4389

21

зажигания. Как видно из схемы (см. рис. 10), у контактных магнето мотопил опережение зажигания не зависит от частоты вращения вала двигателя.

Опережение зажигания может измеряться двумя параметрами: углом поворота коленчатого вала и миллиметрами хода поршня. Например, для пилы «тайга-214» и МП-5 «Урал-2» дается опережение зажигания 28о ПКВ, или 2,8 мм до ВМТ, а для пилы «Дружба-4»-30о ПКВ или 4,4 мм до ВМТ.

Значительное отклонение фактического угла опережения зажигания от заданного корректируют поворотом всего основания магнето. Для этого при снятой крыльчатке вентилятор через окна в маховике отверткой ослабляют (отвинчивают на 1 оборот) гайки 37 (см. рисунок 5), крепящие основание магнето к картеру. Основание магнето поворачивают для увеличения опережения зажигания против направления вращения вала и наоборот. После этого гайками закрепляют основание и повторяют замер угла опережения зажигания.

При сборке пилы на заводе–изготовителе устанавливают угол опережения зажигания с нанесением совмещенных рисок на картере и основании магнето.

Целый ряд недостатков обычного контактного магнето связан с наличием механического контактного прерывателя. Последний подвержен износу, подгоранию контактов, требует защиты от влаги и пыли Работа прерывателя особенно ухудшается при повышенных оборотах вала.

Современная электронная промышленность позволяет заменить механический контактный прерыватель бесконтактным, причем внедрение последних привело к изменению и электрических схем магнето. Такие магнето, называемые бесконтактными или электрическими, получают все большее распространение, в том числе и на двигателях моторных пил.

Если электрическая схема контактного магнето двигателей моторных пил уже отработана и варьируется лишь с небольшими изменениями, схемы бесконтактного магнето еще «не устоялись», они совершенствуются, претерпевая значительные изменения.

Бесконтактные маховичные магнето в общем случае состоят из маховика с магнитной системой и основания в сборе.

Маховик такого магнето внешне мало отличается от маховика обычного контактного магнето. Исполнение его магнитной системы зависит от принятой схемы, но чаще у бесконтактных магнето число полюсов на один больше, чем у обычных контактных магнето, в связи с чем их маховики не взаимозаменяемы даже при одинаковых посадочных местах.

Основание в сборе бесконтактного магнето обычно состоит из трансформатора, конденсатора, двух вспомогательных обмоток (чаще на отдельных сердечниках) и полупроводниковых элементов-диодов и тиристора. Эти элементы монтируются на общем основании, иногда полупроводниковый блок выносится отдельно.

22

Трансформатор бесконтактного магнето принципиально не отличается от описанного выше трансформатора контактного магнето. Малогабаритный конденсатор имеет емкость порядка 0,7-1 мкФ, т.е. приблизительно в пять раз больше, чем у контактного магнето. Полупроводниковые диоды проводят электрический ток только в одном направлении. Тиристор, как и триодная радиолампа, пропускает ток (открывается) только в том случае, когда на его управляющий слой подается электрический потенциал определенной величины.

Как и обычные магнето бесконтактные системы зажигания могут выполняться с расположением трансформатора внутри полости маховика или вне ее (рис. 9). Устройство и принципы действия рассмотрены на примере магнето с выносимым трансформатором.

Рис. 9 – Электрическая схема тиристорного магнето с внешним трансформатором

У рассматриваемого магнето (рис. 9) трансформатор и две вспомогательные обмотки располагаются на выступах общего Ш-образного сердечника 3, образуя общий трансформаторный узел. На среднем выступе помещается собственно трансформатор с первичной 4 (низковольтной) и вторичной 5 (высоковольтной) обмотками. Вторичная обмотка проводом высокого напряжения соединяется со свечей зажигания 7.

