Часто в описании техники, в том числе на нашем сайте можно увидеть слова: усиленный, адаптированный, увеличенной мощности, повышенной проходимости. При этом иногда дополняется: усиленные мосты, упрочнённая рама, надежный двигатель. Что это означает и для чего это нужно?

Специализация компании, это комплексные поставки специальной техники, адаптированной для тяжелых условий. Под которыми понимаются условия работы, при которых нагрузка на конструкцию техники возрастает, с одновременным снижением ресурса, по сравнению с заявленными данными производителя. Считается, что превышение лимита в 30% по времени проведение в тяжелых условиях, означает, что технический моторизированный объект проводит большую часть времени в тяжелых условиях эксплуатации. Компания ЕвроНато поставляет на рынок самоходных транспортных систем России уникальные высокопроходимые машины для тяжёлых условий эксплуатации. Компания производит рамные полноприводные шасси для производства на их базе готовых транспортных машин и специализированных грузовых машин: самосвалов, носителей технологического оборудования (спецшасси для установки нефтепромыслового оборудования, агрегатов для капитального ремонта скважин и колтюбинга, оборудования для геологоразведки и ГРП), автокранов, подземных шахтных автомобилей, вахтовых автобусов).

Рама грузового автомобиля это главный элемент транспортного средства, его «позвоночник» от работы которого зависит эффективность всей конструкции в целом. Чаще всего в автомобильной промышленности грузовых автомобилей используются рамы лонжеронного типа. Для тяжелых условий предлагается использование усиленных рам. Что такое усиленная рама? Это дополнительный конструктивный элемент, направленный на увеличение прочности слабых зон. Эти зоны образуются при постоянных знакопеременных нагрузок, частота которых и продолжительность превосходят заданный предел, выработанный при разработке базовой модели. Низкие температуры и постоянные силовые воздействия при эвакуации, буксировке на жесткой сцепке, ударные нагрузки и прочее, резко снижают конструктивную прочность. В результате чего образуются трещины и изломы. Усиление рамы - это чаще всего вставка типа лонжерон-в-лонжероне, повторяющий основной силовой элемент по геометрии по всей длине. Так же используются дополнительные вставки и усилители. В специальной технике, включая самосвалы и тягачи изначально разработанные для тяжелых условий рамы делаются из рамы на основе двутавровой балки, или что еще лучше - рама сложносоставная коробчатого сечения, по типу сверхпрочной рамы на военных шасси MAN Military KAT.

Подробно про промышленные колесные шасси MAN KAT-SX, а также описание и характеристики рамы, можно прочитать тут.

На фотографии представлена рама грузового автомобиля разработана и изготовленная с учетом тяжелых условий. Это рама колёсных шасси Mercedes Unimog, можно прочитать тут. Главная проблема рамы грузового автомобиля - это сделать ее прочной и устойчивой к нагрузкам, и при этом ее вес должен быть в разумных пределах. Иначе все прибавку в пользе изделия съест ее масса. Поэтому рама Унимога такая сложная, что и видно по фотографии. Конструкция тела имеет сложный переменный профиль рамы с переходом с квадратного сечения на С-образное сечение в разных зонах ответственности, и с переменным сечением толщины листа. Рама шасси Unimog лестничного типа, изготовленная из единой заготовки и имеет изменяемый по высоте профиль с центральной заниженной ванной, а также дифференцированную толщину листа и размер полки лонжерона. 

