Возросшие требования к качеству планировочных работ, осо­бенно при сооружении земляного полотна дороги, вызвали ускорен­ную автоматизацию скреперов, бульдозеров и автогрейдеров, вы­полняющих эти работы. При этом основными направлениями автоматизации явились стабилизация требуемого углового положе­ния рамы и ножа в поперечной и продольной плоскостях, управле­ние подъемом отвала при перегрузке двигателя, управление скоро­стью для реализации имеющейся мощности и управление группой машин по направляющему лучу лазера. Наибольшее распростране­ние среди землеройной техники имеют бульдозеры.

Автономная система автоматического управление рабочим ор­ганом бульдозера типа «Автоплан-10» (рис. 10.33) состоит в общем случае из блоков управления 5 и перегрузки 4, пульта управления 3, маятникового датчика углового положения отвала 2, датчика числа оборотов двигателя (тахогенератора) 1, реверсивных гидроэлектро­золотников 7, аккумуляторных батарей 6, обратного клапана с дросселем 11, агрегатов и приборов гидросистемы, а также трубо­проводов (дренажного 8, слива рабочей жидкости в бак 9, подвода 10 и подачи 12 рабочей жидкости под давлением).

Пульт, блоки управления и перегрузки, а также аккумуляторные батареи установлены в кабине машиниста. С помощью блока управ­ления отвалу бульдозера задается требуемый угол продольного на­клона, а сигнал датчика преобразуется в команду, подаваемую на электромагниты реверсивного гидрозолотника. Пульт управления служит для обеспечения кнопочного дистанционного управления подъемом и опусканием отвала бульдозера. Реверсивный гидрозо­лотник осуществляет управление гидроприводом перемещения от­вала в соответствии с командами блока управления и расположен позади корпуса бортовых фрикционов трактора. Маятниковый датчик углового положения установлен на одном из толкающих брусьев универсальной рамы бульдозера рядом с шарнирным соеди­нением толкающей рамы. Он предназначен для подачи электричес­кого сигнала в блок управления и представляет собой маятник, со­единенный с подвижным контактом потенциометра.

Работа бульдозера с автоматическим управлением осуществля­ется следующим образом. В зависимости от уклона поверхности строящейся дороги или площадки на пульте управления задается необходимый угол наклона толкающего бруса, который соответст­вует положению режущей кромки ножа отвала относительно опор­ной поверхности гусениц. В процессе работы бульдозера гусеницы встречаются с неровностями площадки, а угол наклона толкающих брусьев при этом изменяется в обе стороны от горизонтали и верти­кали. В этом случае маятниковый датчик посылает в блок управле­ния электрические сигналы — импульсы тока об изменении угла наклона толкающего бруса рамы. В свою очередь импульсы, преоб­разованные в электрический ток, направляют его в электрозолот­ник, соленоид которого обеспечивает подачу рабочей жидкости гидросистемы в соответствующую полость рабочего гидроцилинд­ра. При этом шток гидроцилиндра перемещается, устанавливая от­вал бульдозера в заданное для работы положение.

Указанная система стабилизации положения отвала обеспечива­ет надежность работы только при практически постоянной частоте вращения вала двигателя. При снижении частоты вращения вала двигателя, возникающим с увеличением усилий на отвале, механизм контроля системы отключает автомат стабилизации, подавая сиг­нал на выглубление отвала. После восстановления частоты враще­ния вала двигателя трактора до нормальной, контролируемой датчиком числа оборотов двигателя (тахогенератором, приводи­мым от работомера), вновь включается автомат стабилизации поло­жения отвала, который принимает прежнее заданное положение. Скорость опускания отвала для заглубления регулируется обратным клапаном с дросселем, который служит и ограничителем. Предохра­нительный клапан рассчитан на давление 10 МПа и защищает систе­му от перегрузки. Работа гидропривода автоматической системы осуществляется от шестеренного насоса, установленного на трак­торе.

