БЕНЗИНОМОТОРНАЯ ПИЛА Российский патент 1994 года по МПК F02B53/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может использоваться в системах выпуска силовых установок бензиномоторных пил.

Известны бензиномоторные пилы [1] , состоящие из двухтактных карбюраторных двигателей, гильз цилиндров с окнами выпуска, выпускного патрубка, объемного глушителя, настроенного выпускного трубопро- вода, подключенного между объемным глушителем и выпускным патрубком.

Недостатком известного устройства является громоздкость устройства и невозможность регулирования мощности за счет изменения длины настроенного выпускного трубопровода, в результате чего не обеспечивается достаточной мощности.

Наиболее близкой по технической сущности (прототипом) является бензиномоторная пила [2] , содержащая двухтактный двигатель внутреннего сгорания, выпускной патрубок с объемным глушителем, раму с бензиномоторной пилы, состоящую из полой трубчатой стойки и рукояток, при этом выпускной патрубок подсоединен непосредственно к объемному глушителю.

Недостатком известной конструкции является заниженная мощность на частоте максимального крутящего момента, т. е. низкий коэффициент приспособляемости, в результате чего при повышении нагрузки в процессе работы происходит останов двигателя.

Целью изобретения является повышение производительности путем увеличения мощности двухтактного двигателя внутреннего сгорания и сокращение габаритов бензиномоторной пилы с настроенной выпускной системой.

Цель достигается тем, что в известной бензиномоторной пиле, содержащей двухтактный двигатель внутреннего сгорания, выпускной патрубок, объемный глушитель, раму с полой стойкой с рукоятками, согласно изобретению, выпускной патрубок с помощью соединительного патрубка подключен к нижней части полой стойки рамы бензиномоторной пилы, а к верхнему концу полой стойки последовательно подключены U-образный настроенный патрубок и объемный глушитель. Полая стойка может быть выполнена телескопической в виде двух цилиндров разного диаметра и подпружиненной, при этом пружина концами закреплена на цилиндрах и витки пружины расположены на раме.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается новыми соединениями входящих элементов: известно применение настроенных систем впуска и выпуска двухтактных двигателей внутреннего сгорания, в том числе для бензиномоторных пил [1] . Настроенные системы содержат патрубки, трубопроводы в виде полых цилиндров и резонаторы. Однако отличие заявленного устройства в том, что настроенный трубопровод выполнен совместно с полой стойкой бензиномоторной пилы, что приводит к уменьшению габаритов агрегата, автоматизации процесса регулирования мощности (при телескопической стойке) и, как следствие, к повышению мощности и коэффициента приспособляемости двигателя бензиномоторной пилы. Новая совокупность признаков обеспечивает сверхсуммарный эффект. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена бензомоторная пила общий вид; на фиг. 2 - полая стойка телескопического типа.

Бензомоторная пила содержит двухтактный двигатель 1 внутреннего сгорания с выпускным патрубком 2, к которому подсоединен фигурный соединительный патрубок 3. Фигурный соединительный патрубок 3 подключен к нижнему отверстию полой стойки 4 рамы бензиномоторной пилы. Подсоединение может быть выполнено на фланцах со стяжными хомутами или с помощью накидных гаек. Внутренний диаметр полой стойки 4, фигурного соединительного патрубка 3 и выпускного патрубка 2 выбирается одинаковым и не менее диаметра выпускного патрубка 2 (допускается выполнение стойки с коническими участками по рекомендациям Рудого Б. П. [3] ). Оптимальная величина диаметра выбирается экспериментально. К верхнему отверстию полой стойки 4 подсоединяются последовательно U-образный патрубок 5 и глушитель 6 объемного типа, при этом диаметр U-образного патрубка выбирается одинаковым с диаметром полой стойки 4. Суммарная длина патрубков 2, 3, 5 и стойки 4 обеспечивается такой, чтобы создать резонансный наддув на требуемом режиме, например, на режиме максимального крутящего момента. Особенности "резонансного наддува" для двухтактных двигателей за счет варьирования длиной выпускной трассы изложены в [1] : особенности заключаются в том, что обеспечивается "подпор" выпускного окна импульсом давления в выпускном патрубке в течение продувки свежей смесью, что предотвращает потери смеси (и соответственно топлива).

Полая стойка 4 может быть выполнена телескопической в виде двух полых цилиндров: верхнего 7 и нижнего 8, которые имеют минимально возможный зазор между поверхностями и могут перемещаться один относительно другого в осевом направлении. Для предотвращения чрезмерных утечек отработавшего газа и нарушения волнового процесса между цилиндрами установлено уплотнение 9, конструкция которого может быть любой, например, в виде подпружиненных колец прямоугольного или трапецеидального сечения (типа поршневых).

На наружной поверхности полых цилиндров 7 и 8 навита пружина 10, верхний и нижний витки которой закреплены на фланцах 11 и 12 соответственно на верхнем 7 и нижнем 8 цилиндрах. Пружина 10 позволяет увеличить суммарную длину настроенных цилиндров 7 и 8 за счет растягивания ее.

