Система подогрева кузова китайских самосвалов
SHACMAN, FOTON, DongFeng и FAW
Полный кузов Окулена (Okuslide)
Вижу острую необходимость вернуться к вопросу о том, как правильно выбрать и обустроить самосвал SHACMAN SX3256DR: введение экологических норм Евро-4 повлекло кардинальную перестройку выхлопной магистрали грузовиков. Повсеместно реализуется технология SCR: выхлопные газы обрабатываются раствором мочевины (AdBlue), который специальной форсункой впрыскивается в магистраль непосредственно перед глушителем. Глушитель превратился в этакую химическую колбу, где и происходит нейтрализация окислов азота NOx, содержащихся в выхлопных газах. Результаты реакции (вода Н2О и углекислый газ СО2) потоком выливаются из выхлопной трубы. Именно поэтому инструкция по монтажу рекомендует располагать глушитель-конвертор так, чтобы его выходное отверстие располагалось ниже, чем входное.
Значение здесь имеют некоторые вполне конкретные детали. Отныне не представляется возможным отбирать для обогрева кузова горячие выхлопные газы непосредственно на выходе из двигателя до входа в глушитель. Выхлопные газы можно отбирать только после нейтрализации в глушителе. Больших экспериментов здесь производить не требуется: температуру выхлопных газов на выходе у автомобиля Евро-4 можно оценить ладонью — даже у хорошо прогретого автомобиля они будут чуть-чуть тёплыми. Соответственно их использование для обогрева кузова становится бессмысленным. Что делать? Прежде всего — по достоинству оценить те невероятные конструкции, которые нам предлагают автопроизводители.
Безумие ниже — это вход в глушитель-конвертор самосвала DongFeng Евро-4:
Выход организован следующим образом:
Понятно, что из этого выходит в конечном счёте:
А вот изготовленный из нержавеющей стали двухсекционный переключатель потока выхлопных газов у самосвала FOTON:
Достаточно складно система подвода выхлопных газов организована у FAW. Глушитель-конвертор здесь имеет два выхода: один — внизу (в атмосферу) и другой — вверху (в подкузовное постранство). При этом предусмотрена возможность перекрыть нижний выход специальной пластиной, соответственно поток выхлопных газов оказываетсмя направленным на обогрев кузова. Обратите внимание: пластина имеет специальный вырез, который позволяет жидкости, образовавшейся в ходе SCR-реакций, и обычному конденсату — свободно вытекать из глушителя даже в режиме работы «подогрев кузова». Тем не менее эффективность технологии в целомостается оставляет желать лучшего:
А теперь конструкция системы подогрева SHACMAN Евро-4:
Для сравнения та же система в исполнении Евро-3:
Обратите, пожалуйста, внимание, что назначение гофры (сильфона) на переднем плане фотографии системы Евро-3 — защитить двухсекционный переключатель потока выхлопных газов от механического воздействия со стороны кузова при его опускании. В системе Евро-4 такая защита не предусмотрена, не удивляйтесь, когда обнаружите, что переключатель (на фотографии — в форме кубика) выломан из глушителя вместе с небольшим вертикальным патрубком, в который вставлен датчик-анализатор состава выхлопных газов .
Получается, что решения, которые нам предлагаются — для реальной работы непригодны. Требуется что-то новое. Просматриваются три способа атаковать вопрос.
Грубое решение. Всё-таки отобрать выхлопные газы до входа в глушитель. Придётся поработать не только сварочным аппаратом. Нужно будет перепрошить блок управления двигателем с уровня Евро-4 в Евро-3, т.к. тот самый датчик контроля качества выхлопных газов, расположенный на выходе из глушителя, не получив удовлетворительной информации о газовом составе, переведёт двигатель в аварийный режим, в частности — он не сможет работать на полной мощности. Такого рода изменение управляющей программы двигателя несомненным образом является экологическим преступлением, но в данный момент в России ответственность за нарушения такого рода — иллюзорная, так что самые авторизованные сервисные центры самых авторитетных автогрузовых марок практически открыто выполняют такого рода работы. Зафиксированная рынком стоимость по услуге — 30.000 рублей. Именно поэтому в России повсеместно на заправках отсутствует в продаже AdBlue. Экологический класс Евро-4 остался только в ПТСах! Понятно, что бесконечно такая вольница продолжаться не может: в какой-то момент какая-нибудь экологическая полиция полновесным образом спросит за все такие проделки. Отмечу, что теоретически и сейчас — несоответствие технических параметров автомобиля заявленным в ПТС (например, несоответствие в экологическом классе, графа № 13 ПТС) может послужить основанием для отмены его регистрации в органах ГИБДД.
