Maszyna „udaje”, że pracuje, gdy ma włączony silnik, ale ani nie urabia materiału, ani go nie ładuje, ani nie transportuje.

O takim marnowaniu paliwa przez maszyny budowlane pisałem w artykule Jak najłatwiej obniżyć zużycie paliwa. Zaproponowałem skuteczny sposób, który prawie nic nie kosztuje. Jest nim zmniejszenie czasu pracy silnika na biegu jałowym. Osiągniesz ten cel, gdy przekonasz operatorów do wyłączania silnika, jeśli postój maszyny trwa, lub ma trwać dłużej, niż trzy minuty.

Raczej na pewno natrafisz na opór. Niektórzy operatorzy i mechanicy, zwłaszcza ci o dłuższym stażu w branży będą przekonywać, że to szkodliwe dla maszyn. Dlaczego? Jak sobie z tym poradzić?

Czas schładzania po pracy

Długość czasu schładzania silnika na biegu jałowym obrosła masą nieporozumień. Przyczyniły się do tego bardzo różniące się zalecenia zawarte w podręcznikach obsługi maszyn. Na przykład zaleca się czas schładzania:

• 10-15 sekund dla ładowarki Liebherr L 580 od numeru fabrycznego 24314 (DTR z 2009 roku)
• 1 minuta dla koparki Case CX330 (DTR z 2007 roku)
• 2 minuty dla ładowarki Volvo L180G (DTR z 2011 roku). Ta maszyna ma przynajmniej symbol na wyświetlaczu, który informuje operatora, że wyłączenie silnika jest już dozwolone.
• 5 minut dla spycharki CAT D6N (DTR z 2004 roku).

W nowszych maszynach jest oprogramowanie, które pozwala operatorowi wyjść i zamknąć kabinę, podczas gdy silnik pracuje na biegu jałowym jeszcze przez minutę lub dłużej. Niestety, często jest to opcja, której uaktywnienie wymaga jednorazowej wizyty serwisu.

Czas rozgrzewania maszyny

Wielu operatorów i mechaników jest przekonanych o konieczności długotrwałego rozgrzewania silnika i innych zespołów maszyny na biegu jałowym, zwłaszcza w zimie. Również z tego powodu nie wyłączają silnika podczas przerw w pracy, żeby zbytnio nie ostygł.

Podręczniki operatora przynoszą tak różne zalecenia co do czasu rozgrzewania, jak:

• 60 sekund po uruchomieniu w zimie można rozpocząć pracę. W lecie można zacząć od razu, jednak nie używając wysokich obrotów silnika. To dla ładowarki Volvo L180G (DTR z 2011 roku)
• 3-5 minut lub do czasu, gdy wskaźnik temperatury płynu chłodzącego zacznie wzrastać – spycharka CAT D6N (DTR z 2004 roku)
• 5 minut dla koparki CAT M315 (DTR z 1995 roku)
• 5-10 minut trwa automatyczny proces rozgrzewania koparki Case CX330 (DTR z 2007 roku)
• nie obciążać silnika do chwili osiągnięcia przez płyn chłodzący temperatury 60 stopni – spycharka Dressta Td-25E.

W nowszych modelach maszyn czas rozgrzewania jest pod kontrolą komputera pokładowego. Na przykład w koparce Komatsu PC210-8 zimny silnik jest automatycznie utrzymywany na obrotach wyższych, niż biegu jałowego. W czasie tego podgrzewania ikona wskaźnika temperatury silnika jest wyświetlana na białym tle, a po osiągnięciu temperatury 30°C zmienia tło na niebieskie. Proces podgrzewania zostaje zakończony. Po podgrzaniu silnika operator sam musi zadbać o podgrzanie układu hydraulicznego ustawiając tryb pracy „P” (praca przy dużym obciążeniu) i wykonując wszystkie ruchy robocze do chwili, gdy ikona wskaźnika temperatury hydrauliki zmieni tło na niebieskie.

