4389

11

сетчатым фильтром, которое закрывается пробкой, в нижней части крепится отстойник для очистки бензина от посторонних примесей.

Подача топлива от бензобака к карбюратору осуществляется по топливопроводу. От случайно попавших механических примесей топливо очищается сетчатыми фильтрами, которые расположены в бензобаке на отстойнике и в месте подсоединения топливо провода к карбюратору. У пилы МП – 5 “Урал – 2” и “Тайга – 214” установлен дополнительно фильтр на заборнике топлива.

Топливом для двигателя бензиномоторных пил служит смесь бензина АИ-76 и масла М-8.

Для обеспечения оптимального состава рабочей смеси на всех режимах работы двигателя к системе питания двигателя мотопил предъявляются следующие основные требования:

-при работе прогретого двигателя приготавливать топливовоздушную смесь нормального состава;

-иметь систему регулировки состава смеси, при работе двигателя на холостом ходу приготовлять обогащенную топливовоздушную смесь, иметь систему регулировки ее состава на этом режиме;

-при пуске непрогретого двигателя обеспечивать работу двигателя при переходе с режима “малого газа” на рабочие обороты вала (т.е. на режим разгона);

-поскольку способность двигателя быстро набирать обороты вала называется приемистостью, говорят, что система питания должна обеспечивать хорошую приемистость двигателя.

Кроме того, условия эксплуатации определяют следующие требования к системе питания: обеспечить защиту от попадания снега и обледенения зимой,

атакже безотказность работы при низких температурах окружающего воздуха; должны приниматься меры, предотвращающие перегрев топлива (образования паровых пробок) при эксплуатации пилы летом.

На бензиномоторных пилах применяются карбюраторы с дроссельной заслонкой и с дозирующей иглой. Карбюраторы игольчатого типа на настоящее время устарели, поэтому, рассматриваться будет карбюратор однотипной системы мембранного типа с двумя дозирующими системами: главной и холостого хода с встроенным топливным насосом и заслонками мотылькового типа КМП – 100УТ. В общем случае такой карбюратор (рис. 6) состоит из корпуса I, топливной камеры II с мембранным механизмом и топливного насоса III со штуцером для бензопровода.

Наличие в карбюраторе топливного насоса мембранного типа обеспечивает нормальную работу двигателя в любых положениях в пространстве.

В корпусе карбюратора имеет специально спрофилированный канал для засасываемого в двигатель воздуха; его наибольшее сужение называют диффузором 1. В этом канале размещаются две поворотные заслонки:

12

Рис. 6 Карбюратор КМП-100УТ.

дроссельная 2, открытие которой дозирует количество засасываемой в двигатель топливно-воздушной смеси, и воздушная 3 (пусковая), закрываемая только для подсоса топлива при пуске двигателя. Дроссельная заслонка снабжена пружиной, усилие которой прикрывает заслонку. Это прикрытие ограничивается с помощью винта 24 (винт упора) с фиксирующей пружиной.

В корпусе размешаются две раздельные системы дозировки топлива – главная и система холостого хода. Главная дозирующая система включает распылитель 4, подводящий канал с регулировочным винтом 5 (винт полного газа) и обратный клапан 6. Система холостого хода включает систему отверстий 8; топливный канал и регулировочный винт 9 (топливный винт малого газа).

Мембранный механизм, размещаемый в топливной камере карбюратора, состоит из топливной мембраны 10, которая головной центральной заклепки упирается в конец рычага II клапане. Клапан мембранного механизма (или главный клапан), кроме названного рычага с осью, включает седло 13 и пружину 12. С помощью этой пружины рычаг II прижимается к седлу клапана 13, прикрывая доступ топлива в камеру по подводящему (нагнетательному)

13

каналу. Полость, располагая ниже топливной мембраны, сообщается с атмосферой. В этой же полости размещается упругая нажимная пластина 14 с обогатительной кнопкой 15. При нажатии на эту кнопку пластина 14 прогибается, нажимает на мембрану 10 и принудительно открывает главный клапан.

