ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ, АГРЕГАТЫ И СИСТЕМЫ

Бензиномоторная пила состоит из следующих основных узлов: двигатель (поршень, цилиндр, коленчатый вал), карбю­ратор, корпус с органами управления, пильная гарнитура (направ­ляющая шина и пильная цепь), устройство сцепления (барабан).

Основные составные компоненты бензопилы
Основные составные компоненты бензопилы

Эффективная работа двигателя обеспечивается системами топли­воснабжения, азораспределения, зажигания и охлаждения. Пильная гарнитура снабжена системой смазки и устройством натяжения.

К системам безопасности пил относятся: антивибрационная система, снижающая вибрации от двигателя и пильной цепи, пере­даваемые на рукоятки; тормоз цепи (например, система STIHL QuickStop) — для защиты оператора от контакта с движущейся цепью; цепеуловитель и задняя ручка с широким основанием — за­щита от травм при разрыве цепи.

В качестве дополнительных опций пилы могут быть оснащены подогревом карбюратора и электрообогревом рукояток.

Пример современной антивибрационной системы
Пример современной антивибрационной системы

Детали корпуса бензиномоторной пилы чаще всего выполняют­ся из полимера на основе полиамида со стекловолокном или магни­евого сплава. К ним относятся: корпус двигателя, крышки воздуш­ного фильтра, пильной звездочки, маховика, передняя и задняя рукоятки. Антивибрационная система состоит либо из резиновых элементов, либо из стальных пружин, изолирующих переднюю и заднюю рукоятки от моторного узла.

В корпусе двигателя и задней ручки расположены масляный и топливный баки. Объем топливного бака составляет от 0,3 до 1 л, а объем масляного, как правило, меньше в 1,5—2 раза. Такое соотношение объемов предусмотрено специально, чтобы после выработки топлива в масляном баке еще оставалось некоторое количество масла, что позволит избежать работы пильной гарнитуры «на сухую». При этом объем бака рассчитан на 30—45 минут рабо­ты, чтобы обеспечить таким об­разом перерывы в тяжелом труде работников.

Быстросъемные крышки баков
Быстросъемные крышки баков

Запатентованные крышки STIHL для топливного и масляно­го баков легко и быстро открыва­ются и закрываются без помощи инструмента. Горловины баков имеют большие отверстия, что существенно упрощает про­цесс заправки бензиномоторной пилы рабочими жидкостями.

Переключатель режимов
Переключатель режимов

Все управляющие функции у бензиномоторных пил STIHL выполняются одним рычагом (холодный старт, старт, работа, стоп). Рычаг управления дроссельной заслонкой карбюратора дополнительно имеет блоки­ровку от непреднамеренного на­жатия.

Двигатель работает по 2-такт­ному циклу и имеет двух- или четырехканальную возвратно-пет­левую продувку. Газораспределение осуществляется при помощи поршня.

Работа современного двигателя с предварительной продувкой
Работа современного двигателя с предварительной продувкой

Основными составляющими двигателя являются цилиндр, кар­тер, поршень, шатун и коленчатый вал. При этом поршень выполняет также функцию газораспределения, поэтому пространство над поршнем условно называется цилиндром, под ним — картером. Такое разделение помогает лучше понимать рабочие процессы, происходящие внутри двигателя.

При 2-тактном цикле процессы всасывания, сжатия, рабочего хода и выпуска совершаются за один оборот коленчатого вала.

При движении поршня вверх в картере, под поршнем образует­ся разрежение, вследствие чего рабочая смесь через впускное окно цилиндра устремляется из карбюратора в картер.

Работа 2-тактного двигателя будет описана ниже в соответству­ющем разделе.

Сейчас же, несколько изменив логике построения материала, обратим внимание на особенности современных 2-тактных двига­телей, имеющих промежуточную продувку.

В компании STIHL такие двигатели называются 2-MIX.