Более гибкое решение. Состоит в переходе к эксплуатации полукруглых самосвальных кузовов типа half-pipe (половинка трубочки). Боковые углы, в которых скапливается примерзший материал, в таких кузовах отсутствуют. А угол между вертикальной торцевой стенкой самосвального кузова и его днищем вполне может быть прогрет даже выхлопными газами 4-го экологического уровня. Эти кузова представляют собой достаточно деликатную с точки зрения технологии изготовления конструкцию. Отмечу, что они практически на 1 тонну легче своих традиционных «квадратных» аналогов, потому что их жёсткость обеспечивается новыми техническими решениями, а не введением в конструкцию дополнительных усилителей из металла. Одним из таких решений являются три продольных складочки вдоль борта кузова. Конструкция показывает себя не совсем удачной: при перевозке глины или чего-то похожего именно за счёт заполнения «складочек» получается прилипание грунта к стенкам кузова.
Более практичной представляется следующая конструкция:
Изящное решение. Предлагается сконцентрироваться на эксплуатации полукруглых кузовов half-pipe, полностью отказаться от систем обогрева выхлопными газами и использовать пластиковое покрытие Окулен, чтобы обеспечить соскальзывание материалов с внутренней поверхности кузова ( подробнее здесь). Речь идет о некотором специальном материале Okuslide Premium Blue (техническое название — полимер UHMW-PE), устойчивом к истиранию, примерзанию грунта и даже — прогреву. Конструкция выглядит следующим образом — сплошной лист полимерного покрытия толщиной 12 мм аккуратно надрезается так, чтобы обеспечить прилегание к кузову. Крепление к кузову — саморезами через алюминиевый профиль. Неприятным обстоятельством здесь оказывается цена: применительно к стандартному 19-кубовому кузову (длина 5.6 м) калькуляция составляет . 180.000 руб. Можно не сомневаться, что в самое ближайшее время своё предложение по вопросу сделают китайские производители. Уверен, что различия «настоящего европейского» Окулена и некоторого нового «псевдо-Окулена» значения иметь не будут. Важно, что такая конструкция не может стоить дороже 30.000 руб.
Для полноты оценки ситуация слкдует упомянуть о возможносьи установки на кузов специализированного устройства — вибратора.
С рабочим приветом — проф. И.К.Шацман. Я работаю, чтобы у Вас ничего не стояло.
Источник статьи: http://xn--80aa9af6bk.xn--p1ai/kuzov.php
Машины с подогревом кузова
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к самосвальным кузовам грузовых автомобилей с повышенной износостойкостью кузова, в которых предусмотрен обогрев груза, перевозимого в кузове.
Предшествующий уровень техники
Существенной проблемой перевозки породы, руды, строительного мусора и других сыпучих грузов является исключение примерзания груза к кузову при эксплуатации самосвалов в зимних условиях, уменьшение налипания увлажненного перевозимого материала к днищу кузова, особенно в зонах перехода между боковыми стенками и днищем кузова, и повышение стойкости кузова к истиранию.
Известен самосвальный кузов с устройством для обогрева кузова, содержащий систему каналов в днище и бортах кузова, сообщающуюся с выхлопным трактом двигателя посредством шарнирного соединения типа «труба в трубе» (см. патент РФ на полезную модель №6537 по кл. В60Н 1/02 от 16.05.1998 г.). В данном устройстве режим обогрева кузова целиком определяется силовой конструкцией кузова. Кроме того, в данной конструкции не решается проблема уменьшения налипания увлажненного перевозимого материала и уменьшения износа кузова.
Известен самосвальный кузов, содержащий переднюю и боковые стенки и днище. Кузов выполнен из листовой стали с твердостью по Бринеллю выше 400 (см. патент США №6022068, кл. В60Р 1/00 от 08.02.2000 г.). При использовании стали с твердостью по Бринеллю выше 400 единиц обеспечивается повышенная стойкость кузова к износу. Однако в данной конструкции боковые стенки кузова перпендикулярны днищу, что приводит к налипанию увлажненного материала в зонах стыка боковой стенки и днища. Данная конструкция также не защищена от примерзания влажного перевозимого материала к кузову при эксплуатации в зимних условиях.