Топливный насос карбюратора состоит из корпуса 26, крышки 27, насосной мембраны 16, которой выполнены лепестки входного 17 и выходного 18 клапанов насоса, а также компенсационной пружины 19 с тарельчатой опорой 20, прижимаемой к мембране. При работе карбюратора система каналов в крышке насоса и полость 28, заполнены топливом, полость, располагаемая непосредственно над насосной мембранной, каналов подвода давления 21 сообщается с кривошипной камерой двигателя. Входной канал 17 и выходной канал 18 насоса образуются с помощью лепестков (язычков) мембраны, системы сверлений и полостей в крышке насоса. При движении топлива через штуцер насоса в сторону мембранного механизма оба клапана открыты.

Если топливо начнет двигаться в обратную сторону, лепестки клапанов прижимаются к крышке насоса и перекрывают соответствующие клапаны.

Насос работает следующим образом. Давление и разрежение в кривошипной камере двигателя по системе сверлений цилиндра, теплоизолятора (приставки) карбюратора и каналу 21 передается к насосной мембране 16.

В случае повышения в насосной полости над мембраной, последняя, преодолевая усилие пружины, прогибается вниз и вытесняет топливо из полости 28. При этом входной клапан 17 закрывается, выходной 18 – открытый, и топливо по каналу 22 нагнетается к седлу 13 главного клапана и в топливную камеру. В случае наступления разрежения в насосной полости мембрана прогибается вверх. При этом выходной клапан 18 закрывается, входной клапан 17 открывается и через штуцер 23 топливо из бака поступает в полость 28. Далее весь цикл повторяется. Поскольку разрежение в кривошипной камере (около 0,2 атм.) в среднем в 3 раза меньше максимального давления сжатия (0,5-0,8 атм.), движению мембраны вверх (при разрежении в кривошипной камере) помогает компенсационная пружина, располагаемая в полости 28.

Мембранный механизм работает следующим образом. При всасывании воздуха в двигатель через диффузор карбюратора в последнем создается разрежением тем большее, чем выше скорость проходящего воздуха. Это разрежение вызывает вытекание топлива через распылительные отверстия, по каналам разрежение передается в топливную камеру. Давление в топливе над мембранной 10 снижается, под мембранной 10 всегда сохраняется атмосферное давление. Под действием получающейся разницы давления топливная мембрана 10 прогибается вверх и нажимает на рычаг клапана 11. При определенной величине разрежения усилие мембраны преодолевает сопротивление пружины 12 и открывает главный клапан. Под действием насоса через этот клапан поступает топливо в количестве необходимом для

14

поддержания в топливной камере определенного разрежения. Таким образом, в топливной камере при работе двигателя поддерживается приблизительно постоянное давление (разрежение), т.е. мембранный механизм выполняет роль поплавкового механизма обычных поплавковых карбюраторов.

Работа дозирующих систем основана на двух принципах:

На уже упоминавшейся связи: между скоростью воздуха и разрежением в диффузоре. В результате при увеличении количества проходящего воздуха, соответственно возрастает количество вытекающего через распылители топлива и соотношение между ними автоматически поддерживается приблизительно постоянным.

Изменение проходных сечений элементов дозирующих систем. При постепенном перепаде давления между топливной камерой и диффузором количество поступающего топлива определяется проходными сечениями (гидравлическим сопротивлением) дозирующей системы и в зоне регулировочных винтов. С помощью последних и получают нужное соотношение между топливом и воздухом. При этом регулировочные винты и действуют по принципу крана: отворачивание приводит к обогащению смеси и наоборот.

Главная дозирующая система с распылителем 4 и система холостого хода связаны независимо с одной топливной камерой (параллельная схема), и степень подключения той или иной системы зависит от относительной величины разрежения возле их распылителей 4 и 8, которое в свою очередь определяется скоростью движения воздуха или (что почти то же самое) площадью проходного сечения в зоне данного распылителя.

