Резиновые затраты

Львиная доля себестоимости лесозаготовительного процесса приходится на транспортировку, при этом плечо вывозки древесины ежегодно растет, что приводит к увеличению доли затрат на транспорт леса.

Перевести эти данные в рубли для каждого конкретного предприятия не составляет больших проблем, если есть возможность оперативного контроля давления в шинах. И такая современная система контроля давления и температуры в шинах PressurePro поколения Pulse уже достаточно широко используется рядом промышленных компаний России, прежде всего ресурсодобывающих, таких как «Алроса», «Северсталь», «Севералмаз», «Еврохим», «Полиметалл» и др. Их первоочередной интерес к системам оперативного контроля давления в шинах был определен очень высокой стоимостью шин для карьерных самосвалов – более 1 млн руб. за штуку.

На этих предприятиях есть инженер-механик, который заботится о двигателях, трансмиссии, но нет шинного инженера, который заботился бы о том, на чем, собственно, двигается машина по дороге. В результате некому подсказать и проконтролировать столь важные показатели, как глубина протектора, норма слойности, состав резиновой смеси, а ведь для разных условий эксплуатации он разный.

НЕГАТИВНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Прежде всего, рассмотрим причины негативного воздействия неоптимального давления в шине на показатели ее работы.

Не очень часто, но случается, что шина перекачана и работает с давлением, превышающим оптимальное. Это сказывается, во-первых, на управляемости автомобиля – из-за уменьшения площади пятна контакта шины с дорогой, во-вторых, на ускоренном износе шины в зоне пятна контакта, а также на повышении вероятности аварийного выхода шины из строя при встрече с препятствием на дороге, прежде всего боковых порезов. Правильно накачанная шина имеет необходимые амортизирующие свойства, в то время как шина с повышенным давлением создает чрезмерные нагрузки на подвеску автомобиля, сокращая и срок ее службы. Повышенное давление в шине может возникать, например, при повышении температуры воздуха в дневное время. Подчеркнем, что вопрос управляемости для тяжелого автолесовоза, да еще при работе на пересеченной местности, является не менее важным, чем сохранение шин и экономия топлива.

Чаще всего, как уже отмечалось, встречается пониженное давление в шинах. Оно также приводит к ускоренному износу шины, повышению вероятности аварийного выхода шины из строя и, кроме этого, возрастанию удельного расхода топлива из-за увеличения пятна контакта шины с поверхностью движения и соответственного наращения коэффициента трения качения колеса.

Влияние избыточного и недостаточного давления в шине на пятно контакта и ее износ продемонстрировано на рис. 1.

То есть давление в шине является основным параметром, влияющим на работу шины, а ее оперативный контроль позволяет вовремя определять возникновение проблемы, тем самым существенно снижая время простоев и стоимость ремонта шин.

При проектировании шины производитель рассчитывает на определенные нагрузки. При изменении давления в какую-либо сторону от оптимального происходит деформация шины, что изменяет нагрузки. В результате не очень долгой эксплуатации шины с неправильным давлением, с отклонением в переделах 30–40  % от нормы, в течение одной рабочей смены, в конструкции шины происходят необратимые структурные деформации, которые не видны снаружи, но сокращают срок службы шины почти в два раза. Кроме того, деформация шины во время эксплуатации сопровождается ее активным нагревом, что приводит к расслоению ее конструкции и потере способности сопротивляться проникновению в нее пеньков, сучьев и т. д., по аналогии с тем, как легко нож входит в нагретое масло, в отличие от замороженного. В результате такого проникновения шина взрывается. Практика показывает, что рост температуры более 100  ºС при долгой эксплуатации шины на пониженном давлении может приводить и к ее внутреннему самовозгоранию. Поскольку в этой ситуации частички шины, сделанной из нефтепродуктов, начинают из нее выделяться и смешиваться с кислородом, который присутствует в воздухе, накачанном в шину, она в результате может начать гореть изнутри. К примеру, на горнодобывающих предприятиях для предотвращения такой ситуации шины часто накачивают азотом.

ПОРА БРАТЬ ПОД КОНТРОЛЬ!
Вклад колес в общий коэффициент технической готовности грузового автомобиля составляет 5–10 %. К сожалению, этой составляющей надежности автолесовозов в очень многих компаниях пренебрегают, забывая о том, что даже из-за одного колеса, вышедшего из строя в лесу, можно получить весьма значительный простой машины. Вовремя полученная водителем информация о возникновении проблемы с давлением в шине позволяет ему принять решение о целесообразности дальнейшего движения или о необходимости периодической подкачки колеса, для того чтобы доехать до стационарного сервисного пункта.

Оперативный контроль динамики температуры в шинах позволяет диагностировать не только работу собственно колеса, но и состояние тормозных колодок, подшипников ступиц колес. А ведь только ремонт оси колеса автолесовоза после аварийного выхода ступицы из строя может стоить не одну сотню рублей.

С точки зрения качественного планирования «шинного бюджета» и оптимального выбора шин поддержание в них требуемого давления позволяет точно определить стоимость пробега одного километра пути на конкретной марке шины. Как уже говорилось, давление является основным фактором, влияющим на работу шины. Поэтому дорогие «фирменные» шины при неправильном давлении прослужат много меньше, чем дешевые китайские – с правильным. Но виноват ли в этом производитель?!

