Самосвал «Истра» на шасси MAN

Максим Шелепенков.

Свершилось то, о чём так много спорили теоретики, – в России изготовили самосвал с двигателем Euro 4 с подогревом кузова выхлопными газами. Проблема заключалась в том, что температура выхлопа у шасси с двигателем Euro 4 намного ниже, чем c Euro 3, и никто толком не знал, будет ли этого достаточно для прогрева кузова в зимнее время.

Первыми, кто осмелился сделать шаг от теории к практике, оказались компании MAN и «Бецема», которые общими усилиями построили самосвал БЦМ-59.3Н с обогревом кузова выхлопными газами на шасси MAN TGS 41.400 8×4 BB-WW с двигателем Euro 4. В его двигателе используется технология SCR (селективной каталитической нейтрализации), основанная на впрыске строго дозированного количества реагента AdBlue в поток отработавших газов. Основная сложность состояла в том, что система SCR для контроля своей работы использует датчики, установленные непосредственно в глушителе, а это означает, что забрать выхлоп перед глушителем, как раньше, уже не получится. Только после. А ведь температура выхлопных газов после реакции с мочевиной (AdBlue) становится низкой, всего 80 °С, в то время как у двигателей Euro 3 она 200 °С.

Компоновка закабинного пространства на самосвале БЦМ-59.3Н «Истра» с двигателем Euro 4 получилась очень плотной

Из-за плотной компоновки пришлось несколько изменить механизм подъёма запасного колеса и способ его крепления к кузову

Кроме того, выхлопные газы в экологически более чистом двигателе из-за мочевины имеют повышенную влажность, что вместе с меньшей температурой выхлопа создаёт прекрасные условия для образования во внутренних полостях кузова конденсата, который имеет свойство накапливаться. Снизу подвести выхлоп к днищу кузова (как делали раньше) здесь не получалось, так как глушитель на шасси находится ниже газоприёмника кузова и конденсат просто сливался бы время от времени в глушитель, мешая работе датчиков SCR. Поэтому нужно было устранить возможность «водопада» поднятием газоприёмника кузова выше уровня его днища.

В тесноте, но в тепле

В комплектации самосвального шасси MAN TGS 41.400 8×4 BB-WW заранее предусмотрели верхнюю выхлопную трубу, выходящую из глушителя вдоль задней стенки кабины, чтобы облегчить задачу отбора выхлопных газов на кузов после глушителя. С одной стороны, такое конструктивное решение сильно упростило выхлопную систему самосвала, так как в этом месте потребовалось сделать лишь необходимый отвод (как можно ближе к глушителю, чтобы не растерять драгоценное тепло) и поставить переключающую задвижку кузов/выхлопная труба для перехода на летнюю или зимнюю эксплуатацию. С другой стороны, все эти дополнительные трубы и задвижки заняли слишком много места в пространстве между кабиной и кузовом, где его и так мало.

Глушитель двигателя Euro 4 оснащён датчиками системы SCR

Хорошо видно новое крепление запасного колеса к борту кузова с помощью самоцентрирующегося крюка и единственного центрального «барашка»

Решая проблему более рационального распределения нагрузок по осям, на самосвале БЦМ-59.3Н с двигателем Euro 4 почти на 200 мм сдвинули кузов вперед к кабине. Это позволило немного разгрузить задние мосты, нагрузка на которые была близка к предельным значениям, и дополнительно догрузить передние, которые позволяли это сделать. Естественно, при этом до минимума уменьшилось пространство между кабиной и передним бортом самосвальной платформы, большую часть которого занимает гидравлическая система подъёма кузова (гидроцилиндр, маслобак). И развитая система верхнего выхлопа и подогрева кузова здесь оказалась совсем некстати. В результате осталось катастрофически мало места для размещения запасного колеса, и на более плотно скомпонованной машине пришлось «мудрить» со способом его крепления.

Закрепить колесо, как раньше, не получалось – не хватало места для его кантовки между кабиной и кузовом для попадания на крепежные шпильки. Пришлось сделать хитроумный самоцентрирующийся крюк, который сам задает колесу правильное положение, стоит только попасть на него ободом. После этого водителю остаётся только закрепить запасное колесо единственным центральным «барашком» с фиксирующей планкой.

