اللوادر ذو الدفع الجانبي مقابل اللوادر ذو المسار المدمج: شرح الاختلافات الرئيسية

التصميم والجذب: الاختلافات الأساسية بين اللوادر ذو الدفع الجانبي واللوادر ذي المسار المدمج

الاختلافات الأساسية في التصميم: العجلات مقابل المسارات

ما يميز هذه الآلات حقًا هو طريقة تنقلها. تعمل ماكينات التحميل ذات الدفع الرباعي على عجلات، في حين تستخدم ماكينات التحميل ذات الجنزير المطاطي (CTLs) بدلاً من ذلك تلك الجنزيرات المطاطية. تعمل العجلات بشكل ممتاز على الطرق أو التربة المعبأة لأنها تبقى أقرب إلى سطح الأرض، مما يجعل من السهل الدوران بسرعة عند الحاجة لذلك. لكن الجنزيرات تحكي قصة مختلفة. فهي تقوم بتوزيع وزن الماكينة بشكل أفضل بكثير من العجلات. نحن نتحدث هنا عن انخفاض في الضغط على سطح الأرض بنسبة تصل إلى 80 إلى 90 بالمئة تقريبًا. وهذا يُحدث فرقًا كبيرًا عند العمل في الحقول الطينية أو المناطق الرملية حيث تغوص المعدات العادية ببساطة في الأرض.

مقارنة الجر والضغط على سطح الأرض

تُمارس حفارات الزاحف لشركة كاتربيلر ضغطًا على الأرض يبلغ حوالي 5 إلى 7 رطلاً لكل بوصة مربعة، حيث توزع وزنها على طول هذه الزواحف العريضة. من ناحية أخرى، تُمارس حفارات الدفع الرباعي ضغطًا يتراوح بين 30 إلى 45 رطلاً لكل بوصة مربعة مباشرةً على تلك العجلات الصغيرة. ولهذا السبب يعتمد الأشخاص العاملون في المواقع الطينية أو التضاريس الوعرة على الآلات الزاحفة لحصولهم على قوة جرّ أفضل. تدعم دراسة الجرّ للمعدات الثقيلة لعام 2024 هذا الاستنتاج بشكل مقنع إلى حدٍ كبير. ومع ذلك، عندما تكون الأسطح مُستوية وجميلة، فإن المعدات ذات العجلات تُعوّض عن هذا الفارق بقوة دفع أعلى بالنسبة لوزنها. إذ يمكنها التحرك بسرعة تزيد بنسبة 12 إلى 15 بالمئة عندما تكون الظروف مثالية، وهو أمر مهم للغاية عند الالتزام بالمواعيد الضيقة أو عند النقل لمسافات طويلة بين مواقع العمل.

التأثير على الأداء في التضاريس الناعمة والرطبة وغير المستوية

تساعد المسارات (Tracks) الآلات على البقاء على سطح الأرض الناعمة مثل المستنقعات بدلًا من الغوص فيها. يمكن لمحمل المسار المستمر (CTL) الاستمرار في العمل بفعالية في الأماكن التي قد تعلق فيها loaders ذات العجلات المطاطية ولا تتحرك على الإطلاق. عند العمل على المنحدرات التي تزيد زاويتها عن خمسة عشر درجة، توفر هذه الآلات المزودة بمسارات تحسنًا يقدر بحوالي واحد وعشرين بالمائة في الثبات الجانبي مقارنةً بالعجلات التي تنزلق بسهولة. ولكن هناك عيبًا واحدًا يجب الإشارة إليه هنا. تعمل المعدات المزودة بعجلات بشكل أفضل فعليًا عندما تكون الأرض مغطاة بالجليد. المشكلة تكمن في احتمال احتجاز الجليد بين ألواح المسار المعدنية، مما يقلل من أداء CTL بنسبة تصل إلى ثمانية عشر بالمائة مقارنةً بالعجلات القياسية التي تنظف نفسها تلقائيًا أثناء التدحرج فوق الثلج أو الجليد.