На боковых выступах сердечника размещается зарядная 9 и управляющая I обмотки. Первая обмотка служит для зарядки конденсатора 10, с которым она соединена через диод 8. При вращении маховика и движения его магнитов возле сердечника в обмотке индуктируется ЭДС (до 400 В), которая через диод заряжает конденсатор 10. Управляющая обмотка соединена с тиристором 2 и аналогичным образом вырабатывает электрический импульс, который подается

23

на управляющие слои тиристора 2. Кнопка выключения зажигания II размещается в цепи зарядной катушки (конденсатора) и в зависимости от схемы соединения отключает систему при замыкании цепи на массу или при размыкании цепи.

Тиристорное магнето работает следующим образом. При вращении маховика в зарядной катушке 9 индуктируется ЭДС, которая через диод 8 заряжает конденсатор 10. Диод не дает конденсатору разряжаться обратно на зарядную катушку.

Конденсатор 10, первичная обмотка 4 и тиристор 2 соединены последовательно (через массу) в одной цепи. В результате при открытии тиристора (когда он становится проводником) конденсатор 10 через первичную цепь разряжается на массу, значительный импульс тока проходит через первичную обмотку 4, в результате во вторичной обмотке 5 индуктируется высокое напряжение (8-16 кВ), дающее искру зажигания на свече 7. Момент открытия тиристора 2, т.е. момент возникновения искры зажигания, определяется моментом подачи электрического импульса определенной величины с управляющей обмотки I. Момент подачи этого управляющего импульса зависит от прохождения магнитов маховика возле сердечников трансформаторного узла.

Как видно из схемы, управляющая обмотка и тиристор выполняют функции бесконтактного прерывателя (точнее, замыкателя), который не имеет трущихся частей и механического износа. Для открытия тиристора требуется электрический импульс определенного напряжения. В то же время величина и форма потенциала, возникающего в управляющей обмотке, определяются частотой вращения вала. Поэтому во многих тиристорных системах зажигания фактический угол опережения зажигания – переменный. Закон изменения этого угла зависит от конструкции магнето. Одновременно усложняется регулировка и проверка угла опережения зажигания.

Нормальный угол опережения зажигания устанавливается при сборке пилы на заводе и в течение всей эксплуатации регулировке не подлежит. Потребность в такой регулировке может возникнуть обычно после замены какого-либо узла магнето.

Поскольку маховик жестко фиксируется на валу двигателя, регулировка угла опережения зажигания осуществляется поворотом основания, как и у контактных магнето. Установленное на заводе положение основание помечается рисками.

Основание магнето не имеет движущихся и трущихся частей, что позволяет залить его в пластмассу, обеспечить полную влагозащиту. Это также дает возможность повысить безотказность работы. При нормальной эксплуатации бесконтактное магнето не требует никаких регулировок.

24

3.4 Система охлаждения двигателя

Основное назначение системы охлаждения – отводить избыточное тепло, снижая температуру нагретых деталей двигателя.

Различают внешнее охлаждение двигателя и внутреннее (при продувке топливно-воздушной смесью и смазке цепи и редуктора).

Система охлаждения (рис. 5) включает центробежный вентилятор с крыльчаткой 6 , оребрение цилиндра 29 и его кожух или дефлектор 38. Воздух прогоняется вентилятором через оребрение и отводит излишнее тепло, ограничивая температуру стенок цилиндра и соприкасающихся с ним деталей – поршня, колец, подшипников шатуна и картера. Кроме того, одновременно происходит внутреннее охлаждение деталей двигателя топливовоздушной смесью во время процесса всасывания и продувки.

Наибольшая допустимая температура цилиндра и поршневой группы определяется следующими основными факторами:

–пределом прочности алюминиевых сплавов, снижающимся с ростом температуры. Так температура днища поршня должна быть ниже 100оС (а стенок цилиндра – не выше 300 оС), в противном случае возможно «прогорание» поршня;

–температурой коксования масла (210-240 оС). Превышение указанной температуры в зоне поршневых колец приведет к закоксованию (пригоранию) последних, причем скорость этого процесса растет с увеличением температуры. При значительном закоксовании поршневые кольца теряют подвижность, начинается прорыв газов вдоль стенки поршня и перегрев двигателя.

