Pytania o podwozie, napęd i nadwozie rzadko wymagają wiedzy konstruktora. Prawie zawsze sprawdzają, czy operator umie przypisać zespół do funkcji i czy nie pomyli go z sąsiadem o podobnie brzmiącej nazwie. Wabikiem w tej dziedzinie jest podmiana: kolumny obrotu z mechanizmem obrotu, zwolnicy z mechanizmem różnicowym, łożyska wieńcowego z ramą podwozia, przekładni hydrokinetycznej ze skrzynią biegów. Poniżej rozpisane są wszystkie wątki, które w 36 pytaniach tej dziedziny wracają, razem z rozstrzygnięciami, na których arkusz się opiera.
Nadwozie, podwozie i maszyna podstawowa
Trzy definicje, od których zaczynają się pytania wprowadzające:
- Nadwozie to górna część maszyny. Uwaga na wabik „górna część maszyny z układem napędowym" - w arkuszu prawidłowa jest sama „górna część maszyny", bez dopisku.
- Podwozie to podstawa maszyny, czyli to, co styka się z gruntem i przenosi na niego obciążenia.
- Maszyna podstawowa to połączone nadwozie z podwoziem, bez zamontowanego osprzętu roboczego. Nie jest nią zestaw z osprzętem ani sam osprzęt z elementami stabilizującymi.
Ten podział ma praktyczne przełożenie: nadwozie koparki gąsienicowej obraca się względem podwozia o pełne 360°, więc położenie kabiny i przeciwwagi nic nie mówi o tym, w którą stronę pojedzie maszyna.
Podwozie gąsienicowe
Rama i elementy układu jezdnego
Stabilność i wytrzymałość strukturalną podwozia koparki gąsienicowej zapewnia rama spawana skrzyniowa z belkami podłużnymi. To odpowiedź, którą arkusz uznaje za prawidłową - nie „układ hamulcowy, siłowniki i łożysko wieńcowe" ani „koło skrętne, amortyzatory i belki poprzeczne". Amortyzatorów i kół skrętnych w podwoziu gąsienicowym po prostu nie ma.
Na ramie osadzone są kolejno:
- koło napędowe (zębate), napędzane silnikiem hydraulicznym przez zwolnicę,
- koło napinające na drugim końcu belki, z napinaczem gąsienicy,
- rolki jezdne (dolne), po których podwozie toczy się po gąsienicy,
- rolki podtrzymujące (górne), utrzymujące górny odcinek gąsienicy,
- gąsienica, czyli łańcuch ze sworzniami i tulejami z przykręconymi płytami.
Rolki jezdne służą do równomiernego rozłożenia obciążenia na całą powierzchnię gąsienicy, co poprawia stateczność maszyny w nierównym terenie. Nie napinają gąsienicy i nie przenoszą momentu obrotowego - to zadanie napinacza i koła napędowego. Rozłożenie masy na dużą powierzchnię styku daje główną zaletę tego podwozia: niski nacisk na podłoże, dzięki czemu koparka gąsienicowa pracuje tam, gdzie maszyna kołowa już się zakopuje.
Gdzie jest przód podwozia koparki gąsienicowej
To pytanie odpada zaskakująco wielu zdającym, a odpowiedź jest jednoznaczna: przód podwozia rozpoznaje się po umiejscowieniu koła napędowego. Koło napędowe wraz z silnikiem jazdy i zwolnicą stoi na jednym końcu belki gąsienicowej, koło napinające na drugim - w typowym ustawieniu koło napędowe jest z tyłu, ale rozstrzyga o tym instrukcja obsługi konkretnej maszyny. Dlatego wystarczy spojrzeć na belkę gąsienicową, żeby wiedzieć, jak maszyna zacznie się poruszać po wciśnięciu dźwigni jazdy do przodu.
