Опыт использования бортовых систем контроля загрузки и расхода топлива карьерных самосвалов для повышения качества вождения

Управляя автомобилем, водитель реагирует на непрерывные изменения дорожной обстановки и осуществляет соответствующие действия. При этом он, с одной стороны, использует ранее накопленный опыт, с другой - интуитивно прогнозирует положение и перемещение своего автомобиля и других участников движения на проезжей части. В связи с этим особое значение приобретают вопросы подготовки водителей и последующего совершенствования их мастерства, особенно в условиях крупных горно-обогатительных комбинатов, когда в кузове карьерного самосвала находится 120 -140 т горной породы. Рабочее место водителей таких машин находится на уровне 3 - 4 м от поверхности дороги, вид из кабины существенно отличается от вида из кабины обычного автомобиля.

Повысить эффективность эксплуатации карьерных самосвалов водителю могут помочь опыт и рациональные приёмы управления других водителей, но такие знания он получает при первичном обучении, а совершенствует их в процессе работы по своему разумению. При этом не всегда приёмы, действенные с точки зрения водителя, являются лучшими с позиции обеспечения эффективности эксплуатации автомобиля. В условиях карьер движение имеет свои особенности, в частности, запрещены обгоны машин, что существенно облегчает работу водителей. В то же время имеются специальные правила, регламентирующие разъезд гружёной и порожней машин на поворотах. Хотя в карьере и имеется значительное количество маршрутов движения, все они привязаны к нескольким основным пунктам погрузки и разгрузки, что позволяет выделить участки дорог с наибольшей интенсивностью движения и определить для них наилучшие параметры движения карьерных самосвалов.

Помочь водителю наиболее эффективно перевозить горную породу в карьере могут специальные мероприятия, базирующиеся на анализе данных бортовых компьютерных систем, которыми оборудованы современные карьерные самосвалы и ряд автомобилей общего пользования. Такие системы фиксируют положения автомобиля в пространстве, определяют и сохраняют в памяти параметры движения и работы агрегатов, в том числе скорость движения, мгновенные и текущие расходы топлива, частоту вращения коленчатого вала и прочие.

Исследования выполнялись применительно к карьерным самосвалам БелАЗ 75145 одного из украинских горно-обогатительных комбинатов, а исходными служили данные систем контроля загрузки и контроля расхода топлива транспорта СКЗ-02.01. Условия функционирования технологического автотранспорта на исследуемом предприятии таковы: расстояние транспортирования от 0,3 до 4,4 км, средневзвешенный уклон трассы - до 6,5 %, высота подъёма горной породы - до 110 м, плотность горной породы в массиве от 1,9доЗ,5т/м3.

Для анализа использовались данные сменных рапортов, которые включали следующие показатели: номер самосвала, время прибытия под погрузку, время начала погрузки, время окончания погрузки, номер экскаватора, время прибытия к пункту разгрузки, время начала разгрузки, время окончания разгрузки, номер пункта разгрузки, перевезённая масса, вид перевезённого груза (руда или порода), пройденное расстояние, средняя скорость движения с грузом. Общая методика исследований включала формирование базы данных из сменных рапортов и определение параметров работы карьерных самосвалов; сортировку данных по отдельным критериям; работу с отсортированными данными с построением графиков, диаграмм и выполнением анализа.

Для анализа приняты следующие параметры работы самосвалов:

- производительность работы самосвала за ездку с грузом как произведение массы груза и скорости движения. Этот параметр, по мнению автора, комплексно учитывает загруженность самосвала и скорость его движения;

- скорость движения как параметр, который комплексно учитывает длину пути машины с грузом, время манёвров и время движения.

Кроме принятых в работе критериев оценки эффективности работы водителей, могут быть приняты и другие, более соответствующие поставленным перед предприятием задачам - например, расход топлива.

