Wywrotki są niezbędnym elementem w branży budowlanej, drogowej oraz w robotach ziemnych, służąc do transportu i rozładunku materiałów sypkich, płynnych lub kawałkowych. Ich wszechstronność wynika z możliwości szybkiego opróżniania przestrzeni ładunkowej poprzez kontrolowane przechylenie skrzyni. Na rynku dostępne są różnorodne konfiguracje napędu i konstrukcji, dostosowane do specyficznych potrzeb i warunków pracy.
Rodzaje i konfiguracje wywrotek
Wywrotki znajdują zastosowanie w wielu sektorach, m.in. w robotach ziemnych, budownictwie i drogownictwie do wywozu urobku oraz dowozu materiałów sypkich. W zależności od potrzeb, stosuje się różne podziały, na przykład według kierunku wyładunku i kształtu skrzyni. Wywrotki stosowane są do transportu materiałów płynnych, sypkich lub kawałkowych.
Dostępne są różne konfiguracje osi i napędu, które mają kluczowe znaczenie dla właściwości jezdnych i ładowności pojazdu. Konfiguracja 8x8 jest uznawana za hardkorową do jazdy głównie po budowie, ze względu na małą legalną ładowność. Z kolei 8x4 jest przeznaczona głównie na szosę, jednak dwa mosty napędowe na zwolnicach również dobrze sobie radzą w mniej wymagającym terenie.
Samochody ciężarowe czteroosiowe mogą mieć różne konfiguracje napędu:
- 8x2: napęd tylko jednej z tylnych osi.
- 8x4: napęd obu tylnych osi.
- 8x6: napęd trzech osi, z dwoma wariantami - z napędzaną pierwszą przednią osią lub z napędzaną drugą przednią osią.
- 8x8: napęd wszystkich osi.
Napędy 8x6 i 8x8 mogą być aktywowane przez manualne dołączanie osi przedniej/przednich lub realizowane stale przez centralny mechanizm różnicowy.
Budowa wywrotki
Za unoszenie skrzyni w wywrotkach odpowiada zazwyczaj siłownik hydrauliczny - czołowy (przedni) albo podskrzyniowy (centralny). Skrzynia wywrotki spoczywa zazwyczaj na ramie pomocniczej zamocowanej do podwozia samochodu lub na ramie głównej naczepy.
W wywrotkach tylnozsypowych trzy ściany skrzyni są zazwyczaj zespawane z płytą podłogową, a burta tylna pełni funkcję klapy otwieranej podczas rozładunku.
Elementy konstrukcyjne zabudowy typu wywrotka
Fundamentem każdej zabudowy typu wywrotka jest rama wykonana ze stali o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej. Konstrukcja jest spawana, a następnie poddawana cynkowaniu ogniowemu lub pokrywana lakierem przemysłowym. Skrzynia ładunkowa wywrotki również musi sprostać dużym obciążeniom. Jej podłoga powstaje z grubej, odpornej na ścieranie blachy, zabezpieczonej lakierowaniem wielowarstwowym. Burty wykonane z anodowanego aluminium zwiększają trwałość konstrukcji i ułatwiają obsługę.
Kluczowym elementem działania wywrotki jest układ hydrauliczny, który steruje procesem przechyłu skrzyni. W nowoczesnych konstrukcjach stosuje się wydajne siłowniki hydrauliczne, zasilane elektryczną pompą POWERPACK lub układem PTO. Siłowniki mogą być podskrzyniowe (standardowe) lub czołowe, zamocowane wahliwie, unoszące skrzynię i obracające ją na tylnym zawiasie.
Podstawą zabudowy typu wywrotka jest skrzynia ładunkowa, najczęściej budowana ze stali (podstawa) oraz aluminium (burty). Burty są mocowane na specjalnych zawiasach, co umożliwia ich łatwe opuszczanie i ponowne zabezpieczanie. Mogą być również podwyższone, np. za pomocą dodatkowych burt siatkowych, stosowanych w pojazdach służb komunalnych.
Konstrukcja tylnej burty jest zróżnicowana. Może to być standardowa burta opuszczana lub wysoka burta, zamontowana na wysokiej ramie stalowej lub aluminiowej, która otwiera się automatycznie podczas podnoszenia skrzyni po zwolnieniu dolnej blokady.
Rodzaje przeniesienia napędu w ciężarówkach
To, jaki napęd może występować w danej ciężarówce, determinuje liczba osi. W ciężarówkach czteroosiowych, czyli o konfiguracji 8xX, możliwe są różne układy napędowe:
- Napęd tylko jednej z tylnych osi (8x2).