–при дальнейшей работе возможен излом поршневых колец с выходом из строя всей цилиндропоршневой группы;

–нарушением смазки трущихся деталей, что может привести к выходу из строя подшипника верхней головки шатуна или заклиниванию поршня в цилиндре.

Следовательно, достаточное охлаждение обеспечивает надежную длительную работу двигателя и, наоборот, ухудшение охлаждения, приводит к повышенному нагарообразованию, быстрому пригоранию поршневых колец (нужна частая чистка), снижению мощности двигателя и выходу его из строя.

Засорение входной сетки вентиляторе и ребер цилиндра приводит к повышению этих температур. Так, наличие мелких волокон древесины на стенки сетки вентилятора пилы МП-5 «Урал-2» с сохранением всех отверстий ячеек приводит к снижению расхода воздуха в среднем на 15-20 %. При повышенной чувствительности вентилятора двигателя МП-5 «Урал-2» к засорению входной сетки надо постоянно следить за ее состоянием, так как изза повышенной скорости входящего воздуха легко засасываются и закупоривают сетку сухие листья, сор с земли, рыхлый снег, опилки и т.п.

При соблюдении нормальных условий эксплуатации двигателя его система охлаждения практически не изнашивается.

25

3.5 Система смазки

При работе двигателя в картере постоянно находятся во взвешенном состоянии мельчайшие капельки топливной смеси (бензина с автолом), которые ударяются о движущие детали, осаждаясь на них.

Завихрение в картере и повышенная температура деталей (около 80 0С) приводит к тому, что бензин смеси быстро испаряется, а автол, испаряясь медленнее, остается на деталях, попадая и в подшипники. Для улучшения подвода частиц топлива и масла к подшипникам в их обоймах предусматриваются сверление и щели.

Смазка трущихся деталей внутри цилиндра обеспечивается примесью масла к топливу, на котором работает двигатель.

Детали уравнительного механизма, как и детали кривошипно-шатунного механизма, смазываются за счет примеси масла к топливу.

3.6 Муфта сцепления

Муфта сцепления передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя на вал редуктора или непосредственно на ведущую звездочку. Она предназначена для отключения пильного аппарата от двигателя при работе на малых оборотах. При резком нарастании нагрузки муфта сцепления пробуксовывает и предохраняет двигатель и пильный аппарат от перегрузок.

На бензомоторных пилах применяют автоматические фрикционной муфты сцепления центробежного типа. Такая муфта выполняет три основные функции:

–передает вращение и крутящий момент от двигателя к ведущей звездочке пильного аппарата;

–автоматически включает и выключает пильный аппарат в зависимости от частоты вращения вала двигателя;

–ограничивает наибольшую величину передаваемого крутящего момента; при резкой обстановке (заедании) пильной цепи муфта пробуксовывает, уменьшая нагрузки на силовые детали, и не дает двигателю «заглохнуть».

По устройству они различны и состоят из двух основных частей – ведущей 21 и ведомой 22 (рис. 5). Ведущая часть муфты крепится на хвостовике коленчатого вала двигателя и включает (рис. 10) поводок I, фрикционные грузики 2 и пружины 3, удерживающие грузики, иногда вместо грузиков устанавливаются два фрикционных кольца 4.

Упругость колец или пружин муфты сцепления подбирается так, что при холостых оборотах двигателя (около 2200 об/мин) возникающие центробежные силы были меньше сил упругости. Кольца (грузики) в увеличении числа оборотов двигателя центробежные силы фрикционных колец (грузиков) преодолевают сопротивление сил упругости колец или пружин и кольца (грузики) расходятся, прижимаясь к внутренней цилиндрической поверхности ведомой половины муфты. Так происходит включение муфты. При переходе

26

Рис. 10 Конструктивные элементы ведущей части муфты

двигателя на понижение холостые обороты муфты под воздействием упругих сил колец (пружин) автоматически включается, и пильная цепь останавливается.

Ведомая половина муфты представляет собой стальную чашу, которая посредством шлицевого или шпоночного соединения и гайки крепится на хвостике ведущего валика редуктора. У безредукторных пил, ведомая половина муфты сцепления соединена с ведущей звездочкой и устанавливается на подшипнике хвостовика коленчатого вала.

