Цепные электропилы
Цепные электропилы уступают бензопилам по мощности, скорости и производительности пиления. Однако они имеют и ряд преимуществ: позволяют комфортно работать в помещении, — в отличие от бензопил они не загрязняют воздух выхлопными газами, меньше шумят и вибрируют, более просты в обращении и, что немаловажно, легковесны.
Электропилы обычно делят на два класса: профессиональные и бытовые. Однако это разделение условно, так как мощность у современных любительских и профессиональных электропил практически одинаковая. И только технический ресурс у профессиональной пилы в 2–3 раза больше.
Цепные электропилы разнятся расположением двигателя в корпусе. Поперечный двигатель увеличивает габариты пилы, однако ввиду отсутствия потерь на трение в редукторах КПД инструмента больше, а цена его меньше. Инструмент с продольным двигателем при той же потребляемой мощности имеет более низкий КПД, зато благодаря специфике конструкции лучше защищен от перегрузок. Кроме того, такие машины — идеальный вариант для левшей.
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.
Топливная смесь заливается в бензобак, объем которого около 0,5 л. Из бензобака топливо поступает в карбюратор где смешивается с воздухом. Далее идет в цилиндр двухтактного двигателя, где смесь поджигается искрой. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала. Вал, являющийся частью КШМ, центробежное сцепление, звездочка, приводящая в движение пильную цепь… Кроме перечисленных узлов на бензопилах имеется также система очистки подаваемого в карбюратор воздуха, шина с пильной цепью, стартер, механизм натяжения цепи, зажигание, глушитель и др.
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. Электронное зажигание бензопилы включает в себя маховик со встроенными магнитами, модуль зажигания с электронной схемой, свечу и провод высокого напряжения. 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.
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.
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.
Производители бензопил предпочитают использовать карбюраторы известных мировых фирм — таких как Walbro, Zama и пр.
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.
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.
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 и предварительной очистки.
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.
Механизм стартера состоит из барабана с тросиком и ручкой, и из каркаса 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.
Пильная цепь состоит из элементов трех типов: режущих звеньев, ведущих звеньев (хвостовиков) и соединительных элементов. Собираются все эти части в единую цепь с помощью заклепок.
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.
Форма режущих зубьев может значительно различаться у цепей разных производителей. Выделяют две основные формы — чипперную и чизельную.
Основной характеристикой цепи является ее шаг. Для установления шага цепи, измеряется расстояние между серединами первой и третьей соединительных заклепок, 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.