Zanim wprowadzisz obowiązek wyłączania silnika po 3 minutach pracy na biegu jałowym, na wszelki wypadek sprawdź w podręczniku operatora wymagania producenta maszyny. Chodzi o czas schładzania gorącego silnika oraz zasady rozpoczynania pracy z zimnym silnikiem i układem hydraulicznym.

Argumenty za i przeciw

Jakiś czas temu firma Komatsu podczas kampanii NoIdling zebrała niżej wymienione argumenty zwolenników i przeciwników pracy na biegu jałowym.

Dawniej za pozostawianiem silników na biegu jałowym podczas przerw w pracy przemawiały następujące czynniki:

• uruchomienie silnika wymagało wprowadzenia w ruch elementów o dużej bezwładności
• wtrysk paliwa był sterowany w sposób mechaniczny
• rozpowszechnione były komory wstępnego spalania w głowicy
• używano olejów o znacznie gorszych parametrach, niż obecnie
• paliwo było tanie
• w niskiej temperaturze z paliwa wytrącała się parafina
• rozruszniki i akumulatory nie wytrzymywały zbyt dużej liczby uruchomień

Na możliwość i konieczność zmiany tego kosztownego nawyku wskazuje zmienione środowisko pracy silników diesla:

• niższa masa obracających się elementów silnika
• elektronicznie sterowany układ zasilania paliwem
• wydajniejsze akumulatory
• oleje wielosezonowe o wysokim wskaźniku lepkości
• drogie paliwo
• niezawodne rozruszniki
• powszechna dostępność paliw zimowych i letnich
• znacząco ulepszone systemy ogrzewania i chłodzenia.

Wniosek jest jeden: trzeba odrzucić stare nawyki. Podczas kampanii NoIdling firma Komatsu ogłosiła, że ich maszyny mają być wyłączane, gdy przewiduje się postój dłuższy niż 5 minut. Na ochłodzenie po pracy pod dużym obciążeniem wystarczą 3 minuty. Jeśli inni producenci mają ciągle inne wymagania, to powinni jakoś je uzasadnić.

Organizacja pracy na budowie

Samo wyłączanie maszyny przez operatora nie likwiduje źródła problemu. Jest nim organizacja pracy. Na przykład:

• Zbyt mało samochodów odbierających urobek koparki lub ładowarki. Kierowca wywrotki wie, że już dojechał i może ocenić, czy warto wyłączyć silnik, jeśli jest kolejka. Natomiast operator maszyny ma prawo oczekiwać, że następny pojazd wyłoni się zza hałdy dosłownie za chwilę, a nie za pół godziny, więc nie wyłącza silnika. Samochody mogą się spóźniać z różnych przyczyn, ale maszyna je ładująca powinna pracować bez przerwy.
• Nieodpowiednie ustawienie koparki lub ładowarki wydłuża czas podjeżdżania samochodu pod załadunek. Zbędne manewry niepotrzebnie zajmują kilkadziesiąt sekund na każdym kursie. W tym czasie silnik maszyny pracuje.
• Jeśli ze względów technologicznych maszyna musi pracować z przerwami, to nie dziw się w czasie zimy, że operator nie wyłącza silnika. Jest mu po prostu zimno. Koszt zamontowania niezależnego ogrzewania kabiny zwróci się prawie natychmiast.
• Zużyty akumulator trzeba wymienić, a nie odkładać tego ciągle na później, bo nie ma pieniędzy. Operator nie ma wtedy wyboru i silnik pracuje cały czas. Akumulator będzie w ten sposób droższy o wartość zmarnowanego paliwa.

