Caterpillar D7E Dozer

Depois que Bob Powers removeu 10 parafusos e dois pinos de debaixo da cabine do Cat D7E, Wes Reetz usou o macaco hidráulico de bordo do trator para inclinar a cabine lateralmente em um ângulo acentuado.

Inclinar a cabine (uma tecnologia impressionante em si) expôs as entranhas do D7E, revelando por que este trator de esteira relativamente novo da Caterpillar é uma das máquinas mais inovadoras do setor.

Olhando para baixo dentro da estrutura do D7E, o motor e as bombas hidráulicas parecem familiares, mas o resto do trem de força é um tanto misterioso. Já se foram o conversor de torque, a transmissão power-shift e os eixos de transmissão relacionados. Em seu lugar reside um grande gerador elétrico movido a motor e dois outros componentes principais - o inversor de energia e o módulo de propulsão - conectados com cabos mais grossos do que seu polegar para criar o sistema de acionamento diesel / elétrico do D7E.

A Construction Equipment deu uma olhada no D7E no outono passado em Wilmington, IL, onde a Local 150 (União Internacional de Engenheiros Operacionais) tem suas instalações de treinamento. Lá, nos encontramos com os dois especialistas em D7E da Caterpillar - Powers, especialista sênior de aplicação de produto (e ex-operador com uma placa local 150 atual) e Reetz, engenheiro de projeto D7E - junto com Kevin “Zip” Ackert, Mike Evans e Troy Butler, todos os instrutores do Programa de Aprendizagem e Melhoria de Habilidades do Local 150.

O objetivo de nossa visita era duplo: dar uma olhada de perto no design do D7E e ouvir em primeira mão alguns dos melhores operadores de tratores sobre o que eles pensam sobre os recursos e o desempenho do D7E.

Design novo, menos engrenagens

Reetz nos contou que o gerador (acionado por um motor Cat C9.3 de 235 nethorsepower) produz 480 volts de energia CA trifásica, que é direcionada ao inversor de potência, uma caixa cinza fixada na frente do tanque de combustível. O inversor de energia muda essa entrada para 640 volts de energia CC, parte dos quais vai para um conversor de energia acessório que envia corrente CC em cerca de 340 volts para a bomba d'água eletricamente acionada do D7E e o ar-condicionado montado no teto.

O inversor de energia também converte uma parte da energia CC em corrente CA “controlada por frequência”. Esse processo é crítico, diz Reetz, para fornecer o tipo adequado de corrente a um par de motores elétricos AC tecnicamente avançados alojados no módulo de propulsão do D7E.

“Um motor para cada pista?” Evans queria saber. Os motores, na verdade, são engrenados juntos, disse Reetz, e se dirigem a um sistema de direção diferencial Cat convencional, depois para finais de dupla redução. Todos os motores estão funcionando, disse ele, proporcionando movimento para frente ou para trás.

“Há muita voltagem indo para várias partes da máquina”, disse Butler. “Algum perigo quando você está na cabine - ou quando está trabalhando na água?”

“A resposta curta é 'não'”, disse Reetz. “Todos os cabos de alta tensão - aqueles com trança laranja - são blindados e blindados de especificação militar. Se forem danificados, um sofisticado sistema de detecção de falha de aterramento detectará o problema e desligará o trem de força antes que ele se torne perigoso. Está tudo isolado da estrutura e do sistema elétrico de 24 volts da máquina e totalmente vedado. ”

Reetz antecipou a próxima pergunta provável e explicou que o D7E também é uma máquina segura para manutenção: “Quando a máquina é desligada, qualquer energia residual no sistema de acionamento é drenada pela bomba de água em alguns segundos. Se houvesse um problema com a bomba, um resistor de purga no inversor de energia tornaria o sistema seguro em três a cinco minutos. ”

Reetz então chamou nossa atenção para uma lâmpada indicadora âmbar com um interruptor adjacente no lado esquerdo da máquina.

