Zelená generace stavebních strojů

Na pozvání Volvo Construction Equipment jsme v červnu 2012 na demo-pracovišti divize EMEA ve francouzském Lorientu mohli zhlédnout a v kabinách při práci osobně vyzkoušet novou generaci rýpadel, nakladačů a demprů, které mají kromě vyšší výkonnosti plnit požadavky ekologů na snížení škodlivých emisí a hluku.

Přeplňované vznětové motory Volvo
se neustále přizpůsobují jak konkrétním stavebním strojům, tak stále náročnějším legislativním požadavkům zejména na produkci sazí (PM) a oxidů dusíku NOX. Aktuální evropskou normu pro silnější motory IIIA (130–560 kW) splňují motory V-ACT (Volvo Advanced Combustion Technology) díky dokonalejšímu vstřikování paliva, elektronickému řízení chodu, vnitřní recirkulaci výfukových plynů (I-EGR), jakož i termické regeneraci. Od roku 2011 bude u postupně menších a menších výkonů normou EU IIIB požadováno další snížení obsahu pevných částic o 90 % a NOX o 50 %. To letos postihne i menší stroje s motory 56–129 kW a v příštím roce zasáhne i minirýpadla a mininakladače s motory nad 37 kW. Pro konstruktéry nebylo jednoduché vtěsnat do motorového prostoru objemné částicové filtry, oxidační katalyzátor i hořáky vstřikující naftu, která musí výfukové plyny ohřát na 680 °C. Přepracování motorů, z jejichž výfuku už nikdy nevylétne černý dým sazí a nespáleného paliva způsobujících rakovinu a alergie, si údajně vyžádalo 100 000 hodin testů. Na demo-pracovišti v Lorien­tu jsme tyto mraky nespatřily u žádného z kloubových demprů série F s kapacitou 24 až 39 tun, ani u těžkých kolových nakladačů L 150G, L 180G a L 220G s motory od 220 kW do 274 kW, které se proti předchozí generaci vyznačují o 20 % větší silou zdvihu a o 10 % větší lámací silou.

Inteligentní hydraulika a řízení
Základem úspěchu nové generace nakladačů i rýpadel Volvo je do harmonického celku vzájemně přizpůsobená a snadno udržovatelná konstrukce, použití automatických převodovek APS s řazením pod zatížením, inteligentní vysokotlaká hydraulická soustava a vylepšená kinematika pohybu lopat. Na ní je podepsána kromě letité zkušenosti konstruktérů spolupráce s týmy švédské univerzity v Örebro a německé univerzity v Kaiserslauternu. Automatické převodovky APS volí převodový stupeň optimálně podle druhu vykonávané práce, zatížení i stylu ovládání obsluhy. Řazení převodových stupňů je prováděno pulzně modulovanými signály. Převodovky označené FAPS řadí automaticky směrem dolů až na první ze 4 až 6 stupňů.

Hydraulické soustavy bývají vybaveny párem axiálních pístových čerpadel typu load-sensing s proměnným průtokovým množstvím. Tím, že eliminují zbytečný průtok oleje soustavou, šetří motorové palivo, protože odebírají výkon jen v průběhu operace. Ovládání pracovních nástrojů (lopat, radlic aj.) je řízeno převážně pomocí citlivých pák nebo joysticků minimální silou konečků prstů. Joysticky jsou umístěny na nastavitelných konzolách a jsou vybaveny proporcionálními ovládacími prvky. Většina strojů pamatuje více okruhy na možnost připojení dalších hydraulicky ovládaných nástrojů – v současné době nejžádanějších naklápěcích rotátorů, které mění rýpadla v univerzální pracovní stroje. Paletu nástrojů lze bezpečně upínat hydraulickým rychloupínacím systémem, aniž by řidič musel vystoupit z kabiny.

