Бензиномоторная пила «Тайга-214»

Бензомоторная пила «Тайга – 214» является универсальным механизированным инструментом и предназначена для валки деревьев в условиях горной местности, обрезки сучьев, раскряжёвки хлыстов, выполнение подготовительных, вспомогательных работ на лесозаготовках, а также для производства ряда ремонтно-строительных работ.

Техническая характеристика бензиномоторной пилы   «Тайга – 214

Тип пилы	безредукторная с универсальными    рукоятками
Масса пилы без топлива и масла, кг	8,8
Ёмкость топливного бака, л	0,75
Ёмкость маслобака, л	0,25
Наибольший диаметр ствола дерева при рас­кряжёвке, м:                      с одной стороны                      с двух сторон	0,38 0,76
Производительность чистого пиления свежесрубленной ели диаметром 0,25 – 0,3 м, см2/с	50 – 90
Способ виброзащиты	комбинированный, с помощью встроенного в двигатель механизма динамического уравновешивания и внешних виброизоляторов
Двигатель
Тип	внутреннего сгорания карбюраторный, двухтактный с кривошипно-камерной продувкой, одноцилиндровый
Рабочий объём цилиндра, см3	75
Диаметр цилиндра, мм	50
Ход поршня, мм	38
Степень сжатия, фактическая	7,5±0,5
Максимальна мощность двигателя, кВт, не менее	2,6
Частота вращения вала двигателя при максимальной мощности, об/мин	7000±500
Удельный расход топлива на режиме макси­мальной мощности, г/кВт×ч, не более	610
Топливо		смесь одного из автомобильных бензинов А – 72 или неэтилированного А – 76 ГОСТ 2084 – 77 с автотрактор­ным маслом АС – 8 (М8А) ГОСТ 10541 – 78 в пропорции 20:1 по объёму
Смазка двигателя		маслом, примешиваемым в топливо
Смазка привода масляного насоса		ЦИАТИМ-201, ГОСТ 6267 – 59
Карбюратор		беспоплавковый мембранный,       КМП-100Т214
Подача топлива из бака к карбюратору		насосом, встроенным в карбюратор
Охлаждение цилиндра		воздушное, принудительное от центробежного вентилятора
Способ подогрева карбюратора в зимнее время года		воздухом, проходящим через оребрение цилиндра
Зажигание		от маховичного магнето
Свеча зажигания		А17В (ГОСТ 2043 – 74)
Опережение зажигания		фиксированное, 0,49 рад до ВМТ
Запуск двигателя		встроенным стартером
Управление работой двигателя		манеткой управления дроссельной заслонкой карбюратора, расположен­ной на задней рукоятке (манеткой газа)
Остановка двигателя		тумблером выключения зажигания
Пильный аппарат
Тип пильной цепи		универсальная с шагом между осями 10,26 мм ПЦУ – 10,26
Направляющая пильной цепи		шина консольного типа с концевой звёздочкой
Номинальная рабочая длина пильного аппа­рата, м		0,38
Привод пильной цепи		безредукторный, от ведущей звёздочки на валу двигателя
Число зубьев ведущей звёздочки		7
Включение и выключение пильной цепи		автоматическое, центробежной фрикционной муфтой
Система смазки пильной цепи		автоматическая, плунжерным насосом, работающим только при движении пильной цепи
Тип смазочного материала для смазки		летом – маслом, применяемым для топливной смеси; зимой — этим же маслом, но разбавленным бензином в пропорции 1:3 (одна часть бен­зина)
Скорость резания (движения пильной цепи) при работе двигателя на режиме макси­мальной мощности, м/с		16,8±1,2
Габарит пилы, мм		857x272x280

Общее устройство

 Компоновка и конструкция пилы «Тайга – 214» (рисунок 1.10) определяются её назначением и предъявляемыми требованиями. Пила состоит из двигателя 4, рамы 1, рукояток 2, 3, пильного аппарата 5 и встроенного стартера 6.

