Среди всех видов складского транспорта наибольшим спросом у российских компаний пользуются дизельные . Такая тенденция неслучайна - дизельный двигатель имеет высокую мощность, подходит для тяжелых машин с грузоподъемностью более 40 тонн, сохраняет работоспособность в морозы. Кроме того, моторы от ведущих производителей эффективно очищают выхлопные газы, поэтому технику можно эксплуатировать внутри складских терминалов.
Часто выбор в пользу погрузчиков, работающих на солярке, объясняется экономическими выгодами - дизельная техника стоит дешевле бензиновых и электрических аналогов, имеет относительно низкую стоимость владения. Важнейшей характеристикой «цены владения» является расход топлива - малое потребление солярки существенно снижает общие затраты производственного процесса. Этот показатель рассчитывается производителем и указывается в таблице технических характеристик как удельный расход топлива. Правда, расчетные данные, полученные в ходе испытаний, могут разниться с практическими показателями, ведь погрузчики эксплуатируются в разных условиях. Чтобы получить реальные цифры расхода топлива за любой расчетный период (смену, месяц, квартал, год), необходимо использовать специальную методику.
Нормированный расход топлива вилочного погрузчика: математический расчет
После постановки техники на баланс предприятия бухгалтерии понадобятся расчетные данные для списания топлива. Получить эти данные можно по формуле:
Q = Nq/ (1000Rk 1) , где:
Q - нормативное потребление топлива в литрах на моточас;
N - мощность двигателя в лошадиных силах;
q - удельный расход топлива из расчетов производителя;
R - величина плотности солярки (0,85 кг/дм3),
k 1 - соотношение периодов работы мотора в обычном и максимальном режимах.
Коэффициент k 1 - это специфичный показатель рабочего процесса. В реальности двигатель погрузчика работает на максимальных оборотах только часть смены: во время разгона машины, движения на предельной скорости, преодоления уклонов с нагрузкой, подъема грузов на максимально возможную высоту.
Например, если за смену техника работает 60% времени в обычном режиме и 40% с предельной нагрузкой, то k 1 = 1,5 (60/40). Вычислив этот показатель, определить норму потребления топлива не составит труда. Возьмем BULL FD35 грузоподъемностью 3,5 тонны с японским мотором ISUZUC240 мощностью 35,4 л. с. и удельным расходом топлива 202 г/кВт*ч, который четверть смены эксплуатируется при максимальных нагрузках. Получим: Q = 35,4*202 / (1000*0,85*1,5) = 5,6 л/моточас.
Нужно отметить, что теория и практика могут различаться. У машин без обкатки или с большим пробегом расход топлива увеличивается в сравнении с расчетными показателями. Кроме того, потребление солярки повышается, если техника эксплуатируется в режиме предельных нагрузок.
Дизельные погрузчики с оптимизированным расходом топлива: решения производителей
Основные параметры, влияющие на потребление топлива вилочного погрузчика, - это мощность мотора, удельный расход топлива и фактические нагрузки в течение смены. То есть определить примерные затраты можно еще на этапе выбора техники.
К слову, при покупке погрузчика важно учитывать не только его экономичность, но и производительность. Задачей покупателя является выбор техники, которая быстро и точно оперирует грузами без лишних топливных затрат. Таким требованиям отвечают погрузчики с усовершенствованной гидравликой. Например, при наличии гидравлической системы высокого давления техника имеет увеличенную скорость подъема/спуска груженых вил. Если гидравлика оснащена сдвоенными насосами, подъемное оборудование и рулевое управление машины работают независимо друг от друга. Также эффективным инженерным решением является гидравлический насос с периодической подачей масла в гидросистему.