Известен кузов, обогреваемый выхлопными газами, содержащий переднюю и боковые стенки и днище, входной патрубок для приема выхлопных газов и систему распределения потока выхлопных газов по поверхности кузова, включающую в себя первый газоход, полость которого подсоединена к входному патрубку, при этом первый газоход образован нижней частью передней стенки кузова, примыкающей к ней стенкой днища кузова и соединенной с ними наклонной пластиной из листовой стали, и примыкающие к первому газоходу распределительные газоходы, полости которых с одной стороны соединены с полостью первого газохода через проемы, выполненные в наклонной пластине, а с другой стороны соединены с атмосферой, при этом распределительные газоходы равномерно распределены по поверхности днища кузова. Распределительные газоходы представляют собой стандартный уголковый профиль, соединенный своими боковыми кромками с поверхностью днища (см. патент США №4844336, кл. В60Н 1/02 от 04.07.1989 г.). В данной конструкции размеры обогреваемой зоны определяются размерами уголкового профиля и количеством уголковых профилей, и если необходимо увеличить обогреваемую зону, особенно у боковой стенки, то придется занять под обогреваемую зону часть полезного объема кузова. Кроме того, в зонах стыка уголковых профилей с днищем кузова может иметь место налипание транспортируемого материала, особенно если транспортируемый материал включает в себя увлажненные породы и материалы. Данная конструкция будет подвержена повышенному износу при использовании данной схемы обогрева для самосвальных кузовов.
Задачей настоящего изобретения является разработка самосвального кузова для перевозки грунтов, пород, строительных отходов и других материалов, которые могут включать в себя увлажненные материалы, обеспечив при этом исключение примерзания транспортируемого материала к кузову при минимальном использовании для формирования обогреваемых зон полезного объема кузова. Другой задачей изобретения является разработка самосвального кузова для перевозки грунтов, пород, строительных отходов и других материалов, которые могут включать в себя увлажненные материалы, обеспечив при этом уменьшение налипания транспортируемого материала к самосвальному кузову. Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка самосвального кузова для перевозки грунтов, пород, строительных отходов и других материалов, имеющего повышенную износостойкость.
Для решения указанных задач и достижения иных преимуществ предлагается самосвальный кузов, обогреваемый выхлопными газами, содержащий переднюю и боковые стенки и днище, входной патрубок для приема выхлопных газов и систему распределения потока выхлопных газов, включающую в себя первый газоход, полость которого подсоединена к полости входного патрубка, и примыкающие к нему второй, третий и четвертый газоходы, полости которых с одной стороны соединены с полостью первого газохода, а с другой стороны соединены с атмосферой, первый газоход образован нижней частью передней стенки кузова, примыкающей к ней стенкой днища кузова и соединенной с ними наклонной пластиной из листовой стали, второй и третий газоходы расположены вдоль левой и правой боковых стенок и образованы, соответственно, нижней частью соответствующей боковой стенки кузова, примыкающей к ней стенкой днища и соединенной с ними вогнутой упругой пластиной из листовой стали, а четвертый газоход расположен между вторым и третьим газоходами и образован средней частью днища кузова и расположенной над ней выпуклой упругой пластиной из листовой стали.
Кроме того, в наклонной пластине выполнены проемы, соединяющие полость первого газохода с полостями второго, третьего и четвертого газоходов.
Предпочтительно, наклонная пластина выполнена из листовой стали с твердостью по Бринеллю выше 400.
Предпочтительно, каждая вогнутая упругая пластина выполнена из листовой стали с твердостью по Бринеллю выше 400.
Предпочтительно, выпуклая упругая пластина выполнена из листовой стали с твердостью по Бринеллю выше 400 и перекрывает всю среднюю часть днища между вторым и третьим газоходами.
Основным преимуществом предлагаемого изобретения является формирование обогреваемой зоны по всей нижней части самосвального кузова. При этом формирование обогреваемой зоны вдоль бортов с использованием вогнутой упругой пластины из листовой стали значительно уменьшает поперечное сечение газохода по сравнению с плоской наклонной пластиной, как это имеет место в известных решениях. Аналогичное преимущество обеспечивает формирование обогреваемой зоны в средней части днища с использованием выпуклой упругой пластины, которая перекрывает всю среднюю часть днища между вторым и третьим газоходами.
Плавные переходы, обеспечиваемые вогнутыми упругими пластинами и выпуклой упругой пластиной, исключают налипание увлаженного транспортируемого материала к кузову. Кроме того, поскольку указанные элементы конструкции выполнены из листового материала, то они работают как пружины, что исключает образование вмятин и препятствует налипанию транспортируемого материала.
