TEKNISK UTBILDNING PRODUKTTEKNOLOGI - HJULBURNA PRODUKTER

Transkript

1 TEKNISK UTBILDNING PRODUKTTEKNOLOGI - HJULBURNA PRODUKTER

2

3 Produkt Teknologi Motorteknik...3 Vevhus...7 Vevaxel...9 Cylinder...15 Kolv...19 Bränslesystem...29 Smörjsystem...37 Tändsystem...43 Drivsystem...49 Säkerhet...51 Säkerhetsutrustning...57 Ergonomi...59 Miljö

4 2

5 Motorteknik Tvåtaktsmotorn är och kommer under en viss tid att fortsätta vara den huvudsakliga kraftkällan för bränsledrivna handhållna produkter. Tvåtaktsmotorer är enkelt konstruerade med få rörliga delar och de har två stora fördelar jämfört med fyrtaktsmotorer. För det första har inte tvåtaktsmotorer ventiler, vilket gör konstruktionen enklare. För det andra sker en explosion varje varv i tvåtaktsmotorn medan det bara sker vartannat varv i fyrtaktsmotorn. Detta innebär att tvåtaktsmotorn får ett ordentligt krafttillskott. Dessa två fördelar gör tvåtaktsmotorer lättare, enklare och billigare att tillverka. De viktigaste delarna i motorn är vevaxeln, vevstaken, kolven och cylindern. Vevaxel, vevstake, kolv och cylinder Vevaxel Vevaxelns syfte är att konvertera en upp- och nedåtgående rörelse till rotation, för att omvandla kraften som skapas i cylinderns förbränningsrum till en rotationskraft i motorns utgående axel. Vevstake Vevaxel Vevstaken förbinder vevaxeln med kolven. Den har en mindre ända som är ansluten till kolven och en större ända som är ansluten till vevaxeln. Kolv Kolven i en tvåtaktsmotor kan ha en eller två kolvringar. Fördelen med en kolvring är huvudsakligen, lägre friktionsförluster, lägre vikt, högre kraft och rotationshastighet samt mindre vibrationer. En kolv med två kolvringar har följande fördelar, mer tillförlitlig tätning, längre livslängd och något lägre obelastad hastighet. Vevstake och kolv Cylinder Kolven arbetar i ett cylindriskt hål borrat i cylinderblocket. I cylinderns väggar finns en insugsport för bränsleblandningen och en avgasport. Överströmningskanaler i cylinderns väggar gör det möjligt för bränsle-luftblandningen att strömma från botten av vevhuset till övre delen av cylindern. Cylinder 3

6 Motorteknik Tvåtaktsmotorns arbetssätt Insugstakten Som namnet anger arbetar tvåtaktsmotorn med två rörelser, en uppåtgående och en nedåtgående rörelse. Tvåtaktsmotorn kan dessutom fungera enligt två olika principer, tvärspolning eller vändspolning. Vändspolning är nuförtiden den vanligaste metoden. Kolvens topp är i detta fallet helt slät eller lätt konvex. I vanliga fall har cylindern två överströmningskanaler, en på vardera sidan av avgasporten. Funktionen är i princip samma som för tvärspolning men med omvänt gasflöde. Uppåtgående rörelse Kompressionstakten Kolven förflyttar sig uppåt i cylindern efter att ha passerat nedre dödpunkten. Vakuum bildas i vevhuset och när kolven frilägger insugsporten dras en ny dos gasblandning in i vevhuset. Detta fortsätter så länge kolven är på väg uppåt i cylindern och en kort stund efter det att den passerar övre dödpunkten på grund av den inströmmande gasblandningens tröghet. Strax innan kolven når övre dödpunkten antänds gasen ovanför kolven av gnistan, som bildas mellan tändstiftets elektroder. Det alstrade gastrycket trycker kolven nedåt i cylindern. Nedåtgående rörelse Expansionstakten (Arbetstakten) På sin väg nedåt i cylindern öppnas först avgasporten och de förbrända gaserna strömmar ut genom avgaskanalen. När kolven fortsätter nedåt komprimerar den bränsle-luftblandningen. Spolportarna öppnas därefter och bränsle-luftblandningen strömmar upp i förbränningsrummet ovanför kolven. När kolven har passerat nedre dödpunkten förflyttas den åter uppåt genom cylindern, stänger spolportarna och avgasporten. När kolven fortsätter uppåt komprimerar den bränsle-luftblandningen ovanför. Därefter upprepas cykeln. Utblåstakten 4