Если внимательно присмотреться к рисунку «Работа современного двигателя с предварительной продувкой», то сразу обраща­ет на себя внимание наличие продувки, обозначенное синим цветом: с помощью разных конструктивных решений эта про­слойка (как правило, из чистого воздуха) образуется между свежей рабочей смесью и выхлопными газами. Поэтому, когда делается продувка камеры сгорания, ее покидает не свежая рабочая смесь, а эта прослойка. Таким образом, при закрытии выпускно­го окна, большая часть свежей рабочей смеси остается в камере сгорания.

Поэтому эти двигатели более экономичные по сравнению с 2-тактными аналогами (до 20 %), экологичные (до 70 % — не удивляйтесь такому большому показателю: ведь основным «загрязнителем» при работе 2-тактных двигателей является несгоревшее топливо), а также имеют улучшенные свойства тяговитости: кривая крутящего момента более ровная в рабочем диапазоне оборотов.

Надо сказать, что сама идея подобного двигателя возникла еще в 20-х годах прошлого века, но реализовываться она стала только в начале 2000-х годов, когда во многих странах стали вводиться жесткие экологические нормы для ручных моторизованных агре­гатов, а уровень технологического развития производства позволил реализовать данную идею.

Система питания: 1 — карбюратор; 2 — топливный фильтр; 3 — воздушный фильтр
Система питания: 1 — карбюратор; 2 — топливный фильтр; 3 — воздушный фильтр

Система питания двигателя состоит из воздушного фильтра, топливного бака, топливного фильтра, карбюратора и, в некоторых случаях, из ручного топливного насоса для заполнения карбюратора свежим топливом (на рисунке не показан).

Воздушный фильтр
Воздушный фильтр

Воздушный фильтр очищает воздух, поступающий в карбюра­тор, от древесных опилок и пыли. Фильтр может быть выполнен из флиса, войлока, сет­чатого полимера или специального полимер­ного композитного ма­териала на базе поли­этилена. Каждый материал име­ет свои особенности по применению и уходу. Для легких условий работы используется флис, очистка которого возможна сжатым воздухом, мытье не рекомендуется. Войлок или полимерный материал хорошо подходят для работы в пыльной среде. Мыть такие фильтры рекомендуется в теплой мыльной воде.

В мороз и при низкой запыленности воздуха рекомендуются сет­чатые фильтры, так как остальные материалы из-за обледенения пор могут перестать пропускать воздух.

Система очистки воздуха
Система очистки воздуха

На современных пилах часто используется предварительная очистка воздуха — по принципу действия она является центробежной. Воздушный поток закручивается крыльчаткой маховика, в результате чего имеющиеся в воздухе примеси отбрасываются в сторону — на воздушный фильтр поступает уже очищенный воз­душный поток. Заслонка зима/лето позволяет направлять на карбю­ратор подогретый при охлаждении цилиндра воздушный поток, чтобы предотвратить возможное обледенение в нем.

Забор топлива из бака осуществляется с помощью всасываю­щего шланга, на конце которого находится топливный фильтр — независимо от положения пилы, он всегда погружен в топливо. Чтобы по мере расходования топливной смеси топливный бак заполнялся воздухом и в нем не создавался вакуум, в нем предус­матривается дыхательный клапан (сапун), который поддерживает в баке постоянное (атмосферное) давление, при этом не давая вы­ливаться топливу. Если бы в баке был вакуум, то он не обеспечивал бы подачу топлива в карбюратор — двигатель не смог бы работать.

Праймер
Праймер

Для облегчения запуска часть бензиномоторных пил оборудо­ваны ручным топливным насосом — праймером. При запуске пилы с праймером, карбюратор заполняется топливом заранее (излишек топлива стекает обратно в бак). Благодаря этому двигатель запускается быстрее, так как уже пройдена стадия за­полнения карбюратора свежим топливом, которая без праймера выполняется насосом карбюратора за счет протягиваний пусково­го тросика.

Карбюратор мембранного типа снабжен топливным насосом, регулирующей камерой, группой регулировочных винтов, воздуш­ной и дроссельной заслонками.