Кольца (грузики) изготавливаются из специального фрикционного чугуна или стали с покрытием трущихся поверхностей для увеличения коэффициента трения материалов типа ферадо. Изготавливаются грузики также из специального материала «ретинакса».

3.7 Редуктор

Редукторы бензомоторных пил с высоким расположением рамы типа служит для увеличения крутящего момента, передаваемого от двигателя пилы на ведущую звездочку цепного пильного аппарата. В том случае, когда конструкция бензомоторной пилы имеет узел рамы с высоким расположением рукоятей, редуктор служит также для переведения цепного режущего аппарата из положения валки в положение раскряжевки за счет подвижного соединения фланца корпуса редуктора в зажимном хомуте рамы бензомоторной пилы, на отечественных мотопилах редукторы выполняются одноступенчатыми, коническими. Редуктор бензомоторной пилы состоит из корпуса, выполненного методом литья под давлением из магниевого сплава МЛ-5, корпус имеет полость редуктора для смазки пильного аппарата. В корпусе редуктора на двух подшипниках № 202 размещен ведущий валик с малой конической шестерней. На шлицевой конец ведущего валика редуктора через манжетное уплотнение закреплена ведомая стальная чашка муфты сцепления 22 (рис. 5). На противоположном конце валика нарезан червяк привода плунжерного масляного насоса для смазки пильного аппарата. С малой шестерней ведущего валика соединяется большая шестерня ведомого вала, на котором закреплена ведущая звездочка пильного аппарата.

27

Ведомый вал установлен в корпусе редуктора на двух подшипниках № 203 в специальном корпусе большой шестерни. На этом валу между подшипников на шпильке установлен жестко стальной эксцентрик с эксцентриситетом 3 мм для привода плунжера насоса гидравлического клина КГМ-1А. На шлицевом конце ведомого вала поставлена ведущая звездочка для привода цепного режущего органа с шиной. Ведомый вал уплотнен при выходе из корпуса редуктора манжетным уплотнением по наружному диаметру шлицевого конца ведущей звездочки.

Полотно шины цепного режущего органа с шиной размещается на специальной площадке, расположенной в передней части редуктора, и прикрепляются к ней шпилькой и направляющей шпонкой. К этой площадке прикрепляется также зубчатый упор, служащий для обеспечения удобства и безопасности резания пилой на различных операциях, как при валке леса, так и раскряжевке древесины. Для отражения потока опилок при резании древесины на лицевой стороне корпуса редуктора со стороны ведущей звездочки закреплен козырек отражателя опилок.

Вкорпусе редуктора в специальном канале, который имеет гильзу, размещен плунжерный масляный насос. На верхнем конце плунжера насоса нарезана червячная шестерня, соединенная с червячным колесом, расположенным на ведущем валике редуктора за шестерней. Плунжерный масляный насос входит в систему смазки пильного аппарата. Система смазки цепного режущего органа с шиной включает в себя масляный бак, пробку масляного бака, плунжерный масляный насос и систему каналов подвода смазки к цепи.

Масляный бак представляет собой единую отливку в корпусе редукторов. Каналы подвода смазки к цепному пильному аппарату получаются путем сверления в различных плоскостях.

Пильная цепь и направляющий паз шины цепного режущего органа с шиной смазываются автоматически под давлением при рабочих оборотах коленчатого вала двигателя, когда движется пильная цепь.

На корпусе редуктора имеется площадка с отверстием для установки привода гидравлического клина КГМ-1А, а также отверстие для заполнения корпуса редуктора смазкой. Эти отверстия закрыты специальной технологической крышкой.

Корпус редуктора имеет фланец редуктора, который при помощи зажимного хомута стыкуется с фланцем двигателя. Цепной режущий орган с шиной или пильный аппарат вместе с корпусом редуктора из горизонтального положения (положение валки) в вертикальное (положение раскряжевки) и наоборот поворачивается при ослабленном эксцентриковом рычаге зажимного хомута рамы пилы.