На огромной территории России, эксплуатация грузовой техники, строительных механизмов, промышленных моторизированных транспортных единиц, осуществляется в различных климатических и дорожных условиях, от чрезвычайно минусовых температур, до экстремально высоких значений температуры окружающего воздуха. Такими условиями, значительно отличающимися от условий средней полосы нашей страны, являются пустынно-песчаная местность, горная местность и районы с очень холодным и холодным климатом. Эффективное использование техники в различных климатических условиях в значительной мере зависит от специальной подготовки их к этим условиям. Для Северных широт, столь популярных в освоении газа и нефти, требуется в первую очередь техника, адаптированная к холодам. Это использование специальных конструкционных сталей, холодоустойчивых шлангов и кабелей, использование жидкостей для экстремально низких температур. Продолжительность зимнего периода в Северных широтах составляет 200-300 дней в году. Скорость ветра достигает 30 м/с, для этого климата характерны частые обильные снегопады и метели. Глубина снежного покрова превышает 50 см. Дорожная сеть слабо развита. Это сказываться и на возможность эвакуации техники, и на качество обслуживания и своевременного ремонта. Низкие температуры окружающего воздуха затрудняют пуск карбюраторных двигателей из-за увеличения вязкости масла для двигателя, обеднения рабочей смеси вследствие повышения вязкости топлива и плотности воздуха, ухудшения искрообразования. У дизелей ухудшается прокачиваемость дизельного топлива по трубопроводам и через фильтры, снижается энергоемкость аккумуляторных батарей. Высокие требования к запуску выводят на первый план использование промышленных дизелей с системами предварительного прогрева двигателя и запуска с помощью специальных устройств стартовиков. Для создания климата водителей и операторов, используются утеплённые кабины, системы автономного отопления, сдвоенные стекла с обогревом для избегания промерзания. 

Также на низких температурах значительно снижается и работоспособность агрегатов трансмиссии автомобиля, которая существенно зависит от вязкости применяемых в них масел, нередко вязкость масла возрастает настолько, что мощности двигателя становится недостаточно для проворачивания валов и шестерен в агрегатах трансмиссии. Страдают так же масляные амортизаторы, дубеющие на морозе и теряющие свои функции. При низких температурах ухудшается герметичность тормозной системы, повышается жесткость тормозных диафрагм, возрастает скопление конденсата в фильтре влагомаслоотделителя, трубопроводах и в воздушных баллонах. Замерзая, конденсат образует ледяные пробки, что вызывает отказ в работе тормозов. В результате увеличения вязкости масла в гидроусилителе и систему рулевого управления спецтехники, приводящего к снижению его прокачиваемости через калиброванные отверстия, фильтрующие элементы и трубопроводы и ухудшающего условия работы золотникового механизма и клапанов, снижается работоспособность рулевого управления. Значительно снижается при низких температурах надежность работы шин и других резинотехнических изделий из-за потери ими упругости и образования трещин на их поверхности. В зимний период эксплуатации значительно ухудшаются условия движения автомобиля в результате действия сильного ветра и снегопадов, резко снижается видимость, затрудняется управление автомобилем, особенно на скользких и разбитых дорогах. В результате снижаются скорость движения и производительность подвижного состава автомобильного транспорта.

Утепление машины тесно связанно с силовых агрегатов. Радикальное и самое верное решение - это использование двигателей внутреннего сгорания для привода колёс и оборудования без системы жидкого охлаждения. Этот опыт был обобщен еще в СССР при эксплуатации дизелей производства Deutz. В последствии были разработаны тяжелые дизеля с воздушных охлаждением для тяжелых условий в том числе отечественного производства, а также закуплена линия современных на тот момент ДВС от Германского производителя Deutz. И сейчас возможна установка на конвейере, или монтаж подобных дизелей под заказ. На фото показано подкапотное пространство многоосного шасси MAN 8x8 с установленным дизелем Deutz серии 513. Серия лучших двигателей для техники Deutz имеет в линейке силовых агрегатов варианты исполнения от рядных 4-х цилиндровых дизелей, до 6 цилиндровых рядных и дизелей с V-образным расположением цилиндров на 8, 10 и 12 цилиндров, мощностью до 600 л.с. Но главное - воздушное охлаждение при низких температурах это всегда надежный запуск, отсутствие проблем с жидким охлаждением, и много тепла для отвода в кабину. Поэтому адаптация к тяжелым условиям эксплуатации и доработка техники включая самосвалов и тягачей к низким температурным условиям - это в первую очередь выбор силового агрегата. Не современные двигателя с электронным управлением, а надежные тракторные промышленные дизельные двигатели Deutz, Perkins, MTU, включая варианты судовых дизелей, которые удачно вписываются под капоты в различные колёсные шасси.  

