Сколько топлива «съедает» дизельный погрузчик

Играют определенную роль и особенности эксплуатации техники: работа значительную часть года при низких температурах на открытых площадках, далекие от идеального состояния покрытия и проч. Дизельный двигатель требует меньших затрат при покупке, обслуживании, работе – это надежный, простой в обслуживании, мощный и эффективный источник энергии. Кроме того, такие машины выпускают в широком диапазоне грузоподъемности (до 43 т) и с большим ассортиментом навесного оборудования для выполнения разнообразных технологических операций, а система очистки отработавших газов (сажевые фильтры), применяемая в последних моделях ведущих производителей, сокращает вредные выбросы на 70...98%, что позволяет работать и внутри помещений.

Одна из характеристик "цены владения" дизельным погрузчиком – это расход топлива. В сводной таблице технических характеристик производитель нередко указывает удельный расход топлива в граммах на единицу измерения мощности (л.с. или кВт). Между тем этот параметр не дает представления о том, сколько на практике будет "съедать" данный двигатель, какое количество топлива будет расходоваться за час, смену, за месяц и т. д. Для этого используются специальные методики, с одной из которых мы и ознакомим читателей.

Как подсчитать норму расхода топлива

Допустим, погрузчик уже приобретен и поставлен на баланс предприятия. Бухгалтерия запрашивает у сотрудников сервисного центра официального дилера расчетные данные на списание топлива.

Те в свою очередь определяют норму расхода топлива по формуле

где Q – удельный расход топлива (данные с кривой мощностной характеристики);

N – мощность, л.с. (данные с кривой мощностной характеристики);

R – плотность дизельного топлива (0,85 кг/дм³);

k₁ – коэффициент, характеризующий процентное соотношение времени работы при максимальной частоте вращения коленвала двигателя.

Мощность двигателя и удельный расход топлива берутся из инструкции по техническому обслуживанию двигателя, которую использует официальный дилер, выполняющий сервисное обслуживание. В нее данные внесены в виде кривой удельного расхода топлива, которая строится инженерами завода-производителя по результатам тестирования двигателя в различных режимах, в том числе на максимальных оборотах.

На практике для того, чтобы достигалась максимальная частота вращения двигателя, мы выжимаем педаль акселератора до упора, утапливаем ее буквально "в пол". В этом режиме машина разгоняется, едет на подъем с нагрузкой или поднимает груз на максимальную высоту с максимальной скоростью. Понятно, что так погрузчик работает не всю смену, а лишь какую-то ее часть. Отсюда возникает необходимость применения коэффициента k1. Фактически коэффициент, характеризующий работу на максимальных оборотах, – это показатель специфики технологического цикла предприятия.

Рассмотрим два примера.

Пример 1. При круглосуточной работе предприятия отгрузка продукции фактически проходит два раза в сутки по 2 ч, т. е. всего 4 ч из 24-х. В эти "часы пик" задействован весь парк погрузчиков, заняты все подъездные пути, под загрузкой находится максимальное число грузовых автомобилей. Остальное время рабочей смены погрузчики эксплуатируются с минимальной или средней интенсивностью.

Пример 2. Арендованный погрузчик работает на разгрузке вагонов и загрузке фур практически безостановочно 8-часовую смену, однако он не преодолевает уклон, не использует максимальную высоту подъема вил, так как обслуживаемые площадки расположены на уровне 1,5...2 м от пола. Максимальная частота вращения двигателя используется в данном случае, когда погрузчик разгоняется, преодолевая дистанцию между зонами погрузки и выгрузки, что составляет примерно треть его рабочего времени.

Как можно видеть, коэффициент, характеризующий процентное соотношение времени работы с максимальной и минимальной нагрузкой, во втором случае будет больше. Для точного определения его величины необходимо провести замеры времени, когда погрузчик поднимает максимальный груз, когда он двигается, преодолевая сопротивление дорожного покрытия (разгон, движение по уклону и т. д.). Суммируя эти временные показатели, получим время работы, в течение которого двигатель испытывает максимальные нагрузки, и вычтем его из общей продолжительности рабочей смены. Отношение времени работы с минимальной нагрузкой (70%) к времени работы с максимальной нагрузкой (30%) – это и есть требуемый коэффициент. Так, если время работы с максимальной нагрузкой составило 30% длительности смены, коэффициент будет равен 2,3(70%:30%)=2,3.

Например, для двигателя 4D92E мощностью 33,8 л.с. (погрузчик Komatsu серии AX50), работающего на максимальных оборотах в течение 1/3 рабочего времени, расчетные показатели согласно формуле составят 3,49 л/мото-ч:

Что на практике?

