На чем работает бензопила
Как работает бензопила и что означают ее основные характеристики?
Содержание:
Основным вопросом, который задают себе покупатели, является самый простой: как купить нужный товар? Но даже у малоизвестных брендов имеется в продаже не один десяток наименований инструмента, не говоря уже о компаниях с мировым именем. Как же выбрать нужный? Для этого стоит разобраться, что означают основные характеристики бензопилы, почему они выделены и всегда ли большие цифры означают высокую производительность, а не только высокую стоимость.
Технические параметры напрямую связаны с конструкцией инструмента и принципом его работы. Например, от объема и типа двигателя зависят мощность, допустимые размеры пильной гарнитуры. От конструкции и используемых материалов – вес.
В целом, конструкция бензопилы – это мотор, механизмы передачи крутящего момента и пильное полотно. Между собой двигатель и цепь соединяют редуктор (система передачи) и система сцепления. Пильное полотно представляет собой шину с размещенной на ней цепью. Поскольку двигатель бензопилы двухтактный, она имеет 2 бака – масляный (для смазки цепи) и топливный (для топливной смеси).
Используется топливная смесь, а не бензин, из-за строения двухтактного двигателя, не имеющего отдельного бака для смазки своих внутренних элементов.
Технические характеристики
Объемы двигателя, топливного бака и емкости для масла
Размеры и вместимость двигателя непосредственно влияют на саму мощность пилы, чем он больше, тем больше выделяется энергии для движения поршня. Объем также указывает, какой расход топлива производит пила за определенное время. Стоит учитывать, что если объем двигателя не соответствует мощности пилы, это уменьшает ее ресурс работы, за счет неэффективности использования.
Объем бака для топливной смеси бывает от 0,3 до 1 литра. В соответствии с этим бак для масла в 1,5-2 раза меньше. Такая разница в объемах помогает при полной нагрузке на инструмент расходовать топливную смесь и масло практически с одинаковой скоростью (около 30-50 минут).
У пил бытового класса объем двигателя достигает 40 куб.см, это 1,5-2 часа без дозаправки. Полупрофессиональные пилы, способные работать по 8 часов имеют движок объемом до 60 куб.см, а профессиональные до 121 куб.см. Модели с большим объемом дополнительно оснащаются элементами облегчения запуска.
Мощность
Чем больше объем двигателя, тем мощнее пила, а, значит, и более производительная. От мощности зависят скорость и интенсивность распила. Измеряется этот показатель в «лошадиных силах» или в кВт (1л.с. = 0,735 кВт). В зависимости от мощности пилы делятся на классы и сферы применения.
Бензопилы, обладающие высокой мощностью, требуют дополнительных физических усилий во время работы и знания техники безопасного использования, так как управлять подобным инструментом достаточно сложно. Мощность оборудования может снижаться из-за естественного износа компонентов, использования некачественной топливной смеси и неправильно подобранной пильной гарнитуры.
Фактически, мастер при использовании бензопилы испытывает нагрузку не только этих элементов, но также и веса пильной гарнитуры, полностью заполненных баков для топлива и масла. Поэтому в случае, если небольшая масса является важным критерием, стоит отдать предпочтение бытовым и одноручным пилам – они легче остальных.Этот параметр становится решающим при выборе инструмента для кронирования – срезания верхних ветвей и по всей кроне дерева. Тяжелая бензопила в этом случае не только не эффективна, но еще и опасна – маневренность невысокая, а масса и вибрация мощного двигателя быстро приведут к усталости мастера, ее трудно удерживать на весу и совершенно не возможно делать это одной рукой. Поэтому для данного типа работ и рекомендуют специализированный, облегченный инструмент.
Также следует учитывать, что людям, которым противопоказаны интенсивные физические нагрузки, не рекомендуется использование бензопил, вес которых превышает 5 кг.
Для работы профессиональным инструментом нужна хорошая физическая подготовка, т.к. для подобных пил по технике безопасности не предусмотрено ременное крепление из-за большого риска в случае непредвиденных осложнений в работе (падение дерева, например). Оператор должен успеть отпустить инструмент, а не освобождаться от него.