“Sempre que houver energia potencialmente perigosa no sistema”, disse ele, “a lâmpada estará acesa; se estiver desligado, a energia foi dissipada e é seguro trabalhar na máquina. O interruptor permite que você verifique se a lâmpada está funcionando. ”

“Qual é a vantagem do acionamento a diesel / elétrico?” perguntou Evans. “Parece que adiciona uma complexidade considerável à máquina.”

“Volta à intenção do projeto do D7E - construir o escavador de terra mais eficiente possível”, disse Reetz. “Comparado com o Cat D7R [com um trem de força convencional e potência, peso e capacidade da lâmina semelhantes], o D7E, em média, move 10 por cento mais material por hora, queima de 10 a 30 por cento menos combustível no processo e fornece um vantagem de eficiência de combustível [material movido por galão de combustível] na ordem de 25 por cento. ”

Para recursos mais familiares

Enquanto Reetz movia o D7E observando suas características, ele destacou que o trator foi projetado para trabalhar tão eficientemente em nivelamento quanto em movimentação de terra em massa, tendo um material rodante estendido que fornece uma plataforma estável (e menor pressão sobre o solo). Na verdade, disse ele, a D7E é uma das melhores máquinas de nivelamento da linha Caterpillar.

A menção de Reetz ao material rodante levou Ackert a fazer a pergunta que todos provavelmente estavam pensando: “Por que o material rodante oval convencional em vez do projeto Cat com roda dentada elevada?”

“A configuração baixa oferece melhores linhas de visão para os lados”, disse Reetz, “e permite espaço para a cabine inclinada - uma grande vantagem para a facilidade de manutenção. Mas a máquina ainda tem um comando final modular, e os tamanhos dos componentes foram aumentados para maior durabilidade - por exemplo, os rolamentos do eixo D7E são do tamanho dos do D10. ”

No compartimento do motor, Reetz apontou que o motor menor de 9,3 litros do D7E, em comparação com o motor de 10,8 litros do D7R, deixa amplo espaço para um pacote de pós-tratamento Tier-4, necessário para o futuro controle de emissões.

Ele também notou a frente do motor “sem correia”, resultado do acionamento elétrico da bomba d'água e do ar-condicionado. O pacote de resfriamento da máquina, disse Reetz, tem três resfriadores separados lado a lado - o direito para resfriamento ar-ar da saída do turboalimentador e o centro para o líquido de arrefecimento do motor. A seção esquerda usa o líquido de arrefecimento do motor de um circuito separado da bomba de água para resfriar os principais componentes elétricos do trem de força, bem como o óleo hidráulico. Acrescentando à potência de resfriamento do D7E, ele disse, há um ventilador acionado hidraulicamente que consome menos potência e economiza combustível.

Na cabine,

Powers convidou os operadores para uma rápida revisão dos controles. O D7E tem um novo leme de direção com três controles convenientes integrados: uma chave oscilante para mudança de marcha para frente / ré; um rolo de polegar para ajustar a velocidade do motor; e um botão amarelo que lembra uma velocidade pré-definida para carregar o material assim que a lâmina é carregada.

Um acelerador com botão giratório tem cinco posições - 800, 1.100, 1.300, 1.550 e 1.800 rpm. A maioria dos operadores acelera totalmente e deixa lá, disse Powers, mas acrescentou que a configuração de 1.550 rpm ainda fornece 90 por cento de potência para o solo e economiza combustível significativo. Um mostrador de quatro posições próximo ao acelerador permite que o operador selecione a partir de três combinações predefinidas de velocidade de operação para frente / ré. (A quarta posição é programável para velocidades personalizadas.)

O seletor rotativo permite que o operador ajuste a velocidade do motor (e velocidade de solo) dentro da faixa selecionada no acelerador. A velocidade é indicada no monitor por um número que equivale às seleções de marcha, não a milhas por hora, com números variando de 0,1 a 3,0, em incrementos de 0,1.