المناورة والكفاءة التشغيلية في التطبيقات الواقعية

نصف قطر الدوران والمرونة في المناورة لمحمل العجلات في المساحات المحدودة

تتميز حفارات الدفع الرباعي بالدوران حول محورها عند العمل في الأماكن الضيقة لأنها قادرة على التدوير في نفس المكان. يمكن لبعض النماذج أن تدور بشكل كامل في مساحة لا تتجاوز 60 بوصة، وهو أمر مذهل بالنظر إلى الحجم الكبير لهذه الماكينات. يجد المشغلون أن هذه الميزة مفيدة للغاية عند التنقل في مواقع البناء داخل المدن، أو داخل المستودعات، أو حتى في الزقاق الضيق الذي لا تستطيع المعدات الأكبر دخوله. ما يعطيها قيمتها الكبيرة هو قدرتها على الدوران الكامل في مكانها، ضمن مساحتها الفعلية. هذا يعني أن المقاولين قادرون على تحميل وتفريغ المواد حتى في مشاريع التجديدات السكنية الضيقة جداً، حيث تتعطل المعدات العادية أو تحتاج إلى مناورات متعددة صعبة.

أداء الحفارات ذات الجنزير المدمجة على الأراضي الحساسة أو الوعرة

تتوزع أوزان الحوامات ذات السير المدمجة على سير أوسع، مما يؤدي إلى تقليل كبير في الضغط على الأرض، حيث ينخفض من حوالي 15-20 رطلاً لكل بوصعة مربعة (كما هو الحال مع الحوامات ذات العجلات الجانبية) إلى 3-5 رطلاً لكل بوصة مربعة فقط، وفقاً لتقرير موقع Equipment World في العام الماضي. وبفضل هذه الميزة التصميمية، يمكنها العمل بثبات حتى في الظروف الصعبة - فكّر في المنحدرات الطينية، أو الأراضي المغطاة بالجليد، أو المناطق الحساسة مثل تلك الموجودة في ملاعب الغولف حيث يجب تجنب أي تلف بأي ثمن. وأشارت دراسة نشرت في عام 2023 إلى أمرٍ مثير للاهتمام أيضاً: تُنهي هذه الماكينات ذات السير المهام بسرعة تزيد بنسبة 22 في المائة تقريباً مقارنة بالمعدات ذات العجلات التقليدية في ظروف الأمطار، وذلك فقط لأن الانزلاق أقل، ولا تتعرض التربة لضغط شديد.

دراسة حالة: استخدام في تطوير سكني متعدد التضاريس

كان على مطور يعمل في مشروع سكني جديد في وسط ولاية إلينوي أن يجد طريقة لبناء الطرق دون إتلاف الأراضي الرطبة التي تمر عبر الموقع الممتد على 50 فدانًا. استخدم جرارات ذاتية التوجيه لوضع الأسفلت وتنظيف مخلفات البناء في الأماكن المخصصة للطرق، ولكن عند نقل الأحمال الثقيلة عبر المناطق الرطبة من الأرض، انتقلوا بدلاً من ذلك إلى الجرارات ذات الزحافات. كانت هذه الآلات قادرة على التعامل مع التضاريس الصعبة دون إتلاف النظام البيئي الحساس الموجود أسفلها. ووجدت بعض الدراسات التي تناولت كفاءة الإنشاءات أن مزج أنواع مختلفة من المعدات بهذه الطريقة خفض استهلاك الوقود بنسبة 17 بالمائة تقريبًا، كما خفض حوالي ثلث تلك التأخيرات المحبطة التي تحدث عادة عندما يعتمد الطواقم على نوع واحد فقط من المعدات لكل الأعمال.