Общее устройство карбюратора
Общее устройство карбюратора

Встроенный мембранный бен­зонасос действует за счет измене­ния давления в картере двигателя. Это обеспечивает работу бензопи­лы независимо от ее положения.

Разница между обычным карбюратором и карбюратором с компенсатором
Разница между обычным карбюратором и карбюратором с компенсатором

Компенсатор (собственное решение компании STIHL) обе­спечивает постоянное соотношение смеси топлива и воздуха, образующейся в карбюраторе, в течение длительного времени, независимо от степени загрязненности воздушного фильтра.

Система подачи топлива карбюратора
Система подачи топлива карбюратора

Основные компоненты системы подачи топлива карбюратора — запорная игла, рычаг, пружина и мембрана регулирующей камеры.

Давление от пружины на рычаг прижимает впускную иглу к ее седлу и предотвращает поступление топлива в регулирующую камеру.

Мембрана регулирующей камеры сделана из специального эластичного материала. Когда работает двигатель, топливо вытес­няется в канал вентури, его уровень в регулирующей камере падает. Это заставляет мембрану выгибаться вверх и входить в контакт с регулирующим рычагом — запорная игла открывается. Она закрывается, как только мембрана вернется в первоначальное состояние равновесия после заполнения регулирующей камеры порцией топлива.

Винты регулировки карбюратора
Винты регулировки карбюратора

Карбюратор, как правило, имеет три настроечных винта: «Н», «L» и «LA». Винт «Н» отвечает за подачу топлива через основной жиклер, «L» — через жиклеры холостого хода, «LA» — за степень открытия дроссельной заслонки, его положение обеспе­чивает стабильность холостых оборотов и динамику перехода на рабочие обороты.

Система зажигания
Система зажигания

Современная система зажигания состоит из махови­ка со встроенными магнитами, модуля зажигания с электронной схемой, запальной свечи свечой зажигания и провода высокого напряжения. Вращающийся маховик с магнитами индуцирует в модуле напряжение, преобразующееся с помощью электронной схемы в электрические сигналы, подаваемые на свечу. В результа­те между контактами последней проскакивает искра, воспламеня­ющая воздушно-топливную смесь.

Так как сгорание горючей смеси не происходит мгновенно — для распространения пламени и процесса горения требуется время, искра зажигания должна возникнуть несколько раньше, когда поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ). В этом случае говорят об опережении зажигания. В современных модулях зажи­гания функцию прерывателя выполняет микропроцессорная электроника: если обороты возрастают (например, при нажатии на курок газа), то момент зажигания становится более ранним по отношению к ВМТ, если, наоборот, снижаются — более поздним. То же самое происходит, если обороты изменяются под действием нагрузки — например, если цепь начинает зажимать в резе: изме­нение момента зажигания позволяет поддерживать мощность двигателя на уровне, приближенном к оптимальному.

Еще одна важная функция микропроцессора — ограничитель оборотов. Он работает в двух случаях. Первый — при запуске дви­гателя: зажигание будет подаваться только после достижения маховиком определенных оборотов (порядка 800 об./мин.). Если бы зажигание начиналось сразу после начала протягивания пуско­вого тросика, то был бы очень болезненный обратный удар от дви­гателя на руки оператора: именно он и случался раньше, до 70-х годов прошлого века, когда использовался механический прерыва­тель. Второй — при росте максимальных оборотов выше допусти­мого значения модуль зажигания пропускает подачу искры, чтобы вернуть обороты в нужные рамки — этим предотвращается перегрев двигателя, например из-за неправильной настройки карбюратора.

Система охлаждения — принудительная, воздушного типа. Воз­душный поток для охлаждения двигателя создается центробежным вентилятором, состоящим из маховика с отлитыми на нем лопа­стями и корпуса.

Воздух забирается вентилятором через решетку крышки стар­тера и далее поступает в межреберные пространства цилиндра, охлаждает его и выбрасывается в атмосферу.

Пусковое устройство служит для запуска двигате­ля бензиномоторной пилы путем прокручивания ко­ленчатого вала: воздушно­топливная смесь, подавае­мая в двигатель, сжимается в камере сгорания и вос­пламеняется при возникно­вении искры, вследствие чего двигатель запускается.