Двигатель пилы – одноцилиндровый двухтактный карбюратор­ный с кривошипно-камерной продувкой (рисунок 1.12). Рабочий орган – цепной консольный пильный аппарат, включающий пиль­ную цепь, направляющую шину и ведущую звёздочку. Передаточ­ный механизм пилы «Тайга – 214» в отличие от передаточного механизма пил  «Дружба – 4» и МП-5 «Урал – 2 Электрон» не имеет редуктора. Пе­редача крутящего момента от двигателя к ведущей звёздочке осуществляется напрямую только центробежной муфтой сцепления, которая вместе со звёздочкой расположена на валу двигателя.

Рисунок 1.10– Общий вид бензиномоторной пилы «Тайга – 214» (вид сбоку):

1 – рама; 2, 3 – рукоятки; 4 – двигатель; 5 – пильный аппарат

Топливный бак и бак для смазки пильной цепи, так же как встроенный пусковой стартер и другие узлы пилы, рас­полагаются в одном корпусе с двигателем. Как видно из рисунков 1 и 3, характерной особенностью конструкции пилы является ком­пактная блочная компоновка её элементов. Двигатель и элементы пилы образуют единый агрегат. Такая компоновка позволяет уменьшить массу пилы и её габарит, обеспечить большую манёв­ренность при эксплуатации.

Рисунок 1.11 – Общий вид бензиномоторной пилы «Тайга – 214» (вид сзади):

1 – рама; 2,3 – рукоятки; 4 – двигатель; 5 – пильный аппарат; 6 – встроенный стартер; 7 – отверстие для регулировки рабочего хода; 8 – отверстие для регулировки холостого хода; 9 – кнопка управления воздушной заслонкой; 10 – фиксатор рычага дроссельной заслонки; 11 – рычаг дроссельной заслонки; 12 – выключатель зажигания

Рукоятки управления пилой – низкорасположенные универ­сальные, правая (задняя) рукоятка 2  – пистолетного типа, а левая (передняя) 3 выполняется в виде полукольца, огибающего корпус пилы. Обе рукоятки объе­динены в единый блок. Такая компоновка позволяет работать пилой как на валке леса (хотя и в худших условиях, чем пилами с высокорасположенными рукоятками), так и на обрезке сучьев, вспомогательных, лесохозяйственных и иных работах.

Управление двигателем пилы осуществляется рычагом газа 10 (рисунок 1.11), который установлен на задней рукоятке снизу. Он соединён тягой с дроссельной заслонкой карбюратора. В рабочем положении этот рычаг удерживается фиксатором 9, расположенным сверху рукоятки. При нажатии на фиксатор рычаг газа возвращается в исходное положение, и двигатель сбрасывает обороты.

С левой стороны от задней рукоятки расположены кнопка управления воздушной заслонкой 8 и выключатель зажигания 11. При запуске холодного двигателя воздушная заслонка карбюратора закрывается выдвижением кнопки 8 и после запуска кнопка утапливается.

Для остановки двигателя нужно перевести тумблер выключателя 11 в положение «выключено».

Рисунок 1.12 – Пила «Тайга – 214», продольный разрез (без пильного аппарата и задней рукояти):

1 – кнопка управления воздушной заслонкой карбюратора; 2 – стенка кожуха (картера); 3 – заборник топлива в сборе; 4 – воздухофильтр карбюратора; 5 – поворотный патрубок; 6 – крышка кожуха карбюратора; 7 – карбюратор; 8 – теплоизолятор карбюратора; 9 – провод высокого напряжения; 10 – колпачок (изолятор) свечи; 11 – контакт; 12 – контактная гайка свечи; 13 – защитный кожух свечи; 14 – дефлектор цилиндра; 15 – свеча зажигания; 16 – глушитель шума выхлопа; 17 – прокладка глушителя;  18, 19, 20 – винт и шайбы крепления цилиндра; 21, 22 – винт и шайбы щелевого фильтра маслосистемы; 23 – винт с шайбами; 24 – центральная (приводная) шестерня механизма динамического уравновешивания;     25 – боковая шестерня механизма динамического уравновешивания.