سعة الرفع والاستقرار وإنتاجية نقل التربة

مقارنة القوة وسعة الرفع

من حيث قوة الرفع، هناك فرق حقيقي بين جرارات التحميل ذات الدفع الجانبي (Skid Loaders) والجرارات الصغيرة المزودة بمسارات (Compact Track Models). يمكن للجرارات ذات الدفع الجانبي التي تعمل بالرفع الرأسي أن ترفع ما بين 15 إلى 20 بالمئة أكثر من نظيراتها، وأحيانًا تصل إلى ارتفاعات ملحوظة تصل إلى 159 بوصة في بعض النماذج المتقدمة وذلك بسبب تصميمها. ولكن لا تعتقد أن جرارات المسارات (Track Loaders) خارج المنافسة، فهي في الواقع تحمل وزنًا أكبر عند تمديد الذراع بالكامل، وتوفر للمستخدمين ما يقارب 10 إلى 15 بالمئة إضافية من السعة، وذلك لأن المسارات توزع وزن الجهاز بشكل أفضل على الأرض. وبحسب البيانات الأخيرة الواردة في تقرير أداء المعدات الصادر عن CEMA السنة الماضية، فإن الجرارات المزودة بمسارات تبلغ سعتها المتوسطة حوالي 2850 رطلاً، بينما لا تتجاوز السعة المتوسطة لجرارات التحميل الصغيرة (Skid Steers) المشابهة في الحجم 2450 رطلاً. ولهذا يُفهم سبب تفضيل البعض لجهاز على آخر على حسب طبيعة العمل والحمولات المطلوب نقلها.

الاستقرار والأداء على المنحدرات والأسطح غير المستوية

تُمارس حملات الجر track حوالي 30 إلى 50 بالمئة ضغطًا أقل على الأرض مقارنةً بمناورة العجلات الجانبية skid steers، مما يجعلها أكثر أمانًا في التشغيل على المنحدرات الشديدة، وأحيانًا حتى ما يقارب 30 درجة. كما يساعد السطح الأكبر للمجنزرات في الحفاظ على الاستقرار. وبحسب بعض الأبحاث التي أجرتها شركة كاتربيلر Caterpillar في عام 2022، فقد حافظت آلات المجنزرات الخاصة بهم على حوالي 89 بالمئة من الحمولة داخل الجرافة عند العمل على المنحدرات، بينما وصلت الآلات العادية القائمة على العجلات إلى حوالي 67 بالمئة فقط. إلا أن آلات التحميل ذات المناورة الجانبية skid steer loaders تُعوّض هذا الفرق بدورات أسرع، خاصةً على الأسطح المستوية حيث يمكنها التدوير في أقل من أربع ثوانٍ في معظم الأوقات.

كفاءة نقل التربة حسب نوع الآلة

عندما يتعلق الأمر بالحفر في التربة الصلبة، فإن حملات المسار تتميز حقًا بالمهمات الطويلة، حيث تنقل عادةً ما يقارب 20% من المواد الإضافية كل ساعة عند العمل في الطين أو الأراضي الرخوة، وفقًا لأرقام AEM من العام الماضي. ومع ذلك، فإن الحوامات ذات الدفع الرباعي أفضل في توفير الوقود، حيث تستهلك تقريبًا من 1.3 إلى 1.4 غالون أقل في الساعة عند القيام بالمهمات السريعة على الأراضي الصلبة. في الوقت الحالي، يتم تجهيز كلا النوعين من الآلات بأنظمة هيدروليكية ذكية تضبط نفسها تلقائيًا وفقًا للوزن الذي يتم رفعه. تقلل هذه التقنية من مدة كل دورة بنسبة تتراوح بين 12 إلى 15%، كما تساعد أيضًا في توفير الوقود بشكل عام، وهو أمر تركز عليه الشركات المصنعة بشكل كبير في الآونة الأخيرة.

البيانات مستقاة من تقرير معدات التفريغ والبناء CEMA لعام 2023

تكلفة الملكية: جرافة ذات عجلات دوارة مقابل جرافة ذات مسار مدمج

سعر الشراء الأولي والقيمة على المدى الطويل

بشكل عام، تكون الجرافات ذات العجلات الدوارة أرخص بحوالي 15,000 إلى 30,000 دولار أمريكي مقارنة بالجرافات ذات المسار المدمج (CTLs) المشابهة عند شرائها جديدة، مما يجعلها خيارًا جذابًا للأشخاص الذين يراقبون ميزانيتهم بدقة. ولكن هناك ملاحظة: تميل الجرافات ذات المسار المدمج إلى تحقيق عائد أفضل على المدى الطويل إذا كانت ستُستخدم بانتظام في الأراضي الطينية أو على الأسطح الوعرة. وبحسب دراسة نُشرت العام الماضي حول المعدات، فإن مشغلي الجرافات ذات المسار المدمج سجلوا تقليلًا بنسبة 38 بالمائة في تأخير المشاريع الناتج عن الظروف الصعبة للتضاريس خلال مشاريع بناء المنازل. هذا النوع من الأداء يُعوّض عادةً التكلفة الزائدة في الشراء الأولي خلال فترة تتراوح بين ثلاث إلى خمس سنوات من الاستخدام المنتظم.

