Как работает бензопила: устройство двигателя, цепи и системы безопасности
Бензопила работает следующим образом: двухтактный бензиновый двигатель передаёт вращение через центробежное сцепление на ведущую звёздочку, которая тянет режущую цепь по канавке направляющей шины. Цепь срезает древесину зубьями-резцами, а масляный насос непрерывно смазывает шину и цепь, снижая трение и износ. Весь рабочий цикл занимает доли секунды: цепь движется со скоростью 15–25 метров в секунду.
Двухтактный двигатель: принцип работы
В отличие от четырёхтактных моторов автомобилей, двигатель бензопилы совершает рабочий ход за два такта поршня. При движении поршня вниз топливно-воздушная смесь всасывается через карбюратор в кривошипную камеру. При обратном ходе поршня вверх смесь сжимается в цилиндре и поджигается искрой свечи зажигания. Взрыв толкает поршень вниз, вращая коленвал. Одновременно отработавшие газы выходят через выпускное окно, а свежая смесь продувает цилиндр через продувочные каналы.
Такая схема даёт высокую удельную мощность при небольшом весе. Бытовая пила мощностью 2–2,5 кВт (2,7–3,4 л.с.) весит около 5 килограммов. Профессиональные модели для валки деревьев имеют мощность 4–6 кВт при массе 7–9 килограммов. Бензопила работает только на смеси бензина АИ-92 с двухтактным маслом в пропорции 1:50 или 1:40, иначе двигатель перегреется и выйдет из строя за несколько минут работы.
Режущая гарнитура: шина, цепь и звёздочка
Направляющая шина изготовлена из легированной стали и имеет канавку по периметру, в которой движется цепь. Длина шины у бытовых пил составляет 30–40 сантиметров, у профессиональных может достигать 75–90 сантиметров. По торцу шины установлена ведомая звёздочка, снижающая трение цепи на повороте.
Режущая цепь состоит из трёх видов звеньев. Режущие звенья несут угловые зубья из высоколегированной стали: глубина погружения зуба в древесину определяется ограничителем глубины резания, выступающим перед зубом. Ведущие звенья входят в зацепление со звёздочкой двигателя. Соединительные (хвостовые) звенья скрепляют конструкцию. Правильная заточка зубьев под углом 30 градусов удерживает производительность пилы на максимуме: тупая цепь увеличивает нагрузку на двигатель и риск отдачи.
Система смазки и карбюратор
Шина и цепь нуждаются в постоянной смазке, иначе металл перегревается и изнашивается за несколько часов. Масляный насос приводится от коленвала и автоматически подаёт масло для цепных пил в канавку шины. Расход масла составляет примерно 1 миллилитр на 10–15 метров распиленного дерева. Бак для масла обычно рассчитан на 200–300 миллилитров.
Карбюратор смешивает воздух с топливом в пропорции 14,7:1 по массе. Мембранный карбюратор бензопилы работает в любом положении инструмента, в том числе перевёрнутом, что принципиально важно при работе на высоте или под углом. Регулировка холостого хода и максимальных оборотов осуществляется тремя регулировочными винтами.
Системы безопасности
Бензопила является травмоопасным инструментом, поэтому производители оснастили её несколькими независимыми системами защиты. Тормоз цепи мгновенно останавливает движение режущей гарнитуры при резкой отдаче: специальная пружина прижимает тормозную ленту к ведущему барабану менее чем за 0,1 секунды. Передний щиток кисти активирует тормоз при запястье в опасной зоне.
Ловитель цепи сделан из мягкого металла: если цепь соскочит со шины, он поглощает удар и не позволяет цепи хлестнуть оператора. Глушитель снабжён искрогасителем, предотвращающим возгорание сухой растительности. Вибрация двигателя гасится через антивибрационные пружины и резиновые демпферы между двигателем и рукоятками, что снижает нагрузку на суставы рук при длительной работе.