Двигатель

На бензиномоторной пиле «Тайга – 214» применён двухтактный карбюраторный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой (рисунок 1.13).

К основным деталям собственно двигателя (рисунок 4) относятся цилиндр 18, поршень 19, кривошипно-шатунный механизм (состоя­щий из коленчатого вала 8 с шатуном 14, поршневого пальца 15, коренных шарикоподшипников вала 5, 9 и игольчатых подшипни­ков шатуна 16, 21, а также картер 7 с уплотнителями 10.

Для осуществления работы двигателя на нём устанавливаются системы питания топливом, зажигания и охлаждения. К двигателю можно отнести муфту сцепления 1, стартер 13, а также расположенный в полости картера механизм динамического уравнове­шивания.

Внутренняя полость картера двигателя, в которой располага­ется коленчатый (кривошипный) вал, называется кривошипной камерой. В цилиндре двигателя имеются окна и кана­лы – впуска, продувки и выпуска. При вращении коленчатого вала поршень совершает возвратно-поступательное движение, в процес­се которого он своими кромками (боковой поверхностью) пооче­редно открывает и закрывает соответствующие окна цилиндра, осуществляя рабочий процесс. Поршень с поршневыми кольцами не только герметизирует рабочие полости (цилиндра, картера) и передаёт на шатун усилия от давления газов, но и как золотник осуществляет управление открытием окон газораспределения цилиндра.

В основе рабочего процесса лежит преобразование тепловой энергии сгорания топлива в механическую работу на валу двига­теля. В карбюраторном двигателе используется легко испаряюще­еся топливо. Для более полного сгорания топливо в карбюраторе смешивается с воздухом, испаряется и поступает в цилиндр дви­гателя в виде топливо-воздушной смеси. Для обеспечения рабочего процесса двигатель снабжается системами питания, за­жигания и охлаждения.

Рисунок 1.13– Двигатель пилы «Тайга – 214» (разрез):

1 – ведущая часть муфты сцепления; 2 – ведомая часть муфты сцепления;  3 – привод (червяк) масляного насоса; 4 – корпус масляного насоса;      5, 9 – коренные шарикоподшипники; 6 – шестерня центральная уравновешивающего механизма; 7 – картер; 8 – вал коленчатый в сборе с шатуном; 10 – уплотнитель; 11 – крыльчатка вентилятора; 12 – шпонка сегментная; 13 – крышка вентилятора в сборе со стартером; 14 – шатун; 15 – палец поршневой; 16 – подшипник игольчатый с роликами 1,6×12; 17 – дефлектор; 18 – цилиндр; 19 – поршень; 20 – кольцо поршневое; 21 – подшипник игольчатый 

В цилиндре 18 двигателя протекают основные процессы преобразования тепловой энергии топлива в механиче­скую работу. В цилиндре выполнены все окна газораспределения: впускное окно (всасывания), конечная часть продувочных каналов и окна выхлопа. На цилиндре крепятся кар­бюратор и глушитель шума выпуска. В головке цилиндра залита стальная втулка, в которой нанесена резьба под свечу зажигания. К фланцу картера цилиндр крепится четырьмя винтами, завинчи­ваемыми специальным ключом.

Поршень 19 выполняет одновременно несколько функций. Он уплотняет рабочую полость цилиндра, управляет открытием и за­крытием окон газораспределения цилиндра, воспринимает силу давления газов и передаёт её кривошипно-шатунному механизму. Между боковой поверхностью поршня и рабочей поверхностью (зеркалом) цилиндра выдерживается гарантированный радиаль­ный зазор, поэтому уплотнение рабочей полости цилиндра производится двумя поршневыми кольцами 20. Поршень отлит из алю­миниевого сплава, поршневые кольца изготовлены из специального чугуна. В канавках поршня кольца фиксируются двумя латунными стопорами (выступами), запрессованными в корпус поршня.