Отсюда вытекает еще один плюс системы контроля давления в шинах – помощь в правильном выборе шин и предъявлении рекламаций поставщикам, если есть необходимость. Это обеспечивается за счет того, что информация о давлении в шине в течение срока эксплуатации хранится в накопителях системы. Эта же информация может позволить оценить отношение водителя к автомобилю и к своим обязанностям, поскольку при возникновении проблем он сразу начинает получать световой и звуковой сигнал, но вот будет ли он на него реагировать и какова будет реакция, зависит от мотивации и подготовки водителя.

Комплект шин на магистральный автолесовоз обходится в 700–800 тыс. руб. Как показывает практика, при неправильной эксплуатации за год половина этих шин выйдет из строя без возможности восстановления. Значит, ущерб от отсутствия контроля давления в шинах только на одном лесовозе может составлять сотни тысяч рублей.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
Сама по себе система контроля давления в шинах технически не очень сложна, можно сказать, что она представляет собой конструктор. Принцип оснащения такой системой автолесовоза проиллюстрирован на рис. 2.

В идеале на каждое колесо автомобиля и прицепа устанавливается датчик, стоимость которого составляет 59 $, к ним в комплект на автомобиль устанавливается интегрирующее устройство стоимостью 400 $, то есть для автомобиля с десятью колесами система контроля давления будет стоить 990  $, с двадцатью колесами – 1580 $, и т. д.

Датчики крепятся на вентили шин как колпачок, поэтому при замене шин их также несложно перемонтировать.

Информация о давлении воздуха в шине преобразуется датчиком в радиосигнал, который на частоте 433 МГц посылается на монитор, установленный в кабине. То есть при установке системы контроля давления автолесовоз не опутывается соединительными проводами. Головное устройство принимает сигналы от датчиков, обрабатывает и, в случае отклонения от нормы, выдает сигнал о возникшей проблеме. При этом устройство может быть настроено в зависимости от особенностей конструкции и способа эксплуатации машины, например, отдельно по осям, если порог нормы давления в шинах должен быть различным. Пороги давления могут задаваться как на его повышение, так и на понижение.

Конструкция датчиков неразборная, герметичная, ударопрочная, виброустойчивая, с автономным источником питания, срок службы которого зависит от культуры эксплуатации и составляет 2–5 лет. Хотя есть примеры их безотказной работы и в течение 7–8 лет. Когда давление в шине находится в пределах заданного диапазона, датчик посылает сигнал на монитор раз в 5 мин. Когда давление в шине выходит за нормативно заданный порог, датчик начинает передавать сигнал раз в 5  сек., чтобы водитель мог видеть динамику изменения давления. Соответственно, если водитель не обращает внимания на сигнал монитора и не предпринимает никаких действий для исправления ситуации, источник питания датчика быстрее выходит из строя, и датчик, поскольку он неразборный, придется менять целиком.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД
Надо понимать, что просто приобрести и оснастить автолесовозы системой контроля давления в шинах недостаточно для экономии «шинного бюджета». Параллельно с этим необходимо менять подход персонала, прежде всего  – водителей. Как показывает опыт работы компании Tyreman Group, большинство водителей сначала не воспринимают адекватно информацию, выводимую на монитор, часто считая ее ненужной и отвлекающей. Доходит и до отключения водителем системы оповещения. В этом случае система никакого эффекта не даст. А при правильной работе с системой контроля давления можно получить эффект увеличения ходимости шины от 15 до 50 % пробега. И не только шин. Главное – научиться правильно работать с выдаваемой системой информацией. Например, если датчик какого-либо колеса показывает рост температуры в шине, а давление при этом остается в норме, это указывает на начало аварийного износа либо тормозных колодок, либо подшипника ступицы колеса. Если датчик отмечает рост температуры при одновременном снижении давления в шине, это означает наличие проблемы в целостности шины и необходимость подкачки.

Отметим, что система имеет возможность интеграции с ведущими провайдерами диспетчеризации и мониторинга. А это, в свою очередь, означает, что не только водитель, но и диспетчер, при наличии технической возможности, может получать оперативную информацию о давлении и температуре в каждой шине каждого лесовоза.

Вместе с тем для того чтобы в цифрах ощутить эффект от внедрения системы контроля давления, необходимо вести подробный учет прихода и выбытия шин, так сказать, не контейнерами. В этом может помочь специальный программный комплекс по учету шин, адаптированный под российские условия, который целесообразно приобрести вместе с системой контроля давления. Его грамотное использование позволяет принимать целый комплекс оптимальных решений по выбору, эксплуатации и восстановлению шин.

Резюмируя, отметим, что установка системы контроля давления и температуры в шинах на автолесовозы, как и на другой грузовой и пассажирский автотранспорт, позволяет получить следующие преимущества:

• снижение затрат на шины за счет их своевременного ремонта и увеличения пробега;

• сокращение простоев техники;

• снижение затрат на ремонт шин;

• повышение безопасности движения;

• помощь в предъявлении рекламаций по шинам;

• увеличение доли шин, пригодных к восстановлению;

• экономия топлива (от 3  до 10 %);

• интеграция с ведущими провайдерами диспетчеризации и мониторинга;

• быстрое внедрение системы за счет простоты монтажа и эксплуатации.

Игорь Григорьев,
д. т. н., профессор каф. ТОЛК ЯГСХА