КОНСТРУКЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Поршневой двигатель внутреннего сгорания представляет собой тепловую машину, в которой происходит превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую. Превращение полученной в цилиндре двигателя теплоты в механическую работу связано с реализацией комплекса сложных физико-химических, термодинамических и газодинамических процессов, которые определяют различие как рабочих циклов, так и конструктивного разнообразия этого типа двигателей.
Совершенствование двигателей внутреннего сгорания продолжается уже более 150 лет. Столь пристальное внимание к двигателям внутреннего сгорания объясняется рядом преимуществ: полная автономность, компактность, постоянная готовность к работе, высокий эффективный коэффициент полезного действия.
На бензиномоторных пилах в основном применяются одно-цилиндровые карбюраторные 2-тактные двигатели с искровым зажиганием и воздушным охлаждением, работающие на бензине с добавлением специального масла.

Схема бензопилы, поясняющая её внутреннее устройство
Схема бензопилы, поясняющая её внутреннее устройство

Таким образом, большинство бензиномоторных пил состоят из однотипных узлов и систем, но отличаются их конструктивным исполнением. На рисунке выше наглядно представлено внутреннее устройство современной бензопилы.
Набор этих узлов и систем включает в себя:

  • цилиндро-поршневую группу (ЦПГ);
  • шатун и коленвал (кривошипно-шатунный механизм);
  • систему питания;
  • систему газораспределения;
  • систему зажигания;
  • систему запуска;
  • систему охлаждения и смазки.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно­поступательное движение поршня во вращательное движение ко­ленчатого вала.

Перемещающийся внутри цилиндра поршень в определенной последовательности открывает и закрывает впускное и выпускное окна (отверстия), выполняя функции механизма газораспределения (по аналогии с 4-тактным двигателем).

Топливная система состоит из топливного фильтра, топливных шлангов и карбюратора. Карбюратор, как известно, обеспечивает нужное соотношение топлива и воздуха. У 2-тактных двигателей ручных моторных агрегатов эта смесь делается несколько обогащенной, то есть в ней топлива больше, чем нужно для его полного сгорания.

Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси от электрической искры.

Система запуска предназначена для запуска двигателя.

Системы смазки у двигателя бензопилы как таковой нет: все движущиеся и трущиеся детали смазываются как самим топливом, так и моторным маслом, которые разбавлены в определенной про­порции (роль моторного масла при этом имеет огромное значение и более подробно будет рассмотрена ниже). Но система смазки все же имеется, когда дело касается смазки цепи. Цепь движется со скоростью порядка 15—20 м/с, и, это дает представление, что пиль­ная гарнитура просто обязана иметь эффективную смазку. В бен­зопилах STIHL это решается с помощью так называемой системы Ematic, которая состоит из специальных элементов шины, цепи, масляного насоса и самого цепного масла — это обеспечивает эф­фективность смазки (а значит, и ресурс пильной гарнитуры) при минимальном расходе цепного масла.

Система охлаждения в бензопиле является воздушной — двига­тель охлаждается с помощью потока воздуха. Поток воздуха об­разуется с помощью лопаток маховика, который в данном случае работает как центробежный вентилятор. Чтобы воздух эффектив­но засасывался, боковая крышка бензопилы имеет отверстия определенной геометрии и расположения, а также специальную вкладку с внутренней стороны, обеспечивающие направленность потоку воздуха при его подаче на лопатки маховика. После махо­вика воздушный поток направляется на ребра цилиндра, которые тоже имеют определенные размеры и расположение. Отсюда сле­дует сделать вывод, что во время эксплуатации очень важно следить за тем, чтобы пространство между ребер охлаждения всегда было чистым — для этого регулярно прочищать его с помощью обычной кисточки. Помимо воздуха в охлаждении двигателя принимают участие топливо и моторное масло.

Основные понятия и определения, относящиеся к поршневому двигателю

Поршень двигателя — деталь кривошипно-шатунного механиз­ма двигателя, непосредственно воспринимающая давление от сгорающей в цилиндре рабочей смеси.

Шатун — подвижная деталь кривошипно-шатунного механизма, передающая усилие от поршня к коленчатому валу двигателя, пре­образуя поступательное движение поршня во вращательное дви­жение коленчатого вала.

Поршневой палец — палец, установленный в поршне для под­вижного соединения с шатуном.

Коленчатый вал — вал кривошипно-шатунного механизма, имеющий шейки: коренные — соосные и шатунные, оси которых смещены относительно оси вращения вала.

Двигатель 2-тактный — двигатель, в котором рабочий цикл со­вершается за два хода поршня, то есть за один оборот коленчато­го вала.

Рабочий цикл — совокупность последовательных процессов, осуществляемых с целью превращения тепловой энергии топлива в механическую.

Цикл осуществляется за четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход (сгорание рабочей смеси и расширение продуктов сгорания), выпуск.

Для поршневых двигателей различают верхнюю мертвую точку (ВМТ) и нижнюю мертвую точку (НМТ).

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — такое расположение поршня в цилиндре, когда расстояние от оси коленчатого вала до поршня наибольшее.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — такое расположение поршня в цилиндре, когда расстояние от оси коленчатого вала до поршня наименьшее.

Ход поршня — путь, проходимый поршнем при перемещении его от одной мертвой точки к другой.

Ход поршня зависит от радиуса кривошипа коленчатого вала и опре­деляется как S = 2 х r, где r — радиус кривошипа коленчатого вала.

Рабочий объем цилиндра — объем, освобождаемый поршнем при перемещении его от верхней мертвой точки к нижней.

Объем камеры сгорания — объем пространства над поршнем, когда поршень находится в ВМТ.

Полный объем цилиндра — сумма объемов камеры сжатия и ра­бочего объема цилиндра.

Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объ­ему камеры сжатия, это безразмерная величина, которая показы­вает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема каме­ры сжатия.

Горючая смесь — 1) для 2-тактного карбюраторного двигателя бензин с маслом и воздухом; 2) для 4-тактного карбюраторного двигателя — бензин с воздухом.

Рабочая смесь — 1) для 2-тактного карбюраторного двигателя бензин с маслом, воздух и остаточные газы; 2) для 4-тактного карбюраторного двигателя — бензин, воздух и остаточные газы.

<<Назад     Содержание     Далее>>