Выбор форвардера для вывозки леса

Сегодня на лесозаготовительных предприятиях России эксплуатируются форвардеры импортного производства, большая часть отечественных разработок так и не была запущена в серию. На рынке представлены в основном колесные форвардеры нескольких компаний: Ponsse (Финляндия), Komatsu (Valmet) (Япония), John Deere (США), «Амкодор» (Республика Беларусь), Rottne (Швеция), Caterpillar (США). Выпускаются модификации машин с тремя (шесть колес), четырьмя (восемь колес) и пятью (десять колес) осями, все колеса ведущие. Доминирующее положение занимают машины «большой тройки» – Ponsse, Komatsu, John Deere, и вероятность того, что другие производители лесной техники в ближайшие годы составят им серьезную конкуренцию, небольшая. Хотя ситуацию могут изменить различные политические аспекты, включая торговые санкции и антисанкции, сказывающиеся на финансово-кредитных возможностях приобретения лесных машин импортных производителей, скачки курсов валют.

Компания Komatsu поставляет в Россию три модели колесных форвардеров: Komatsu 855, 875, 895. А также модели Komatsu 835 и 845, предназначенные в основном для выборочных рубок. Одна из наиболее грузоподъемных моделей во всей линейке форвардеров компании – Komatsu 895, которая была выведена на рынок в 2017 г. Фирма Ponsse представляет следующие модели колесных форвардеров: ElephantKing, Elephant, BuffaloKing, Buffalo, ActiveFrame, Elk, Wisent, Gazelle, 10w. Компания John Deere представляет четыре модели форвардеров: 1110G, 1210G, 1510G, 1910E, с грузоподъемностью от 12 до 19 т. В настоящее время широкую известность получил совместный проект Онежского тракторного завода и фирмы «Амкодор» по локализации производства колесных харвестеров и форвардеров в г. Петрозаводске. На российском рынке «Амкодор» представляет три модели колесных форвардеров, с вылетом манипулятора 8,2 м: Амкодор 2661-01, 2662-01 и 2682-01.

Все производители изготавливают машины практически из одних комплектующих и по одним и тем же принципам. Различаются форвардеры только двигателями (хотя все имеют систему питания Common Rail и одинаково страдают от качества российской солярки), кабинами, манипуляторами и рабочими программами (хотя и программы имеют одну базу и опции). Большая часть выпускаемых в настоящее время форвардеров имеет колесный движитель. Основной задачей программного обеспечения форвардера является возможность индивидуальной настройки скорости перемещения гидроманипулятора, а также параметров работы трансмиссии – скорости перемещения, реализуемой мощности, в зависимости от почвенно-грунтовых условий лесосеки и предпочтений оператора. Кроме этого, программное обеспечение форвардера собирает статистику и формирует отчет о показателях работы и причинах простоев техники. Все остальные различия – только сервис и наличие запасных частей на складах дилеров. В сервисе большую роль играет персонал, опыт и подготовка позволяют решать возникающие проблемы.

Форвардер состоит из узлов и агрегатов, составляющих базу трактора, на которой смонтировано специальное технологическое оборудование. Все узлы и агрегаты размещены на раме, которая представляет собой две полурамы, соединенные универсальным шарниром, позволяющим им перемещаться относительно друг друга в поперечно-вертикальной и горизонтальной плоскостях. Это обеспечивает форвардеру высокую маневренность и хорошее копирование неровностей, позволяющее преодолевать препятствия без потери контакта с дорогой. На передней полураме смонтированы: моторная установка, включающая в себя дизель с системами питания, охлаждения и предпускового подогрева; жестко соединенный с дизелем гидротрансформатор; коробка передач; кабина; основные элементы гидросистемы, пневмосистемы, управления и электрооборудования; передний ведущий мост. Таким образом, передняя полурама с установленными на ней узлами представляет собой энергетический модуль трактора. Задняя полурама, включающая задний ведущий мост с приводом, представляет собой технологический модуль трактора, так как на нем устанавливается технологическое оборудование. В качестве технологического оборудования форвардера используется гидроманипулятор, обычно с электрогидравлической пропорциональной системой управления. Манипулятор оборудован захватом грейферного типа с ротатором и стрелой рукоятью. Также на задней полураме трактора устанавливается кузов – накопитель (коник), в который складываются подобранные гидроманипулятором сортименты.

