможность оператору комфортно управлять педалью акселератора. К тому же электронная «помощь» в управлении акселератором обеспечивает экономию топлива.

Кроме того, в погрузчиках и Caterpillar, и John Deere используется электронное управление акселератором, чтобы обеспечить возможность использования педали акселератора и для разгона, и для замедления хода машины в зависимости от того, в какое положение установлен ручной поворотный переключатель. Использование акселератора в качестве педали тормоза обеспечивает более высокое качество управления, давая возможность оператору быстро снижать скорость движения во время выполнения точного маневрирования или регулировать обороты двигателя во время использования гидромеханических навесных орудий.

Прочие полезные функции и системы

Система Steering Drift Compen­sation компании Bobcat позволяет с помощью джойстика или панели управления прямо во время движения машины отрегулировать автоматическую коррекцию рулевого управления и компенсировать отклонение от заданного курса, уменьшив тем самым утомляемость оператора.

John Deere предлагает «Герметичный переключатель панели управления» Sealed Switch Control Panel или Sealed Switch Modul (SSM), который обеспечивает возможность пуска машины без ключа зажигания и может «запомнить» несколько индивидуальных кодов доступа операторов, выполняя роль противо­угонной системы, а руководитель компании может отслеживать, сколько моточасов отрабатывает на машине каждый оператор.

 

Два сегмента рынка

Существует два отчетливо различающихся сегмента рынка компактных машин: сегмент машин в комплектации «люкс» со многими функциями и системами, увеличивающими производительность, и сегмент машин в простейшей базовой комплектации. Поэтому не стоит ожидать, что спрос на машины с механическим рычажным или сервогидравлическим управлением скоро исчезнет.

Например, компании, сдающие машины в аренду, обычно предпочитают технику с простым механическим управлением. Машины с многофункциональным электронным управлением не приносят больших прибылей арендным компаниям. Во многом именно для этой большой группы покупателей, а также для коммунальных служб компании-производители сохраняют в своих производственных линейках машины с механическим и серво­управлением. Впрочем, арендные компании также иногда приобретают машины с управлением джойстиками, потому что их клиенты предпочитают именно такие машины.

Некоторые производители создают машины с электрогидравлическим управлением и затем адаптируют их для использования с механическими органами управления, т. е. одна базовая машина может иметь разные системы управления для разных рынков. А компания Bobcat, чтобы удовлетворить запросы всех покупателей, предлагает машины с тремя разными системами управления.

Сможет ли владелец получить ощутимую прибыль от использования машины с электрогидравлическим управлением и набором автоматических функций, зависит от сферы ее применения. Например, если машина занимается только погрузкой грунта, сложные функции ей ни к чему. Но если на нее будет устанавливаться дорожная фреза и другое сложное гидравлическое навесное оборудование, дополнительные функции помогут регулировать скорость движения машины и величину потока в гидроконтуре, тем самым значительно повышая производительность. В этом случае дополнительные вложения владельца быстро окупятся.

При выборе погрузчика рекомендуется внимательно изучить, какие системы и функции предлагают разные производители, и выбрать модель, наиболее подходящую по функциональности именно для ваших задач и условий работы.