Понятным и наглядным является такой показатель, как количество топлива в литрах, расходуемого за час работы техники эксплуатирующими предприятиями и организациями. Здесь следует также отметить, что теоретические расчеты расхода топлива у погрузчика всегда будут несколько выше, чем на практике, поскольку в реальных условиях нагрузка на двигатель меньше, чем в тестовых условиях. Поэтому для определения расхода топлива на списание необходимо провести контрольные замеры.

Своего рода хронометраж был выполнен для дизельного 3-тонника Komatsu серии ВХ50 (FD30T-16), работающего с 12 до 21 ч, т. е. 9 ч ежедневно. Технологические операции: разгрузка фур, перемещение грузов в вагоны. Показания расхода топлива для двигателя на погрузчике FD30T-16 Komatsu 4D94LE составили 2,5 л/ч.

По ряду других компаний мы получили следующие данные о расходе топлива погрузчиком Komatsu:

• 1,7 л/ч – погрузчик грузоподъемностью (г/п) 1,5...1,8 т (двигатель 4D92E), смена 24 ч;
• 2,5 л/ч – погрузчик г/п 2...2,5 т (двигатель 4D94E), смена 24 ч;
• 2,2 л/ч – погрузчик г/п 1,5 т (двигатель 4D92E), смена 8 ч;
• 2,9...2,95 л/ч – погрузчик г/п 1,8 т (двигатель 4D92E), смена 8 ч и более.

Таким образом, на показатели расхода топлива влияют такие параметры, как мощность и удельный расход топлива двигателя, продолжительность рабочего времени, когда он работает на максимальных оборотах. Машины с большим пробегом или, напротив, новые, но еще не прошедшие обкатку, показывают больший расход топлива, чем те, на которых двигатель отрегулирован. Расход топлива выше обычного показывают машины во время специального тестирования при работе с предельной нагрузкой (например, при заявленной производителем средней норме 3 л/ч во время теста 1,5-тонный погрузчик может показать расход до 5...6 л/ч).

Что делают производители техники для снижения расхода топлива

К слову, низкий расход топлива – не самоцель, он важен в комплексе с высокой производительностью, динамикой машины, т. е. при оценке, насколько хорошо и быстро машина откликается при выполнении рабочих операций, насколько уверенно преодолевает подъем и проч. Что же делают производители, чтобы повысить скорость технологических операций, оставив на прежнем уровне расход топлива? Например, оборудуют машины гидравлической системой высокого давления, и это позволяет увеличить скорость подъема. Правда, увеличивая скорость передачи динамического воздействия, необходимо обеспечить герметичность контура (рукава высокого давления, шланги и др.) за счет применения качественных материалов. Для того чтобы вилочные погрузчики одной из марок эконом-класса по этому показателю могли конкурировать с более дорогими машинами, производителю придется применить более качественное передающее устройство. Соответственно это приведет к удорожанию машины, и та потеряет свое основное конкурентное преимущество – ценовую доступность.

Другой инженерный прием – разделение гидравлического потока на рулевое управление и на подъемное оборудование. В последней серии автопогрузчиков Komatsu ВХ50 (г/п 2...3 т) применена гидравлическая система суперподъема: сдвоенные насосы обеспечивают работу рулевого управления и подъемного механизма независимо друг от друга. В результате получается устойчивый подъем на холостом ходу при максимальной нагрузке, низкий расход топлива.

Новый дизельный погрузчик Still Gmbh RX70 оснащается гибридным приводом, расходует 2,5 л топлива в час (замеры проводились на базе модели г/п 2,5 т согласно новым критериям VDI 2198, т. е. после 60 рабочих циклов в час). Технология гибридного привода предполагает установку дизельного или газового двигателя и электродвигателя. В данной модели погрузчика применен гидравлический насос, который подает масло в гидросистему по мере необходимости, а не постоянно, что также способствует экономии топлива.

Создатели погрузчиков Jungheinrich серии DFG/TFG 316-320 г/п 1,6...2 т, говоря о преимуществах двигателя, подчеркивают, что используемый промышленный двигатель большого объема (2,5-литровый дизель мощностью 28 кВт) уже на низких оборотах развивает максимальный крутящий момент, что также позволяет обеспечить низкий расход топлива. Для двигателя Perkins 404C.22 модели DFG 16 As производитель указывает расход топлива 3,1 л/ч по циклу VDI.

За счет применения двигателя с высоким крутящим моментом и системы рулевого управления с гидростатической трансмиссией в дизельном погрузчике Linde H16D (двигатель VVV/ADG) обеспечен расход топлива 2,3 л/ч по циклу VDI.

В ряду конструкторских разработок практически всех ведущих производителей погрузчиков есть модели, предназначенные для работы на водородном топливе. Понятно, что высокотехнологичные модели стоят на 20...30% дороже базовых. И все же этому направлению уделяется серьезное внимание как своеобразному интеллектуальному вкладу в развитие марки.