По данным участников научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства», просматриваются зависимости ряда технических характеристик форвардеров друг от друга. Анализ данных показывает, что между характеристиками современных форвардеров присутствуют определенные связи. Трансмиссии колесных форвардеров позволяют начинать скоростной режим плавно с нулевого значения и развивать его при движении по лесосеке до 7–10 км/ч и по дорогам общего назначения – до 20–30 км/ч. Колесные форвардеры имеют три варианта компоновки машин, которые отличаются местом расположения манипулятора. Наибольшее распространение в России получили форвардеры с расположением манипулятора на технологическом модуле впереди грузового отсека. На некоторых форвардерах манипулятор устанавливается на энергетическом модуле сразу за кабиной.

Гусеницы для форвардеров

Высота дорожного просвета у колесных форвардеров составляет 560–735 мм. При работе на переувлаженных почвогрунтах в теплый период года очень важным аспектом является колееобразование при многократных проходах форвардеров по волоку, поскольку при достижении глубиной колеи значения дорожного просвета машины работоспособность волока будет исчерпана. Для уменьшения колееобразования традиционно используется укрепление волока порубочными остатками, а также применяют моногусеницы, хотя, даже в сочетании с укреплением трелевочных волоков порубочными остатками, они далеко не всегда решают проблему. Типов гусениц для колесных машин существует достаточно много, как и их производителей, например Olofsfors AB, Clark, Pewag и др. На сайтах всех ведущих производителей можно найти матрицу гусениц для лесных машин, позволяющую выбрать оптимальный вариант под конкретную машину для конкретных условий работы.

Есть модели гусениц для круглогодичной эксплуатации, например ECO-TRACK TM / ECO-TRACK HS; модели для твердых грунтов, например ECO-OF / ECO-OF HS; специальные гусеницы разработаны и для работы на слабонесущих почвогрунтах – ECO-Baltic, ECO-Magnum. Они щадяще воздействуют на почву и корневые системы деревьев. Обычная гусеница имеет меньшую опорную поверхность. Однако гусеницу ECO-Baltic запрещено использовать зимой в снегу, на твердых почвогрунтах. Гусеница ECO-Soft, при повышенной опорной поверхности, еще и позволяет машине легко маневрировать, что важно при несплошных рубках. Гусеницы ECO-Baltic и ECO-Magnum имеют наибольшие опорные поверхности, за счет чего проходимость машин на слабонесущих почвогрунтах существенно повышается. Использование гусениц позволяет заметно снизить износ колес, однако при этом расход топлива повышается на 15%. Еще одним вариантом снижения давления форвардера на почвогрунт и, соответственно, повышения его проходимости может быть снижение его рейсовой нагрузки за счет неполного набора трелюемой пачки. А также укладка харвестером кроновой части деревьев на трелевочные волока для их укрепления.

Работа на слобонесущих грунтах

Правильный выбор гусеницы является большей составляющей части успешного освоения лесосеки на слабонесущих почвогрунтах. Конечно, приобретение дополнительного типа гусениц отдельно для лесосек на слабонесущих почвогрунтах увеличивает затраты лесозаготовительного предприятия. Стоимость такой гусеницы примерно в два раза выше, чем обычной, за счет повышенного расхода металла и специальных технологий ее изготовления. Возможно, поэтому немногие российские лесозаготовители их приобретают, хотя большинство сталкивается с проблемой освоения лесосек на слабонесущих почвогрунтах. Вместе с тем использование обычных гусениц на слабонесущих почвогрунтах приводит к повышенным эксплуатационным расходам, а также преждевременному выходу машин из строя за счет повышенного износа и поломок трансмиссии (дифференциала, раздаточной коробки).

При правильной эксплуатации и обслуживании болотоходных гусениц они могут прослужить несколько летних сезонов (с мая по октябрь). Также для успешной эксплуатации машин на слабонесущих почвогрунтах необходимо оснащать гусеницами и передние, и задние тележки, то есть на одну машину требуется две пары гусениц. Как только почвенно-грунтовые условия лесосеки позволяют перейти на другой тип гусениц, например ECO-TRACK, или вовсе отказаться от них, болотоходные гусеницы надо немедленно демонтировать для предотвращения их поломки. На снятие одной пары гусениц уходит 5 мин., а на их монтаж – 25 мин. Эти гусеницы весьма дорогостоящие, их следует использовать только тогда, когда освоение лесосеки на других гусеницах неэффективно. Особую опасность для гусениц представляет песок, который, как агрессивный абразив, приводит к быстрому износу звеньев и соединительных элементов. Если почвогрунт в текучем или пластичном состоянии, то гусеницы прослужат значительно дольше за счет гораздо меньшего абразивного износа, чем на сухом, песчаном грунте. Применение болотоходных гусениц на сухих почвогрунтах летом приведет к их полному износу за полгода.