В средней части поршня в его бобышках выполнено отверстие, в которое запрессовывается поршневой палец, соединяющий пор­шень с верхней головкой шатуна. От боковых смещений поршневой палец фиксируется в бобышках с помощью двух кольцевых пружинных стопоров, устанавливаемых в специальные канавки. Смазка деталей цилиндро-поршневой группы осуществляется примесью масла к топливу.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-посту­пательное движение поршня во вращательное движение вала, воспринимает от поршня силы давления газов, преобразуя их в крутящий момент на валу двигателя. Картер является общим корпусом, объединяющим в единое целое все узлы двигателя. Внутренняя полость картера – кривошипная камера одновременно является рабочей полостью продувочного насоса.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из коленчатого вала 8 в сборе с шатуном, поршневого пальца 15 и подшипников. Различают игольчатые подшипники верхней 16, нижней 21 головок шатуна и коренные шарикоподшип­ники 5 и 9 вала.

С кривошипно-шатунным механизмом непосредственно связан механизм динамического уравновешивания, располагаемый в по­лости картера. Этот механизм включает две бо­ковые шестерни-противовесы, располагаемые по обеим сторонам коленчатого вала, центральную приводную шестерню 6 (рисунок 4), закрепленную на шейке коленчатого вала, и подшипни­ки. Этот механизм служит для снижения вибрации двигателя.

Картер 7 двигателя состоит из двух половин (полукорпусов) – правой и левой. Эти полукорпуса отливаются из магниевого сплава как одно целое с половинками топливного и масляного баков и соединяются резьбовыми шпильками.

Разъём картера совпадает с осью цилиндра. Этот разъём уп­лотняется специальной прокладкой. Аналогичным образом уплот­няется соединение (фланцевое) картера с цилиндром. Уплотнение кривошипной камеры в местах выхода вала производится двумя резинометаллическими уплотнителями (манжетой) 10, которые запрессовываются в гнёзда картера.

Внутренняя кромка уплотните­лей кольцевой пружинкой прижимается к шейке вала и гермети­зирует соединение.

Пильный аппарат

Пильный аппарат является основным рабочим органом для ре­зания древесины. Он состоит из пильной цепи, направляющей шины консольного типа и ведущей звёздочки (рисунок 5).

Полотно шины 2 (рисунок 1.14) изготовляется из высоколегированной листовой стали с изотермической закалкой. С внешней стороны по контуру в качестве направляющих хвостовики пильной цепи профрезерованы канавки на глубину 9 мм.

Со стороны крепления полотна шины к приливу картера двигателя, в зоне канавок, выполнены два отверстия диаметром 3 мм для подвода смазки. Хвостовики пильной цепи, двигаясь мимо отверстия, увлекают поступающую смазку, разнося её по всей длине полотна и в шарниры пильной цепи.

Рисунок 1.14 – Пильная шина:

1 – звёздочка концевая в сборе; 2 – полотно; 3 – заклёпка

Пильная цепь и направляющий паз шины во время
работы пилы смазываются автоматически под давлением маслом,
идущим в примеси к топливу. Зимой масло разбавляют бензином
в пропорции 1:3.

Система смазки состоит из масляного бака, отлитого за одно целое с бензобаком, масляного насоса плунжерного типа и систе­мы каналов подвода смазки к цепи через отверстие, расположен­ное в верхней части полотна шины.

Масляный насос (рисунок 1.15) смонтирован в корпусе 1, выполненном из магниевого сплава МЛ – 5 методом литья под давлением;
закрепляется он на картере двигателя и приводится в действие от
муфты сцепления через червячную пару.

Червяк одноходовой (рисунок 1.16) выполнен из легированной ста­ли; профиль зубьев цементирован и закалён. В качестве подшип­ника скольжения внутрь червяка запрессована бронзовая втулка 2.