При работе двигателя с полной нагрузкой заслонки карбюратора открыты полностью, наименьшее проходное сечение (наибольшее разрежение) будет в зоне диффузора I. Следовательно, топливо пойдет в основном через главную систему и распылитель 4. Возле распылителей системы холодного хода (вследствие большого проходного сечения) разрежения меньше, что определяет меньшей расход топлива через нее. Таким образом, при работе под нагрузкой расход топлива определяется в основном регулировкой винта полного газа 5, однако винт малого газа 9, хотя и в меньшей степени, но тоже оказывает влияние на величину расход топлива и работу двигателя под нагрузкой.

В случае работы двигателя на холостом ходу (режим «малого газа») дроссельная заслонка прикрыта, образуя узкую щель возле отверстий 8. Там наблюдается наибольшая скорость и разрежение, топливо поступает в двигатель только через систему холостого хода. В то время скорость воздуха в диффузоре ничтожно мало, давление возле распылителя 4 близко к атмосферу, т.е. оно может быть даже выше, чем в топливной камере. В последнем случае воздух через распылитель 4 и подводящий канал может попасть в топливную камеру, что нарушает ее нормальную работу. Для предотвращения такого

15

явления в главной дозирующей системе устанавливается обратный клапан 6, пластинка которого перекрывает отверстие при обратной движении топлива.

Система холостого хода имеет несколько распылительных отверстий. Из них правое ближе к цилиндру отверстие всегда располагается за дроссельной заслонкой, крайнее, левое отверстие – всегда перед заслонкой, а среднее отверстие возле кромки заслонки при ее открывании. Все три отверстия соединены общим каналом. В результате правое отверстие на холостом ходу всегда находится в зоне значительного разрежения (в эту полость при пуске передается разрежение из кривошипной камеры двигателя), крайнее, левое отверстие в этот момент находится в зоне давления близкого к атмосферному. В результате через крайнее, левое отверстие в канал поступает воздух, который, смешиваясь с топливом, образует эмульсию, выбрасываемую через правое отверстие.

Среднее отверстие служит для подачи топлива и эмульсии при больших открытых дросселя и на переходном режиме. Предварительное перемешивание (эмульсирование) топлива с воздухом улучшает смесеобразование на холостом ходу, когда средние скорости движения рабочей смеси незначительны.

При переходе с холостого хода к рабочему режиму дроссельная заслонка открывается, когда заслонка открыта еще незначительно, зона максимальных скоростей всасываемого воздуха перемещается вдоль диффузора, вместе с кромкой заслонки, и работает среднее отверстие распылителя холостого хода. Если заслонка открыта больше, то увеличивается расход воздуха, скорость его движения в диффузоре и разрешение возле главного распылителя 4. В результате включается главная дозирующая система и по мере дальнейшего открытия дросселя начинает определять общую дозировку топлива. В это же время уменьшается разрежение возле распылителей холостого хода 8 и общий расход топлива через систему холостого хода.

Засорение одного из распылителей системы холостого хода приводит к ухудшению переходного режима, при плавном открытии дроссельной заслонки двигатель начинает давать перебои или просто «глохнет».

Во время пуска непрогретого двигателя необходимо подать в двигатель дополнительное количество топлива. Для этого закрывают воздушную заслонку 3, приоткрывают дроссельную заслонку 2 и прокручивают двигатель стартером. Разрежение из кривошипной камеры двигателя передается в диффузор карбюратора, вызывая истечение топлива из обеих дозирующих систем.

При верхнем положении топливного бака у пил для принудительной подачи топлива при пуске пользуются также обогатительной кнопкой 15.

Регулировка карбюратора оказывает влияние на работу двигателя и пилы под нагрузкой, на холостом ходу и на переходном режиме (при открытии дросселя).

