Устройство бензопилы: принцип работы, из чего состоит

alexxlab | 20.04.2023 | 0 | Разное

Содержание

Устройство бензопилы: основные узлы и принцип работы

По своей конструкции бензопилы относятся к классическим механизмам, приводимым в действие двигателями внутреннего сгорания. Можно сказать даже, к наиболее простым из них, поскольку в бензопилах используется простой одноцилиндровый двухтактный бензиновый двигатель, а редуктор у бензопилы, в строгом значении этого слова, просто отсутствует – если не считать редуктором одноступенчатую цепную передачу, приводящую в движение пильную цепь. Простота устройства бензопилы является фактором надежности, обеспечивающим её безотказную работу в тяжелейших условиях.

Схема устройства бензопилы: 1 – топливная смесь заливается в бензобак, объем которого около 0,5 л; 2 – из бензобака топливо поступает в карбюратор где смешивается с воздухом; 3 – из карбюратора, воздушно-топливная смесь поступает в цилиндр двухтактного двигателя, где смесь поджигается искрой; 4 – кривошипно-шатунный механизм (КШМ), преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала; 5 – вал являющийся частью КШМ; 6 – центробежное сцепление; 7 – звездочка приводящая в движение пильную цепь; 8 – пильная цепь.

Устройство бензопилы

Кроме перечисленных узлов на бензопилах имеется система очистки подаваемого в карбюратор воздуха, шина с пильной цепью, стартер, механизм натяжения цепи, зажигание, глушитель и др.

Двигатель

Как уже было сказано, в качестве двигателя в современных бензопилах используется одноцилиндровый двухтактный карбюраторный двигатель (про устройство и работу двухтактного двигателя смотрите здесь). На рисунке ниже он представлен в сборе с маховиком (1), муфтой сцепления (2), модулем зажигания (3), глушителем (4) и проставочной втулкой (5) для установки карбюратора.

Двигатель бензопилы

Двигатель бензопилы имеет максимальные обороты около 13500 об/мин. Это накладывает жесткие требования к маслу добавляемому в топливную смесь.

Муфта сцепления

Бензопилы оснащены сцеплением центробежного типа, срабатывающим автоматически в зависимости от числа оборотов двигателя.

Центробежное сцепление бензопилы

При малых оборотах элементы с фрикционными накладками (1), имеющие степень свободы в радиальном направлении, притягиваются к центру вала пружинами (2) и не передают вращение на барабан (3), соединенный со звездочкой движущей цепь. Когда обороты двигателя бензопилы достигают значений, при которых центробежная сила превышает усилие пружин, фрикционные сегменты прижимаются к внутренней поверхности барабана и начинают его вращать. В результате начинает вращаться ведущая звездочка, приводящая в движение пильную цепь.

Центробежное сцепление бензопилы: 1 – звездочка вращающая пильную цепь, 2 – барабан сцепления.

Как видно на фото, звездочка находится за сцеплением.

Надевание цепи на шину бензопилы. 1 – сцепление.

У других бензопил, звездочка может находиться с внешней стороны сцепления.

Звездочка с внешней стороны сцепления

Главным достоинством муфт подобного типа является то, что при заклинивании цепи сцепление бензопилы проскальзывает, не глуша двигатель и не вызывая поломки механизмов, передающих движение от двигателя к цепи.

Система зажигания

Контактное зажигание, использовавшееся ранее в устройствах, оснащенных бензиновыми двигателями, ушло в прошлое. Бензопилы ведущих мировых производителей оснащены бесконтактным электронным зажиганием, которое избавило пользователей от обременительной работы по регулировке зазора в контактах и их частой чистки.

Система зажигания бензопилы

Электронное зажигание бензопилы включает в себя маховик (1) со встроенными магнитами, модуль зажигания (2) с электронной схемой, свечу (3) и провод высокого напряжения (4). Вращающийся маховик с магнитами индуцирует в модуле э.д.с., преобразующуюся с помощью электронной схемы в электрические сигналы, подаваемые на свечу. В результате между контактами последней проскакивает искра, воспламеняющая воздушно-топливную смесь.

Карбюратор

Говоря о бензопилах, нельзя оставить без внимания такое важное устройство бензопилы, как карбюратор, который наряду с зажиганием обеспечивает надежную работу двигателя. Он готовит топливо-воздушную смесь, от качества которой зависит легкость запуска, мощность и стабильность работы бензопилы. Производители бензопил предпочитают использовать карбюраторы известных мировых фирм – таких как Walbro, Zama и пр.