الصيانة، استهلاك الوقود، والتكاليف التشغيلية

تُسجل فواتير الصيانة لآلات CTL ارتفاعًا بنسبة تتراوح بين 40 إلى 60 بالمئة مقارنةً بالمعدات الأخرى، وذلك لأن هذه المجنزرات تحتاج إلى الاستبدال كل 1000 إلى 1500 ساعة من العمل، إضافةً إلى التعامل مع جميع الأجزاء المعقدة الموجودة في الأسفل. من ناحية استهلاك الوقود، فإن ماكينات التحميل ذات الدفع الرباعي تحتفظ بميزة هنا أيضًا، إذ تستهلك ما يقارب 5 إلى 10 بالمئة أقل من الديزل عند أداء أعمال مشابهة. لكن هناك جانبًا آخر يستحق النظر. على الرغم من كونها أكثر تكلفة في البداية، إلا أن آلات CTL يمكن أن توفر المال على المدى الطويل، حيث تمارس مجنزراتها ضغطًا على الأرض يقل بنسبة تقارب 35 بالمئة. وهذا يعني أن عمال الزراعة لا يضطرون إلى إصلاح المناطق العشب التالفة أو ترميم الشقوق في الأسطح المرصوفة بعد نقل مواد ثقيلة عبرها أثناء المشاريع.

مفارقة الصناعة: ارتفاع تكلفة آلات المجنزرات مقابل قابلية التكيف مع التضاريس

تعمل ماكينات التحميل ذات الدفع الجانبي بشكل ممتاز على الأسطح الممهدة، ولكن عندما يتعلق الأمر بمشاريع المواقع ذات التضاريس المختلطة، يلاحظ المقاولون انخفاضًا فعليًا بنسبة 27٪ في تكاليف التشغيل بالساعة عند استخدام ماكينات التحميل ذات الجنزيرات (CTLs) بدلاً من ذلك. لماذا؟ لأن هذه الماكينات تواصل العمل بكفاءة حتى في الظروف الصعبة مثل الطين والثلج والأرضيات الناعمة التي تواجه فيها ماكينات التحميل ذات الدفع الجانبي صعوبة في الحفاظ على الثبات. وبحسب دراسة صناعية حديثة لعام 2024، أنهى مشغلو ماكينات التحميل ذات الجنزيرات المهام المتعلقة بنقل التربة أسرع بنسبة 22٪ تقريبًا مقارنة بزملائهم الذين يستخدمون ماكينات التحميل ذات الدفع الجانبي عند التعامل مع منحدرات تزيد زاويتها عن 15 درجة. من المنطقي إذًا أن تبدأ المزيد من الشركات بالتحول إلى استخدام هذه الماكينات للمشاريع من هذا النوع.

الاتجاهات المستقبلية في تقنية ماكينات التحميل ذات الدفع الجانبي وماكينات التحميل ذات الجنزيرات المدمجة

التحريك الكهربائي والتحكم الذكي في المعدات المدمجة

تُعدّ آلات التحميل الكهربائية ذات الدفع الجانبي (Skid loaders) وآلات التحميل ذات الزحافة الصغيرة (Compact track loaders) أكثر شيوعًا هذه الأيام، وذلك يرجع بشكل كبير إلى تحسن بطاريات الليثيوم ومحطات الشحن الأسرع التي تظهر في كل مكان. وبحسب التقارير الصناعية الصادرة في أواخر عام 2024، فإننا نتجه نحو بلوغ نسبة المعدات الكهربائية الجديدة نحو 35 بالمئة من إجمالي المبيعات مع نهاية هذا العقد، خاصةً في الأعمال المنفذة داخل المدن حيث تلعب الضوضاء دورًا مهمًا ويُشترط فيها أن تكون الانبعاثات صفرية. تأتي هذه الماكينات الجديدة مزودة بأنظمة تتبع (Telematics) تتيح للمستخدمين مراقبة كل شيء بدءًا من حالة البطارية ومستوى ضغط الزيت الهيدروليكي وصولًا إلى أداء الإكسسوارات. وهناك شيء آخر أيضًا – تنبيهات الصيانة الذكية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي التي قلّلت من الأعطال المفاجئة بنسبة تصل إلى ربع ما كانت عليه وفق بعض الدراسات الصادرة العام الماضي.