Для зацепления с ведомой частью муфты сцепления на торцевой поверхности червяка имеются две шпоночные канавки. Плунжер 3           (рисунок 7, а) с числом зубьев 22 выполнен из легированной стали с закалкой по профилю. В качестве золотника распределителя в средней части плунжера выполнена проточка с продольным сме­щением, в которую входит винт 8 и контрится пружинной шайбой 9. В результате при вращении плунжер получает возвратно-посту­пательное движение и нагнетает поступающее масло из бака в распределительную полость, а затем в верхний паз пильной шины.

Полость передающего механизма насоса со стороны картера двигателя закрыта манжетным уплотнителем 5, а со стороны муфты сцепления специальным резиновым кольцом 3, размещённым в корпусе червяка, который при вращении вы­полняет функцию маслоотгонного кольца. Плунжер вращается в двух подшипниках скольжения 2  и корпусе насоса. Корпус насоса в сборе тремя шпильками и гайками крепится к картеру двигателя.

Производительность масляного насоса 8 – 10 см³/мин. При за­купорке (засорении) выходного отверстия давление поднимается до 30 Па и более.

При попадании смазки в верхний паз пильной шины хвосто­виками цепи обеспечивается его распределение до ведомого эле­мента шины, а также в шарниры пильной цепи.

Рисунок 1.15– Масляный насос с червяком маслонасоса:

1 – корпус насоса; 2 – подшипник; 3 – плунжер; 4 – вставка; 5 – уплотнитель; 6 – трубка; 7 – уплотнитель; 8 – винт фиксирующий; 9 – шайба пружинная; 10 – канал нагнетания; 11 – канал всасывания

Рисунок 1.16– Червяк маслонасоса:

1 – червяк; 2 – втулка; 3 – уплотнение

Система питания

Система питания включает бак с топливом, карбюратор, воздухофильтр, соедини­тельные бензопроводы и вспомогательные элементы (кожух, сис­тема подогрева карбюратора, органы управления). Устройство карбюратора, в целом аналогично карбюратору бензопилы «Урал». Особенности конструкции топливного бака и бензоприемника бензопилы «Тайга-214» позволяют работать двигателю при любом положении пилы в пространстве.

Топливный бак пилы «Тайга – 214» (рисунок 1.17) состоит из полости, горловины с пробкой и сапуна. Полость бака образуется стыковкой двух полукорпусов, отлитых за одно целое с половинами картера. Герметизация сты­ков осуществляется специальной прокладкой или клеем.

Рисунок 1.17– Схема расположения основных элементов системы питания двигателя пилы «Тайга – 214»:

1 – полость топливного бака; 2 – крышка бака; 3 – клапан сапуна; 4 – трубка сапуна; 5 – фетровый пыж; 6 – трубка заборника топлива; 7 – головка заборника; 8 – воздухофильтр карбюратора; 9 – карбюратор; 10 – пробка резиновая

Пробка бензобака – герметичная, уплотнение соединения её с горловиной бака осуществляется резиновым кольцом, закреплённым на пробке.

Сапун предназначен для сообщения полости бака с атмосферой и поддержания в баке приблизительно постоянного давления.

Сапун бензобака пилы «Тайга – 214» состоит из шарико­вого одностороннего клапана и фет­рового пыжа 5, заключенных в резиновые трубки. Клапан закрыт в случае прижима шарика только к верхнему седлу. При вертикальном положении пилы (для раскряжёвки) шарик клапана своим вecoм прижимается к нижнему седлу и остаётся открытым, топливо в этом положении не выливается.

При переворачивании пилы сапуном вниз шарик клапана при­нимается к противоположному седлу и закрывает клапан, препят­ствуя вытеканию топлива. В то же время и в этом положении под действием разрежения в баке клапан может открываться и про­пускать воздух в полость бака. Повышения давления в баке в этом положении не произойдёт, так как нагретую пилу после остановки двигателя (когда поднимается давление в баке) обычно не оставляют в положении сапуном вниз.