7 Motorteknik Elmotor Elmotorn används huvudsakligen som kraftkälla, inomhus eller utomhus, när det inte är lämpligt att använda en förbränningsmotor av säkerhets- eller miljöskäl. Elmotorernas fördelar är framför allt låg ljudnivå och avsaknad av avgaser. Dessutom är vibrationerna små eftersom elmotorn saknar delar som rör sig fram- och tillbaka. Motorn i till exempel en elektrisk motorsåg är en universalmotor eller en seriemotor (kan köras på växel- eller likström) som startar mjukt och möjliggör god justering av rotationshastigheten. En universalmotor utvecklar högre effekt i förhållande till dess vikt än andra växelströmsmotorer, tack vare högre rotationshastighet. Strömförsörjningen sker genom ett jordat vägguttag (110 eller 220 Volt). Elhäcksax Elmotor med utbytbar borstkol A = Rotor B = Borstkol C = Broms D = Störningsskydd E = Lindning 5

8 6

9 Vevhus Tvåtaktsmotorns vevhus Vevhuset är den komponent runt vilken hela motorn respektive motorsågen är uppbyggd. Det har tre huvudfunktioner: Stabil lagringspunkt för vevaxeln. Fungera som spolpump för tvåtaktsmotorn (bränsleluftblandningen sugs in i vevhuset från förgasaren och pressas därifrån upp till förbränningsrummet via spolkanalerna). Fästpunkt för motorsågens komponenter till exempel kedjeutrustning och handtag. Vevhus från 60-talet Konstruktionslösningar genom åren Flera olika konstruktionslösningar för vevhuset har förekommit genom åren. Vevhusets utformning och konstruktion har stor inverkan på motorsågens hållfasthet och motoreffekt. Luftsnäckan i vevhuset måste ges den rätta utformningen för maximal effektivitet hos fläkten och därmed önskad kylning av cylidern och högre motoreffekt. Lagerlägena måste vara kraftigt dimensionerade och hade tidigare till och med ingjutna stålringar för att klara de stora påkänningarna. Vevhus från 70-talet Konstruktionslösningar från 60-talet och framåt På främst äldre motorsågar hade vevhuset dessutom uppgiften att förvara olja och bränsle. Detta gav en mycket stabil enhet men hade en del nackdelar som till exempel oönskad uppvärmning av bränslet. Ursprungligen skruvades såväl det bakre handtaget som den främre handtagsbågen fast i vevhuset. Alla vibrationer fortplantades därför direkt över till användarens händer och armar vilka fick fungera som vibrationsdämpare. I början på 1970-talet hade motorsågens olje- och bränsletank skiljts från vevhuset och placerats i en separat tankenhet. Sammankopplingen med vevhuset skedde via sex vibrationsdämpare. Detta utvecklingssteg gav en mycket god dämpning av vibrationerna. Tankenheten tillsammans med handtagen utgjorde en i förhållande till vevhuset förhållandevis stor dämpande massa. Vibrationspåkänningarna på användaren blev avsevärt mindre. 7