Dwa pozostałe warianty są pułapkami:
- „można rozpoznać tylko podczas jazdy" - nieprawda, rozpoznaje się to na postoju, wzrokowo,
- „jest po przeciwnej stronie niż przeciwwaga" - nieprawda, bo przeciwwaga należy do nadwozia, które obraca się niezależnie od podwozia. Po obrocie o 180° taka wskazówka prowadzi dokładnie w złą stronę.
Ta sama wiedza wraca przy pokonywaniu wzniesień: koło napędowe powinno znajdować się po stronie niższej, o czym więcej w tekście o technologii robót ziemnych i osprzęcie.
Napięcie gąsienicy - zbyt luźna i zbyt napięta
Napięcie gąsienicy reguluje się smarem tłoczonym do siłownika napinacza, do wartości zwisu podanej w DTR maszyny. Obie skrajności są w arkuszu osobnymi pytaniami i obie mają inne skutki:
| Stan gąsienicy | Co się dzieje |
|---|---|
| Zbyt luźna | spadanie z układu jezdnego oraz przyspieszone zużycie sworzni i kół napędowych |
| Zbyt mocno napięta | nadmierne zużycie łańcucha, kół napędowych i rolek |
| Prawidłowa | zwis zgodny z DTR, równomierne zużycie, pełne przeniesienie napędu |
Warto zapamiętać rozróżnienie: luźna gąsienica schodzi z układu jezdnego, przepięta zjada łańcuch, koła i rolki. Wabiki mówiące, że luźna gąsienica poprawia przyczepność w grząskim terenie albo że przepięta uniemożliwia skręt, są fałszywe. Kontrola napięcia to czynność obsługi codziennej, opisana szerzej przy obsłudze technicznej.
Podwozie kołowe - koparkoładowarka i koparka kołowa
W maszynie kołowej rolę gąsienicy przejmuje ogumienie i to ono jest źródłem pytań.
- Ciśnienie w ogumieniu dostosowuje się do wartości podanych w instrukcji obsługi i eksploatacji. Nie do preferencji operatora i nie do wymagań właściciela terenu.
- Nierównomierne ciśnienie zmniejsza stateczność maszyny. Nie jest obojętne dla eksploatacji i na pewno nie poprawia własności jezdnych - obie takie odpowiedzi to wabiki.
- Rozstaw osi wpływa na stabilność maszyny podczas pracy z dużymi obciążeniami, a nie na promień skrętu ani prędkość na drodze utwardzonej.
- Prześwit decyduje o zdolności poruszania się po trudnym terenie. Nie o głębokości wykopu (tę wyznacza osprzęt) ani o wysokości podnoszenia łyżki ładowarkowej.
Przeniesienie napędu
Układ hydrostatyczny jazdy
W koparce gąsienicowej napęd jazdy jest hydrostatyczny. Energię mechaniczną silnika spalinowego na energię hydrauliczną przekształca pompa oleju hydraulicznego. Z powrotem na mechaniczną zamienia ją silnik hydrauliczny (ruch obrotowy) albo siłownik (ruch liniowy). Przepływ do poszczególnych odbiorników kieruje rozdzielacz hydrauliczny: kieruje olej do odpowiednich sekcji i pozwala sterować nimi osobno. Rozdzielacz niczego nie przetwarza i nie zwiększa momentu w przekładni bocznej - te odpowiedzi wracają w arkuszu jako wabiki. Szczegóły całego obiegu opisuje tekst o układzie hydraulicznym.
Zwolnica, czyli przekładnia boczna
Zwolnica znajduje się w układzie napędowym, przy kołach napędzających. Nie w kabinie przy sterowniku jazdy i nie w układzie hydraulicznym obok pompy głównej.
Jej funkcja: zmiana momentu obrotowego i przeniesienie napędu na koła napędowe, w praktyce zmniejszenie prędkości obrotowej przy jednoczesnym zwiększeniu momentu. W maszynach roboczych są to najczęściej zwolnice planetarne - zwarta przekładnia obiegowa zabudowana wprost w piaście koła albo w kole napędowym gąsienicy. Zwolnica nie zwiększa stabilności maszyny i nie służy do oszczędzania paliwa.