Взависимости от поставки бензомоторной пилы «Дружба-4» редуктор может выполняться как с приводом гидроклина КГМ-1А, и в этом случае на ведомом валике между подшипниками устанавливается эксцентрик привода

28

гидроклина, так и без привода гидроклина в этом случае вместе эксцентрика между подшипниками ведомого вала ставится специальная распорная втулка.

Плунжерный насос (масляный) на редукторах пил работает при движении червяка, нарезанного на ведущем валике. При вращении шестерни ведущего валика, приводимого в движение ведомой чашкой муфты сцепления двигателя, плунжерный масляный насос совершает вращательное и возвратнопоступательное движение, тем самым создавая в системе маслозабора разрежение и затем давление в системе подач масла. Он удерживается стопорным винтом. Масло, поступившее из маслопровода, нагнетается плунжером через систему каналов к площадке крепления шины и через отверстие в шине поступает на хвостовики пильной цепи. Система смазки работает в автоматическом режиме при включении фрикционной муфты, а следовательно, только при работе пильного аппарата.

Масло для смазки пильной цепи при обкатке и испытании применяется согласно ТУ на мотопилу.

Возможной неисправностью редуктора бензомоторных пил может быть перегрев редуктора из-за нехватки смазки. Для устранения этого дефекта необходимо заполнить смазкой УТ-2 (50-60 г) полость корпуса редуктора, а также стакан большой шестерни. От этого в большой степени зависит нормальная производительность пиления, указанная в паспортных данных пилы.

Смазка масляным насосом цепи пильного аппарата зависит также от засорения маслоподводящих каналов к шине. Их необходимо периодически очищать от забивания мелкими опилками каким-либо острым приспособлением.

3.8 Пильный аппарат

Пильный аппарат является режущим органом бензомоторных пил и других инструментов, предназначенных для резания древесины. В настоящее время на лесозаготовках получили распространение цепные пильные аппараты с направляющей шиной консольного типа. В общем случае пильный аппарат состоит из пильной цепи, пильной шины и ведущей звездочки.

Пильная шина на различных видах пил может иметь различные концевые элементы (ведомые звездочки, ролики), а также различные конструкции приспособления для натяжения цепи.

Пильные шины должны быть надежными и износостойкими. Ресурс пильной шины должен превышать средний ресурс пильной цепи, которая летом при эксплуатации имеет наработку не менее 1200 м3 по объему заготовленной древесины, а зимой около 900 м3. Конструкция пильной шины с цепью моторных пил представлена на рис. 1, 2 и 3. Режущий орган состоит из пильной цепи, полотна пильной шины, амортизатора с пружиной и планкой ведущей, и ведомой звездочек. Полотно имеет окна для облегчения веса, направляющий паз для цепи, натяжное

29

устройство и прижимное устройство. Полотно шины изготавливается из листовой стали марки 45 ХhМФА, чистота поверхности беговой дорожки контура шины Rz40, твердость шины после закалки 47-52 НRC.

Пильный аппарат безредукторных пил состоит из шины которая закрепляется на картере двигателя двумя шпильками к площадке под шину. Натягивают цепь винтом. При завинчивании винта пильная цепь натягивается, при вывинчивании – ослабляется. Полотно шины изготовляется из стали 45ХНМФА, после обработки шина имеет толщину 5 мм, твердость полотна после изотермической закалки 47-52НRC.

Ведомая звездочка имеет десять зубьев и изготовляется из стальной ленты марки 12ХН2, которая имеет цементацию поверхности зубьев на глубину 1,1-1,4 мм. После закалки термообработанные поверхности зубьев имеют твердость 58-68 НRC.

Ведущая звездочка предназначена для передачи усилия на пильную цепь. Звездочка ведущая бензомоторных пил «Тайга» для цепи с шагом 10,26 мм изготавливается из стали 12ХН3А, имеет семь зубьев, цементируется на глубине 1,2-1,5 мм и после закалки имеет твердость 58-64НRC. Звездочка ведущая выполняется совместно с барабаном чашки фрикционной муфты. Ведущие звездочки МП-5 «Урал-2» и «Дружба-4» имеют шлицевую посадку на вал редуктора.