Система «Копир-Автоплан», используемая в работе бульдозе­ров, позволяет контролировать положение рабочего органа по внешним жестким направляющим (трос, бордюр и т. п.). В настоя­щее время наиболее совершенной системой автоматического управ­ления бульдозеров является система «Комбиплан-ЮЛП» с лазерны­ми приборами (рис. 10.34). Эта система позволяет изменять и стабилизировать угловое положение отвала в продольной и попе­речной плоскостях с помощью датчиков, установленных на отвале и раме машины, а также защищать двигатель от перегрузок. При этом

для соблюдения машиной заданного направления движения и ре­гулирования положения рабочего органа по высоте используют лазерные устройства. Они включают в себя лазерный нивелир (из­лучатель), устанавливаемый на площадке, и фотоприемное устрой­ство ФПУ, контролирующее положение отвала относительно луча лазера, установленное на отвале бульдозера. Глубина резания в про­дольной плоскости задается из кабины путем установки ФПУ на требуемую высоту Я. Отклонение положения ФПУ от заданного при проходе машины по неровностям вызывает появление сигнала АН, воздействующего на механизм перемещения ФПУ, который восстанавливает требуемое положение рабочего органа на эту ве­личину.

К достоинствам этих систем следует отнести возможность осу­ществлять управление не только одной машиной, но и группой ма­шин на значительных линейных расстояниях и площадях при опти­мальных рабочих скоростях. При этом точность планировки грунта по продольному профилю с системой автоматического автономного управления положением отвала составляет ±50 мм, а по лучу лазе­ра — ±30 мм.

При работе землеройно-транспортных машин цикличного дей­ствия машинисту приходится производить многократные включения и выключения привода рабочего органа. В среднем за смену он более 1000 раз изменяет положение отвала бульдозера. Это не позволяет осуществлять рациональную загрузку двигателя. По­этому стабилизация нагрузки двигателя путем изменения толщины

срезаемой стружки грунта по мере его набора рабочим органом бульдозера или скрепера возможна только при автоматизации ука­занного процесса.

Автоматическое регулирование работы двигателя включает в се­бя две параллельные и в то же время зависимые системы, представ­ленные в виде упрощенной блок-схемы на рис. 10.35:

1) регулирование частоты вращения вала двигателя с помощью центробежного регулятора, увеличивающего подачу топлива при изменении этой частоты;

2) регулирование частоты вращения вала двигателя в функции изменения нагрузки.

В первой системе цепь регулирования частоты вращения вала двигателя состоит из центробежного регулятора оборотов ЦР и то­пливного насоса ТН, которые регулируют подачу топлива в цилин­дры двигателя. Вторая система регулирования включает в себя сле­дующие основные элементы и принципы их действия:

• датчик (тахогенератор) Д, сигнал которого м пропорционален частоте вращения двигателя;

• задающий элемент 3, подающий постоянный электрический сигнал І2, пропорциональный заданным номинальным частотам вращения вала двигателя;

• сравнивающее устройство С, в котором производится алгеб­раическое сложение сигналов от датчика и задающего элемента и полученная разность представляет собой управляющий сигнал Лг;

• усилитель У, усиливающий управляющий сигнал до величины /, способный управлять механизмом подъема-опускания рабочего органа;

• исполнительный механизм И, преобразующий управляющее воздействие в механическое перемещение рабочего органа h и пред­ставляющий собой два гидроцилиндра двустороннего действия с электрогидравлическим золотниковым устройством.

Автоматически перемещая рабочий орган машины по вертика­ли, исполнительный механизм тем самым регулирует толщину стружки грунта, которая определяет нагрузку на двигатель.

В связи с тем, что требования к нагрузке двигателя во время ра­боты остаются постоянными, рассмотренная система автоматичес­кого регулирования является стабилизирующей.

Благодаря автоматизированной системе управления производи­тельность бульдозеров увеличивается в среднем на 15 %.