Mechanizm różnicowy i jego blokada
Mechanizm różnicowy umożliwia zróżnicowanie prędkości obrotowej kół napędowych pracujących na jednej osi, przekazując na nie moment obrotowy. Kluczowe słowa to „jednej osi" - odpowiedź o kołach dwóch różnych osi jest błędna.
| Stan | Zachowanie kół jednej osi |
|---|---|
| Bez włączonej blokady | koła mogą obracać się z różnymi prędkościami |
| Z włączoną blokadą | koła obracają się z tą samą prędkością |
Na zakręcie koło wewnętrzne pokonuje krótszą drogę, więc obraca się wolniej niż zewnętrzne. Bez mechanizmu różnicowego opony ślizgałyby się i szybko zużywały, a maszyna gorzej wchodziła w łuk. Blokadę włącza się natomiast tam, gdzie jedno koło traci przyczepność - na błocie, śniegu, luźnym gruncie - żeby moment nie uciekał do koła buksującego.
Wały i przeguby
Momenty między zespołami napędu przenoszą wały z przegubami. Przeguby w układach napędowych jazdy służą do przekazywania momentu obrotowego między wałami o nachylonych względem siebie osiach. Nie zmniejszają prędkości obrotowej kół i nie stabilizują maszyny.
Obsługa przegubów krzyżakowych polega na utrzymaniu ich w czystości i regularnym smarowaniu. To odpowiedź arkusza. Wabikami są „codzienne sprawdzanie luzów" oraz „sprawdzanie poziomu oleju w przegubach" - w przegubie krzyżakowym nie ma miski olejowej, jest smarowniczka.
Przekładnia hydrokinetyczna (zmiennik momentu)
W koparkoładowarkach i maszynach kołowych między silnikiem a skrzynią biegów pracuje przekładnia hydrokinetyczna, nazywana też zmiennikiem momentu. Jej cecha rozpoznawcza w arkuszu: płynnie zwiększa moment obrotowy w miarę wzrostu obciążenia. Nie zmniejsza go i nie pozwala sterować momentem ręcznie - od ręcznego sterowania jest mechaniczna skrzynia biegów, która momentu nie zwiększa płynnie, tylko skokowo, przełożeniem.
Z tej samej zasady wynika ograniczenie eksploatacyjne: należy unikać długich poślizgów zmiennika, bo powodują one jego nadmierne nagrzewanie, co może doprowadzić do uszkodzenia. Poślizg to stan, w którym wirnik pompy kręci się szybko, a turbina prawie stoi - cała różnica energii zamienia się w ciepło oleju. Praktycznie oznacza to: nie dociskać maszyny do hałdy „na gaz" przy zablokowanych kołach przez kilkadziesiąt sekund, tylko cofnąć i nabrać materiał ponownie.
Obrót nadwozia: łożysko wieńcowe, mechanizm i kolumna
Trzy zespoły o mylących nazwach, rozdzielone tak, jak rozdziela je arkusz.
Łożysko wieńcowe łączy nadwozie z podwoziem. Jego funkcją jest przeniesienie na podwozie obciążeń wywołanych pracą osprzętów roboczych i jednoczesne umożliwienie obrotu. Nie zapewnia stabilności maszyny na nierównym terenie (to zadanie podwozia i rozstawu gąsienic) i nie kontroluje prędkości obrotowej.
Mechanizm obrotu to napęd tego ruchu: silnik hydrauliczny z przekładnią i zębnikiem współpracującym z uzębieniem wieńca. Warto pamiętać, że przepisy zabraniają włączania mechanizmu obrotu w trakcie napełniania naczynia roboczego (§ 10 ust. 2 rozporządzenia Ministra Gospodarki z 20 września 2001 r., tekst jednolity Dz.U. 2018 poz. 583).