Выполнение наклонной пластины, вогнутых упругих пластин и выпуклой упругой пластины из листовой стали с твердостью по Бринеллю выше 400 повышает износостойкость самосвального кузова, а также повышает упругие свойства пластин.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Чертежи заявки представлены в виде достаточном для понимания изобретения специалистами в данной области техники и ни в коей мере не ограничивают объема изобретения. На чертежах одни и те же элементы имеют одинаковые номера позиций.
На фиг.1 представлен общий вид самосвала с предлагаемым кузовом при двух положениях кузова;
на фиг.2 представлен общий вид кузова со снятой левой боковой стенкой;
на фиг.3 представлено поперечное сечение кузова самосвала;
на фиг.4 показано сечение А-А на фиг.2;
на фиг.5 показана в увеличенном масштабе зона Б на фиг.3.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует понимать, что данное описание служит только для иллюстрации осуществления изобретения и ни в какой мере не ограничивает его объема.
Самосвал имеет шасси 1, кабину 2, двигатель и самосвальный кузов 3, обогреваемый выхлопными газами, содержащий переднюю 4 и боковые 5 и 6 стенки, днище 7 и отклоняемую заднюю стенку 8. Устройство для подъема и опускания кузова на чертеже не показано. На передней стенке закреплен входной патрубок 9 для приема выхлопных газов, взаимодействующий с ответным патрубком 10, соединенным с выхлопной системой двигателя.
Самосвальный кузов имеет систему распределения потока выхлопных газов, включающую в себя первый газоход 11 и примыкающие к нему второй 12, третий 13 и четвертый 14 газоходы. Полость первого газохода подсоединена к полости входного патрубка 9, например, через проем 15 в передней стенке 4 самосвального кузова. Полость первого газохода образована нижней частью передней стенки 4 самосвального кузова, примыкающей к ней стенкой днища 7 самосвального кузова и соединенной с ними наклонной пластиной 16 из листовой стали. Второй и третий газоходы расположены вдоль левой 5 и правой 6 боковых стенок и образованы, соответственно, нижней частью соответствующей боковой стенки 5 или 6 самосвального кузова, примыкающей к ней стенкой днища 7 и соединенной с ними вогнутой упругой пластиной 17 или 18 из листовой стали. В наклонной пластине 16 выполнены проемы 19, соединяющие полость первого газохода с полостями второго и третьего газоходов. Со стороны задней стенки самосвального кузова торец второго и третьего газоходов закрыт торцевой стенкой 20 (на фиг. 2 показана торцевая стенка второго газохода, торцевая стенка третьего газохода снята). Полости второго и третьего газоходов соединены с атмосферой, например, с помощью отверстий 21, выполненных в прилегающей боковой стенке или в ее силовом элементе. Четвертый газоход 14 расположен между вторым и третьим газоходами и образован средней частью днища 7 самосвального кузова и расположенной над ней выпуклой упругой пластиной 22 из листовой стали. Предпочтительно, чтобы выпуклая упругая пластина 22 перекрывала всю среднюю часть днища 7 самосвального кузова между вторым и третьим газоходами. В средней части наклонной стенки 16 выполнен проем 23, соединяющий полость первого газохода 11 с полостью четвертого газохода 14. Торец четвертого газохода может быть закрыт торцевой стенкой аналогично торцам второго и третьего газоходов. Полость четвертого газохода может быть соединена с атмосферой с помощью каналов, также как и полости второго и третьего газоходов, например, с помощью каналов, выполненных в днище самосвального кузова. Для специалиста очевидно, что соединение полостей газоходов с атмосферой может быть выполнено любым иным известным способом, отличным от описанного в конкретном примере осуществления изобретения.
В предлагаемом изобретении наклонная пластина 16, каждая вогнутая упругая пластина 17 и 18 и выпуклая упругая пластина 22 выполнены из листовой стали с твердостью по Бринеллю выше 400, например, из стали HARDOX 400/500 фирмы SSAB Oxellisund AB (Швеция).
Показанный на фиг.1-5 самосвальный кузов имеет приподнятую заднюю часть днища. Соответственно, вогнутые упругие пластины 17 и 18 изготовлены из двух соединенных между собой частей. Аналогично из двух соединенных между собой частей изготавливается выпуклая упругая пластина 22. Для специалиста очевидно, что если самосвал имеет плоское днище, то каждая из указанных пластин может быть изготовлена как единая деталь.
Предлагаемое изобретение может использоваться как при изготовлении новых, так и при модернизации существующих самосвалов.
Вышеприведенный вариант осуществления изобретения является просто примером и не ограничивает его объема. Описание настоящего изобретения является иллюстративным и не ограничивает сферы действия формулы изобретения.
Источник статьи: http://edrid.ru/rid/216.012.1f08.html