Жаркие условия несколько проще, так как нет сложности с хрупкостью стали при низких температурах, но возрастают требования к системе отвода излишков тепла от двигателя и трансмиссии. И требуется подготовка техники к повышенному абразивному износу из-за наличия в воздухе песка. Системы кондиционирования, нужные в жарком климате до сих пор являются не обязательными.  Жаркие условия ставят еще одну проблему. С повышением температуры окружающего воздуха до 40-45 °С уменьшается на 10-15% мощность двигателя из-за снижения коэффициента наполнения цилиндров в результате уменьшения плотности воздушного заряда. Поэтому часто тяжелые грузоперевозки переносятся на ночное или вечерне время, как и использование тяжелых аэродромных тягачей в аэропортах, когда нехватка мощности не позволяет эффективно использовать тягач для транспортировки летательных аппаратов.

Горная местность независимо от температурных и климатических режимов, тоже имеет свои сложности. Так, мощность двигателя при подъеме автомобиля на каждые 1000 м над уровнем моря снижается на 10-13% из-за падения коэффициента наполнения цилиндров в результате разрежения воздуха, По той же причине резко ухудшается работа системы охлаждения двигателя из-за понижения температуры кипения охлаждающей жидкости (в среднем на 5% на каждые 1500 м высоты), уменьшения мощности вентилятора и теплоотдачи от радиатора в окружающую среду. Перегревы системы охлаждения требуют частого долива охлаждающей жидкости, приводящего к образованию накипи со всеми отрицательными последствиями.
Эффективность тормозов снижается в 1,5-2 раза из-за уменьшения производительности компрессора, повышения расхода воздуха на торможение при затяжных спусках, снижения коэффициента трения тормозных накладок из-за роста температуры тормозных барабанов до 280-300 С и тормозных накладок до 350-400 С на затяжных спусках. Извилистость дорог в плане приводит к интенсивному износу деталей рулевого управления, механизма сцепления, коробок передач и шин. Значительно возрастает износ шин также из-за передачи больших крутящих моментов на ведущие колеса на подъемах, частых торможений на спусках, большого числа поворотов с небольшими радиусами, повышенного температурного режима работы шин.

Для каждого типа техники, тяжелые условия могут быть разные. Например, для карьерных самосвалов или гусеничных тяжелых бульдозеров, изначально рассчитанные на тяжелые нагрузки, превышение требования режимов эксплуатации может привести к усиленному износу, а значит к так называемым тяжелым условиям. И это не смотря, на некоторые заранее оговорённые табличные данные при работе машин скажем в карьерах горнорудных производств, в других предполагаемых условиях. Так, например карьерный самосвал в условиях повышенной запылённости вследствие сильных ветров, будет испытывать сильный износ, с сокращением ресурса, а гусеничный бульдозер с рыхлителем работающих в Якутии, на сильных холодах разрыхляя промёрзший грунт, будет испытывать значительные перегрузки на детали трансмиссии. Что тоже приведет к снижению ресурса.

Тяжелыми условиями эксплуатации в общем варианте, считаются следующие:

• Эксплуатация в районах с глубоким снежным покровом, частыми метелями и заносами дорог;
• Работа в пустынно-песчаных районах с жарким климатом, слабо развитой сетью дорог, отсутствием лесных насаждений и воды, сильной запыленностью воздуха, значительными колебаниями температуры в течение суток;
• Выполнение транспортных работ в горных районах с разреженным воздухом и пониженным атмосферным давлением, с сильнопересеченной местностью и резкими колебаниями температуры в течение суток;
• Движение по ухабистым, залитым водой дорогам или холмистой и горной местности;
• Долговременная эксплуатация автомобиля при низких температурах окружающего воздуха;
• Эксплуатация грузовой техники с длительными периодами работы двигателя на холостом ходу или поездками на небольшие расстояния при низких температурах окружающего воздуха;
• Если более 50% времени эксплуатация производится в условиях интенсивного движения при температуре окружающего воздуха 32 градуса и более;
• Перегруз техники вследствие увеличения норматива загрузки, или использование с разрешённой массой, но в условиях пересечённой местности или горных условиях;
• Если более 50% времени эксплуатации приходится на езду со скоростью 90 км/ч и более;
• Использование на дорогах, обработанных химическими реактивами обледенения;
• Эксплуатация техники и оборудования в распутицу и бездорожье;
• Движение с частыми интенсивными торможениями;
• Буксировка прицепов различного назначения.