10 Vevhus De ovannämnda lösningarna vad gäller tankarnas placering har både för- och nackdelar. Modellerna 140 och 162 hade båda kompromisslösningar när det gällde tankplaceringen. Bränsletanken tillsammans med handtagen utgjorde en enhet medan oljetanken åter placerades i vevhuset. Fördelarna med detta arrangemang är främst: Oljetanken i vevhuset Stabilare vevhus i den främre delen. Enkel oljetillförsel till svärd och kedja via borrade kanaler i stället för slangar. Förvärmning av oljan vilket är av betydelse vid kall väderlek. Oljetank i vevhuset gör svärdets infästning mycket stabil En annan viktig fördel med att ha oljetanken placerad i vevhusets främre del är att svärdets infästning kan göras mycket stabil. Orsaken till att oljetanken åter har kunnat placeras i vevhuset är att andra detaljer har kunnat göras lättare. Utvecklingen har gått mot kortslagigare motorer och ventilerad kolv. De fram och återgående massorna har därmed minskat och därför har även vibrationsnivån hos vevhuset sänkts. Möjligheterna att göra en effektiv vibrationsdämpning av tankenheten med främre och bakre handtag har ökat. Framstegen inom polymertekniken har möjliggjort tillverkning av vevhus i compositmaterial. Vevaxelns lager placeras vid denna konstruktion antingen direkt i vevhuset eller i en speciell hållare av composit som i sin tur placeras i vevhuset. Eftersom detta material är en dålig värmeledare har bränsletanken åter kunnat integreras i vevhuset utan att bränslets uppvärmning orsakar driftsstörningar. Vevhus i compositmaterial För att ge extra stabilitet i vevhusets lagerlägen är en aluminiumförstärkning ingjuten i compositmaterialet. Förstärkningen hindrar även vevhuset från att deformeras då de långa skruvarna som håller cylindern dras åt från vevhusets undersida. Aluminiumförstärkt vevhus 8

11 Vevaxeln Vevaxeln Vevaxeln har som främsta uppgift att omvandla kolvens fram och återgående rörelse till rotation och överför därmed den kraft som alstras i cylinderns förbränningsrum till ett vridande moment hos motorns utgående axel. Vevaxeln kan vara konstruerad på olika sätt beroende på motorns användningssätt, tillverkningstekniska orsaker etc. Axeln kan vara tillverkad i ett enda stycke och kallas därför odelad eller helsmidd. Det vanligaste numera är emellertid att den är sammansatt av flera komponenter och kallas därför byggd vevaxel. Utgångsmaterialet för en sådan vevaxel består av smidda ämnen som bearbetats i olika steg till rätta former, mått och toleranser. Vevaxel rotation Vevskivorna Vevaxelns olika delar har samma benämningar oberoende av om axeln är byggd eller odelad. Vevskivorna, som vanligen är två till antalet, har till uppgift att fungera som motvikter till kolv, kolvbult, kolvringar, låsringar, kolvbultslager och en viss del av vevstakens vikt. De skall med andra ord balansera de fram och återgående massorna. Dock inte helt utan till cirka 60%. Byggd vevaxel Axeltappar Vevskivorna är försedda med axeltappar. Antingen är dessa pressade fast eller bearbetade fram ur samma ämne som vevskivan. Axeltapparna är lagringspunkter för vevaxeln i vevhuset men är även så utformade att svänghjul, kedjedrev, centrifugalkoppling etc. kan anslutas. Vevskivor Vevtappen Vevtappen sammanbinder de två vevskivorna. Runt tappen är vevstaken lagrad med vanligen ett nållager. 9

12 Vevaxel Vevaxeln kan vara tillverkad i odelad, två- eller tredelad, eller helbyggd (fler än tre delar). Odelad vevaxel / helsmidd vevaxel En vevaxel i en del gjuts odelad. Denna typ av vevaxel används framför allt i låghastighetsmotorer med lägre krav på precision och vibrationsnivå t.ex motorer för gräsklippare. Odelad vevaxel är vanlig i fyrtaktsmotorer För en odelad vevaxel krävs i allmänhet en vevstake med öppen storände och lager som består av flera rullar eller lagerfoder monterat på vevstaken och lagerlock. Undantaget är när vevstaken har en storände i ett stycke trots att vevaxeln är gjuten i ett stycke. I detta fall görs en av vevskivorna så liten att vevstaken kan träs över den. Tvådelad vevaxel Med en liten vevskiva kan man trä över vevstaken En tvådelad vevaxel består av två halvor. Ena halvan består av vevskiva, axeltapp och vevtapp och andra halvan av en vevskiva och en axeltapp. De två vevskivorna har vanligtvis olika former och vevstakarna har storände i ett stycke. Tredelad vevaxel En tredelad vevaxel består av en separat vevtapp och två halvor med vevskivor och axeltappar. Även i detta fallet har vevstaken storände i ett stycke. Detta är den vanligaste utformningen och den har vissa fördelar med avseende på tillverkningen. Tvådelad vevaxel Tredelad vevaxel 10

