Подземный транспорт Miller Mine Cab HZJ79 на шасси шасси Toyota Land Cruiser

Внедорожный подход

Удивительно, но Toyota Land Cruiser 7-й серии, справив 34 года, до сих пор остаётся на конвейере. Последняя модернизация была проведена 11 лет назад. Машина по-прежнему востребована в Африке и на Ближнем Востоке и остаётся популярной у производителей спецтехники.

Вызывает удивление факт его применения в качестве подземного транспорта – underground personnel carrier (UPC). В этом классе использование шасси серийных внедорожников в шахтах является редчайшим исключением. За абсолютность утверждения ручаться не будем, поскольку эрудиты вспомнят опыт работы пикапов Ford и Dodge в шахтах в 1990-х, когда они были насколько популярными, настолько же и непригодными для работы под землёй. Отечественный пример использования легкового автомобиля можно найти и в истории СССР. В 1960-х на шасси ГАЗ-69 выпускали подземные автопоезда РАФ-983-725 и шахтно-диспетчерские «газики» с «баком-бульбулятором» на правом крыле – барботажной системой очистки выхлопных газов. Но мы не знаем современных примеров использования в шахтах УАЗов.

В классе лёгких UPC cейчас существуют лишь подражательные конструкции: Minecat UT99 канадской компании Industrial Fabrication Inc. и модели южноафриканской Bird Machines Pvt. копируют дизайн Jeep. Но среди внедорожников и малотоннажников в шахтах используется только шасси Land Cruiser. С 2017-го для рудников на его базе начали выпускать даже электрические пикапы Voltra eCruiser Electric 4x4 (Voltra Motors Pty, Мельбурн, Австралия) и Tembo 4x4 e-LV (FD 4x4 Centre, Нидерланды).

Во глубине руд

Компания Miller Technology Inc. из Норт Бей (пров. Онтарио, Канада) занимается проектированием и изготовлением самоходного горно-шахтного оборудования с 1979 года. Прежде поставок её продукции в Россию нами не было замечено, хотя питерская компания АО «ИНДЭК» с 1996 года уже имеет в портфеле более 100 заказчиков и основала представительства в Кировске, Хабаровске, Красноярске и Алма-Ате. Тем интереснее было познакомиться с представленной продукцией.

В основе самоходного транспортного средства Miller Mine Cab лежит базовое шасси Toyota Land Cruiser HZJ79L-1JMRS3, но заводская табличка на панели приборов на русском языке поясняет, что эта машина не имеет права передвигаться по дорогам общего пользования. Её удел – работа в рудниках и шахтах. Ограничение скорости составляет всего какие-то 40 км/ч, но в ограниченном пространстве это очень высокая скорость. Вообще шахтные Mine Cab имеют свою специфику вождения: так, на уклоне следует использовать только 2-ю пониженную передачу с подключением полного привода.

В шахту машину доставляют либо своим ходом по горизонтальным тоннелям и штольням, либо по наклонным штрекам с помощью скреперной лебёдки, либо по вертикальным шурфам и стволам при помощи скипового подъёмника. В последнем случае на кузов машины или защитные дуги приваривают крюки и на тросах спускают в пещерные подземелья. После этого машина уже не увидит свет божий, если обанкротившаяся шахта не вздумает продать её на аукционе.

Подземный самоход

Производителям выгоднее делать машину с нуля. Однако использование готового донора для спецтехники позволяет сократить сроки исполнения заказа и облегчить процедуру прохождения сертификации. В частности наш Miller Mine Cab даже в индексе имеет обозначение базового шасси – HZJ79. Потерю добавленной стоимости производитель компенсирует расширенным списком модельного ряда и модификаций.

Рамное шасси Land Cruiser считается наиболее приспособленным для работы под землёй, но всё же отличается от серийной машины рядом нововведений. На раму могут быть смонтированы 9 видов надстроек: от грузовой платформы 2,1х2,4 м до автобашни для обделки сводов, обслуживания анкеров и высотных работах, в т. ч. для ремонта троллейных проводов.

Наиболее распространённые транспортные решения, именуемых общим термином «самоходная машина для…», подразумевают работы в тонких пластах калийных рудников, выполнение смазочных работ, механических или электротехнических работ, для работы в тонких пластах. Ещё можно смонтировать два вида ножничных подъёмников с высотой подъёма рабочей площадки 5,1 м, крановый манипулятор с вылетом стрелы 10,5 м (грузоподъёмность 136–227 кг), грузолюдской открытый кузов на 6–8 человек, два типа фургонов на 6 и 8 человек, можно установить дополнительную кабину Crew Cab с кузовом. Среди вариантов есть и специальный погрузчик для работы с игданитом.