Регулировка карбюратора, т.е. соотношение топливо-воздух в поступающей рабочей смеси, определяет не только мощность двигателя (т.е. производительность пиления) и расход топлива, но и температурное состояние

16

двигателя. Заворачивание винта рабочего хода, т.е. обеднение топливовоздушной смеси, приводит к возрастанию температур деталей цилиндропоршневой группы. При определенных условиях (напряженная работа двигателя летом) чрезмерное обеднение смеси может привести к перегреву двигателя и выходу его из строя. Кроме того, холодный и хорошо прогретый (при работе) двигатели ведут себя неодинаково: первый при работе на обедненной смеси вначале развивает повышенную мощность, затем по мере нагрева его мощность падает и становится меньше мощность двигателя с нормальной регулировкой карбюратора. Поэтому регулировку карбюратора и в первую очередь главной дозирующей системы (винта полного газа 5, рис. 6) необходимо выполнять после достаточного прогрева двигателя. В условиях леспромхоза, где пока нет тормозных стендов, это рекомендуется делать после

1мин. холостого хода и 3-4 мин. пиления.

Впроцессе регулировки карбюратора желательно с помощью термопары контролировать температуру под свечой цилиндра. Если это невозможно, о правильности регулировки карбюратора судят по ряду косвенных признаков, а именно: дымность выхлопа, приемистости, производительности пиления, цвету нагара на изоляторе свечи зажигания и т.п.

При этом необходимо помнить, что регулировка системы холостого хода оказывает влияние на расход топлива и при пилении с полным дросселем.

Вобщем случае регулировку карбюраторе рекомендуется проводить в следующей последовательности:

Вначале восстановить заводскую регулировку, для чего оба регулировочных винта завернуть до отказа (без существенного усилия во избежание срыва резьба или разрушения сверлений) и отвернуть их на число оборотов, указанных в заводской инструкции. Так, для пилы МП-5 «Урал-2» винт рабочего хода отворачивается на 1/2 оборота, винт холостого хода – на I

оборот. Для пилы «Тайга» соответственно 1/8 оборота и I оборот. Необходимо помнить, что в инструкции за один оборот принимается поворот винта на 360о и что вследствие различия характеристик отдельных карбюраторов и двигателей завод вынужден в инструкции завышать рекомендуемые числа оборотов регулировочных винтов. Поэтому, если двигатель хорошо обкатан, рекомендуется при дальнейшей регулировке начинать с обеднения смеси.

Затем отрегулировать систему холостого хода: запустить двигатель; прогреть двигатель (см. выше); на режиме «малого газа» отрегулировать положение топливного винта холостого хода карбюратора таким образом, чтобы выхлоп был бездымным или в виде слабого голубого дымка; с помощью винта упора на карбюраторе (или винта манетки газа на раме пилы МП-5 «Урал-2») на том же режиме отрегулировать положение дроссельной заслонки таким образом, чтобы пильная цепь была неподвижна, двигатель работал устойчиво при названном выше цвете выхлопных газов; в случае необходимости (если опять появляется значительное дымление, двигатель глохнет и т.п.) две последние регулировки повторить.

17

При регулировке винта рабочего хода рекомендуется, вначале заворачивая винт, достигнуть перехода от нормальной к переобедненной смеси, затем слегка отвернуть винт и проверить признаки нормальной регулировки. Для напряженной работы летом во избежание перегрева двигателя рекомендуется отвернуть винт 5 на 1/16-1/8 оборота, в остальных случаях – на 1/24-1/16 оборота от границы переобеднения смеси.

Поскольку регулировка системы холостого хода оказывает существенное влияние на приемистость двигателя (см. выше), при неудовлетворительной приемистости иногда приходится корректировать регулировку винта холостого хода в сторону обогащения смеси (отворачивать винт).

3.3 Система зажигания двигателя

Система зажигания двигателя вырабатывает искру, воспламеняющую рабочую смесь в цилиндрах в конце такта сжатия. Для этой цели на бензомоторных пилах применяют маховичные магнето, позволяющие получить наименьшую массу двигателя. Кроме магнето 25 (см. рисунок 5) система зажигания включает свечу зажигания 12, провод высокого напряжения 10 с контактным колпачком и выключатель зажигания 7 с подводящим проводом.