Карбюратор бензопилы. Верхняя стрелка – топливный шланг, нижняя – привод воздушной заслонки.

Карбюратор бензопилы. Стрелка – тросик рычага привода дроссельной заслонки.

Карбюратор бензопилы. Стрелка – топливный шланг.

Разобранный карбюратор бензопилы

Ниже изображена схема другого карбюратора бензопилы.

Схема карбюратора бензопилы

Карбюраторы имеют дроссельную заслонку, позволяющую обеднять или обогащать смесь в зависимости от условий работы. Для тонкой настройки имеется несколько винтов, с помощью которых производится регулировка низких и высоких оборотов двигателя, а также холостого хода. Сверху карбюратора устанавливается воздушный фильтр, очищающий поступающий в него воздух.

Топливная система

В простом варианте, топливная система бензопилы состоит из бензобака, объемом около 0.5 л, топливного фильтра и шланга по которому топлива доставляется в карбюратор. Объема топливного бака, при мощности бензопилы 2 кВт (2.7 л.с.) и при расходе топлива около 1.2 л/час, хватит примерно на 30-40 мин. работы в режиме максимальной нагрузки.

Чтобы по мере израсходования топливной смеси, топливный бак заполнялся воздухом и в нем не создавалось отрицательное давление, которое не даст топливу поступать из него в карбюратор, и при этом, чтобы из отверстия для воздуха не вытекало топливо, в крышке, закрывающей заливное отверстие, сделан сапун. И кстати, если сапун забьется грязью, то бензопила заглохнет.

Топливная система: 1 – топливный фильтр, 2 – карбюратор, 3 – ручной насосом предварительной подкачки.

Из бака топливо качается через свободно болтающийся в баке шланг. Благодаря этому, независимо от положения бензопилы, шланг всегда погружен в топливо. На входном конце шланга крепится топливный фильтр. Качается топливо насосом внутри карбюратора.

Топливный фильтр

Для облегчения запуска, часть бензопил оборудовано ручным насосом предварительной подкачки – праймером.

При запуске бензопилы с праймером, карбюратор заполняется топливом заранее (излишек топлива стекает обратно в бак). Благодаря этому двигатель запускается быстрее, т.к. уже пройдена стадия заполнения карбюратора топливом, которая без праймера выполняется насосом карбюратора за счет стартера.

Ручной насос предварительной подкачки. Топливо перекачивается несколькими нажатиями.

Система очистки воздуха

При работе, двигатель бензопилы потребляет воздушно-топливную смесь, образующуюся в карбюраторе. Чтобы загрязненный воздух не попал в карбюратор и не нарушил работу двигателя, его очищают с помощью фильтров тонкой (2) и предварительной (4) очистки (см. фото ниже).

Система очистки воздуха: 1 – крышка закрывающая фильтр тонкой очистки, 2 – фильтр тонкой очистки, 3 – крышка закрывающая фильтр грубой очистки, 4 – фильтр грубой очистки.

Предварительные фильтры могут иметь различную конструкцию и состоять из нескольких элементов, в частности, из сетчатого (2) и снежного (1) фильтра (см. фото ниже).

Система грубой очистки воздуха: 1 – снежный фильтр, 2 – сетчатый фильтр.

Последний препятствует попаданию снега в систему воздухоочистки и используется лишь в зимнее время, при плюсовой температуре его снимают.

В некоторых моделях бензопил на стадии предварительной очистки используют очистку воздуха с помощью центробежных сил. Воздушный поток закручивается крыльчаткой маховика, в результате чего примеси отбрасываются в сторону от всасывающего патрубка, идущего к фильтру тонкой очистки.

Центробежная система очистки воздуха

Фильтры тонкой очистки изготавливают из диффузионного поролона, нейлоновой сетки и других материалов.

Фильтры тонкой очистки для различных бензопил

При работе бензопилы, воздух в зоне ее действия бывает сильно загрязненным опилками и древесной пылью. Чрезмерное загрязнение фильтра снижает объем воздуха, поступающего в карбюратор, что приводит к обогащению смеси и падению мощности бензопилы. Поэтому необходима регулярная очистка фильтра. Она должна проводиться не только тогда, когда осуществляется разборка бензопилы с целью ее ремонта, а гораздо чаще, после всякой продолжительной и грязной работы. Чистка производится методом, зависящим от вида материала фильтра – чаще всего продуванием и промывкой.