13 Vevaxel Individuella nållager Lagret mellan vevtapp och vevstake måste vara utformad för att passa motorns vevaxel, dess styrka och arbetshastighet. Gjutna vevaxlar har vanligtvis individuella nållager då vevstaken ofta har en öppen storände. Individuella nållager används i motorer som drivs med moderat hastighet. Anledningen till detta är att nålarna sinsemellan roterar åt olika håll vid beröringspunkten. Detta alstrar friktionsvärme vid kontaktytorma, vilket kan leda till lagerhaveri vid höga hastigheter. Individuella nållager Nålhållare För att förhindra kontakt mellan nålarna i en högvarvsmotor är nålarna fästa i en nålhållare. Detta minskar friktionsvärme och sänker temperaturen i lagret. Lagerstödsringen kan vara utformad på olika sätt och med olika ytor, och den kan vara gjord av metall eller plast, beroende på användningsområde. Ytan på lagerstödringen är viktig för lagrets temperatur. De vanligaste ytbeläggningarna är fosfat, koppar och silver. Nålhållare Vevlagersmörjning Med de höga varvtal som dagens motorsågar arbetar med är det av största betydelse att vevlagret får perfekt smörjning. Förutom valet av smörjmedel är det viktigt att lagringen blir konstruktionsmässigt rätt utformad så att oljan kan tränga in i lagret. Vevstakens lillända kan till exempel ha ett borrat hål eller ha fasade kanter på lagringens övre del. Nålhållarens utformning har en viss inverkan på smörjningens effektivitet, men främst måste den vara utformad för att tåla de höga masskrafterna och motstå centrifugalkrafterna på lagrets nålar. Hållaren skall dessutom ge stora anläggningsytor mot vevstaken. Olja tränger in i lagret genom borrat hål eller fasade kanter 11

14 Vevaxel Vevstaken Vevstaken måste styras i sidled. Två olika principer förekommer: A = Styrning mellan kolvbultslagringarna B = Styrning mellan vevskivorna Styrning mellan kolvbultslagringarna är numera den vanligaste metoden. Orsaken till detta är främst att rörelsen i vevstakens lillände är mindre (endast pendlande) än i dess storände. Friktionen och därmed värmeutvecklingen blir mindre. Detta är speciellt viktigt vid höga varvtal. Kolvstyrd vevstake möjliggör större axiellt spel vid vevstakens storände och därmed bättre smörjning av vevlagret. Styrning mellan vevskivorna var tidigare den vanligaste metoden att styra vevstaken. Nackdelen med detta var framförallt den stora friktionen och värmeutvecklingen mellan vevskiva och vevstakens sidoplan. Friktionen blir större genom vevstakens roterande rörelse jämfört med den pendlande rörelsen vid kolvstyrd vevstake. Kedjebromsen införande ledde till ökade rotationspåfrestningar för vevaxeln. Vevaxeln måste vara axiellt centrerad i vevhuset för att undvika till exempel skärning mellan vevstake och kolv vid kolvstyrd vevstake. Rotationspåfrestningar När kedjebromsen infördes på motorsågar ledde detta till att vevaxelns utsattes för rotationspåfrestningar oftare än tidigare. När kedjebromsen löser ut hindrar den vevaxeln att rotera under ett kort ögonblick. På grund av dess tröghet strävar svänghjulet efter att fortsätta att rotera och detta utsätter vevtappen för mycket hög rotationspåfrestning. Om olyckan är framme kan detta leda till att vevskivorna roterar runt vevaxeln. 12

15 Vevaxel Värmebehandling För att förbättra inpassningen mellan axeltappen och vevskivorna, vilket innebär att högre vridmoment krävs för att få dem att slira, värmebehandlas ibland området runt vevaxelns öppning. Värmebehandlingen syns som en lätt blåfärgning på vevskivan runt vevaxeln. Ytbehandling Värmebehandling En annan metod för att förbättra motståndskraften mot rotation är att använda en speciell ytbehandling. Det är denna metod vi använder, eftersom den är mer pålitlig. Det är lätt att känna igen vevaxlarna eftersom de är helt svarta. Ytbehandling 13