Producenci maszyn

Producenci maszyn od wielu lat dysponują sprawdzonymi rozwiązaniami No-Idling lub Engine Shut Down. Na przykład w ładowarkach kołowych Komatsu serii 8 (i niektórych modelach serii 7) jest system Auto Idle Shutdown. Jeśli operator o tym wie, może w menu komputera maszyny (Machine Setting/Information) uaktywnić tę funkcję. Ustawia wtedy czas, po którym silnik będzie automatycznie wyłączany, gdy jest na biegu jałowym. Może wybrać między 3 a 60 minut. Jednak wiele maszyn nie jest wyposażona w takie systemy, albo ich uaktywnienie jest odpłatne.

Takie systemy stosuje się natomiast od dawna w samochodach ciężarowych i autobusach. Główną intencją jest ochrona środowiska człowieka, a przy okazji zmniejszenie zużycia paliwa. W wielu krajach za dłuższą niż kilka minut pracę silnika na biegu jałowym obowiązują wysokie kary. Na przykład w mieście Aspen w stanie Colorado (USA) w 2008 roku wprowadzona została grzywna do 1000 dolarów i/lub do jednego roku więzienia za utrzymywanie silnika na biegu jałowym dłużej niż 10 minut w ciągu każdej godziny. W Polsce też można zapłacić mandat za postój z włączonym silnikiem (do 300 złotych), ale artykuł 60 kodeksu drogowego jest bardzo niejasny i chyba nie dotyczy maszyn pracujących poza drogami publicznymi.

Nawet producenci najnowszych modeli samochodów osobowych wyposażają je w system Start&Stop. Dzięki automatycznemu wyłączaniu silnika po kilkunastu sekundach postoju uzyskujemy zmniejszenie zużycia paliwa o kilka procent i mniejsze zanieczyszczenie środowiska. Maszyny budowlane zużywają ogromne ilości paliwa, a ich silniki pracują na biegu jałowym nawet 50% czasu. Dla ich producentów to nie wydaje się zbyt ważne. Zresztą zmniejszenie czasu biegu jałowego podnosi wartość zużycia paliwa na motogodzinę, a tego nie lubi dział marketingu.

Aby się dowiedzieć, ile czasu pracował silnik na biegu jałowym, trzeba zwrócić się do autoryzowanego serwisu, który ma zwykle poważniejsze problemy do rozwiązania. Nie widząc natychmiastowej korzyści z udzielenia takiej informacji nie ułatwia jej zdobycia. Szczególnie wtedy, gdy maszyna nie jest podłączona do systemu telematycznego i trzeba do niej pojechać (na czyj koszt?).

W podręczniku operatora i specyfikacji maszyny nie ma informacji o wielkości zużycia paliwa podczas pracy silnika na biegu jałowym. A przecież świadomość marnotrawstwa często wystarcza, aby je ograniczyć. Operator i kierownik budowy mają najważniejszy wpływ na organizację pracy i mogliby zapobiec podgrzewaniu powietrza i zatruwaniu nas spalinami na koszt budowy.
Tu nie ma potrzeby czekania na ogólnoświatowe uzgodnienie przez producentów standardu pomiaru zużycia paliwa. Użytkownik potrzebuje informacji, ile litrów paliwa spala silnik na biegu jałowym w ciągu motogodziny, gdy są włączone lub wyłączone: wentylacja, klimatyzacja, radio, oświetlenie robocze.

Operator nie zdaje sobie sprawy z ilości marnowanego paliwa dlatego, że taka informacja nie jest prezentowana na wyświetlaczu maszyny. A przecież komputer maszyny ma takie dane i mógłby je podać za dowolny okres.

Tylko użytkownicy maszyn mogą zmienić nastawienie producentów. Klienci mają na nich większy wpływ, niż wyborcy na wybranych przez siebie polityków. Muszą tylko w to uwierzyć i wykorzystać swoją siłę.

***

Wysoki udział czasu biegu jałowego wpływa niekorzystnie na koszty paliwa. Jego obniżenie jest łatwe, a przy okazji przyniesie sporo innych korzyści. W niektórych przypadkach będą one bardziej wartościowe, niż obniżka kosztów paliwa. O tym w następnej części artykułu.