Пусковой механизм
Пусковой механизм

Пусковой механизм состоит из пру­жинного возвратного меха­низма и пускового тросика с ручкой. При вытягивании ручки храповик барабана входит в зацепление с маховиком двигателя и проворачивает коленча­тый вал. При отпускании ручки возвратная пружина возвращает ее в исходное положение.

Чтобы провернуть ко­ленчатый вал со скоро­стью, достаточной для пу­ска двигателя, требуется определенное усилие. За­пустить бензиномоторную пилу с одного рывка не всегда удается, приходится делать несколько попыток.

Демпфер пусковой рукоятки
Демпфер пусковой рукоятки

Для облегчения запуска используют различные способы: заполнение карбюратора свежим топливом с помощью праймера; встраивание в пусковую рукоятку демпфера, сглаживающего рывки при прокручивании двигателя; снижение давления в цилиндре с помощью декомпрес­сионного клапана (для облегчения прокручивания коленчатого вала).

Декомпрессионный клапан
Декомпрессионный клапан

Декомпрессионный клапан встроен в головку цилин­дра двигателя, при нажатии на него камера сгорания соединяется с атмосферой. Этот кла­пан будет открыт до тех пор, пока в камере не про­изойдет первая вспышка, после чего он сам закроется под давлением выхлопных газов. В результа­те до момента запуска коленчатый вал вращается более равномерно, и на­грузка на пусковое устрой­ство и суставы рук значи­тельно уменьшается.

Иногда в механизме стартера используют дополнительную пру­жину, которая при вытягивании тросика сначала сжимается, а затем резко разжимается, раскручивая мотор — это обеспечивает ком­фортный запуск, важный для некоторых групп простых пользова­телей, а не для профессионалов.

Глушитель предназначен для отвода отработавших газов двига­теля в сторону от оператора и снижения уровня звукового давления.

Устройство сцепления пильной гарнитуры
Устройство сцепления пильной гарнитуры

Муфта сцепления автоматическая, центробежная, фрикционного типа, предназначена для передачи крутящего мо­мента двигателя к ведущей звездочке пильной гарнитуры. Главным достоинством сцепления подобного типа является то, что при за­клинивании цепи сцепление пилы проскальзывает, не вызывая поломки механизма, передающего движение от двигателя к цепи.

Сцепление состоит из двух половин — ведущей и ведомой.

Ведущая часть размещена на правом хвостовике коленчатого вала двигателя. Ведомая часть — барабан сцепления — выполнена вместе с ведущей звездочкой.

При холостых оборотах двигателя ведущая часть муфты не пере­дает вращение на барабан сцепления. Включение муфты проис­ходит при переходе с холостых оборотов на рабочие. При этом центробежная сила, действующая на грузики, преодолевает усилие возвратных пружин. Возникающая между вращающимися грузи­ками и барабаном сцепления сила трения приводит в движение пильную цепь.

Тормоз цепи
Тормоз цепи

Тормоз цепи предназначен для мгновенной останов­ки цепи при обратном ударе, который иногда происходит при быстром или случайном прикосновении вращающейся цепи (осо­бенно верхнего конца шины) к дереву. Шина при этом получает резкий удар, отбрасывающий ее вверх или в сторону.

Включение тормоза цепи может быть контактным и инерцион­ным. Первое происходит при отжатии тормозного упора запястьем оператора, которое самопроизвольно возникает при отбросе пилы. Это приводит к затягиванию тормозной ленты на барабане сцепле­ния и к его мгновенной остановке.

Инерционное срабатывание тормоза цепи происходит при рез­ком обратном ударе — действие сил инерции провоцирует сраба­тывание механизма тормоза.

Инерционное включение тормоза происходит быстрее, чем кон­тактное. Всякая подготовка к работе, а также сборка бензопилы после ее ремонта или обслуживания должны заканчиваться про­веркой работы тормоза цепи. Если он не срабатывает, пилу следу­ет считать неисправной.