Тяжелые условия сильно влияют на стоимость жизненного цикла техники и оборудования. Повышенный износ, более высокий расход топлива, частая смена операторов из-за высоких психофизических нагрузок. Так же периодичность технического обслуживания напрямую зависит от условий эксплуатации. При нормальных условиях эксплуатации техническое обслуживание необходимо производить в соответствии с периодичностью, указанной в «Сервисной книжке» техники. Однако если грузовой транспорт и строительное оборудование работают в, так называемых, тяжелых условиях, то сервисные интервалы обслуживания сокращаются. При тяжелых условиях эксплуатации необходимо проведение определенных работ, не дожидаясь наступления срока очередного технического обслуживания. Это касается, прежде всего, очистки или смены фильтрующего элемента воздушного фильтра при сильной запыленности воздуха, смены моторного масла при увеличенных нагрузках экстремальной езде, смены топливного фильтра при использовании топлива сомнительного качества.
Интересно, что сложные условия эксплуатации, идут рука об руку с требованием высокой проходимости и мобильности машины. Это в первую очередь относиться к применению полного привода колёс, для пневмоколесной техники, с однорядным расположением шин, и часто, с требованием использования гусеничных лент или сменных гусеничных балок для поступательного привода машины.   

На изображении сверху показаны характеристики колёсного шасси производства MAN с использованием четырёхосной архитектуру с полным приводом всех колес 8х8. Особенность шасси - это конструкция, которая изначально имеет усиленный тип. В шасси MAN учтены все пожелания эксплуатантов исходя из их опыта, все продуманно до мелочей, все надежно и все функционально. Шасси имеет усиленную балочную раму, мощный дизельный двигатель Deutz. Совершенную трансмиссию и систему передачи вращения двигателя на колеса. Шасси грузового автомобиля изначально адаптировано под тяжелые условия эксплуатации. Шасси транспортного средства MAN - это законченное моторизированное самоходное устройство, используемое для установки оборудования и надстроек. В категории шасси MAN KAT представлены самые различные варианты специализированных автомобильных шасси, в том числе опорно-несущего типа или спецшасси, с колесными формулами 4х4, 6х6, 8х8 и 10х10. С мощностью силовых установок от 150 до 1000 лошадиных сил.

В наличии и на заказ по низким ценам базовые автомобильные шасси МАН с полным приводом колес (или полноприводное шасси) в том числе с приводом 4х4, 6х6, с использованием экзотических приводов колес четырехосных шасси с формулой 8х6, 8х8, и  самые тяжелые и высоко проходимые автомобили сороконожки с приводом всех пяти осей 10х10. Колесная формула, описанная в виде числе 4х4, это общеупотребительное обозначение характеристики количества осей, и количества приводных колес. Шасси машин МАН в полноприводных спецификациях, предназначено для движения в условиях бездорожья. Дополнительно такие шасси оборудуются средствами повышения проходимости и увеличения живучести. Специальные шасси МАН, это специализированные шасси для конкретных условий эксплуатации. Например, шасси сочленено-шарнирные шасси MAN, обладая некоторым избытком в проходимости, имеют ограниченные возможности, но зато их проходимость делает их подчас безальтернативным транспортным средством для самого жесткого бездорожья, либо вообще единственным транспортным средством для Тундры или районов Антарктики. Основное направление таких машин - это установка на них самосвальных кузовов. Реже используются как универсальный спецтранспорт для перевозки леса, крупногабаритных грузов, или даже пассажиров в суровых условиях, как Севера России, так и Антарктиды.