Длина шины
Шина представляет собой одну из основных частей пильного аппарата. Она является опорой для цепи и каналом ее смазки (за счет движения хвостовиков цепи в пазах, во время работы).
Важная характеристик шины – это длина. Именно она определяет максимальную толщину ствола, которую может распилить инструмент. Чем длиннее шина, тем больше глубина реза.
Шаг цепи
Цепи делятся на пять групп, в зависимости от размера шага:
14 дюйма (6,35 мм)
Редко используемые в России миниатюрные цепочки. Они устанавливаются на маломощные одноручные пилы.
0,325 дюйма (8,25 мм) и 38 дюйма (9,3 мм)
С таким шагом идут низкопрофильные цепи. Более 80 % пил, производимых во всем мире, комплектуются с подобными цепями. Так же, они являются наиболее безопасными для неопытных пользователей за счет невысокой вероятности обратного удара и низкого уровня вибрации во время работы.
0,404 дюйма (10,26 мм) и 34 дюйма (19,05 мм)
Такой шаг отличает цепь с повышенной производительностью, обладающую крупными звеньями. Эти цепи используются на харвестерном оборудовании и мощных валочных пилах. Большой шаг, за счет этого и более большой слой, снимаемый за один проход, но, соответственно, и сопротивление обрабатываемого материала тоже больше.
Дополнительные свойства
Наличие антивибрационной системы
В первую очередь, применение такой системы необходимо на профессиональных моделях бензопил, т.к. длительная работа с мощным вибрирующим инструментом достаточно пагубно сказывается на суставах и может привести к серьезным последствиям.
Самым простым ее видом является набор резиновых прокладок, расположенных между рукоятками и корпусом. Впрочем, подобная антивибрационная система практически не применяется в современных бензопилах. Как правило, реализован принцип «двух масс»: блок двигателя отделен от блока рукояток и топливного бака.
В случае отсутствия нормальной антивибрационной системы в инструменте, несколько лет работы им может привести к печальным последствиям, начиная от нарушения кровообращения в руках и заканчивая более серьезными заболеваниями. Однако, на некоторых бытовых бензопилах антивибрационная система не предусмотрена. Ее отсутствие объясняется, во-первых, непродолжительностью пользования инструментов, а во-вторых, тем, что они не развивают высокой мощности и цепи на них с меньшим шагом.
Скорость реза
Приобретая бензопилу, покупатели зачастую задают вопрос о скорости распиловки древесины конкретным экземпляром цепной пилы (например, нужно ли «давить» на весь инструмент при работе). Отвечаем: в первую очередь это зависит от состояния пильной гарнитуры и, в частности, цепи. При работе тупой цепью не только будет низкая эффективность распиловки, но и повышается вероятность выхода пилы из строя, так как нагрузка на двигатель увеличивается. Поэтому при профессиональном использовании рекомендуется регулярно «править» цепь (например, в конце рабочего дня). Кроме того, немалый вклад в производительность вносит и форма режущего зуба и шаг цепи.
Некоторые производители указывают скорость реза в паспорте товара. Однако, всегда необходимо помнить о том, что подобные данные весьма условны, так как невозможно просчитать все варианты реза при сопротивлении всех имеющихся материалов. Но не вызывает сомнений, что, информируя нас о подобных показателях, производитель тем самым берет на себя ответственность об уровне работы оборудования. И, зная скорость реза, можно рассчитывать, что ваша бензопила способна на подобное без угрозы ее целостности.
Установка воздушного фильтра
Смысл наличия воздушного фильтра в бензопилах заключается в том, что он удерживает пыль, опилки и иные мелкие частицы от попадания в двигатель и ходовые части. Система защиты в этом случае двусоставная: первым барьером станет крыльчатка, закрепленная на валу мотора, а последующим – сам воздушный фильтр, капроновый или фетровый. Этот элемент удерживает большинство загрязнителей, в процессе техобслуживания легко моется или заменяется. Также может быть пропитан специальными маслами, повышающими коэффициент улавливания микрочастиц и предотвращая их «цементирование».