TEMPUS FUGIT

Koszt paliwa jest największym składnikiem kosztów eksploatacji maszyn. Użytkownicy prawie zawsze uważają, że ich maszyny palą za dużo. Takie wnioski rzadko są uzasadnione konkretnym badaniem. Jest to zrozumiałe, bo wprawdzie pomiar zużycia paliwa nie jest zbyt trudny, ale wyciągnięcie prawidłowych wniosków, już tak.

Popatrzmy na informacje podawane przez producentów maszyn o zużyciu paliwa na motogodzinę.

Wykres poniżej jest sporządzony na podstawie danych zawartych w Komatsu Specifications and Application Handbook Edition 31 oraz Caterpillar Performance Handbook Version 45. Dane o zużyciu paliwa przez maszyny Caterpillar pochodzą z systemu telematycznego Product Link zainstalowanego na maszynach klientów. Odrzucone zostały wyniki 5% maszyn o największym zużyciu paliwa i 5%  – o najniższym. Komatsu nie podaje źródła swoich danych.

Dolny odcinek pionowej linii, to zakres średniego zużycia przy lekkim obciążeniu. Szersza część linii  pokazuje zużycie przy średnim obciążeniu, górny odcinek linii, to zużycie w najtrudniejszych warunkach. Rodzaje obciążenia są zdefiniowane przez producentów maszyn w różniący się sposób. Wartości zużycia paliwa na wykresie zostały zaokrąglone i podane w liczbach całkowitych.

Ten wykres pokazuje, że średnie zużycie paliwa zależy przede wszystkim od warunków pracy, a nie od marki maszyny. W najtrudniejszych warunkach maszyny spalają – według producentów – od dwóch do czterech razy więcej paliwa, niż w warunkach najłatwiejszych.

Wykres pokazuje dane z dłuższego okresu eksploatacji. Podczas krótkiego pomiaru testowego zużycie paliwa będzie wyższe, bo maszyna pracuje wtedy przez cały czas z pełną wydajnością, co normalnie jest niemożliwe.

Tak ogólne dane producentów są nieprzydatne do stwierdzenia, że maszyna w warunkach twojej budowy spala za dużo paliwa. Większą wartość mają dane z historii maszyn pracujących w podobnych warunkach.

Jednak systemy księgowe w większości firm nie podają wartości zużytego paliwa na każdą maszynę oddzielnie. O liczbę litrów też nie ma co pytać. Natomiast jeśli system księgowy jest do tego zdolny, to z kolei system eksploatacji nie porównuje tych danych z liczbą przepracowanych motogodzin. O rejestrowaniu warunków pracy, w których to zużycie miało miejsce raczej nie ma co wspominać.

A więc skąd wiesz, że zużycie paliwa jest za wysokie?

Właściciele maszyn podejmują – najczęściej bezskutecznie – różne próby zmniejszenia zużycia paliwa. Koszty związane z wprowadzeniem jakiejś metody jeszcze nie stosowanej w firmie są często większe, niż osiągnięte oszczędności. Oczywiście dostawca kosztownego systemu kontroli zużycia paliwa potrafi przekonać cię, że to skuteczne i opłacalne przedsięwzięcie. Również pomysłodawca kolejnej wersji systemu ścisłego nadzoru pracowników jest przekonany, że teraz nie wypłynie poza firmę ani jedna kropla paliwa.

Od czego zależy zużycie paliwa?

Prawie zawsze jest więcej niż jedna przyczyna nadmiernego zużycia. Najczęściej wskazuje się na brak etyki zawodowej personelu. I najczęściej to jest fałszywe założenie. Zastanów się, jak się czujesz, gdy ktoś posądza cię niesłusznie o nieuczciwość i wymyśla kolejną pułapkę, która ma to potwierdzić.