Ведущие производители вилочных погрузчиков внедряют инновации в каждое поколение техники, улучшая эксплуатационные характеристики своей продукции. В последнее время с признанными мировыми лидерами успешно конкурирует Китай. К примеру, по расходу топлива и производительности китайские вилочные погрузчики Bull, изготовленные на заводах авторитетного концерна Heli, сопоставимы с европейскими, американскими и японскими одноклассниками. При этом машины стоят гораздо дешевле, что привлекает российских потребителей.
Расчет норм расхода топлива за час, смену, за месяц и т.д.
О. Шевцова
По оценкам, на российском рынке вилочных погрузчиков с противовесом соотношение техники с двигателем внутреннего сгорания и электроприводом составляет 68%:32%. Преобладание автопогрузчиков объясняется тем, что процессы индустриализации (развитие промышленности и строительства) в нашей стране пока являются большим стимулом для рынка погрузочной техники, чем развитие складской логистики. То есть в настоящее время основными потребителями погрузчиков в России являются предприятия и компании разных отраслей промышленности, а не логистика, хотя последняя развивается довольно быстрыми темпами.
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
Q = N q / (1000 R k 1),
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/дм 3);
k 1 – 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:
Q = 33,8 × 202/(1000 × 0,85 × 2,3) = 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.
Для погрузочно-разгрузочных работ необходимы специальные машины. Именно для таких целей был создан болгарский вилочный автопогрузчик ДВ 1792. Его, наряду с другими подобными машинами выпускали в городе Балканкар, в Болгарии. За многие годы болгарским заводом было выпущено большое количество этих по-своему уникальных машин. Маневренные, юркие и в то же время мощные они десятки лет трудятся на просторах бывшего Союза, снискали себе славу. На заводах многих городов России, на складах, в морских и речных портах, на вокзалах и других местах — до сих пор работают эти неутомимые, неприхотливые машины. И ещё много лет будут трудиться.
Есть у машины и недостатки
. Это в первую очередь шум. Зачастую работать на такой машине приходится в закрытых пространствах. Шум дизеля при работе утомляет. К тому же, дизель портит воздух выхлопными газами. Если машина работает на открытом воздухе, это не так заметно. При работе машины в помещении возникает загазованность, надо следить за вентиляцией воздуха.
Но положительных качеств у машины больше. Маневренная, удобная в эксплуатации, она лучше всего подходит для перевозки и складирования контейнеров среднего размера и грузов на поддоне. Мощность и высота подъёма груза на вилах позволяют быстро и надёжно достать (или поставить на место) контейнер с деталями на специализированных складах.
Вилочные погрузчики ДВ 1792
Описывая технические характеристики погрузчика Балканкар ДВ 1792, надо помнить, что эта модель дизельной машины потом претерпела ряд изменений, и параметры стали иными. А эта машина имеет такие показатели:
- вес – 5,45 тонны;
- в длину – 2,856 метра;
- от левой боковины до правой боковины – 1,7 метра;
- груз поднимает со скоростью – 38 мм/сек.;
- высота с опущенной мачтой вил – 2,24 метра;
- поднимает вилы на высоту – 3,3 – 4, 5 метра;
- разворачивается радиусом – 2,7 метра;
- поднимает груз весом – 3500 кг.;
- имеет дизельный мотор;
- с грузом передвигается со скоростью – 22 км/ч.
- расстояние между колёс – 176 см;
- имеется кресло для водителя, кабина рамочная, открытого типа.
Погрузчик вилочный Балканкар ДВ 1792 имеет пневматические колёса. Параметры колёс: 8,12-15/6,50-10. Вилы имеют параметры: 115 см. в длину, 14 см. ширины, 5 см. толщины.
Характеристики дизеля
Стоит учитывать, что болгарские вилочные погрузчики выпускались с разными типами двигателей: электрическими, дизельными, бензиновыми. Устанавливались двигатели известных фирменных марок: DEUTZ, Toyota. MINSK.
Стандартная модель: погрузчик ДВ 1792 имеет дизельный двигатель VAMO Д3900, 4-х цилиндровый, с показателями:
- сила — 57 КВт.(78 л/с.);
- топливо – соляра;
- вращение вала мотора – 2500 об/мин.