Тормоз цепи
Данная функция является прямой необходимостью, исходящей из особенностей работы бензопилы: при «обратном ударе» или случайном разрыве цепи, оператору может быть нанесен непоправимый вред. Поэтому лучшим решением в этом случае является остановка цепи. Она происходит посредством механизма, который активизируется за счет щитка бензопилы. Если в него упирается рука пильщика, то посредством рычага усилие передается на тормоз и цепь блокируется. Это может произойти и автоматически.
Устройство и принцип работы бензопилы и ее отдельных механизмов
Бензопилы работают за счет однопоршневого двигателя внутреннего сгорания, который функционирует за счет сжигания топлива, состоящего из бензина и масла. При эксплуатации инструмента не возникает необходимости разбираться с его конструкцией. Другое дело, когда возникают поломки. Отремонтировать этот инструмент можно, если знать устройство бензопилы и принцип ее работы. Именно в этом поможет разобраться новичкам и опытным пильщикам представленный материал.
Общее устройство инструмента
Бензопилы или их второе название мотопилы применяются активно не только для заготовки дров, но еще и при выполнении строительных работ, а также с целью обрезки сада. Сегодня этот инструмент выпускается разными производителями — от известных, как например, Stihl, Husqvarna, Makita, Partner, Чемпион, и менее известных — Foresta, Старт, Limex и другие. Несмотря на отличия по названию, все эти инструменты имеют схожую конструкцию. Отличие лишь заключается в качестве деталей, из которых собираются отдельные и механизмы.
Чтобы разобраться с тем, как устроена бензопила внутри, нужно изначально узнать основные составляющие инструмента. Ниже представлена схема бензопилы, по которой можно узнать, какое устройство имеет этот инструмент.
Коротко выясним, для чего нужны все составляющие детали бензоинструмента:
Это основные составляющие рассматриваемого инструмента, с назначением которых нужно разобраться перед тем, как впервые приступать к работе. Если бензопила выходит из строя, то ее поломки преимущественно связаны с внутренними механизмами. Именно о том, как устроена бензопила внутри, и какой принцип работы она имеет, рассмотрим более детально.
Устройство и принцип работы двигателя бензопилы
Самый главный механизм бензопилы — это мотор. На рассматриваемых агрегатах применяются двигатели внутреннего сгорания бензинового типа. Такие ДВС состоят из одного цилиндра, и имеют двухтактную систему функционирования. Более подробно о том, как устроен и работает двухтактный двигатель бензопилы, описано в этом материале.
Именно к двигателю подсоединяются дополнительные механизмы, за счет которых получается готовый бензоинструмент. Устройство двухтактного двигателя бензопилы состоит из следующих элементов:
В конструкции цилиндра имеются каналы, по которым осуществляется подача топливно-воздушной смеси для ее воспламенения, а также отведение образовавшихся выхлопных газов. Двигатель бензопилы работает на смеси бензина с маслом. Это нужно для того, чтобы обеспечить смазку кривошипно-шатунного механизма, а также стенок поршня и цилиндра. Для этого топливная смесь поступает сразу не в камеру сгорания, а в емкость кривошипно-шатунного механизма. Осуществив смазку деталей, смесь выталкивается в камеру сгорания, где и осуществляется ее сжатие с последующим сжиганием.
К двигателю подключены следующие механизмы:
Мощность двигателя бензопилы зависит от объема топливной камеры. Чем больше объем, тем выше мощность. На бензопилах используются не только двухтактные двигатели, но еще и моторы 2-mix.
Двигатель бензопилы в разрезе представлен на фото ниже.
Далее рассмотрим устройство и принцип действия составляющих деталей и механизмов бензопил, что обязательно будет полезно в поиске разного рода неисправностей инструмента.
Устройство муфты сцепления и как она работает
Бензопилы оснащаются такими механизмами, как муфты сцепления. Главное назначение этой детали в том, чтобы обеспечивать передачу крутящего момента от коленчатого вала на цепь инструмента. На бензопилах используются муфты, относящиеся к фрикционным. Они работают в автоматическом режиме, и не требуют использования дополнительных рычагов управления.