نظرة على الابتكارات من كبرى الشركات المصنعة

لقد بدأ مصنعو المعدات الكبيرة بالتركيز على تصميمات معيارية تتيح لهم بسهولة دمج أنظمة تحديد المواقع بالقمر الصناعي (GPS) وميزات كشف الإكسسوارات تلقائيًا. انظر إلى أحدث الماكينات الهجينة التي تعمل بالديزل والكهرباء - حيث أظهرت الاختبارات أنها تستهلك حوالي 30 بالمائة أقل من الوقود عند التوقف لفترات طويلة، وهو أمر مهم جدًا في أعمال مثل صيانة الساحات أو إزالة الثلج. كما أن الجهود المبذولة لحماية البيئة تغير من المواد الداخلة في تصنيع هذه المعدات أيضًا. نحن نرى الآن استخدامًا متزايدًا للصلب المعاد تدويره مع سوائل هيدروليكية نباتية المصدر في عمليات الإنتاج الفعلية. الهدف هنا ليس فقط تحسين الأداء على أنواع مختلفة من التربة مقارنة بالمعدات ذات الجنزير القديمة، بل أيضًا البقاء في المقدمة بمواجهة القوانين البيئية المتزايدة صرامة والتي تزداد قسوة كل عام.

الأسئلة الشائعة

ما هي أبرز الاختلافات بين جرافة التحميل ذات العجلات المطاطية (Skid Loader) وجرافة التتبع المدمجة (Compact Track Loader)؟

تتمثل الاختلافات الرئيسية في آليات التنقّل لديهم. فاستخدام الحوافر ذات الدفع على العجلات يجعلها مثالية للأسطح الصلبة والممهدة، بينما تستخدم الحوافر ذات الزحافات السلاسل، مما يوزّع الوزن بشكل أفضل ويوفر جرّاً أكبر على التضاريس الناعمة أو الطينية أو الوعرة.

في أي الحالات يُفضّل استخدام الحوافر ذات الدفع على العجلات مقارنة بالحوافر ذات الزحافات؟

تتفوّق الحوافر ذات الدفع على العجلات على الأراضي الصلبة أو في البيئات الحضرية التي تتطلب قدرة عالية على المناورة في مساحات ضيقة، مثل مواقع البناء في المدن أو المناطق السكنية، وذلك بفضل قدرتها على الدوران بسرعة.

كيف تقارن تكاليف صيانة الحوافر ذات الدفع على العجلات مع الحوافر ذات الزحافات؟

بشكل عام، تكون الحوافر ذات الدفع على العجلات أرخص من حيث التكلفة في الصيانة لأنها تحتوي على عدد أقل من الأجزاء المتحركة ولا تتطلب استبدالاً دوريًا للسلاسل، على عكس الحوافر ذات الزحافات.

هل الحوافر ذات الزحافات تستحق التكلفة الأولية الأعلى؟

على الرغم من أن الحوامات ذات الجنزير المدمجة أكثر تكلفة في البداية، فإن قدرتها على التعامل مع التضاريس الوعرة وتقليل تأخير المشاريع يمكن أن تجعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل، خاصةً في التطبيقات المتكررة خارج الطرق المعبدة.

ما هي الاتجاهات المستقبلية المتوقعة في تقنيات الحوامات؟

تتجه تقنية الحوامات نحو التحول الكهربائي والتحكم الذكي. من المرجح أن تتضمن النماذج المستقبلية تقنيات بطاريات محسنة ونظم معلومات عن بعد، مما يعزز الكفاءة ويقلل الانبعاثات الكلية بما يتماشى مع اللوائح البيئية.