С левой стороны машины, между передними осями, появился бак с голубой пробкой для AdBlue

Направление верхней части выхлопной трубы можно изменить, ослабив хомут. Логичнее, если она будет смотреть вбок, тогда будет меньше шансов, что в трубу попадет сыпучий груз при загрузке самосвала

Эксперименты с выхлопом

У проектировщиков «Бецемы» был соблазн не мучиться со всеми этими нюансами, а сделать подвод выхлопных газов к кузову постоянным, прямо из глушителя. Это избавило систему от переключающей задвижки и основной выхлопной трубы и в целом упростило бы систему газораспределения выхлопа после глушителя, оставив достаточно места для запасного колеса. Но прямой выхлоп на кузов неизбежно добавил бы новые проблемы в эксплуатации. С подведенным напрямую к кузову выхлопом сложно (или невозможно) пройти технический осмотр машины (как замерять чистоту выхлопа?) или обслуживать её в помещении ремонтной зоны, ведь на кузов не накинешь рукав вытяжки выхлопных газов.

Конечно, на заводе «Бецема» по-своему справились со сложной компоновочной задачей размещения самосвальной установки с подогревом кузова выхлопными газами на шасси грузовика MAN 8х4 с двигателем Euro 4, и из всех возможных вариантов выбрали наиболее рациональный и продуманный. Но на главный вопрос: прогревается ли кузов на такой машине, ответить им было сложно. Договорились, что определить это лучше всего экспериментальным путём.

Замер температуры выхлопных газов непосредственно в месте их отбора на кузов. Красная точка лазерного термометра указывает точку замера, на шкале термометра в этот момент +74,5 °С

Правый передний борт. Температура стенки кузова 27,2 °С при температуре на улице –4 °С

В день испытаний было всего –4 °С, но всё же температура была отрицательной, и это давало возможность провести объективную проверку. В течение часа машину прогревали на различных режимах до рабочей температуры двигателя, и только после этого были проведены замеры температуры выхлопа и стенок кузова. Температура выхлопа сразу после глушителя (в месте его отбора для кузова) колебалась от 70 до 80 °С (в зависимости от оборотов двигателя), при этом передняя стенка кузова в месте приёма выхлопных газов прогревалась до 35–40 °С, правый борт в передней части – до 28 °С, а левый – до 18 °С. В любом случае вся передняя часть самосвала (где обычно и происходит самое опасное налипание груза) прогрелась до положительной температуры при её отрицательных значениях на улице.

Пару лет назад я слышал предположения, что на самосвалы с Euro 4 обязательно придётся ставить дополнительные устройства повышения температуры выхлопных газов, так как при штатной системе их температуры окажется недостаточно для подогрева самосвального кузова. Конечно, кузов на Euro 4 не такой горячий, как на Euro 3, но, как показали испытания, совсем списывать со счетов возможность подогрева кузова выхлопными газами оказалось преждевременно.

Техническая характеристика самосвала БЦМ-59.3Н «Истра» на шасси MAN TGS 41.400 8х4 BB-WW
Полная масса, кг	41 000
Допустимая масса на 1-/ 2-/ 3-/4-ю оси	8000/ 8000/ 13 000/ 13 000
Вместимость кузова, м³	20
Грузоподъёмность, кг	29 000
Габаритные размеры, мм	8800х2500х3590
База, мм	2505
Длина кузова, мм	5510
Высота бортов кузова, мм	1550
Двигатель: рабочий объём, л мощность, л.с. (кВт) крутящий момент, Н·м	D2066LF70 Euro 4, турбодизель, I-6 10,5 400 (294) при 1600–1800 мин^-1 1900 при 1000–1400 мин^-1
Коробка передач	ZF 16 S 252 OD, механическая, 16-ст.
Тормоза	Барабанные на всех колесах
Подвеска спереди/ сзади	Рессорная
Шины	315/80 R22,5
Вместимость топливного бака, л	300

Обновлённый интерьер строительных шасси MAN TGS. В таком исполнении МАНы стали поступать в Россию с лета прошлого года