Стартер

Стартер служит для запуска двигателя бензопилы путем прокручивания коленчатого вала. При этом воздушно-топливная смесь, подаваемая в двигатель, сжимается в пространстве между поршнем и головкой цилиндра и воспламеняется при возникновении искры, вследствие чего двигатель запускается.

Ручка стартера

Устройство стартера бензопилы

Механизм стартера состоит из барабана (1) с тросиком (2) и ручкой (3), и из каркаса (4) с возвратной пружиной. При резком вытягивании ручки вверх, храповик барабана входит в зацепление с зубьями, имеющимися на валу двигателя, и проворачивает коленчатый вал. При отпускании ручки, возвратная пружина возвращает её в исходное положение.

Чтобы провернуть коленчатый вал со скоростью, при которой запускается двигатель, требуется определенное усилие. Запустить бензопилу с одного рывка часто не удается, приходится дергать несколько раз. Для облегчения запуска используют различные способы – обогащение топливной смеси с помощью заслонки карбюратора, или снижение давления в цилиндре с помощью декомпрессионного клапана (для облегчения прокручивания коленвала). Клапан делают автоматически закрывающимся при повышении давления в цилиндре, происходящем при воспламенении смеси. Иногда в механизме стартера используют дополнительную пружину, которая при вытягивании тросика сначала сжимается, а затем резко разжимается, раскручивая мотор.

Цепь

Пильная цепь состоит из элементов трех типов: режущих звеньев (1), ведущих звеньев (2) (хвостовиков) и соединительных элементов (3). Собираются все эти части в единую цепь с помощью заклепок.

Пильная цепь бензопилы

Основными и наиболее сложными звеньями цепи являются режущие звенья, которые подразделяются на правосторонние и левосторонние. Верхняя грань зуба – самая широкая из всех элементов. Она обеспечивает широкий пропил, исключающий застревание остальных звеньев.

Чипперная (а) и чизельная (б) форма зубьев

Форма режущих зубьев может значительно различаться у цепей разных производителей. Выделяют две основные формы – чипперную (а) и чизельную (б). Однако существуют и различные промежуточные контуры резцов.

Режущие кромки зуба – боковая и верхняя – затачиваются под определенным углом. Для цепей продольного пиления он составляет 10°, для поперечного – 30°. Цепи продольного пиления применяются довольно редко. В случае необходимости продольную распиловку можно осуществить и цепью поперечного пиления. Подробнее про углы заточки цепей бензопил читайте в статье Заточка цепи бензопилы.

Угол заточки

Основной характеристикой цепи является ее шаг. Для установления шага цепи, измеряется расстояние между серединами первой и третьей соединительных заклепок (см. рисунок ниже), и этот размер делится пополам. Полученный результат – шаг цепи в мм. Однако, в большинстве случаев, шаг цепи задается в дюймах. Расстояние между серединами первой и третьей соединительных заклепок измеряется потому, что расстояния между отверстиями ведущих звеньев и режущих звеньев или соединительных звеньев могут различаться по величине. Наиболее распространены цепи с шагом 0.325 и 3/8 дюйма (8.255 и 9.525 мм соответственно). Цепи с шагом 0.325 используют с двигателями невысокой мощности (объемом до 40-50 см³), в то время как мощные бензопилы обычно комплектуются цепями 0.404 дюйма (у таких цепей более высокая производительность). Распил получается более чистым и аккуратным, если при пилении использовать цепь с меньшей толщиной звена и меньшим шагом.

Шаг цепи (а/2) и толщина хвостовика (б)

К важным характеристикам относится толщина хвостовика. Имеется пять стандартных толщин: 1. 1, 1.3, 1.5, 1.6 и 2 мм. Самыми распространенными являются цепи с толщиной хвостовика 1.3 мм (0.05″). Они широко применяются как на бытовых, так и профессиональных бензопилах. Толщина ведущих звеньев должна быть согласована с шириной паза направляющей шины, с тем чтобы пильная цепь точно подходила направляющей шине.

