Dozer Caterpillar D8T - první stavební stroj s technologií ACERT

Dozer Caterpillar D8T je prvním stavebním strojem, jež je poháněn motorem s technologií ACERT, kolem které dělá Caterpillar už delší dobu pořádný humbuk. Proč?

Cílem konstruktérů bylo vyvinout univerzální technologii pro splnění emisní normy Tier 3, kterou by mohly využívat motory jak v automobilech, tak i ve strojích. Nejdříve podrobně zkoumali možnost využití recirkulace výfukových plynů, tzv. EGR (exhaust gas recirculation), aby nakonec tuto metodu zavrhli. EGR je totiž účinné pro snižování emisí, ale může znamenat určité problémy se spotřebou, spolehlivostí a životností. S tím má zkušenost řada majitelů starších amerických aut - já sám jsem si kdysi koupil ojetého Firebirda a první věc, kterou jsem si vyslechl v servisu, byla hláška o nefunkčním EGR ventilu...

Technologie ACERT (Advanced Combustion Emissions Reduction Technology) vychází z jednoduchého principu - snížení emisí lze dosáhnout díky lepšímu spalování a toho je možno docílit přesným dávkováním paliva a vzduchu. Úprava plnění vzduchu do motoru je vždy konstrukčním oříškem. K samotnému procesu plnění je totiž k dispozici velice málo času - pouze několik tisícin sekundy - a navíc spalovací komora představuje velmi nestejnorodé a rychle se měnící prostředí, nehledě na neustálou změnu jejího tvaru způsobenou pohybem pístu. Řešení Caterpillar nalezl ve známém umístění sacího a výfukového kanálu na protějších stranách motoru. Výhodou tohoto řešení je větší šířka dostupná pro sací a výfukový trakt. Většina motorů s technologií ACERT navíc používá větší turbodmychadla s regulačním ventilem plnicího tlaku.

Ale ještě důležitější, než plnění vzduchem, je správný přísun paliva. To znamená správné množství pod správným tlakem. Motor C15 ACERT v novém 38-tunovém dozeru D8T využívá mechanicky pohybované, elektronicky řízené vstřikovací jednotky, tzv. MEUI (Mechanically actuated, Electronically controlled Unit Injectors), které poskytují vícenásobné vstřikování a umožňují tzv. mikroexploze paliva před a po jeho hlavním vstřiku. Technologie ACERT je završena výkonným 32-bitovým elektronickým řídicím systémem ADEM 4 s vestavěnou pamětí o velikosti 2 MB.

Motor C15 ACERT má výkon 259 kW, šest válců a objem 15,212 litrů. V budoucnu se s ním dokonce počítá jako se základem pro motor splňující normu Tier 4. Ten už ale zřejmě bude potřebovat variabilní časování ventilů, oxidační katalyzátory výfukových plynů a dvojice turbodmychadel zapojených do série. Malá turbodmychadla jsou efektivní při nízkých otáčkách, velká při jmenovitých otáčkách, kdežto dvě malá turbodmychadla v sérii poskytují jak dobrou odezvu při nízkých otáčkách, tak i přísun velkého množství vzduchu pod dostatečným tlakem jako velké turbodmychadlo.

Dopředu se zužující kapota motoru, velká zasklená plocha, zapuštěná palivová nádrž a úzký rám nesoucí jednonožový ripper (možno samozřejmě objednat i vícenožový) přinášejí obsluze lepší výhled vpřed i vzad. Pracoviště strojníka se neubránilo mohutnému náporu elektroniky a všechny ovládací prvky se vyznačují multifunkčností. Jediný joystick umístěný napravo ovládá elektrohydraulicky veškeré pohyby radlice, přičemž je k dispozici řada elektronických systémů pro pomocnou automatizaci. Pro elektronické ovládání ripperu slouží ruční páka vpravo vedle sedačky.

Víceúčelovou pákou, která je umístěna vlevo, se ovládá řízení, volba převodových stupňů i nastavení směru jízdy. Řízení stroje je pro Caterillar dnes už tradiční diferenciálové, tzn. plynulé, nahrazující zastaralý systém spojka - brzda. Podstatou mechanismu jsou tři navzájem propojené planetové soupravy. Jedna je poháněna přes planetovou převodovku powershift (3 stupně vpřed i vzad) od motoru (hnací souprava), druhá je poháněna od regulačního hydromotoru (řídicí souprava) a je spojena s levým koncovým převodem. A poslední, třetí souprava, nazvaná vyvažovací, je spojena s pravým koncovým převodem. Při zatáčení celý systém pracuje takto: chceme-li zatočit doprava, dáme řídicí pákou pokyn čerpadlu pro zvýšení průtoku oleje v řídicím okruhu a věnec řídicí planetové soupravy se přispěním hydromotoru začne pohybovat rychleji. Tento rychlejší pohyb se přenáší na levý koncový převod. Čím rychleji se u řídicí soupravy pohybuje její věnec, tím pomaleji se točí její centrální kolo. A právě to přenáší svůj pomalejší pohyb přes hnací a vyvažovací soupravu na pravý koncový převod. Levá strana jede rychleji, pravá pomaleji a stroj plynule zatáčí doprava. Pro zatáčení doleva musíme změnit smysl otáčení čerpadla, aby došlo ke zpomalení věnce řídicí soupravy a následnému zrychlení centrálního kola. Obdobné řešení používají Komatsu a Fiat Kobelco, naopak zcela odlišně se řídí Liebherr, který jakožto velký propagátor hydrostatického pohonu uplatňuje hydrostatiku namísto hydrodynamického pohonu i u svých dozerů.

Další typickou záležitostí dozerů Caterpillar je umístění tzv. diferenciálního planetového děliče mezi motor a převodovku. Podstatou děliče je planetový diferenciál, který rozděluje krouticí moment mezi hydrodynamický měnič a převodovku. Účelem je, aby se při rozjíždění a záběru nakladače, když jsou otáčky za převodovkou nízké, používal v co největší míře hydrodynamický měnič, který otáčky snižuje, čímž vzrůstá krouticí moment. Naopak tím, jak se výsledné otáčky zvyšují, účinnost hydroměniče klesá a je výhodnější převodovka mechanická, tedy sepnutí "natvrdo".

Uvedení nového dozeru D8T je pro Caterpillar tak významným počinem, že ho spojil s oslavami 100 let od vzniku pásového podvozku.

Komentáře

Pro přidání komentáře se přihlašte nebo zaregistrujte.