“O operador seleciona uma velocidade confortável”, diz Powers, “e o trator gerencia o resto ajustando a frequência da corrente. É fácil treinar os operadores, porque você não pode selecionar a marcha errada e acelerar demais o motor ou superaquecer o conversor. Há um sensor de inclinação e sensores para velocidade de solo e rpm do motor e, em uma situação de excesso de velocidade potencial, o sistema aciona os freios. ”

No chão, há um pedal de controle de velocidade de deslocamento que reduz proporcionalmente a velocidade de deslocamento quando pressionado e, em seguida, aciona os freios em curso completo. Ao contrário de um desacelerador, no entanto, o pedal não reduz a velocidade do motor. Ele está lá, disse Powers, para dar ao operador maior controle, mas não precisa ser usado ao fazer mudanças de direção.

Desempenho na sujeira

Com esta introdução básica ao D7E, cada operador operou a máquina, combinando uma combinação de trabalho pesado de laminação, nivelamento e manobra. Depois de algumas horas, solicitamos seus comentários.

“Eu tentei furar o canto da lâmina,” disse Butler, “mas ela cortou suavemente e carregou a sujeira. O poder nunca para. Estou definitivamente impressionado. É silencioso e a visibilidade é excelente - a maneira como a coluna central da cabine se alinha com o pré-limpador, o silenciador e o cilindro da lâmina - essas obstruções parecem desaparecer. Tenho que admitir que usei o pedal de controle de velocidade antes de fazer mudanças de direção - apenas hábito. ”

Butler também ficou bastante impressionado com o sistema de câmera retrovisor opcional da D7E.

“Eu me peguei várias vezes olhando para trás ao inverter, então percebi que tudo que eu tinha que fazer era olhar para o monitor. A visão clara que a câmera oferece é incrível. Ele oferece uma visão excepcionalmente ampla e você pode realmente ver mais da área de trabalho com a câmera do que visualmente girando no assento. ”

Evans ecoou os comentários de Butler: “Tem poder ... isso é certo. Não importa o quanto eu tentei empurrá-lo no corte, ele simplesmente pegou e foi embora. Fiquei impressionado com a visibilidade para a lâmina e para os lados ... é excelente. Além disso, o controlador de velocidade na ponta do dedo - é um recurso muito conveniente e gosto do fato de a Caterpillar ter deixado o pedal - é um fator de segurança e gosto de tê-lo lá.

As primeiras impressões de Ackert foram sobre a controlabilidade do D7E. “O controle que você tem, não só com velocidade e direção, mas também com o sistema hidráulico, é incomparável.”

Reetz explicou que o D7E tem “sistema hidráulico distribuído”, um projeto que coloca a válvula de controle da lâmina bem na frente do trator e a do ríper na parte traseira. Localizar as válvulas perto dos implementos, disse ele, reduz o uso das mangueiras, resultando em uma resposta excepcionalmente rápida e precisa. Além disso, ao usar uma bomba de direção do tamanho D8, disse Reetz, o D7E é extremamente manobrável.

“O equilíbrio da máquina é excelente ... contribui para uma classificação realmente precisa”, disse Ackert, “e embora eu tenha pensado inicialmente que ter o posto da cabine no centro seria um problema, depois de cinco minutos ele desapareceu.”

Ackert também observou alguns detalhes adicionais no design da cabine: “Também gosto da forma como o assento é inclinado [15 graus] para tornar mais fácil olhar para trás quando você está rasgando. Menos alongamento. É silencioso também - eu diria que mesmo se você tivesse a máquina em alta rotação, você poderia colocar seu celular no viva-voz e manter uma conversa enquanto você está correndo. ”

Ackert, assim como seus cooperadores, disse que usou o pedal de controle de velocidade "algumas vezes por hábito", então quando ele estava "correndo em 3.0 - totalmente aberto - eu bati no botão reverso e ela iria embora ... incrível como o sistema se transforma em mudanças direcionais. ”

Como seus companheiros, Ackert também ficou impressionado com a capacidade de empurrar do D7E: “O poder desta máquina é excelente - não importa como você venha no corte ... de lado, para cima, para baixo ... não não importa, ele apenas se estabelece, faça o que você pedir. ”