Провода над карьером: как самосвал получает больше тяги на подъёме

На подъёме самосвал поднимает токоприёмник к контактной линии над дорогой. На первый взгляд он становится огромным троллейбусом с камнями вместо пассажиров. Но сходство заканчивается, когда дорога под проводами кончается: грузовик может опустить токоприёмник и продолжить рейс на дизеле. В карьере это позволяет провести линию там, где она делает больше всего работы, не привязывая к ней всю перевозку.


Для начала надо разобраться, что именно крутит колёса. В дизель-электрическом самосвале двигатель вращает генератор, а тягу на колёсах создают электромоторы. Получается, у машины уже есть электрический привод, даже когда вся энергия производится на борту из топлива. Контактная линия даёт ему второй источник питания. Когда токоприёмник соединяет привод с сетью, та берёт на себя тяговую работу. Именно такой режим описывает Liebherr для своей системы Trolley Assist: электромоторы получают питание от линии, пока дизель работает на холостом ходу.

Что даёт провод, лучше всего видно на подъёме с грузом. Машина всё время поднимает собственную массу и массу породы. Если двигаться быстрее по тому же уклону, за каждую секунду груз поднимется выше. Значит, на это надо отдать больше мощности. Когда доступная мощность ограничена бортовой установкой, гружёный самосвал на затяжном уклоне замедляется. На оборудованном участке внешняя сеть способна дать электромоторам больше тяговой мощности, если сами моторы, линия и дорога допускают такой режим. Это способ выиграть время на самой тяжёлой части пути, а не обещание одной и той же прибавки для всех машин.

Почему линию не ведут до каждого ковша

Погрузчик работает там, где сейчас добывают породу, а место погрузки может сдвигаться по мере разработки. Проводам же нужны опоры и подвод энергии; они обслуживают определённую полосу дороги. Возле погрузчика и у разгрузки самосвалу приходится маневрировать. Сохраняя дизель, машина не обязана оставаться под контактной сетью в этих местах. Зато на повторяющемся длинном подъёме линию за смену используют многие гружёные машины. Для неё можно выбрать участок, который останется востребованным достаточно долго.

Производитель описывает, например, работу с компанией First Quantum на медном руднике Sentinel в Замбии. Два оборудованных токоприёмниками самосвала Liebherr T 284 ввели в эксплуатацию в 2016 году, испытания решения начались в феврале 2017-го. Это два разных этапа: доставить и подготовить машины ещё не означает закончить проверку их работы под проводами. В другом примере горнодобывающая компания Boliden сообщала об использовании контактных линий в шведском карьере Айтик. Отдельно она описывала испытание машины, которую можно переоборудовать под батареи. Само наличие проводов не означает, что на них ездит уже полностью аккумуляторный парк.

Похожая оговорка нужна и к экономии топлива. Дизель во время движения под линией может работать вхолостую, но за пределами оборудованного отрезка он снова питает привод. Чтобы оценить пользу для всего рейса, важно знать, сколько времени и какой работы приходится на подъём под проводами. На короткий отрезок маршрута может приходиться значительная часть всей тяговой работы. И наоборот, короткий пологий кусок дороги не даст того же выигрыша, даже если самосвал технически умеет к нему подключаться.

Поэтому самый показательный момент в рейсе наступает ещё до конца подъёма. У погрузчика важнее свобода манёвра, на рампе с полным кузовом важнее тяга. Токоприёмник позволяет перейти от одного режима к другому на той же машине, и подводить сеть к каждому месту работы для этого не требуется.