16 14

17 Cylinder Cylindern och kolven är, jämte vevhus och vevaxel, de huvudsakliga delarna i en förbränningsmotor. Cylindern kan jämföras med en behållare där en blandning av bränsle och luft tänds av en gnista från tändstiftet. Den antända luft- och bränsleblandningen tvingar kolven att förflytta sig upp och ned i cylindern och denna rörelse driver i sin tur redskapet som är kopplat till motorn, till exempel en kedja i en såg. Cylinderns placering i en motorsåg Vertikal cylinder placering Beroende på motortyp kan cylindern och vevhuset vara gjutna i ett stycke eller så kan cylindern vara en separat del som på olika sätt kan fästas vid vevhuset. Det finns fördelar och nackdelar med båda systemen. Vissa tillverkare väljer att placera cylindern horisontellt bakom vevhuset på sina motorsågar. En av nackdelarna med detta arrangemang är att ljuddämparens utrymme och placering begränsas. Vertikal cylinder Husqvarna har valt att placera cylindern vertikalt, rakt ovanför vevhuset. På så sätt får ljuddämpare och förgasaruppsättning största möjliga utrymme. Detta är en av Husqvarnas viktigaste konstruktionsprinciper sedan sextiontalet när företaget började tillverka motorsågar. Horisontell cylinder placering Horisontell cylinder För att svara mot efterfrågan för en liten, lätt motorsåg som kan användas till exempel vid trädvård lanserade Husqvarna motorsågen 335 XPT. Det var vid den tidpunkten som den traditionella, vertikala cylinderplaceringen började överges. I stället placerades cylindern horisontellt så att bakre handtaget kunde placeras ovanför motorblocket, vilket gav sågen den balans och manövrerbarhet som krävs för trädvård. En såg med horisontell cylinder placering ger en bra arbetsteknik uppe i träd 15

18 Cylinder Ljuddämparens konstruktion Designen på ljuddämpare är beroende av cylindertyp Ljuddämparen är utformad för att minska ljudnivån och för att blåsa ut avgaserna bort från användaren. Avgaserna är heta och de kan innehålla gnistor som kan orsaka brand om de riktas mot ett torrt, brännbart material. Ljuddämparens utseende beror helt på cylinderns placering. En horisontell cylinder kräver en viss ljuddämpare och i många fall en bredare såg. Genom att använda en vertical cylinder kan ljuddämparen göras mer kompakt men med större volym och mekaniskt starkare. Kylflänsar Kylfläns Cylinderns kylflänsar har olika storlek för att ge jämn kyleffekt. Kylflänsarna är högre på sidan som är längst bort från fläkten, på läsidan. Kylluften som kommer till denna sida är varmare än luften som träffar cylindern direkt efter fläkten. Kylflänsarna på läsidan är längre för att kompensera för detta och för att kyla detta område mer effektivt, vilket ger jämnare temperatur runt om hela cylindern. Kylflänsarnas antal och storlek har stor betydelse för kylningens effektivitet. Vidare måste avståndet mellan kylflänsarna avpassas för att få tillräcklig luftpassage och för att förhindra igensmutsning av cylindern. Kylningen runt avgasporten är särskilt viktig. För att förstärka kylningen här, kan en ledskena för kylluften placeras mellan ljuddämparen och cylindern. Ledskenan hindrar dessutom strålningsvärme från ljuddämpare till cylinder. Ledskena skyddar avgasporten mot värme Mellan cylinder och förgasare finns en kraftigt dimensionerad isolering för att hindra värme från cylindern att vandra över till förgasaren. Blir förgasaren för varm bildas ångblåsor av förångad bensin vilket i sin tur bl.a. medför startsvårigheter när motorn är varm. Det är också viktigt att varm kylluft hindras från att tränga in i förgasarutrymmet. Isolering hindrar värmen från att nå förgasaren 16