При постоянной работе машины расход топлива
– 7л/ч.
У болгарских погрузчиков одной серии, но разных модификаций могут стоять разные моторы. В данном случае погрузчик можно оснастить любым другим дизельным мотором, соответствующим по конструкторским характеристикам. Моторы можно менять в пределах разных модификаций. Это ещё одно из преимуществ болгарских погрузчиков.
Устройство погрузчика
Коробка передач имеет 2 скорости. Машина имеет топливный насос. Ведущими являются передние колёса, которые чуть впереди моста. Мост передаёт крутящий момент на колёсную пару с постоянной скоростью, что даёт малый ход.
Машина может маневрировать. Мост соединён с противовесом с гидроцилиндрами, которые называются гидроцилиндрами наклона. Мачта вил при работе гидроцилиндров наклоняется: 6% вперёд, 8% назад. Задние колёса – ведомые. Барабанные тормоза, с гидроусилителем, приводятся в действие через гидравлическую и механическую систему. Торможение происходит при помощи приведения в действие ручного стояночного тормоза.
Двигатель расположен в задней части Balkancar ДВ 1792. Движение погрузчика начинается после включения муфты. При подъёме груза сначала приподнимается тележка вверх на несущей балке, и только потом — подвижная рама, к которой прикреплены вилы – поднимается. Давление в гидравлической системе 250 бар. для большинства погрузчиков повсеместно изготовлены длинные вилы, которые надеваются на заводские, короткие. Бывает, короткие вилы неудобны для работы. Тогда применяют длинные. Сейчас этот погрузчик не выпускается. То, что идёт из Болгарии под маркой новых погрузчиков – это бывшие на складах машины, их приводят в хороший вид и продают как новые.
Завод «Балканкар Рекорд» обанкротился. Аналогом считается дизельный погрузчик марки LINDE, которые тоже имеют свою модельную линейку.
Задача определения расхода топлива для погрузчиков с двигателями внутреннего сгорания не так проста, как может показаться с первого взгляда.
Одна из проблем заключается в том, что сложно четко определить какой-то типовой режим работы погрузчика, задающий определенную нагрузку на двигатель, поскольку расход топлива в первую очередь зависит от требуемой мощности на выходном валу двигателя.
Для погрузчика, по сравнению с автомобилем, характерно существенно большее разнообразие нагрузок, меняющихся в процессе работы непредсказуемым образом. Значительную часть времени рабочего цикла двигатель погрузчика работает на малых оборотах, при которых его эффективность резко снижается.
Таким образом, значение КПД также не является постоянной величиной, а расход топлива не пропорционален прямо расходуемой мощности, что еще больше усложняет задачу.
Более того, расход топлива существенно зависит также от множества дополнительных факторов, таких как: качество топлива, качество смазочных масел, регулировка двигателя, степень его износа, погодные условия и т. д.
Таким образом, необходимо осознавать, что простое умножение приводимых в технических спецификациях значений расхода топлива на продолжительность рабочей смены может дать результат очень далекий от реального.
Тем не менее, приводимые в спецификациях числа могут служить ориентиром и могут быть полезны при сравнении различных машин, если знать условия при которых они были получены и правильно понимать смысл этих параметров.
Так, например, в Руководстве по Эксплуатации Двигателя Д3900 приводится такая характеристика, как приведенный удельный расход топлива, т. е. расход топлива в час на 1 единицу вырабатываемой выходной мощности. Для различных модификаций двигателя он варьируется от 231 до 265 г/кВт. ч. Умножив эту цифру на характерную для данного режима работы требуемую мощность, можно примерно оценить расход топлива применительно к данным условиям работы.