При запуске двигателя бензопилы происходит вращение коленчатого вала. Отсутствие фрикционной муфты способствовало постоянному вращению режущей цепи. Это не только бы осложняло запуск двигателя за счет дополнительной нагрузки, но еще и приводило к ряду негативных последствий:
Конструкция муфты сцепления достаточно простая, и включает в себя ряд следующих деталей:
Как работает один из ключевых механизмов бензопильного инструмента? При запуске мотора, когда он работает на холостых оборотах с частотой до 2700 оборотов в секунду, цепь не движется. Для ее движения нужна центробежная сила. Эта сила развивается двигателем при увеличении количества оборотов. Как только пильщик нажимает на газ, начинает вращаться с большей скоростью коленчатый вал. При этом под воздействием центробежных сил в зацепление с внутренними стенками барабана входят накладки или разновесы, заставляя его двигаться с одинаковой скоростью. Чем сильнее нажимать на курок акселератора, тем выше скорость вращения цепи. Максимальная частота вращения достигает 13600 оборотов в минуту.
Устройство системы зажигания бензопилы и принцип работы механизма
Для работы бензинового двигателя требуется создание искры, при помощи которой происходит сжигание порции топливно-воздушной смеси. Искра создается при помощи свечи зажигания, на которую подается напряжение. За подачу напряжения отвечает модуль зажигания, который на современных бензопилах представлен в виде бесконтактной электронной системы.
Контактные системы зажигания использовались ранее на старых бензопилах, а современные производители исключают необходимость регулирования зазоров в контактах, а также их периодической очистки. За сжигание топлива в определенный момент времени отвечают следующие составляющие системы зажигания бензопилы:
Принцип работы системы зажигания бензопилы следующий:
Электрическая схема устройства системы зажигания представлена на фото ниже.
Одним из важных параметров системы зажигания является величина зазора между модулем и маховиком. Величина этого зазора составляет 0,25 мм, но на разных моделях производителей это значение может отличаться, поэтому рекомендуется уточнить в инструкции. Если зазор большой, то искра будет слабая, что приведет к нестабильной работе мотора или вовсе невозможности его запуска.
Конструкция бензопильного карбюратора и особенности его функционирования
Если система зажигания отвечает за воспламенение горючей смеси, то карбюратор нужен для того, чтобы приготовить эту сжигаемую в цилиндре консистенцию. По важности, карбюратор бензопилы занимает второе место после двигателя внутреннего сгорания. Сложность рассматриваемого механизма в том, что он состоит из множества мелких элементов, поэтому очень часто вместо того, чтобы произвести диагностику, очистку и замену деталей, многие предпочитают приобрести новый карбюратор. Ремонт и очистка карбюратора подробно рассмотрена в этом материале (ссылка).
На бензопилах используются карбюраторы мембранного типа. Их называют мембранными, так как они не только смешивают топливо с воздухом, и подают его в камеру сгорания, но еще и самостоятельно закачивают бензино-масляную смесь из бензобака. За выполнение этого процесса отвечает мембрана, являющаяся насосом.
Принцип работы карбюратора и его устройство подробно описано в этом материале. В конструкции карбюратора имеются регулировочные винты, что позволяет произвести самостоятельную настройку состава смеси. Это три винта, которыми можно отрегулировать смесь на холостом ходу, а также на малых и больших оборотах.
Карбюраторы бензопил старого производства таких фирм, как Дружба, Урал и другие, отличаются по конструкции и принципу работы от современных. Их основное отличие в том, что они не имеют мембранного механизма, а топливо в них подается самотеком из бензобака, располагающегося преимущественно в верхней части бензоинструмента. Использование таких карбюраторов способствовало тому, что бензопила использовалась только в прямом положении, и ее нельзя наклонять. Для горизонтального и вертикального распиливания бензопилами Дружба и Урал, необходимо изменить положение шины.
Конструкция топливной системы бензопил
Топливная система бензопилы — это не только бензобак, в который заливается свежеприготовленная смесь, состоящая из бензина и специального масла. В устройство топливной системы входят следующие элементы:
Чем мощнее двигатель бензопилы, тем больше объем бензобака. Однако слишком большой объем бака способствует увеличению веса инструмента, поэтому бензопилы с объемом бака свыше 0,6-0,8 литра не выпускаются. В среднем полной заправки бака хватает на работу инструментом продолжительностью до 50 минут. Это среднее значение, так как все зависит не только от мощности двигателя, но еще и от размера распиливаемых бревен. Чем дольше бензопила эксплуатируется под максимальной нагрузкой, тем соответственно чаще понадобится совершать дозаправку.