Всего было проанализировано 6367 ездок десяти самосвалов БелАЗ 75145 за 21 день работы в две смены, при этом было перевезено 766751 т на общее расстояние 16248,43 км и выполнена транспортная работа в 1964936 ткм. Самосвалами управляли 49 водителей. Они двигались из 17 пунктов загрузки до 22 пунктов разгрузки более чем по ста трассам. Для исследований были приняты по пять трасс в верхней (BIBS), средней (С1 - С5) и нижней (HI -Н5) частях карьера с разной протяжённостью ездки. При выборе трасс движения исследователи исходили из задачи максимального охвата диапазона изменений длины пути и максимального представительства самосвалов на трассе. Анализ обобщённых параметров работы самосвалов показывает, что в среднем они перевозят 120,4 т на расстояние 2,55 км со скоростью 18,4 км/ч, при этом производительность их работы составляет 2212 ткм/ч. Установленные средние показатели работы послужили отправной точкой для сравнения и оценки эффективности эксплуатации самосвалов и работы водителей (рис. 1-2). Наибольшее количество ездок - 342 - было выполнено самосвалами по трассе Н-3. Анализ показателей работы самосвалов на трассе Н-3 (рис. 3) показал, что есть существенная разница в показателях между машинами. Так, по скорости движения расхождение составляет 8,98 %, а по производительности - 11,53 %. Наилучшие показатели у самосвала № 171. Так, его производительность выше средней по карьеру на 7,5 % при большей скорости движения на 1,6 %. Семь машин из десяти показали производительность выше средней по карьеру, а по скорости - только одна. Более загруженные машины едут с немного меньшей скоростью, но в общем обеспечивают высокую производительность.

Проанализируем, как работал каждый из четверых членов экипажа самосвала № 171 (рис. 4). Трое из них продемонстрировали показатели по производительности и скорости выше средних по карьеру. Наилучшие результаты у водителя № 8288, поскольку его производительность выше на 7,5 % по сравнению с показателями водителя № 3004 и на 16 % выше средних значений. Этот же водитель показал наивысшую производительность на трассе - 2567 ткм/ч, что на 18 % больше средней по карьеру. Водитель № 6917 на двух разных машинах на одной трассе показал наихудшие результаты, хотя его показатели по производительности ниже средних по карьеру всего на 1,1 - 2,2 %. Только водитель № 6917 работал на двух машинах. В подтверждение тезиса о необходимости уделять внимание оценке работы различных водителей на разных трассах, ниже представлены исследования по трассе В-1, наиболее протяжённой в средней части карьера. Проанализировано 216 ездок с грузом на 10 самосвалах (рис. 5). Как и раньше, лучшие показатели у самосвала № 171. Но на этой трассе более высокие результаты по производительности (рис. 6) показал водитель № 7837, а по скорости - водитель № 8288.

Производительность самосвала № 171 на ,23 % выше среднего показателя по карьеру, а скорость - на 16,3 %. Сравнение рис. 3 - 6 показывает, что не всегда более высокая скорость движения обеспечивает более высокую производительность.

По другим трассам получены подобные результаты, при этом установлено, что водители преимущественно показывают стабильные (высокие или низкие) результаты независимо от трассы движения, хотя имеются и исключения из этого правила.

По результатам выполненных исследований предлагается для улучшения эксплуатации карьерных самосвалов в условиях горно-транспортных цехов выполнять сравнительный анализ работы водителей карьерных самосвалов и разработать мероприятия по оптимизации движения самосвалов на каждой трассе по параметрам движения, которые показывают лучшие водители. Это может повысить производительность их работы на 11 - 21 % и увеличить скорость движения на 11 - 15 %.

"КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ-2007"

8 - 9 февраля 2007 г. в белорусском городе Жодино на базе ПО "Белорусский автомобильный завод" состоялась научно-практическая конференция "Карьерный транспорт-2007". В ней приняли участие около 220 представителей из 114 предприятий горно-добывающего и машиностроительного комплекса, управляющих компаний, банков, научно-исследовательских и учебных институтов и университетов.

В программе конференции на пленарном заседании и в ходе работы шести секций были рассмотрены вопросы эксплуатации, обслуживания и ремонта карьерного автомобильного транспорта, направления развития горно-добывающей промышленности, перспективные разработки производителей карьерной техники и комплектующих к ней, совершенствования сервисного обслуживания, ценовой политики. В ходе работы конференции участникам была предоставлена возможность осмотреть завод и выпускаемую продукцию, проанализировать опыт эксплуатации техники БелАЗ и высказать предложения по совершенствованию работы предприятия, провести переговоры, согласовать сроки поставок продукции и заключения контрактов.