- Napęd obu tylnych osi (8x4).
- Napęd trzech osi (8x6): Dwa warianty - z napędzaną pierwszą przednią osią oraz z napędzaną drugą przednią osią.
- Napęd wszystkich osi (8x8).
Napęd 8x6 i 8x8 może być aktywowany przez manualne dołączanie osi przedniej/przednich lub realizowany stale przez centralny mechanizm różnicowy.
Układy rozdziału napędu
Układy rozdziału napędu w pojazdach trzy i więcej osiowych o co najmniej dwóch osiach napędzanych możemy podzielić na równoległe i szeregowe.
Układy równoległe
Charakteryzują się tym, że do każdej osi napędowej moment napędowy dostarczany jest poprzez wał napędowy wychodzący ze skrzyni rozdzielczej. Były stosowane w starszych rozwiązaniach samochodów ciężarowo-terenowych oraz w pojazdach wojskowych. W układach równoległych mechanizm różnicowy pomiędzy osiami podwójnymi nie występuje, co stanowi pewien problem przy jazdach na asfalcie.
Oznaczenia:
- SK/TR - skrzynia rozdzielcza (skrzynia transferowa)
- PD - przedni dyferencjał
- TD - tylny dyferencjał
- kolorem czerwonym oznaczono bezpośredni przekaz mocy
- kolorem niebieskim oznaczono balansowany przekaz mocy (rzeczywista moc może być równa lub mniejsza bezpośrednio przekazywanej)
- kolorem szarym oznaczono przekaz mocy, który może być włączony przez kierowcę
- <-- - oznacza stały (linia ciągła) lub czasowy (linia przerywana) przekaz mocy w jedną stronę
- <--> - oznacza zmienny (balansowany) przekaz mocy w obie strony
Układy szeregowe
W układach szeregowych moment napędowy dostarczany jest poprzez wał/wały napędowe wychodzące ze skrzyni rozdzielczej dla osi środkowej/ych (w czteroosiowych chodzi o oś drugą i trzecią). Dla skrajnej/skrajnych osi napędowych (w czteroosiowych chodzi o oś pierwszą i czwartą) moment napędowy dostarczany jest z osi środkowej/ych. Dystrybucja momentu napędowego pomiędzy osiami podwójnymi może odbywać się przez międzyosiowy mechanizm różnicowy wyposażony w blokadę. Jest to najbardziej rozpowszechnione rozwiązanie we współczesnych samochodach budowlanych i ciężarowo-terenowych. Ta sama skrzynia rozdzielczo-redukcyjna może być zastosowana w różnych konfiguracjach napędu (np. 4x4, 6x6, 8x6, 8x8, 10x10, 12x12).
Oznaczenia:
- SK/TR - skrzynia rozdzielcza (skrzynia transferowa)
- PD - przedni dyferencjał
- TD - tylny dyferencjał
- kolorem czerwonym oznaczono bezpośredni przekaz mocy
- kolorem niebieskim oznaczono balansowany przekaz mocy (rzeczywista moc może być równa lub mniejsza bezpośrednio przekazywanej)
- kolorem szarym oznaczono przekaz mocy, który może być włączony przez kierowcę
- <-- - oznacza stały (linia ciągła) lub czasowy (linia przerywana) przekaz mocy w jedną stronę
- <--> - oznacza zmienny (balansowany) przekaz mocy w obie strony
Wybór napędu: dołączany czy stały?
Decyzja o wyborze rodzaju napędu jest kluczowa dla efektywności i bezpieczeństwa pracy wywrotki.
Napęd dołączany
Napęd z manualnie dołączaną osią przednią warto wybrać, gdy samochód rzadko jeździ w warunkach wymagających napędu wszystkich kół. Jest to również przydatne, gdy auto cały czas jeździ w bardzo trudnych warunkach, co przy napędzie stałym przez centralny mechanizm różnicowy wymagałoby zastosowania blokady tego mechanizmu. Przy napędzie dołączanym, gdy napęd przedniej osi nie jest załączony, samochód ma mniejszą trakcję i stabilność na nawierzchniach śliskich (błoto, glina, śnieg, lód). Momentem napędowym obciążane są tylko tylne osie, co może generować przeciążenia napędowe przy jazdach terenowych dla wszystkich elementów tylnego układu napędowego.