Что такое сапун на бензопиле, и какое устройство он имеет? Сапуном называется уравнитель давления или обратный клапан, который исключает создание вакуума внутри бензобака. Вакуум или разрежение в баке создается при снижении количества топлива. Сапун представляет собой клапан, который пропускает воздух только в одном направлении. Этот клапан также не позволяет вытекать бензину из бака. Такой клапан применяется в конструкции бензобака пилы с мембранным карбюратором. Создаваемое разрежение в конструкции бензобака является препятствием для закачивания бензино-масляной смеси, поэтому наличие и исправность сапуна является обязательным.
Сапун может находиться в конструкции крышки бензобака (в виде маленького отверстия) или в устройстве самого бака. Где находится сапун на бензопиле, можно выяснить самостоятельно, осмотрев емкость инструмента. Если отверстие сапуна засоряется, то это способствует невозможности запуска двигателя бензопилы. Чтобы исправить ситуацию, необходимо очистить отверстие сапуна бензопилы.
В баке находится топливный фильтр, назначение которого известно всем. Он представлен в виде цилиндрического бочонка, подключенного к топливному шлангу. Проходя через фильтр, топливо поступает в шланг и направляется к карбюратору.
Для быстрого запуска двигателя бензопилы, в конструкции топливной системы определенных производителей устанавливаются ручные подсосы или праймеры предварительной подкачки. Этот элемент позволяет вручную закачать топливо в карбюратор, ускорив тем самым запуск мотора. Если на бензопиле праймера нет, то топливо в карбюратор закачивается путем дергания ручки стартера.
После остановки двигателя, топливо из трубки стекает обратно в бак. Зная конструкцию и принцип работы топливной системы бензопилы, не составит выявить поломки с последующим их самостоятельным устранением.
Конструктивные особенности ручного стартера
Чтобы завести двигатель бензопилы, нужно осуществить прокручивание коленчатого вала. Делается это вручную при помощи отдельного механизма, именуемого стартером. Конструкция этого механизма простая, и основывается на следующих составляющих:
Принцип работы этого устройства основывается на том, что зубья барабана входят в зацепление с зубьями на валу двигателя. Причем зацепление происходит при резком вытягивании троса из барабана. Чтобы запустить двигатель, недостаточно просто дергать за ручку стартера. Запуск мотора предусматривает выполнение предварительной подкачки топлива в карбюратор, закрытия заслонки и включения зажигания. Только после этого можно приступать к резкому вытягиванию рукоятки стартера.
О конструкции системы очистки воздуха пилы
Двигатели внутреннего сгорания работают не просто на бензине или смеси бензина с маслом, а на воздушно-топливном составе. За приготовление такого состава отвечает карбюратор. Топливо в него подается из бензобака, а воздух берется из окружающей среды. Чтобы воздух, поступающий в карбюратор был чистым, на входе устанавливается специальный очистительный элемент — фильтр. Он исключает попадание в карбюратор и цилиндр инструмента разных загрязнений, которые очень быстро привели бы к поломкам механизмов.
Некоторые производители бензопил оснащают свои инструменты не одним фильтром, а несколькими — для грубой и тонкой очистки воздуха. Есть также дополнительные фильтры, использующиеся в конструкции профессиональных бензопил. Это очистители, препятствующие попаданию снега и воды внутрь карбюратора. Такие фильтры устанавливаются при эксплуатации пилы зимой, а на лето они снимаются.
Фильтр защищает карбюратор от попадания в его конструкцию пыли и опилок. Защита обеспечивается при должном состоянии фильтрующего элемента. Как только очистительный элемент засоряется, начинают возникать перебои в работе мотора. В зависимости от типа фильтра, при их засорении требуется произвести очистку, продувку или промывку.