Производители цепей применяют различные технологии для их изготовления и используют разные материалы. Определяющей характеристикой последних является не твердость (слишком твердые зубья плохо поддаются ручной заточке), а вязкость и ударопрочность. Именно они определяют долговечность цепи. Поэтому при изготовлении режущих зубьев используются износостойкие легированные стали. Нередко резцы подвергают хромированию для повышения поверхностной твердости. Некоторые фирмы используют дробеструйную обработку для увеличения вязкости зубьев.

Шина

Шина – очень важный элемент бензопилы, служащий направляющей для пильной цепи. Как и последняя, она подвергается большим нагрузкам во время работы, поэтому изготавливается из вязкой износостойкой стали, обладающей высокой упругостью.

Шина бензопилы

Для ведения цепи шина имеет по своей периферии направляющую канавку, в которой перемещаются ведущие звенья цепи. Паз канавки служит одновременно каналом, подающим масло для смазки цепи. К основным параметрам шины относятся:

Основные параметры шины бензопилы

Размеры соединительных отверстий (а), зависящие от типа бензопилы.
Ширина паза (б), которая должна соответствовать толщине хвостовиков используемой цепи. Ширина паза шины лишь на несколько сотых миллиметра больше, чем толщина ведущих звеньев соответствующих пильных цепей. Благодаря этому достигается точное боковое ведение пильной цепи.
Шаг концевой звездочки (в), также определяющий совместимость используемых цепей с шиной.
Длина реза (г), определяющая размеры обрабатываемого материала – диаметр ствола дерева и пр.

Тормоз цепи

Особенностью бензопилы является открытый режущий орган в виде шины с бегущей по ней острой цепью, представляющей большую опасность для рабочего. В связи с этим, устройство бензопилы должно обеспечивать дополнительные меры безопасности. Тормоз цепи предназначен для мгновенной остановки цепи при обратном ударе, который иногда происходит при быстром или случайном прикосновении вращающейся цепи (особенно конца шины) к дереву. Шина при этом получает резкий удар, отбрасывающий ее вверх или в сторону. В этот момент она может серьезно поранить рабочего вращающейся цепью. Чтобы этого не произошло, бензопилы оборудуются тормозом, мгновенно останавливающим вращение цепи при обратном ударе.

Включение тормоза цепи может быть контактным и инерционным. Первое происходит при нажатии тормозного упора (1) на руку рабочего, которое самопроизвольно происходит при отбросе пилы. Возникающее при этом смещение упора приводит к затягиванию тормозной ленты (2) на барабане муфты сцепления и его остановке, в результате чего останавливается и пильная цепь.

Устройство тормоза бензопилы

Инерционное включение тормоза основано на возникающих при резком ударе в шину инерционных силах, воздействующих на элементы тормоза, что приводит к тому же результату, что и в первом случае – затягиванию тормозной ленты и остановке цепи. Инерционное включение тормоза происходит быстрее, чем контактное. Однако второе более надежно. 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

Система натяжения цепи (см. изображение ниже) состоит из штифта (1), подвижно соединенного с винтом (2). При вращении винта штифт перемещается по пазу в корпусе пилы, увлекая за собой шину, что в свою очередь вызывает ослабление или натяжение цепи.

Механизм натяжения цепи бензопилы

Для большего удобства, винт натяжения цепи может располагаться сбоку.

Боковое расположение винта натяжения цепи

Система смазки цепи

Смазка цепи и шины в современных бензопилах осуществляется автоматически. Масло заливается в масляный бочок, откуда по маслопроводу поступает в насос, установленный с той стороны, с которой устанавливается пильная цепь. Из насоса масло поступает в паз шины, откуда затем переходит на цепь.

Масляный насос бензопилы

Масляные насосы имеют различную конструкцию (поршневого или мембранного типа) и изготавливаются из разных материалов (металла или пластмассы). Они приводятся в действие с помощью зубчатой передачи, получающей свое движение от ведущей звездочки. 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 (1).

Регулировка масляного насоса

Регулировочный винт масляного насоса

как пользоваться, правильно пилить, заводить, принцип работы

Содержание

Как устроена бензопила
Система зажигания
Карбюратор
Топливная система
Система очистки воздуха
Стартер
Цепь
Шина
Тормоз
Система смазки цепи
Как это все работает
Как пользоваться бензопилой
Как правильно заводить бензопилу
Как правильно пилить бензопилой

Бензопилы помогают быстро и эффективно очистить пространство от деревьев, возвести срубы или заготовить древесное сырье. Но чтобы правильно и безопасно работать с этим инструментом, полезно знать, что у него внутри.