19 Cylinder Insugsrör i gummi Ett långt insugsrör i kombination med en flexibel anslutning av gummi närmast förgasaren gör att en mindre mängd värme leds över till förgasaren. Detta ger mindre förgasarstörningar, bättre tomgångsegenskaper och större möjligheter att uppnå en maximal avstämning i kombination med en katalysatorljuddämpare. Bättre förbränning och renare avgaser blir resultatet. Spolkanalerna Insugsrör i gummi Spolkanalerna kan ha olika utformning i cylindern beroende på motorsågens användningsområde. För hobbysågar, där kraven på hög effekt inte är så höga, används vanligen raka och mot kolven ofta öppna spolkanaler. Motorsågar för professionell användning har vanligen bågformade spolkanaler. Numera är det vanligt att spolkanalerna placeras helt i cylinderväggen med både in- och utlopp i cylinderloppet. Cylindrar med bågformade spolkanaler och där kanalerna har både in- och utlopp placerat i cylinderväggen får en mycket smal cylinderfot. Därmed kan även vevhuset göras smalare. Utformningen av kanalerna kan liknas vid formen på örat hos en kaffekopp. I kombination med dessa kanaler används även en kolv med urtag i mantelytan runt kolvbulten. Denna lösning ger en effektiv kylning av kolven, eftersom färskgasen kan passera igenom samtidigt som smörjningen av kolvbultslagret blir mycket god. Den ur tillverkningssynpunkt billigaste och enklaste utformningen av spolkanalerna är de helt öppna kanalerna. Kolven bildar här den inre väggen. Öppen kanal Aluminium Bågformade spolkanaler Cylindern hos små tvåtaktsmotorer är vanligen tillverkad av aluminium och kräver därför att cylinderloppet får en slitstark ytbeläggning. I huvudsak finns två typer av ytbeläggning, dels hårdförkromning och dels beläggning med ett skikt av nickellegering. Den senare typen av ytskikt är något hårdare och medför större slitage på kolvringen men motstår slitage bättre än hårdförkromning. Nickelbeläggningen är svagt gulbrun till färgen medan hårdförkromningen är gråvit. Nickellegering och hårdförkromning 17

20 Cylinder Dekompressionsventil (Smart Start) Dekompressionsventil Dekompressionsventilen är en välkänd komponent som blir vanligare igen. På motorsågar med stor cylindervolym krävs relativt hög effekt för att dra runt och starta motorn. Dessutom kan kraftiga slag uppstå, som i svåra fall kan dra starthandtaget ur handen. För att minska dessa problem har en dekompressionsventil (Smart Start) placerats i övre delen av cylindern. När ventilen trycks in öppnas en kanal in i förbränningskammaren. Detta gör att kompressionen minskas och motorn blir lättare att dra runt med startanordningen. Dessutom minskas påkänningarna på startmotorkomponenterna. Dekompressionsventilen har även börjat användas på mindre motorer för att öka komforten och göra starten lättare. Automatisk dekompressionsventil Öppen automatisk dekompressionsventil En motorsåg med automatisk dekompressionsventil gör sågen ännu enklare att starta eftersom det krävs % lägre kraft vid starten tack vare den låga kompressionen. Dekompressionsventilen är alltid öppen när motorn inte är igång. När motorn startar stängs dekompressionsventilen av sugkraften i vevhuset. En envägsventil kopplad till vevhuset ger precis tillräcklig sugkraft för att dekompressionsventilen ska stänga den och hålla den stängd. Trycket i förbränningskammaren hjälper också till att hålla dekompressionsventilen stängd under körningen. Stängd automatisk dekompressionsventil 18

21 Kolv En respektive två kolvringar Kolven i en tvåtaktsmotor kan ha en eller två kolvringar. Fördelen med en kolvring är huvudsakligen: Mindre friktionsförluster Lägre vikt Mer kraft och högre rotationshastighet Mindre vibrationer För att säkerställa dessa fördelar måste kolvringen täta perfekt. Detta innebär att användaren måste ha vissa kunskaper om bränsle- och oljekvaliteter samt om maskinens underhållsrutiner. En kolvring En kolv med två kolvringar har följande fördelar: Säkrare tätningsfunktion Längre livslängd Begränsar rusvarvtalet något En kolv med två kolvringar behöver mindre underhåll och lägre bränsle- och oljekvaliteter och den ställer lägre krav på korrekt skötsel. Två kolvringar 19