Конструкция и принцип работы тормоза бензопилы
Механизм тормоза цепи — это предохранитель, позволяющий мгновенно прекратить перемещение цепи по шине без остановки двигателя. Тормозной механизм бывает двух видов — контактный и инерционный. Работа блокировочного механизма напрямую связана с муфтой сцепления. Для начала рассмотрим, как происходит срабатывание контактного тормоза цепи бензопилы.
Контактный тормоз цепи бензопилы срабатывает при перемещении упорной рукоятки вперед путем ее нажатия вручную. Смещение рукоятки воздействует на зажимной механизм в виде ленты, которая мгновенно затягивается, воздействуя на барабан сцепления. Барабан сцепления зажимается лентой сверху, тем самым осуществляя остановку движения цепи, разъединяя барабан с вращающимся валом двигателя.
Инерционный тормоз работает по аналогичному принципу, только включение происходит автоматически. При возникновении обратного удара наблюдается отбрасывание бензопилы вверх или в сторону. Чтобы исключить получение травм, при отбрасывании инструмента происходит воздействие рукой на рукоятку тормозного механизма. Инерционный способ срабатывает быстрее, чем контактный, но последний вариант является более надежным и эффективным.
Устройство смазывающего механизма бензопилы и как он работает
Шина является направляющей для цепи, но оба этих устройства изготовлены из металла. Вращение цепи на большой скорости способствует нагреванию металла за счет трения. Если не охлаждать движущуюся цепь при работе бензопилы, то это приведет не только к ее практически мгновенному износу, но еще и выходу из строя шины. Для исключения негативных последствий, во всех видах и моделях пил (не только бензиновых, но и электрических), применяются механизмы смазки цепи. Они не только охлаждают металл при его нагреве, но еще и снижают трение цепи о поверхность шины.
Смазывающий механизм цепи бензопилы представлен в виде масляного насоса, работающего в автоматическом режиме. Подача масла происходит только при работающем двигателе, и чем больше оборотов, тем чаще осуществляется смазка. На бензопилах используют плунжерные насосы, которые также называют поршневыми.
С вопросом принципа работы масляного насоса бензопилы разберемся подробно, предварительно выяснив его конструкцию:
Теперь рассмотрим принцип работы плунжерного маслонасоса бензопилы. В действие плунжерный вал насоса приводится за счет вращения ведущей звездочки цепи. Для обеспечения передачи крутящего момента, маслонасос бензопилы имеет зубчатую передачу. Вращательный момент на ведомую шестерню насоса передается только при движении цепи, поэтому на х.х. двигателя масло насосом не качается.
Принцип работы масляного насоса бензопилы достаточно простой, что положительно влияет на его стоимость. Маслонасос подлежит ремонту, но при износе торцевого выступа в виде волны, деталь или механизм рекомендуется заменить.
После запуска бензопилы проверить исправность работы маслонасоса можно следующим способом — расположить чистый лист бумаги перед шиной, и погазовать. На листе при этом должны появиться маслянистые пятна.
Устройство механизма натяжения цепи
Одним из самых простейших механизмов бензопилы является натяжитель цепи. Состоит он из штифта, соединенного с винтом. Винт приводится в действие посредством специального инструмента — отвертки или шестигранного ключа. Вращение винта способствует перемещению штифта в специальном пазу инструмента. Вместе с перемещающимся штифтом происходит смещение шины, вызывая при этом натягивание цепи.
Регулировочный винт на бензопилах разных производителей может находится в разных местах — сбоку, снизу или с торцевой стороны инструмента. Контролировать качество натяжения цепи нужно регулярно, так как ослабленная цепь может сойти с паза шины, что приведет к трагическим последствиям для пильщика. Нельзя также допускать сильной затяжки цепи, так как она будет работать под нагрузкой, и в один момент порвется, что также чревато получением серьезной травмы. Более подробно о цепях для бензопил и шинах можно узнать здесь.
Рассмотрев подробную конструкцию бензопилы, не составит большого труда произвести ее ремонт своими руками. Нужно понимать, что бензопила является тем инструментом, который используется не только для распиливания древесины. Использование разных насадок позволяет значительно расширить функционал инструмента. При этом не забывайте, что даже самые дорогие и качественные модели инструментов тоже ломаются, поэтому они нуждаются в регулярной диагностике, техническом обслуживании и ремонте.