Kolumna obrotu (złącze obrotowe) to zespół hydrauliczny w osi obrotu. Jej główna funkcja to umożliwienie przepływu oleju hydraulicznego między podwoziem i nadwoziem bez ograniczenia obrotu. Dzięki niej napęd jazdy działa przy dowolnym położeniu nadwozia - i to właśnie kolumna obrotu, a nie mechanizm obrotu ani rozdzielacz, jest odpowiedzią na pytanie o element umożliwiający przenoszenie napędu na koła gąsienic bez ograniczenia obrotu nadwozia. Gdyby przewody biegły wprost z nadwozia do silników jazdy, po kilku obrotach skręciłyby się i urwały.
Automatyczny hamulec obrotu nadwozia zabezpiecza nadwozie przed niekontrolowanym obrotem. Pozostaje aktywny podczas postoju, eksploatacji i transportu - nie tylko na czas załadunku i nie tylko przy pracy w nierównym terenie. Zwalnia się sam, gdy operator wychyli dźwignię obrotu.
Osprzęt i połączenia w układzie roboczym
Kilka pytań tej dziedziny dotyczy granicy między napędem a osprzętem:
- Siłownik wysięgnika umożliwia podnoszenie i opuszczanie wysięgnika, a przez to całego osprzętu koparkowego. Siłownik ramienia i siłownik łyżki odpowiadają za ruchy dalszych członów.
- Elementami łączącymi, istotnymi dla funkcjonowania układu roboczego, są sworznie - nie zaczepy i nie elastyczne przewody hydrauliczne.
- Osprzętem do rozbijania bardzo twardych podłoży jest młot hydrauliczny. Ząb zrywający zrywa nawierzchnie i grunty spoiste, nożyce służą do wyburzeń.
Do tego dochodzą dwa wątki z sąsiednich dziedzin, które w arkuszach tej partii również się pojawiają: w konstrukcjach ochronnych za bezpieczeństwo odpowiada mocna rama w ROPS i wzmocniona powłoka w FOPS (szerzej w tekście o kabinie ROPS i FOPS), a akumulator charakteryzują napięcie w woltach, pojemność w amperogodzinach i prąd rozruchowy w amperach, przy czym akumulatory kwasowe wolno ładować wyłącznie w miejscu specjalnie do tego przeznaczonym - o czym więcej przy silniku i instalacji elektrycznej.
Na czym się wykłada zdający
Sześć rozróżnień, które w tej dziedzinie kosztują najwięcej punktów:
- Kolumna obrotu kontra mechanizm obrotu. Kolumna prowadzi olej przez oś obrotu, mechanizm obraca nadwozie. Pytanie o „przenoszenie napędu na koła gąsienic bez ograniczenia obrotu nadwozia" dotyczy kolumny.
- Zwolnica kontra mechanizm różnicowy. Zwolnica redukuje prędkość i zwiększa moment przy kole. Różnicowy pozwala kołom jednej osi kręcić się z różnymi prędkościami. To dwa różne zespoły, nie synonimy.
- Przód podwozia kontra strona przeciwwagi. Przód wskazuje koło napędowe w podwoziu, a nie przeciwwaga, bo ta obraca się razem z nadwoziem.
- Luźna kontra przepięta gąsienica. Luźna spada z układu jezdnego, przepięta niszczy łańcuch, koła i rolki.
- Nadwozie to sama górna część maszyny, bez dopisku o układzie napędowym, a maszyna podstawowa to nadwozie z podwoziem bez osprzętu.
- Zmiennik momentu kontra skrzynia biegów. Płynne zwiększanie momentu wraz z obciążeniem to przekładnia hydrokinetyczna, nigdy skrzynia mechaniczna ani wał z przegubami.
Jak to przećwiczyć
Wszystkie pytania tej dziedziny wraz z odpowiedziami i wyjaśnieniami są dostępne w darmowej bazie pytań o podwoziu i napędzie. Kiedy definicje siedzą już w głowie, warto przejść na zestawy testowe w formacie egzaminu, żeby sprawdzić rozpoznawanie zespołów pod presją czasu - w teście jest 20 pytań, 30 minut i próg 16 poprawnych odpowiedzi.