Zużycie paliwa przez konkretną maszynę zależy od takich czynników jak:

1. marka i model maszyny
2. jakość paliwa
3. warunki atmosferyczne
4. dobór maszyny do zadania
5. warunki placu budowy
6. jakość i stopień zużycia narzędzi roboczych
7. stan techniczny maszyny
8. ogumienie/podwozie gąsienicowe
9. sposób ustalania ilości zużytego paliwa
10. umiejętności operatora
11. motywacja operatora.

Opisałem to szczegółowo w artykule o kosztach paliwa.

Na jakiej więc podstawie twierdzisz, że konkretna maszyna spala za dużo paliwa? Czy zidentyfikowałeś wpływ każdego z wymienionych czynników?

Przed otrzymaniem odpowiedzi zadam jeszcze jedno pytanie. A dlaczego nie jest dla ciebie sygnałem ostrzegawczym intrygująco niskie zużycie paliwa? Czy wiesz, że to oznacza niedostateczne wykorzystanie kilkuset tysięcy złotych zainwestowanych w maszynę?

Gdzie paliwo się marnuje „legalnie”

Masz ładowarkę z łyżką o pojemności 4,5 m³ i używasz jej do załadunku piasku z hałdy.

W ciągu roku licznik maszyny wskazał 2000 motogodzin. W tym czasie waga zamontowana na ładowarce wskazała przeładunek 200000 ton. Operator osiągnął więc średnią wydajność 100 ton/mtg.

W czasie 2000 motogodzin ładowarka zużyła 40000 litrów paliwa. Średnie zużycie paliwa na motogodzinę wyniosło więc 40000 / 2000 = 20 l/mtg.

Jak efektywnie było wykorzystane to paliwo? Mówi o tym wskaźnik efektywności wykorzystania paliwa. Wskaźnik odpowiada na pytanie, ile litrów paliwa zużyto, aby uzyskać 100 ton produkcji, czyli wykopanego, załadowanego lub przewiezionego materiału. W tym przypadku jest to 40000 / 200000 × 100 = 20 l/100 ton.

Na pozór nie ma powodu do zaniepokojenia. Jednak komputery nowoczesnych maszyn już od wielu lat rejestrują osobno liczbę motogodzin pracy silnika na biegu jałowym. Na przykład ekspert Komatsu America przeanalizował dane z systemu telemetrycznego zainstalowanego na około 75 tysiącach maszyn pracujących na terenie Ameryki Północnej. Przeciętny czas pracy silnika na biegu jałowym, w okresie 12 miesięcy (aby uwzględnić ewentualną sezonowość), wyniósł 38%. A więc ty, nie wychodząc z biura, z systemu telematycznego możesz się dowiedzieć, że w ciągu roku udział czasu pracy silnika na biegu jałowym wyniósł w twojej maszynie na przykład 40%, co jest dość często spotykaną wartością. To oznacza, że silnik pracował przez 2000 × 40% = 800 motogodzin na biegu jałowym, a w tym czasie maszyna ani nie ładowała, ani nie transportowała materiału (tak się definiuje czas biegu jałowego). Czyli przeładunek i transport 200000 ton został w rzeczywistości wykonany w ciągu pozostałych 1200 motogodzin. A więc gdyby nie praca silnika na biegu jałowym, wydajność maszyny byłaby 200000 / 1200 = 167 ton/mtg.

A co z efektywnością zużycia paliwa? Silnik takiej ładowarki zużywa na biegu jałowym około 5 l/mtg. W ciągu 800 motogodzin zużył więc 800 × 5 = 4000 litrów paliwa. Pozostałe 40000 – 4000 = 36000 litrów zostało zużyte w ciągu 1200 mtg na załadunek i transport. Czyli podczas rzeczywistej pracy (bez niepotrzebnego biegu jałowego) ten silnik zużywa średnio 36000 / 1200 = 30 l/mtg. Jesteś zaskoczony? Mimo to, twierdzę, że paliwo mogło być wykorzystane znacznie bardziej efektywnie, niż wtedy, gdy silnik „terkotał” na biegu jałowym przez 800 motogodzin. Wskaźnik efektywności zużycia paliwa miałby wartość 36000 / 167 = 10,8 l/100 ton. Byłby więc o 46% lepszy!

