Погрузчики с двигателем внутреннего сгорания работают без остановки двигателя в период внедрения. В определенный момент внедрения муфта сцепления выключается, и таким образом с этого момента энергия от вала двигателя (в том числе и накопленная маховиком кинетическая энергия) не передается ведущим колесам.

При работе на труднозачерпываемых грузах — слежавшихся, с большим насыпным весом и крупнокусковых — сопротивления очень значительны и при внедрении с разгоном носят ударный характер. Зачерпывание таких грузов должно производиться без разгона с малой начальной скоростью внедрения.
При интенсивном разгоне погрузчика в период внедрения часто наблюдается буксование ведущих колес машины. В отдельных случаях такое буксование имеет место и у погрузчиков на гусеничном ходу, особенно при работе на песчаном грунте, а также на площадках с каменным покрытием.

Для отечественных погрузчиков, отличающихся небольшим весом, сила тяги при работе на первой, наиболее сильной передаче и небольшом коэффициенте сцепления ведущих колес или гусениц с грунтом (что часто имеет место на складских площадках) лимитируется обычно не возможностями двигателя, а силой сцепления.

Водитель, своевременно выключая муфту сцепления, не должен допускать буксования, вызывающего повышенный износ ходовых частей погрузчика и непроизводительный расход энергии.

Из возможных силовых режимов работы погрузчика ч период внедрения рассмотрим (главным образом, применительно к особенностям работы машин на колесном ходу) три основных режима, определяемых следующими условиями: а) сила тяги двигателя меньше общего сопротивления внедрению; б) сила тяги примерно равна сопротивлению; в) сила тяги примерно постоянна и больше силы сопротивления.

Первый режим внедрения наблюдается в тех случаях, когда погрузчик при установившемся движении и полностью включенной муфте сцепления на первой скорости подходит к штабелю и, опустив ковш до уровня площадки, с ходу внедряет его в штабель.

На рис. 71, а приведены кривые скорости, сопротивления и силы тяги, иллюстрирующие этот режим внедрения. Вдоль горизонтальной оси отложено перемещение ковша в штабеле х.

Предвидя возможность буксования, водитель выключает муфту сцепления после горизонтального погружения ковша на некоторую глубину х„. С этого момента дальнейшее внедрение происходит только под действием сил инерции поступательно движущихся масс погрузчика и вращающихся его частей (без влияния выключенных вращающихся масс двигателя и маховика). Скорость быстро уменьшается до нуля.

Рис. 71. Диаграммы скорости, сопротивлений и силы тяги при различных режимах работы погрузчика в период внедрения ковша в штабель:
а — сила тяги меньше сопротивления; б — сила тяги равна сопротивлению; в — сила тяги больше сопоотивления

Квалифицированный водитель в конкретных условиях работы опытным путем определяет необходимую глубину погружения ковша хв и в этот момент выключает муфту сцепления, не доводя машину до буксования. Если муфта сцепления останется долго невыключенной и сила тяги будет возрастать сравнительно медленно, не достигнув предела по сцеплению, то буксования не будет, а двигатель может заглохнуть. Это произойдет вследствие сильного падения поступательной скорости погрузчика v и соответствующего ей числа оборотов двигателя, при котором дальнейшая его работа окажется невозможной. Это обстоятельство часто является причиной невозможности достаточно полного использования инерции быстро вращающихся масс маховика и коленчатого вала двигателя в процессе внедрения.

Второе слагаемое левой части рассматриваемого уравнения есть изменение кинетической энергии поступательно движущихся масс погрузчика от момента выключения муфты до остановки погрузчика.

Правая часть уравнения определяет работу сопротивлений внедрению ковша и перекатыванию погрузчика на конечном пути внедрения L. Влиянием опорного коэффициента kz на сопротивление перекатыванию пренебрегаем.

Непосредственное интегрирование этого уравнения невозможно, поскольку неизвестен закон изменения тягового усилия F. Задача эта легко решается, если допустить, что переменная сила тяги F на участке хв остается равной сопротивлению, т. е. кривые силы тяги и общего сопротивления на этом участке совпадают и, следовательно, скорость погрузчика до включения муфты сцепления остается постоянной (рис. 71,6).

Это уравнение определяет зависимость между основными параметрами автопогрузчика, скоростью внедрения и глубиной конечного внедрения ковша для определенного рода зачерпываемого груза при рассмотренном режиме внедрения.

Рассмотрим еще один режим внедрения, часто применяемый на практике при малом отходе погрузчика от штабеля для опорожнения ковша или при отсутствии свободного места для полного разгона машины в пределах допустимой скорости.

Погрузчик начинает разгон вблизи штабеля на расстоянии 2—3 мм от его основания. Разгон погрузчика продолжается и в первый период внедрения до момента выключения муфты сцепления.

Диаграммы, иллюстрирующие этот режим работы погрузчика, представлены на рис. 71, е. Водитель, стремясь развить большое напорное усилие на малом пути разгона, вынужден, форсируя двигатель, интенсивно разгонять погрузчик. Наблюдения показывают, что в этот период сила тяги погрузчика F, незначительно возрастая, имеет все время большое значение, близкое к предельной величине, соответствующей началу буксования ходовых колес. После погружения ковша на незначительную глубину хв водитель, не допуская буксования, выключает муфту сцепления.

Определив глубину внедрения и подставив найденное числовое значение L в правую часть уравнения (15), найдем сопротивление W в конечный момент внедрения ковша в штабель.

Уравнения (15), (29) и (32) дают достаточные теоретические основания для выбора рациональных параметров и проектирования автопогрузчиков при рассмотренных режимах работы. В отдельных случаях внедрение ковша в штабель производится без разгона.

Внедрение ковша с начальной скоростью погрузчика, равной нулю, или при относительно небольшой скорости разгона в ряде случаев рекомендуется производить с частичным или полным совмещением этого движения с поворотом ковша.

При этом способе внедрения указанные уравнения несправедливы.

Установлено, что зачерпывание с совмещением этих двух движений обеспечивает лучшее заполнение ковша, благодаря более глубокому проникновению его в штабель. Объясняется это следующими причинами: а) увеличением силы сцепления гусениц или передних ведущих колес с грунтом благодаря появлению дополнительной вертикальной «консольной» нагрузки, действующей на ковш при его подъеме; б) уменьшением сопротивления на передней кромке ковша благодаря меньшему вертикальному слою груза над кромкой и возможному осыпанию груза перед кромкой на крутом участке кривой зачерпывания; в) почти полным отсутствием трения на нижней поверхности днища ковша; г) уменьшением сопротивления продвижению груза в глубину ковша с наклоненным назад днищем.

В машинах, имеющих задние ведущие колеса, сила их сцепления с грунтом уменьшается от действия на ковш вертикальной нагрузки, особенно значительной в период подъема ковша в штабеле.

Пример. Для заполнения ковша автопогрузчика «4000М» требуется внедрение его в штабель свеженасыпанного мелкого угля на глубину L — 1 м. Определить необходимую скорость разгона и сопротивление W в последний момент внедрения. Внедрение производится с интенсивным разгоном, при полностью подвешенном ковше (k3 = 0) без зубьев, на ровной площадке с покрытием из тесаного камня.