К системе зажигания двигателей моторных пил предъявляются следующими основные требования:

–магнето должно вырабатывать импульсы напряжения, достаточного для «пробоя» искрового промежутка свечи на режимах пуска и всех рабочих режимах двигателя;

–энергия и длительность искры зажигания должны быть достаточными для уверенного воспламенения нормальных, обогащенных и обедненных топливовоздушных смесей на всех режимах пуска и работы двигателя;

–момент подачи искры зажигания и ее энергия должны обеспечивать получение максимальной мощности двигателя;

–должна обеспечиваться достаточная долговечность работы элементов системы зажигания при сохранении нормального процесса сгорания (без калильного зажигания, детонации и т.д.);

–должная обеспечивать работоспособность системы при температурах окружающего воздуха от –40 оС до +40 оС при наличии атмосферных осадков и древесного опила.

Величина напряжения, требуемого для пробоя искрового промежутка свечи (пробивного напряжения), зависит от многих факторов, в том числе от зазора между электродами свечи и режима работы двигателя. Специальными опытами установлено, что для бензиномоторных пил при искровом промежутке свечи 0,7 мм требуются следующие пробивные напряжения: при работе прогретого двигателя с полным дросселем – 3-6 кВт; при малых оборотах холостого хода и пуске прогретого двигателя 7-8 кВ; при пуске непрогретого двигателя на переобогащенной смеси – около 10 кВ.

18

Как видно из приведенных данных, наиболее жесткие требования к магнето предъявляются на режиме пуска непрогретого двигателя. Этим требованиям могут отвечать системы зажигания с обычными контактными и бесконтактными магнето.

На бензомоторных пилах применяются свечи с искровым промежутком. Пример конструкции свечи приведен на рис. 7. Основными деталями свечи зажигания являются корпус 3, изолятор 5 (1), электроды (центральный 2 и боковой), теплоотводящая шайба 4.

Рис. 7 – Свеча зажигания.

У свечей отечественных моторных пил устанавливается зазор между электродами (искровой промежуток) 0,6-0,7 мм. Допускается уменьшение этого зазора до 0,5 мм. Дальнейшее его уменьшение увеличивает вероятность забрызгивания искрового промежутка топливом, что затрудняет пуск двигателя или делает возможным замыкания его перемычкой из кокса при работе двигателя.

Увеличение искрового промежутка свечи приводит к росту потребных пробивных напряжений и затруднению пуска двигателя (требуется более сильный рывок за рукоятку стартера для получения более высоких пусковых оборотов – см. ниже).

На двигателях бензиномоторных пил применяются однотипные контактные магнето. Такое магнето (см. рис. 5) состоит из маховика 5 с магнитной системой и основания магнето 25 (в сборе). К магнето относится и кулачок прерывателя, нарезаемый на коленчатом валу двигателя или ступице маховика.

Магнитная система маховика бензиномоторных пил состоит из трех магнитов, намагниченных в радиальном направлении наложенных на них железных «башмаков» и магнитопровода, выполненного в виде наружного железного обода. Для уравновешивания маховика на том же кольце симметрично размещается противовес.

Основание магнето (в сборе) состоит из основания 25 (рис. 5), трансформатора 26, прерывателя 33, конденсатора 35, соединительных проводов и смазочного фильтра 24. Между магнитами (башмаками) маховика и

19

сердечником трансформатора выдерживается воздушный зазор порядка 0,2-0,3 мм.