Например, если задать среднюю выходную мощность примерно 30кВт, расход топлива для Д3900К примерно равен:
30кВт Х 240г/кВт. ч = 7200 г/ч = 7,2 кГ/ч
С учетом плотности дизельного топлива (летнего) равной 0,86 кГ/л можно пересчитать расход на л/ч:
7,2кГ/ч: 0,86кГ/л = 9,7л/ч
Следует помнить что даже такой расчет является достаточно приблизительным, поскольку приведенный удельный расход топлива определен для номинальной нагрузки, а, как уже упоминалось, на меньшей мощности кпд двигателя падает и удельный (на единицу мощности) расход топлива растет.
Кроме того, очевидно, что такой подход позволяет как-то характеризовать топливную эффективность двигателя, но не погрузчика. Поэтому в международной практике принят другой подход к определению расхода топлива погрузчика.
Наиболее распространенными являются следующие два стандарта определения этого параметра: по циклу VDI 2198 (Европейский стандарт) и циклу JIS D6202 (Japanese Industrial Standard).
Цикл VDI определяется следующим образом:
– Скорость хода должна быть такой, чтобы 40 циклов* были совершены в течение 1 часа.
* - Примечание: согласно тдругому источнику циклов должно быть 45.
Условия цикла JIS:
1. Погрузчик с максимальным грузом едет из точки А и вблизи точки В поворачивается на 90º
2. Погрузчик проезжает расстояние равное длине груза, останавливается и, после приведения мачты в вертикальное положение, поднимает груз на высоту 2м, затем опускает.
3. Задним ходом погрузчик разворачивается в точку С.
4. Погрузчик едет прямо и вблизи точки D поворачивает на 90º.
5. Погрузчик проезжает расстояние равное длине груза, останавливается и, после приведения мачты в вертикальное положение, поднимает груз на высоту 2м, затем опускает.
6. Задним ходом погрузчик возвращается в точку А.
7. Расстояние между точками B и D равно 30м.
8. В течение часа необходимо совершить 45 циклов.
Таким образом цикл по JIS несколько более интенсивен, чем VDI и, следовательно, потребует несколько большего расхода топлива.
Следует иметь ввиду, что расход топлива сильно зависит от чистоты и качества используемого топлива. Использованные при испытаниях чистое дизельное топливо или газ (для MITSUBISHI использовался чистый пропан), соответствующие указанным в Руководстве по Эксплуатации стандартам, могут сильно отличаться от реально имеющегося в наших условиях топлива.
Для нормирования расхода топлива автопогрузчика, целесообразно рекомендовать пользователю машины провести испытания с рабочим циклом близким к усредненному в данных конкретных условиях работы.
При выборе же машины достаточно ориентироваться на приводимые ниже стандартные параметры, приводимые в официальных документах.
Относительно болгарских погрузчиков информация о топливной эффективности ограничиваентся приведенными выше данными относительно двигателя Д3900.
По погрузчикам Mitsubishi данные приводятся по стандарту VDI.
Расход Топлива для Автопогрузчиков MITSUBISHI
Независимая компания «TNO» провела замеры расхода топлива для указанных ниже моделей погрузчиков. Замеры были выполнены по циклу VDI 2198, который является стандартом, принятым европейскими производителями.
Газ
Модель кг/ч
FG15K 1,8
FG20K 2,1
FG30K 2,7
Бензин
Модель л/ч
FD15K 1,9
FD18K 2,3
FD20K 2,4
FD25K 2,6
FD30K 2,9
FD45 3,5
Условия цикла:
– Расстояние пробега от точки А до точки В = 30 м.
– Скорость хода должна быть такой, чтобы 40 циклов были совершены в течение 1 часа.
– Нагрузка номинальная (70-80% от максимальной).
– В точках А и В груз должен быть поднят на высоту 2000 мм.
* - Примечания: 1) При испытаниях погрузчиков с двигателями, работающими на сжиженном газе, в качестве топлива использовался пропан. 2) Испытания в классе 4,5 т были проведены для предыдущей модели.