Фетровый пыж служит для предотвращения вытекания топлива при промежуточных положениях шарика клапана.

Заборник топлива в баке состоит из резиновой трубки 6 со стальной головкой 7. В головке заборника обычно размещается топливный фильтр. При повороте пилы в пространстве головка с гибкой трубкой всегда находится в топливе, образуя следящую систему забора топлива.

Система забора воздуха двигателя пилы «Тайга – 214» включает воздухофильтр 8 карбюратора и защитный кожух. Её основное назначение – очистка поступающего воздуха, защита карбюратора от атмосферных осадков и снега, вентиляция или подогрев полости расположения карбюратора.

Муфта сцепления

Муфта сцепления передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя на ведущую звёздочку, обеспечивая полное вклю­чение на рабочих оборотах и ограничение нагрузок (пробуксовка) при резком зажиме пильной цепи.

На бензиномоторных пилах применяются автоматические центробежные муфты сцепления. Они состоя­т из двух частей – ведущей и ведомой.

Ведущая часть муфты(рисунок 1.18) посредством резьбы (М10левая) крепится на хвостовике коленчатого вала двигателя и включает поводок 3, выполненный из стали методом литья по выплавляемым моделям; направляющие поводка цементированы и закалены.

Три колодки 2, выполненные из стали методом литья по вы­плавляемым моделям, свободно перемещаются по направляющим поводка, направляющие колодок цементированы и закалены. На рабочей поверхности колодок нанесён слой теплостойкого фрик­ционного материала, он выдерживает в процессе торможения тем­пературы от 300 до 1000°С. Колодки статически балансируются, и удерживаются тремя пружинами 1, выпол­ненными из стальной легированной проволоки, а от продольного смещения удерживаются двумя щёками. Щёки устанавливаются при монтаже муфты на двигателе.

Жёсткость (упругость) пружин муфты сцепления подбирается так, чтобы при холостых оборотах двигателя (около 2300 об/мин) возникающие центробежные силы были меньше сил упругости пружин, колодки в этом случае не отходят от обода поводка и чашка муфты не вращается, двигатель не глохнет.

Рисунок 1.18 – Муфта сцепления (ведущая часть):

1 – пружина; 2 – колодка; 3 – поводок

Ведомая часть муфты – ступица (чашка) (рисунок 1.19) со­стоит из двух деталей, соединённых между собой при помощи пайки в среде защитных газов: ступицы 2, выполненной из стали методом штамповки, и втулки 1, выполненной методом литья по выплавляемым моделям из специальной стали. На наружной по­верхности втулки расположено семь прямоугольных шлиц.

Рисунок 1.19 – Муфта сцепления (ведомая часть) с ведущей звёздочкой:

а) – звёздочка ведущая t=10,26 мм;

б) – ведомая часть муфты сцепления:

1 – втулка; 2 – ступица

Звёздочка ведущая  из специальной стали, вы­полненная методом литья по выплавляемым моделям, устанав­ливается при помощи таких же шлиц на втулку и имеет возможность свободного осевого перемещения.

Ведомая часть муфты устанавливается на хвостовике коленча­того вала десятью насыпными роликами. С торцовой стороны втулки имеются два уступа, которые входят во впадины червя­ка привода масляного насоса и обеспечивают его работу после включения муфты сцепления.

При увеличении числа оборотов двигателя центробежные силы колодок (грузов) преодолевают сопротивление сил упругости пру­жин и расходятся, прижимаясь к внутренней цилиндрической поверхности ведомой половины муфты. Так происходит включение муфты.

При переходе двигателя на холостые обороты муфта под воз­действием упругих сил пружин автоматически выключается, и пильная цепь останавливается.

Данная муфта является нерегулируемой. За счёт особых свойств фрикционного материала обеспечивается минимальный и равномерный износ тормозных колодок и большая долговечность.