Принципиальная электрическая схема магнето представлена на рис. 8. Как видно из схемы (рис. 8), на сердечнике трансформатора намотаны две обмотки – первичная 4 и вторичная 5. Первичная обмотка, выполненная проводом большого диаметра, вместе с прерывателем 2, конденсатором 3, соединительными проводами и массой двигателя составляют первичную электрическую цепь магнето. Вторичная 5 обмотка, провод высокого напряжения, свеча зажигания 6 с массой двигателя составляют вторичную цепь. Первичная обмотка трансформатора состоит из 150-170 витков провода, вторичная – из 9600-9800 витков. Такое соотношение витков определяет повышение напряжения (коэффициент трансформации) в 57-65 раз.

Рис. 8 Принципиальная схема контактного магнето

Магнето работает следующим образом. При вращении маховика магниты разной полярности создают в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле, в результате чего в обмотках трансформатора индуктируется ЭДС (электродвижущая сила). Величина ЭДС тем больше, чем больше скорость. При этом напряжение во вторичной цепи недостаточно для пробивания искрового промежутка свечи, эта цепь остается разомкнутой и ток по ней не течет. В первичной цепи при замыкании прерывателя начинает проходить ток низкого напряжения, который в свою очередь создает в трансформаторе магнитное поле.

При размыкании прерывателем первичной цепи возникает резкое изменение создаваемого первичным током магнитного поля, в первичной цепи возникает импульс тока напряжением до 300 В, в результате чего во вторичной цепи индуктируется ЭДС высокого напряжения (порядка 10-15 кВ). При такой

20

величине вторичного напряжения пробивается зазор между электродами свеч, протекает искровой ток.

Конденсатор 35 (рис. 5)в первичной цепи выполняет две функции: в момент размыкания он, заряжаясь, уменьшает искрение на контактах прерывателя, затем, отдавая свой заряд (энергию) трансформатору, увеличивает длительность искры зажигания. В результате уменьшения искрения на контактах прерывателя повышается четкость размыкания первичной цепи, снижается скорость подгорания контактов, увеличивается долговечность из работы.

Прерыватель магнето 33 (рис. 5) состоит из двух основных частей - рычага 30 с подвижным контактом и платика с неподвижным контактом 31. Рычаг с подвижным контактом состоит из фигурного рычага 30, расположенного на специальной оси, собственно вольфрамового контакта, пластинчатой пружины 36 и пяты 34. Пружина постоянно прижимает пяту к профильному кулачку, нарезанному на валу двигателя (модельные ряды пил «Урал» и «Дружба») или на ступице маховика (модельные ряды пил «Тайга» и «Крона»). При вращении вала двигателя кулачок управляет моментами замыкания и размыкания контактов.

Платик с неподвижным контактом 31 фиксируется на той же оси и закрепляется винтом 32. Регулируют зазор на контактах перемещением неподвижного контакта. Для этого ослабляют винт 32, отверткой за пазик контакт сдвигается в нужное положение и закрепляется винтом 32. Момент размыкания зависит также от величины наибольшего зазора на контактах прерывателя. Для магнето моторных пил в качестве оптимального рекомендуется зазор на контактах равный 0,35±0,05 мм. При износе пяты прерывателя допустимо уменьшение этого зазора до 0,15-0,2 мм. Дальнейшее уменьшение зазора приводит к нечеткому разрыву у первичной цепи при рабочих оборотах зале двигателя (двигатель начинает плохо развивать обороты). Увеличение этого зазора свыше 0,4 мм приводит к возрастанию механических нагрузок на прерыватель, что нежелательно.

Фетровый филец 24 служит для смазки поверхности кулачка с целью уменьшения износа профиля кулачка и пяты прерывателя. Основание магнето крепится к картеру двигателя с помощью двух шпилек и двух дугообразных пазов, что дает возможность при регулировках менять положение основания относительно картера.

Важнейшими характеристиками магнето, установленного на двигателе, является угол опережения зажигания.

Углом опережения зажигания называют угол поворота вала двигателя (в градусах) между его положением, в котором происходит подача искры, т.е. разрыв контактов прерывателя, и положением поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). Кроме углового отсчета эта величина может выражается соответствующим перемещением поршня (мм) и называться опережением