При покупке колесной лесной машины, даже если в арендной базе не преобладают слабые почвогрунты, целесообразно приобрести в комплект и обычные гусеницы. Это гарантирует возможность эффекPonsse разработала конструкцию ходовой системы (тандемных тележек), которая заключается в использовании принципа несбалансированного тандема. Такие тандемы устанавливаются на машины Ponsse по умолчанию. Его конструктивные отличия заключаются в том, что при преодолении препятствия первое колесо переднего тандема не давит на почвогрунт до момента схода с препятствия заднего колеса переднего тандема. Это означает, что машина всегда имеет максимально возможную опорную площадь и, соответственно, минимальное давление на почвогрунт. На болоте конструкция несбалансированных тандемов позволяет машинам Ponsse идти поверху, не зарываясь в почвогрунт. Такая конструкция позволяет упростить данный узел, сделать его надежнее, легче и удешевить, а также повысить проходимость машины.

Заготовка в труднодоступных лесах

Если в Северо-Западном и Центральном федеральных округах РФ к труднодоступным лесосекам относятся в основном участки с переувлаженными и заболоченными почвогрунтами, то в Сибири и на Дальнем Востоке к ним добавляются лесосеки на сильно пересеченной местности. Такие территории характеризуются крутыми и протяженными уклонами местности. Эксплуатация и техническое оснащение форвардеров в таких условиях имеют свои особенности. В инструкциях по технике безопасности для операторов лесных машин говорится, что машинистам запрещается заезжать на уклоны, превышающие значения, указанные в технологической документации по эксплуатации конкретного типа машины. Как и в случаях работы на лесосеках со слабыми почвогрунтами, машины прежде всего надо оснастить правильным типом гусениц.

Универсальный шарнир позволяет полурамам форвардеров наклоняться в вертикальной плоскости относительно друг друга на угол до 15º. Это разгружает раму при движении машины по пересеченной местности и обеспечивает высокую проходимость при значительной длине продольной базы. За счет возможности блокировки шарнира в горизонтальной плоскости повышается устойчивость форвардера при работе в режимах погрузки и разгрузки. Применение в конструкциях машин системы горизонтального выравнивания платформы с кабиной позволяет устойчиво работать на склонах и расширяет функциональные возможности харвестеров и форвардеров при эксплуатации на пересеченной местности. Благодаря высокой устойчивости увеличивается скорость движения и снижается время цикла работы на пересеченной местности.

Несбалансированные тандемы колесных лесных машин хуже работают при преодолении препятствий на крутых склонах, чем сбалансированные. Поэтому, если на территории арендной базы компании преобладают лесосеки на сильно пересеченной местности, приобретая колесную машину, надо обратить внимание на то, чтобы в ее конструкции были сбалансированные тандемы. Для работы в таких условиях Ponsse выпускает форвардеры с восьмиколесной формулой, у которых все пары колес оснащаются гусеницами, благодаря чему машина становится чисто гусеничной и эффект отслеживания колес исчезает. При работе на крутых склонах у форвардеров в качестве дополнительной опции устанавливается задняя решетка отсека, препятствующая выпаданию сортиментов. Для того чтобы оператор по неопытности или невнимательности не опрокинул машину поперек склона, в бортовом компьютере машины предусмотрена опция световой и звуковой сигнализации о достижении предельных углов продольного и поперечного уклонов, с функцией отключения трансмиссии при их превышении.

Для облегчения работы форвадеров на больших уклонах производители оснащают их лебедками. Это особенно актуально в зимний период, когда из-за снега и наледи склон становится скользким. Без лебедки машины можно эксплуатировать на уклонах до 25º. Форвардер, оснащенный гусеницами, но без лебедки, может работать и на местности, имеющей уклон до 30º. Однако при этом гусеницы начинают проворачиваться, трансмиссия испытывает повышенную нагрузку, что приводит к повышенному расходу топлива, износу гусениц и колес и существенному снижению производительности. Машины Ponsse могут эффективно использоваться на уклонах до 41º при условии, что они будут дополнительно оснащены лебедкой Synchrowinch. Лебедка позволяет зацепиться тросом за верх склона и помогает машине, как человек рукой, карабкаться по склону. Она стабильно держит тросом машину на уклоне, не дает пробуксовывать трансмиссии, позволяет экономить топливо. Длина троса лебедки составляет 300 м. При работе на уклонах возрастает расход топлива. Однако если при использовании лебедки повышение расхода топлива, по сравнению с работой на равнине, составляет около 5%, то без лебедки эта цифра увеличивается вдвое.