Расход топлива в кубометрах

Рамный Toyota Land Cruiser HZJ79, лежащий в основе Miller MINE CAB, позволил установить грузоподъёмность в одну тонну, чего хватает для транспортировки горного инструмента, запасных частей и оборудования.

Машины выпускают в двух вариантах шасси – со стандартной подвеской Toyota и усиленной с мостами Dana Hurth. Пружинная подвеска сильно переработана инженерами Miller. Передний мост неразрезной с шарнирами равных угловых скоростей и хабами – муфтами фланца включения ступиц.

Задний мост с полуосями полностью разгруженного типа и дифференциалом повышенного трения подвешен на усиленных 11-листовых рессорах.

Дизель атмосферный, но большого для такой машины рабочего объёма 4,2 л и с отдачей 128 л.с. Для шахтных машин этого класса это много! Например, немецкая Hermann Paus Machinenfabrik GmbH для машин полной массой 3–6 т обходится воздушными 47–62-сильными 3- или 4-цилиндровыми дизелями Deutz. Аналогичные характеристики мощности свойственны машинам семейства «Беларус МТ-353» и «Техносервис Крот Т3942» (см. «ГП» № 7, 2007 г.).

И тут хотелось бы рассказать о расходе… но не топлива, а воздуха – самом дефицитном ресурсе в шахтах. На заводской табличке специально предусмотрена строка – «требуемая вентиляция 12 800»... имеется в виду кубометров в час. Много ли это?

Для работы ДВС в шахтах количество требуемого воздуха находится в пределах 0,03–0,06 м³/с на 1 кВт номинальной мощности. Путём нехитрого вычисления мы получаем, что для двигателя Toyota 1HZ мощностью 94,14 кВт потребуется нагнетать в шахту 0,038 м³/с воздуха. Но почему бы тогда в шахтах не применять турбодизели меньшего литража, коль расход воздуха коррелируется лишь с лошадиными силами?

Вспомним теорию двигателей внутреннего сгорания. Для оптимального сгорания топлива необходим стехиометрический состав смеси. Обеднение смеси ведёт к потере мощности, переобогащение в начальной стадии способно немного поднять отдачу, дальше – неполное сгорание, повышение токсичности и опять снижение мощности. Турбонаддув позволяет получить необходимый дополнительный воздух, но в процессе нагнетания совершается механическая работа, плотность воздуха падает, поэтому его необходимо охладить в интеркулере. В процессе сжатия воздуха его расход увеличивается в 3–5 раз, тогда как мощность повышается лишь в 1,5–1,8 раза. То есть ради повышения литровой мощности придётся гнать в шахту воздух объёмом в 2–3 раза больше, что спровоцирует пыльную бурю в штреке. При интенсивном освоении шахт были случаи, когда обделка сводов при потоке резонировала, вызывая крайне некомфортный инфразвук, и грозила обрушением. Тоннель же превращается в аэродинамическую трубу. Поэтому работа машин в ДВС в шахтах регламентирована по мощности. В подземелье гиря экономической эффективности, как на аптекарских весах, не должна перевешивать жизнь людей.

В нашем же случае от движка требуются лишь высокие показатели крутящего момента при небольшой частоте вращения коленвала для неспешного (до 40 км/ч) движения или отбора мощности к спецоборудованию надстройки. Вот поэтому под землёй используют, как правило, безнаддувные дизели.

Издержки профессии

Первое, на что представители компании обращают внимание – тормозные механизмы всех колёс в масляной ванне (причём спереди дисковые, сзади – барабанные), иначе не избежать лавинообразного абразивного износа в условиях сильного запыления. Статический тест рабочего, стояночного и аварийного тормозов выглядит следующим образом: автомобиль не должен двигаться на III передаче и на полных оборотах двигателя.

Второе отличие – изобилие аварийных выключателей и систем пожаротушения в соответствии с отраслевыми требованиями, поскольку даже в калийных и мраморных рудниках не удаётся избежать загазованности.

Третье – простая механическая КП с заблокированными для включения водителем высшими передачами.

Среди прочих отличий нужно отметить счётчик моточасов, размещённый на панели приборов, и специализированные 8-слойные шины Bridgestone повышенной проходимости размерностью 7,5х16.

В заключение нужно отметить кабину. Она по заказу может армирована внешним силовым каркасом, соответствующим стандарту ROPS/FOPS, двух уровней – Level 1 и Level 2. Но есть и облегчённые версии Low Seam. Они идут, как правило, с мостами Toyota, в кабине демонтированы двери и срезана крыша, а каркас понижен до высоты 1960 мм.