Jednak nie stawiaj sobie tak ambitnego celu. Zerowy udział biegu jałowego jest wartością teoretyczną, bo praktycznie jest prawie niemożliwe zredukowanie go do tak niskiego poziomu.

Czy warto się tym zająć?

Ile byś zaoszczędził zmniejszając czas biegu jałowego na przykład o połowę? Jeśli zamiast 800 motogodzin, silnik będzie pracował na biegu jałowym tylko 400 motogodzin, to zaoszczędzisz 400 mtg × 5 l/mtg = 2000 litrów w jednym roku. Przy cenie paliwa 4 zł/l twoja firma może zaoszczędzić 8000 złotych. To jest mała liczba?  Zastanowisz się nad tym dopiero w zimie?

Popatrz na to inaczej. Połowa operatorów w Polsce zarabia mniej, niż 3000 złotych brutto (dane z 2016 roku). Obiecaj operatorowi, że podzielisz się z nim połową zaoszczędzonej kwoty, czyli otrzyma roczną premię 4000 złotych. Zwiększenie płacy o 4000 / 12 = 333 złote miesięcznie przyniesie twojej firmie znacznie większe korzyści, niż znany program rządowy. Tak się stanie, bo twój program „333+” jest całkowicie samofinansujący się. Na dodatek generuje 4000 złotych oszczędności. A wartość niezużytego paliwa jest tylko wierzchołkiem góry lodowej oszczędności. Bo jaką wartość dla twojej firmy ma przeładowanie o 25% więcej materiału tą samą maszyną przez tego samego operatora?

Najłatwiejszy sposób obniżenia zużycia paliwa

Cała tajemnica najłatwiejszego i najbardziej efektywnego sposobu obniżenia zużycia paliwa polega na lepszym wykorzystaniu czasu pracy maszyny. Biegu jałowego silnika nie można zlikwidować całkowicie, ale obniżenie jego udziału do 20% jest całkowicie realne. Bardziej ambitnym celem, ale również do osiągnięcia jest 10%.

Jak obniżyć czas pracy maszyny na biegu jałowym?

1. W niektórych maszynach jest opcjonalny system wyłączania silnika przez komputer pokładowy. Sprawdź to w DTR swojej maszyny lub zapytaj w serwisie. Aktywacja tej funkcji może być płatna, jednak zawsze się opłaci.
2. Wprowadź odpowiednik systemu start-stop, który spotyka się w niektórych samochodach osobowych. Mimo, że ich silniki zużywają na biegu jałowym około 1 litra paliwa na godzinę, wytwórcy instalują automatyczne systemy wyłączające silnik nawet podczas postoju na światłach. Dopóki producenci maszyn nie pójdą tym śladem, wprowadź i egzekwuj od operatora obowiązek wyłączania silnika, jeśli postój maszyny trwa, lub ma trwać dłużej, niż trzy minuty. Na wszelki wypadek sprawdź zalecenia producenta co do bezpiecznego wyłączania silnika, bo niektórzy z nich są przesadnie ostrożni.

Aby wdrożyć te metody oszczędzania paliwa musisz sobie poradzić z obawami i wątpliwościami personelu co do czasu rozgrzewania maszyny przed rozpoczęciem pracy i czasu schładzania silnika po jej zakończeniu.

Nakazując operatorowi wyłączanie maszyny nie likwidujesz głównego źródła problemu. Jest nim organizacja pracy.

Wysoki udział czasu biegu jałowego ma niekorzystny wpływ nie tylko na koszty paliwa, ale również na inne koszty maszyny.

Te problemy przedstawię w następnym artykule.

TEMPUS FUGIT