Dla jazdy terenowej w trudnych warunkach nie ma znaczenia, czy napęd 4x4 jest realizowany przez zablokowany centralny mechanizm różnicowy, czy też przez manualne dołączenie osi przedniej. Różnica występuje tylko dla jazdy asfaltowej i jazdy terenowej w warunkach, w których blokada centralnego mechanizmu różnicowego nie jest potrzebna.
Napęd stały
Napęd stały warto wybrać, gdy samochód jeździ w warunkach wymagających napędu wszystkich kół, ale nie są to aż tak trudne warunki, aby wymagały załączenia blokady centralnego mechanizmu różnicowego. Napęd stały zapewnia wtedy w warunkach terenowych nie tylko większą trakcję, ale także dużą stabilność (m.in. pojazd nie zsuwa się na nachylonych nawierzchniach) i pełną kierowalność. Załączenie blokady centralnego mechanizmu różnicowego nie zmniejsza trakcji, ale ogranicza stabilność i kierowalność. Dlatego, jeżeli priorytetem jest stabilność i kierowalność, najlepszym rozwiązaniem jest napęd stały bez załączonej blokady. Przy napędzie stałym cały układ rozdziału napędu jest obciążany momentem napędowym, co daje duży zapas na przeciążenia napędowe.
Napęd dołączany hydraulicznie
Napęd HydroDrive firmy MAN oraz HAD (Hydraulic Auxiliary Drive) firmy Mercedes polega na napędzaniu osi przedniej lub/i wleczonej poprzez czynnik roboczy, jakim jest olej hydrauliczny. Przy napędzaniu kół danej osi w sposób hydrauliczny niepotrzebna jest skrzynia rozdzielczo-redukcyjna, wał napędowy, półosie czy mechanizm różnicowy. Wpływa to na obniżenie masy o 400 kg oraz spadek zużycia paliwa w związku z masami wirującymi. Rozwiązanie to nie powoduje zmiany wysokości podwozia, dlatego może być stosowane nawet w niskopodwoziowych ciągnikach siodłowych. Skutecznością napędu (trakcją) nie dorównuje napędom mechanicznym, dlatego nie nadaje się do zastosowań terenowych. Jest jednak idealne dla ciężarówek drogowych poruszających się po nawierzchniach zimowych czy samochodów budowlanych poruszających się po drogach utwardzonych.
Blokady mechanizmów różnicowych
Blokady mechanizmów różnicowych odgrywają kluczową rolę w poprawie trakcji pojazdu w trudnych warunkach.
Blokady wzdłużnych (międzyosiowych) mechanizmów różnicowych
Ilość blokad wzdłużnych mechanizmów różnicowych zależy od ich liczby, a ta od liczby osi, rodzaju napędu oraz liczby osi napędzanych. Dla napędu stałego 4x4 występuje tylko jedna blokada wzdłużnego mechanizmu różnicowego (centralnego mechanizmu różnicowego). Dla napędu 4x4 manualnie dołączającego przednią oś nie ma żadnej blokady mechanizmu różnicowego, gdyż nie ma ani jednego wzdłużnego mechanizmu różnicowego.
Dla powyższego schematu napędu 6x6 występują dwie blokady wzdłużnych mechanizmów różnicowych: blokada centralnego mechanizmu różnicowego (w skrzyni rozdzielczej ze stałym napędem) oraz blokada międzyosiowego tylnego mechanizmu różnicowego (w środkowej osi).
Dla schematu napędu 8x8 występują trzy blokady wzdłużnych mechanizmów różnicowych: blokada centralnego mechanizmu różnicowego (w skrzyni rozdzielczej), blokada międzyosiowego tylnego mechanizmu różnicowego (w trzeciej osi) oraz blokada międzyosiowego przedniego mechanizmu różnicowego (w drugiej osi).
Blokady poprzecznych (osiowych) mechanizmów różnicowych
Ilość poprzecznych blokad mechanizmów różnicowych zależy od liczby osi napędzanych. Dla napędu 4x2 występuje jedna oś napędzana i jeden mechanizm różnicowy, który w samochodach drogowych może opcjonalnie posiadać blokadę, a w samochodach budowlanych ma ją obligatoryjnie.
Praktyczne aspekty użytkowania wywrotek
Użytkownicy wywrotek często stają przed dylematem wyboru odpowiedniej konfiguracji. Doświadczenia pokazują, że nawet wywrotki 8x4, często mylnie uważane za "ślizgacze", radzą sobie w terenie. Ważne jest jednak świadome korzystanie z dostępnych funkcji, takich jak ASR, oraz odpowiednie przygotowanie do jazdy poza utwardzonymi drogami. Mimo że auto rzeczywiście większość przebiegu robi po asfalcie czy utwardzonych drogach, to właściwie zawsze trzeba z tej drogi zjechać na budowę czy na zwałkę, a w 90% to nie są utwardzone place.