С подогревом или без

На этом фоне возникает резонный вопрос: а почему этой проблемой озадачились только сейчас, ведь шасси с двигателями Euro 4 в Европе выпускают уже не первый год? Что, у них там самосвалов нет? Есть, но большинство из них с трёхсторонней разгрузкой, в то время как у нас наибольшей популярностью продолжают пользоваться самосвалы только с задним свалом. Кроме того, многие из немногочисленных европейских самосвалов с задним свалом имеют кузова совсем другой конструкции, так называемой «полтрубы», у которых проблема налипания груза стоит менее остро. К тому же европейцы вместо подогрева научились оборудовать внутренние стенки кузовов своих самосвалов высокомолекулярными плёнками, которые позволяют беспрепятственно «съезжать» грузу даже при небольших отрицательных температурах. Но у нас эти пленки из-за высокой стоимости распространения не получили. Вот и оказалось, что проблему подогрева кузова на автомобилях с двигателем Euro 4 пришлось решать именно в России.

Вместе с интерьером обновилась и облицовка дверей

Означают ли проведенные испытания, что MAN и «Бецема» уже решили проблему? Конечно нет. Думаю, что реальная эксплуатация укажет на новые проблемы. Например, пока не совсем понятно, что делать с самим бачком AdBlue. Пока он не имеет обогрева (на магистральных тягачах MAN бачки с AdBlue подогреваются с помощью ответвлений от штатной системы охлаждения двигателя), а мочевина имеет свойство замерзать при –12 °С. С точки зрения машины ничего страшного не случится. При отсутствии мочевины в системе SCR двигатель на MAN не теряет мощности, а значит, можно продолжать эксплуатацию. Правда, выхлоп машин при этом не будет соответствовать строгим экологическим нормам Euro 4. Боюсь, что в этот момент даже Euro 1 им будет не по плечу, но разве это будет волновать отдельно взятого эксплуатанта? А действенных мер контроля за обязательным применением AdBlue в России пока нет. Всё это может спровоцировать массовую эксплуатацию новых машин без всяких дополнительных жидкостей, особенно вдали от мегаполисов.

Количество мочевины в баке всегда можно легко проверить, нажав на панели приборов соответствующую кнопку, и тогда указатель топлива переключится в режим уровня AdBlue

О малом количестве AdBlue в системе водителя предупреждает соответствующая надпись на дисплее комбинации приборов

Самосвалы MAN штатно оборудуют цифровыми тахографами с печатающим устройством. Руководство эксплуатирующей компании всегда может получить точные сведения о работе водителей и самосвала

Сегодня автомобили с двигателями Euro 4 пока ещё не стали обязательными, действующие сертификаты на машины с двигателями Euro 3 продлены до 2013 года. Поэтому эксплуатанты скорее всего будут выбирать для себя технику предыдущего экологического класса. Правда, уже не все производители смогут её им предоставить. Взять тот же MAN. Поставки машин с двигателями Euro 3 к нам прекращены, так как выпускать на европейских заводах эти грузовики только для России невыгодно. Тем более что рано или поздно нам все равно придётся перейти на автомобили с двигателями Euro 4, поэтому особого смысла и дальше тянуть с переходом нет. Единственное, что машины с моторами Euro 4 несколько дороже аналогичных с Euro 3, что может создавать дополнительные преимущества конкурентам в борьбе за рынок. Но здесь MAN предлагает очень взвешенную ценовую политику, в результате которой разница в стоимости грузовиков с двигателями разного экологического класса практически нивелируется и не тревожит основных потребителей их грузовиков.

Выхлоп на Euro 3

На шасси Euro 3 отбор выхлопа для подогрева кузова осуществляется до глушителя – из выхлопного тракта. Поэтому дополнительную соединительную секцию приходится тянуть на машине снизу между рамой и коробкой передач. В результате она приобретает сложную форму (даже с сужением в одном месте) и находится в непосредственной близости к коробке передач и к проводке (15–20 мм), проложенной в лонжероне рамы. Такое соседство очень опасно. Кроме того, переключающую задвижку «кузов/выхлопная труба» приходится располагать под днищем (!) машины, добраться до нее непросто.