Механизм натяжения цепи состоит из штифта, подвижно соеди­ненного с регулировочным винтом. При вращении винта штифт перемещается по пазу в корпусе пилы, увлекая за собой шину, что в свою очередь вызывает ослабление или натяжение цепи.

Винт для натяжения цепи может быть расположен либо сбоку, либо спереди (фронтальное и боковое натяжение цепи соответственно).

Боковое натяжение цепи
Боковое натяжение цепи

Бензопилы STIHL имеют преимущественно боковое натяжение цепи благодаря этому цепь удобно снимается/устанавливается и натягивается, отсутствует риск пораниться об острую цепь, кроме того винт регулировки легко доступен, так как он остается всегда чистым.

Во время работы цепь несколько растягивается — поэтому нужно периодически проверять ее натяжение. Цепь считается натянутой правильно, если выполняются два условия: цепь полностью прилегает к шине и свободно проворачивается по шине, без каких-либо дополнительных усилий.

Рекомендуется после работы, когда цепь «го­рячая», ослабить ее на­тяжение, чтобы избежать излишнего натяжения при неизбежном охлаж­дении.

Система безинструментального натяжения
Система безинструментального натяжения

Система безинструментального натяжения цепи позволя­ет обходиться без инструмента, чтобы уста­навливать и натягивать цепь. Вместо винта на­тяжения цепи в данном случае используется спе­циальная крышка цеп­ной звездочки, в кото­рую встроен механизм натяжения цепи.

Смазка цепи и шины в современных бензино­моторных пилах осу­ществляется автоматически. Система состоит из масляного бака, выполненного как одно целое с корпусом пилы, масляного насоса и системы каналов подвода смазки к трущимся частям.

Насос обеспечивает подачу масла из масляного бака в отвер­стие на шине цепи. Далее масло распределяется по пазу шины, подается к шарнирным соединениям цепи, уменьшая износ и нагрев пильной гарнитуры. Когда двигатель работает на холо­стом ходу (ведущая звездочка и цепь не вращаются), подача масла не происходит. Производительность насоса зависит от числа оборотов ведущей звездочки: чем они выше, тем больше масла поступает на пильную цепь. Некоторые масляные насосы оснащены ручным механизмом регулировки производительно­сти — с помощью регулировочного винта.

Устройство масляного насоса и принцип действия
Устройство масляного насоса и принцип действия

Насос работает следующим образом: масляный насос подает масло для смазки цепей из масляного резервуара к направ­ляющей шине и пильной цепи. Для обеспечения безупречной смазки пильной гарнитуры масляный насос должен работать бесперебойно. Так как нужное количество смазочного масла зависит от длины реза пильной гарнитуры, то большинство масляных насосов — прежде всего у пил для профессионалов — имеют устройства, с помощью которых можно дополнительно регулировать подачу насоса.

Различают мембранные и поршневые насосы. Поршневые на­сосы приводятся в действие цепной звездочкой; преимущество заключается в том, что при холостом ходе двигателя отсутствует избыточная подача масла.

У изображенного масляного насоса цепная звездоч­ка моторной пилы приводит в действие малое цилиндрическое зубчатое колесо, которое через большое цилиндрическое колесо (2) и червяк (3) приводит в действие поршень насоса (4). Итак, насос начинает работать лишь после того, как была создана жесткая кинематическая связь с муфтой.

Поршень, находящийся под давлением спиральной пружины (7), совершает ход нагнетания под воздействием усилия, передава­емого через скошенную плоскость, набегающую на сферическую часть регулировочного пальца. Один конец поршня (4) вводится в отверстие в корпусе насоса (1), а конец на стороне регулировоч­ного пальца входит в запрессованную в корпусе втулку (6).

Карман для масла на поршне насоса управляет всасыванием и подачей смазочного масла. Ход поршня и тем самым подачу масла можно изменять вращением регулировочного пальца (5). Корпус насоса уплотняется двумя уплотнительными кольцами (8).

<<Назад     Содержание     Далее>>