Wybór między 8x4, 8x6 czy 8x8 często sprowadza się do kompromisu między kosztami zakupu i eksploatacji a faktycznymi potrzebami. Auta 8x6 są dłuższe, cięższe, droższe i więcej palą. Nawet jeśli 2 czy 3 razy w miesiącu trzeba wezwać pomoc, bo samochód się zakopał, to i tak może wyjść to taniej niż jeździć 8x6.
W przypadku samochodów ciężarowych budowlanych i ciężarowo-terenowych ze stałym napędem wszystkich kół, bardzo istotną sprawą dla trakcyjności i stabilności pojazdu jest uwzględnienie rozkładu masy pojazdu pomiędzy oś przednią/osie przednie, a oś tylną/osie tylne (z uwzględnieniem pełnego załadunku oraz liczby kół, które mają przenosić napęd i naciski).
Nowoczesne technologie i specyfikacje
Producenci wywrotek, tacy jak Wielton, Schmitz Cargobull, Kögel czy Fliegl, oferują zaawansowane rozwiązania zwiększające efektywność i trwałość. Na przykład, Wielton Weight Master to lekka wywrotka z aluminiową skrzynią ładunkową o pojemności 25 m³, przeznaczona do przewozu sypkich materiałów budowlanych i asfaltu. Opcjonalnie może być wyposażona w teflonową wkładkę QuickSilver, zwiększającą odporność na ścieranie i redukującą przywieranie materiału.
Schmitz Cargobull oferuje termoizolowaną wywrotkę stalową S.KI SR do przewozu masy bitumicznej, dostępną w różnych kombinacjach długości, pojemności i wysokości skrzyni. Stalowa naczepa wywrotka segmentowa (z muldą półokrągłą ze stali Hardox) z hydraulicznie napędzaną osią tylną SAF Track charakteryzuje się sztywną i lekką ramą oraz dużą wytrzymałością przy małej masie (5,3 t).
Kögel produkuje stalowo-aluminiowe wywrotki, które są lżejsze o około 430 kg w porównaniu do wywrotek wannowych o identycznej pojemności. Podłoga skrzyni wykonana jest ze stali Hardox 450, a ściany boczne i klapa tylna z blachy aluminiowej.
Fliegl Stonemaster Greenlight posiada stożkowatą muldę, która rozszerza się ku tyłowi, co umożliwia szybkie i całkowite usunięcie przewożonego materiału, zmniejsza opór powietrza i opory toczenia, co przekłada się na zmniejszenie zużycia paliwa do 8%.
Wywrotka Meiller P536 zamontowana na podwoziu 5-osiowym, o nominalnej objętości skrzyni 20 m³ i obciążeniu do 36 t, ma solidnie wykonaną stalową skrzynię oraz wypróbowane funkcje bezpieczeństwa, w tym wizualny sygnał sterujący w kabinie i stabilizatory.
Wywrotki specjalistyczne
W ofercie wywrotek zintegrowanych budowlanych znajdują się modele takie jak HP Vario Master (kubatura 16-20 m³) i Square Master (kubatura 14-24 m³), które są przeznaczone do transportu asfaltu, piasku, żwiru, kamienia, węgla czy ziemi.
Zabudowa kopalniana Master Mine charakteryzuje się niezwykle solidną i wyważoną konstrukcją, przystosowaną do transportu węgla dzięki większej pojemności i wzmocnionej tylnej klapie. Model Scow End Master, choć o mniejszej pojemności, jest idealny do transportu materiału o dużych objętościach w ciężarze właściwym. Coal Master to największa kubaturą wywrotka do transportu węgla.
Rigid Master PS_3W to model budowlany o kubaturze 16 lub 20 m³, wyposażony w obrotnicę, co zwiększa zwrotność w ciasnej przestrzeni oraz zmniejsza zużycie paliwa i ogumienia.
Film instruktażowy dotyczący bezpieczeństwa wywrotek
Wywrotki na podwoziach dostawczych i inne alternatywy
Zabudowa typu wywrotka, montowana na bazie samochodu dostawczego do 3,5 tony, to interesujące rozwiązanie dla przedsiębiorców i firm komunalnych. Takie auto jest w stanie wjechać nawet w wąskie ulice i bramy, niedostępne dla samochodów ciężarowych. Ładowność jest w większości przypadków wystarczająca, a zużycie paliwa zdecydowanie niższe. Przykładem jest brygadówka - auto z podwójną kabiną pasażerską, również wyposażone w skrzynię typu wywrotka.