Mechatronické inovace
Optimální spojení kinematiky hydraulicky poháněných pracovních mechanismů s elektronickým řízením a dokonce telematikou se na nových modelech strojů Volvo projevuje překvapujícími inovacemi. Začaly systémem plovoucích výložníků, které se při práci pohybují nahoru a dolů jen vlastní hmotností. Maximálně zjednodušují obsluhu lopat u rýpadel při srovnávání terénu nebo zvyšují výkon a zabraňují přetěžování bouracích kladiv vibrátorů. U nových smykových nakladačů série C se kinematika ramen zbavila příčníku, což zlepšilo výhled obsluze. Provedení s jedním věžovým ramenem umožňuje obsluze snadný nástup a výstup z kabiny velkými a širokými bočními dveřmi bez obvykle nutného přelézání zabahněné lopaty. U kloubových demprů (A35F aj.), které značku proslavily již před padesáti lety, nastupuje v poslední době plné odpružení všech náprav a automatické vážení (On-Board Weighing System), jež operativní kontrolou hmotnosti materiálu v korbě zabraňuje přetěžování podvozků a pneumatik a umožňuje telemetricky kontrolovat hodinový výkon stroje a jeho využití. V další fázi bude automatické vážení použito u většiny lopatových nakladačů. Jeho zavedení si vynutily největší modely, ale systém je postupně přenášen na menší a menší stroje.
Nejen kloubové dempry, ale i další mobilní stroje dostávají tzv. ECO-pedály. Řídicí jednotka systému monitoruje akceleraci a momentální spotřebu paliva. Pokud řidič šlape na plynový pedál příliš, neúměrně roste spotřeba. Elektronická řídicí jednotka výpočtem omezí míru otevření škrticí klapky, za kterou je již akcelerace neúměrná nárůstu spotřeby paliva, a řidiče na to upozorní protitlakem pedálu akcelerátoru a současným blikáním kontrolky na přístrojové desce.

Premiéra truboukladače PL3005 D
Bouřlivá výstavba plynovodů a ropovodů vyvolala potřebu účinnějších truboukladačů. Volvo na bázi pásových rýpadel již s nejnovějšími „zelenými“ motory představil revoluční plně otočný ukladač PL3005 D a jeho těžší variantu. Stroj může pracovat i ve sklonu až 30°, nosnost 50 t lze ještě zvýšit až do 110 t při ukládání svařovaného potrubí, což umožňuje systém počítačového řízení zátěže LMS bez ohledu na okamžité postavení stroje. Mimořádný dosah výložníku je možný díky pokročilé konstrukci teleskopického hydraulického válce pro jeho sklápění.

Komfortní a bezpečné kabiny
Při testovacích jízdách jsme se mohli přesvědčit o komfortu, na kterém kabiny všech typů strojů Volvo nešetří. Kabiny Care Cab poskytují zdokonalený výhled velkoplošnými vrstvenými skly i posuvnými okny. Viskózní tlumiče úchytu a speciální univerzálně nastavitelné sedačky spolu s nastavitelnými volanty a konzolami s joysticky plní všechny ergonomické zákonitosti přizpůsobení se fyzické výšce řidiče. Ochranná konstrukce podle předpisů ROPS/FOPS zajišťuje bezpečnost při převrácení stroje. Bezpečný přístup do kabiny obstarávají schůdky a plošiny z děrovaných desek s protiskluzovým povrchem, u nakladačů bez ohledu na pozici lopaty dovolují bezpečný boční nástup. Přetlakovým kabinám nechybí systémy filtrace vzduchu a komfortní elektronicky řízená klimatizace s dostatečným topným nebo chladicím účinkem. Hluk v kabinách se podařilo dalšími úpravami snížit až k 70 dB (A). Vzhled kabin podtrhuje celkové designové řešení strojů Volvo, které získávají v poslední době nejvýznamnější světová ocenění. V roce 2011 si Red Dot Award odnesl kolový nakladač A40F, letos kloubový dempr A40F.

Pod kontrolou Contronicu a CareTracku
Většina strojů byla vybavena monitorovacím systémem Contronic pracujícím v reál­ném čase, obvykle na čtyřech úrovních. Na barevných displejích LCD se, podle typu stroje, zobrazují provozní údaje on-line a přidávají výstražná hlášení (nastavit lze jeden z 24 jazyků), monitorují spotřebu paliva, dobu pracovních cyklů a servisní intervaly. Systém elektronicky kontroluje hladiny olejů a provozních tekutin. Na nejvyšší úrovni CareTrack je pak stroj bezdrátově vhodnou telekomunikační sítí propojen s centrálou, která má možnost operativně sledovat polohu stroje, spotřebu paliva, kontrolovat mazání, analyzovat kódy závad a obvykle pomocí internetu pořizuje provozní zprávy, plánuje servisní zásahy a v zatím nejpokročilejší podobě rozpozná i pokusy o nepovolené použití stroje.

TEXT: Ing. Jan Tůma
Foto: Archiv autora a Volvo

Autor je dlouholetým odborníkem na stavební techniku a nářadí. Je autorem řady odborných publikací a článků.