В решении конференции отмечено, что в прошлом году горно-добывающая промышленность продолжила своё развитие. Ведётся активная разведка и подготовка новых месторождений полезных ископаемых в различных частях планеты. Внедряются новые технологии добычи и переработки руд. Однако основу рудной базы горно-добывающей промышленности составляют месторождения, разрабатываемые в течение длительного периода. При этом в настоящее время наметились тенденции стабилизации спроса на основные группы минерального сырья. Усложняющиеся конкурентные условия ставят перед горнорабочими задачи постоянного повышения эффективности ведения производства, рационального использования всех видов ресурсов, снижения себестоимости продукции. Такие обстоятельства требуют постоянного проведения модернизации и создания новых моделей карьерных самосвалов, так как значительную роль в выпуске продукции горно-добывающей промышленности играет автомобильный технологический транспорт, которым перевозится около 80 % всей горной массы.

Белорусский автозавод играет консолидирующую роль в вопросах развития карьерного транспорта на территории стран СНГ, объединяя и внедряя передовые наработки ведущих научных учреждений Беларуси и России, предприятий-смежников. Используя большой опыт применения своей продукции, БелАЗ разрабатывает новые модели карьерной техники, расширяя её номенклатуру и приспосабливая к различным условиям эксплуатации, совершенствует конструкцию узлов с применением новых материалов, внедряет новые системы.

В целях максимального удовлетворения запросов потребителей в 2006 г. на ПО "БелАЗ":

- запущен в серийное производство самосвал БелАЗ 75131 (г/п - 130 т) с усиленной рамой и уменьшенной габаритной шириной;

- разработан обновлённый модельный ряд спецтехники на базе выпускаемых карьерных самосвалов, в числе которых поливооросительная машина (БелАЗ 76470) и тягачи-буксировщики (БелАЗ 74470/7455В/74131/74306);

- разработан новый самосвал БелАЗ 75450 (г/п - 45 т) с ресурсом эксплуатации не менее 600 тыс. км пробега;

- начаты испытания в условиях эксплуатации самосвала БелАЗ 75600 (г/п - 320 т);

- завершены испытания в условиях эксплуатации самосвала БелАЗ 75570 (г/п - 90 т) с ГМТ, изготавливается опытно-промышленная партия этих самосвалов;

- осуществляется программа модернизации и освоения новых моделей подземной и дорожно-строительной техники филиала РУПП "БелАЗ" в г. Могилёве, завершено техническое перевооружение литейного производства.

Большое внимание, уделяемое БелАЗом вопросам повышения качества продукции и развитию системы сервиса, позволяет достигать уровня технической готовности самосвалов гарантийного периода эксплуатации в 91 %, а послегарантийного периода -от 80 до 85 %. ОАО "Автодизель", "Силовые машины", "Уральский дизель-моторный завод", "Татэлектромаш" продолжат совместно с ПО "БелАЗ" выполнение программ повышения технического уровня основных узлов, обеспечивающего увеличение ресурса использования карьерных самосвалов до 1 млн км пробега.

Кроме того, ПО "БелАЗ" совместно с горно-добывающими компаниями и предприятиями продолжит подготовку долгосрочных программ по обеспечению производств транспортными машинами с улучшенными техническими характеристиками, позволяющими повысить эффективность их эксплуатации с учётом перспективного развития горно-добывающего комплекса. Руководство объединения совместно с заинтересованными организациями обсудит перспективы разработки карьерной техники с использованием комбинированных энергетических установок (в том числе техники, эксплуатирующейся на длительных спусках, троллейвозов с боковой разгрузкой и др.).

Вместе с тем следует обратить внимание на отсутствие единой методики оценки экономической эффективности как белорусской, так и импортной карьерной техники, а также методики оценки оптимального (предельного) ресурса карьерной техники. ПО "БелАЗ" совместно с научными организациями России, Украины и Беларуси продолжит разработку нормативных документов, регламентирующих обеспечение безопасной эксплуатации своей продукции в течение её жизненного цикла.

ПО "БелАЗ" приняло исчерпывающие меры по своевременному обеспечению потребителей необходимыми запчастями согласно заявленной номенклатуре. Одновременно с этим специалисты объединения рекомендуют потребителям отказаться от использования контрафактных комплектующих. При этом предполагается совместно с предприятиями-смежниками организовать сервисную поддержку карьерной техники с обеспечением коэффициента технической готовности (КТГ) не ниже 0,85.