Na rynku budowlanym rośnie zainteresowanie pojazdami mniejszymi, zdolnymi skutecznie operować na rynku miejskim. Sprawdzają się podwozia 2- lub 3-osiowe z wywrotkami 2- lub 3-stronnymi, doposażonymi w żuraw załadowczy. Jest to szansa dla mniejszych producentów, specjalizujących się w produkcji tego typu rozwiązań.
Porównanie wywrotek na podwoziu i ciągników z naczepą wywrotką
Wybór odpowiedniej wywrotki jest zadaniem trudniejszym, niż mogłoby się wydawać. Często pojawia się dylemat, co jest lepszym rozwiązaniem: zabudowy samowyładowcze montowane na wieloosiowych podwoziach samochodów ciężarowych (tzw. solówki) czy ciągniki siodłowe z naczepami wywrotkami.
Pytanie o sens przerobienia ciągnika siodłowego na solówkę z zabudową wywrotką jest częste. Z prawnego punktu widzenia należy sprawdzić możliwość takiej modyfikacji. Mocowanie ramy pomocniczej zazwyczaj odbywa się na przykręcanych uszach, co nie stanowi problemu. Jednakże, dopasowanie używanych elementów bywa równie pracochłonne jak wykonanie nowej zabudowy.
Konfiguracja 4x2 na poduszkach jest często chwalona za komfort, przewyższający tradycyjne resory. Zawieszenie pneumatyczne jest powszechnie stosowane w transporcie, nawet przy przewozie ładunków o wysokim środku ciężkości, takich jak papier w rolkach. Bujanie jest raczej związane z charakterystyką przewożonego ładunku, np. płynów, które przelewają się na zakrętach.
Wywrotka jednoosiowa - samodzielna budowa
Samodzielne wykonanie przyczepy-wywrotki nie jest zadaniem trudnym i może być bardzo przydatne w każdym gospodarstwie do transportu i rozładunku materiałów sypkich, takich jak ziarna zbóż, piasek czy cement.
Posiadając starą przyczepę lub rozrzutnik, którego już nie używamy, mamy doskonałą podstawę do wykonania na jego bazie wywrotki-przyczepy. Niezależnie czy jest ona jednoosiowa, czy dwuosiowa, proces będzie ten sam. Niemniej należy pamiętać, że przyczepa 1-osiowa wywrotka jest łatwiejsza do manewrowania, zwłaszcza podczas cofania, jednak jej ładowność jest mniejsza (część ciężaru spoczywa na zaczepie ciągnika i jego konstrukcji). Natomiast przyczepa dwuosiowa wywrotka będzie mogła zabrać większą ilość ładunku, a jej konstrukcja będzie stabilniejsza.
Pierwszym krokiem w ramach przeróbki jest usunięcie przestrzeni ładunkowej, tak by pozostała sama rama. Trzeba odkręcić burty oraz podłogę, a jeśli elementy te zostały do ramy przyspawane, konieczne będzie ich odcięcie za pomocą szlifierki kątowej. Następnie z odpowiednio grubych kątowników wykonujemy dodatkową ramę, która będzie służyć jako podstawa podłogi przestrzeni ładunkowej.
By przyczepa wywrotka dwuosiowa lub jednoosiowa mogła spełniać swoje zadanie, konieczne jest zamontowanie siłownika hydraulicznego. Jego zadaniem będzie unoszenie i przechylanie przestrzeni ładunkowej. Miejsce jego montażu należy wykonać z grubych blach i umieścić w okolicach centralnej części ramy. Siłownik w górnej części ma kulę, która musi zostać wprowadzona do gniazda, zaplanowanego pod ramą części ładunkowej (kipra). Do siłownika należy podłączyć wąż hydrauliczny, a jego zakończenie umieścić na przedniej stronie przyczepy, by łatwo było podpinać go do odpowiednich gniazd w ciągniku.
Jeśli chcemy posiadać przyczepę rolniczą wywrotkę 3-stronną, czyli pozwalającą na wysypywanie ładunku na lewo, prawo oraz do tyłu, trzeba wykonać dodatkowe modyfikacje. Konieczne będzie zamocowanie specjalnych zawiasów oraz blokad po każdej stronie ramy.