Пильная шина прилагается к щеке пильной шины и площадке ее опоры на корпусе пилы. В щеке этой площадки имеется канал для смазки пильной шины

ицепи для подвода масла к пильной цепи.

Вканал подачи смазки пильного аппарата через систему каналов в корпусе пилы смазки под давлением поступает от плунжерного масляного насоса, имеющего вращающийся червячный привод муфты сцепления пилы. Следовательно, смазка пильного аппарата осуществляется только при работе звездочки режущей цепи. Емкость бака для смазки пильной цепи составляет

0,25 л (0,25 10-3 м3).

Пильная шина имеет отверстие для контакта с цилиндрической гайкой, имеющей цилиндрический выступ, входящий в паз шины. Гайка или цилиндрический выступ находится в зацеплении с регулированным винтом натяжения пильной цепи. При ослабленных гайках шпилек крепления шины, которые крепят крышку пильного аппарата к плоскости пильной шины, регулируют натяжение пильной цепи регулировочным винтом.

Для того чтобы натянуть пильную цепь, специальной отверткой вращают в нужном направлении регулировочный винт натяжения пильной цепи. Поскольку цилиндрический выступ находится в отверстии шины, то шина при этом приходит в поступательное движение при поворачивании регулировочного винта. Следовательно, при этом вращении движется и шина, натягивая цепь. После нужного натяжения цепи следует затянуть гайки крепления крышки пильного аппарата гаечным ключом и шпилькам крепления шины.

30

Для плавности движения пильной цепи (рис. 1), а также создания необходимого ей натяжения передний конец шины имеет подвижную головку 13 с амортизатором. Она состоит из двух щечек, ведомой восьмизубой (для цепи ЦНИ-15М) звездочки, роликового подшипника, обратного клапана и заклепок.

Ведомая концевая звездочка имеет две щеки, собственно звездочку, которая вращается на оси на плоских роликоподшипниках. Концевой элемент имеет специальный клапан, установленный в центре оси, он периодически смазывается из специального шприца консистентной смазкой.

Для того, чтобы повысить долговечность беговых дорожек контура пильной шины и пильной цепи, а также снизить затрату мощности двигателя на перемещение пильной цепи, предусмотрена автоматическая система смазки пильного аппарата.

3.9 Рама

Рама бензомоторных инструментов предназначена для удержания инструмента и управления им при работе. На отечественных бензомоторных пилах применяют так называемые высокие рамы, которые обладают хорошими эргономическими показателями. Преимущество таких рам заключается в удобной позе моториста при валке деревьев, обеспечен хороший обзор, удобство переноски бензомоторной пилы.

Рама состоит из руля, представляющего собой замкнутый контур, выгнутый из стальной трубы, на котором находится обрезиненные рукоятки, на кронштейне руля жестко закреплен штампованный из стального листа топливный бак. Трубчатая стойка в нижней части имеет хомут, который зажимается эксцентриковым зажимом на фланцах редуктора и двигателя пилы, тем самым жестко соединяя их между собой.

Пассивный блок руля и топливного бака соединяется со стойкой виброгасящим устройством, представляющим собой плоскую пружину из стали 65Г и шарнира с цилиндрическим пружинам. Это виброгасящее устройство позволяют снизить уровни вибрации на рукоятках пилы.

Конструктивно рамы состоят из топливного бака полученного методом штамповки из листового материала, руля, представляющего собой дюралевую трубу 24х1,5 мм, выгнутого в виде разомкнутого контура. В месте разрыва контура в задней части руля к нему приварен аргонодуговой сварки топливный бак, образуя вместе с ним жесткий массивный блок.

На контуре руля находятся две обрезиненные рукоятки, а в правой части руля закрепляется курок управления дроссельной заслонкой карбюратора. Пассивный блок руля – топливный бак посредством виброзащитного устройства, представляющего собой серьгу виброзащитного шарнира с двумя цилиндрическими пружинами и плоскую стальную пружину, соединяется с трубчатой стойкой. Она в нижней своей части имеет хомут с поворотно-