Длина полых цилиндров 7 и 8 в "сложенном" состоянии подобрана экспериментально такой, чтобы обеспечить резонансный наддув на режиме максимальной частоты (т. е. уменьшить продувку цилиндров свежей смесью и понизить потери горючей смеси). Взаимный ход цилиндров подбирается экспериментально такой, чтобы в вытянутом состоянии обеспечивался резонансный наддув на минимально устойчивой частоте вращения (при работе под нагрузкой). Для предотвращения перемещения цилиндров 7 и 8 относительно друг друга на нижнем цилиндре 8 установлен фиксатор 13, который имеет привод 14 с рычагом 15. Рычаг 15 установлен на рукоятке 16 рамы. Заклинивание цилиндров 7 и 8 необходимо при транспортировке или работе с малыми мощностями агрегата (распиловка тонких хлыстов).

Работа бензомоторной пилы осуществляется следующим образом.

Длина полой стойки 4 выполнена нерегулируемой. В этом случае в процессе распиловок леса и увеличения нагрузки на пилу происходит снижение частоты вращения коленчатого вала и достижение резонансного режима, который характерен тем, что в выпускной системе создаются большие колебания давления, фазу которых согласуют с фазами газораспределения таким образом, чтобы в конце периода выпуска отработавших газов к органам выпуска подходил импульс давления и запирал горючей смеси и отработавшим газам выход из цилиндра. В результате повышается цикловое наполнение и мощность двигателя, что позволяет повысить его приспособляемость к возросшим нагрузкам (т. е. двигатель не глохнет).

Полая стойка 4 выполнена с регулируемой длиной (т. е. в виде полых цилиндров 7 и 8).

После запуска бензиномоторной пилы оператор устанавливает рукоятью газа максимальные обороты и приступает к распиловке, для чего подносит пилу к бревну и надавливает на рукоятку 16. В результате давления начинается процесс распиловки и одновременно сокращается суммарная длина двух телескопических настроенных цилиндров 7 и 8 возникает резонансная настройка на максимальной частоте вращения, соответственно повышается количество горючей смеси, остающейся в цилиндре, и мощность бензиномоторной пилы.

Если усилие оператора на рукоятках пилы превышает допустимое, то пила начнет снижать обороты. Оператор уменьшает давление на пилу, в результате чего под действием пружины 10 телескопические трубы 7, 8 выдвигаются и резонансная настройка смещается в зону меньших частот по причине увеличения настроенной длины системы выпуска. В результате мощность бензопилы повышается и обороты начинают увеличиваться. Оператор снова увеличивает давление на пилу, чтобы повысить загрузку. Суммарная длина цилиндров 7, 8 опять сокращается и резонансная настройка смещается в сторону больших частот вращения и т. д. Таким образом, усилием на рукоятках оператор может влиять на мощность пилы при любом скоростном интервале и обеспечивать наивыгоднейший режим.

В результате увеличивается на 10. . . 15% коэффициент наполнения и соответственно на 7. . . 13% повышается мощность двигателя мотопилы, что позволяет повысить производительность бензопилы на 5. . . 10% по сравнению с прототипом. (56) 1. Кондрашов В. М. и др. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. М. : Машиностроение, 1990, с. 272.

2. Бензиномоторные пилы "Дружба-Им", "Дружба-4М Электрон". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М. , В/О "Станкопром", 1988, с. 38.

3. Рудой Б. П. Теория газообмена. ДВС. Учебное пособие. Уфа, УАИ, 1978, с. 109.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в системах выпуска силовых установок бензиномоторных пил. Целью изобретения является уменьшение габаритов, повышение производительности путем повышения мощности двигателя. Бензиномоторная пила содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с выпускным патрубком 2 и фигурным соединительным патрубком 3, соединенный с нижней частью полой стойки 4, ее верхняя часть последовательно соединена с U-образным патрубком 5 и глушителем 6. Полая стойка 4 выполнена телескопической с фиксатором и приводом, установленным на одном из цилиндров, и рукояткой 16. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. БЕНЗИНОМОТОРНАЯ ПИЛА, содержащая двухтактный двигатель внутреннего сгорания с выпускным патрубком и объемным глушителем, раму с полой стойкой и рукоятками, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения производительности путем повышения мощности двигателя, в ней выпускной патрубок соединен с нижней частью полой стойки с помощью соединительного патрубка, а верхний конец полой стойки снабжен U-образным патрубком, последовательно соединенным с объемным глушителем. 2. Пила по п. 1, отличающаяся тем, что полая стойка пилы выполнена телескопической в виде двух полых подпружиненных цилиндров разного диаметра, установленных с зазором и с возможностью перемещения относительно друг друга, при этом на одном из цилиндров установлен фиксатор с приводом и рукояткой, расположенной на раме, а пружина установлена и закреплена на наружной поверхности полой стойки.