22 Kolv Analysguide vid kolvhaverier Kolven sägs vara motorns hjärta. Genom att analysera kolven efter ett motorhaveri kan man i de flesta fall ringa in orsakerna till haveriet och därigenom bekräfta anledningen till felet. Använd dessa båda bilder som referens vid bedömning av slitage och skador. Av erfarenhet vet man att kolv- eller cylinderhaverier orsakade av tillverkningsfel är ovanliga. Ny kolv från insugssidan I stället är det andra orsaker som dominerar, vilket framgår av det följande. Ny kolv från avgassidan 1. Ingen eller felaktig oljeblandning, fel typ av olja. 2. Otillräckligt underhåll. Smutsiga kylflänsar på cylindern. Smutsiga fläktvingar på svänghjulet. Smutsigt eller tilltäppt luftintag på startapparaten. Igensatt ljuddämpare. Felaktig typ av luftfilter, igensatt eller skadat luftfilter. 3. Felaktigt inställd förgasare. 4. Otillräcklig bränsletillförsel på grund av: Igensatt bensinfilter. Igensatt luftning. Sprucken eller deformerad bränsleslang. Förslitna, gamla eller smutsiga förgasarkomponenter. Igensatt eller läckande impulskanal. Löst mellanstycke. De båda bilderna här intill visar hur en ny kolv ser ut, dels på insugssidan och dels på avgassidan. Observera att svarvränderna från tillverkningen är klart synliga. 20

23 Kolv Otillräcklig smörjning (magerskärning) En kolv som är skadad på grund av otillräcklig smörjning räknas vanligtvis till kategoring magerskärning. En kolv som skadats på grund av otillräcklig smörjning faller vanligtvis inom kategorin magerskärning. Magerskärningar orsakas alltid av (ett smörjfel) någon typ av fel i smörjsystemet eller avsaknad av smörjning. Fel i smörjningen uppstår oftast när motorn överhettas i magerkörning, till exempel när förgasaren är inställd på för mager blandning. Fel blandning av bränsle/olja, fel oljetyp eller helt enkelt brist på olja kan också göra att smörjningen blir för dålig. Små till medelstora repor i huvudsak mitt för avgasporten Små till medelstora repor Kolven uppvisar små till medelstora repor vanligtvis mitt för avgasporten. I svårare fall kan värmeutvecklingen vara så stor att material från kolven kletar utmed kolvskörtet och även i cylinderloppet. En repa kan synas på insugssidan mitt emot den kraftigaste avgasavlagringen på grund av den snabba värmeutvecklingen på kolvens avgassida. Kolvringen är i regel oskadad och rör sig fritt i ringspåret. Orsaker: Felaktig förgasarinställning. Rekommenderat maxvarvtal har överskridits. Felaktig oljeinblandning i bränslet. För lågt oktantal hos bensinen. Åtgärder: Kontrollera och ändra förgasarinställningen. Byt bränsle. Byt till bensin med högre oktantal. 21

24 Kolv Medelstora till djupa repor Kolvringen har börjat fastna respektive sitter helt fast i sitt spår och har därför inte kunnat täta mot cylinderväggen, vilket resulterat i ytterligare kraftig värmestegring hos kolven. Kärvningsrepor finns utefter hela kolvskörtet på både avgassidan och insugssidan. Medelstora till djupa repor utefter hela kolvskörtet på avgassidan. Kraftiga repor utefter hela kolvskörtet på avgassidan. Orsaker: Felaktig oljeinblandning i bränslet. För lågt oktantal hos bensinen. Lufttläckor. Sprucken bränsleslang. Otäta insugspackningar. Sprucket mellanstycke eller insugsrör. Luftläckor hos motorkroppen. Otäta vevaxeltätningar. Otäta cylinder- och vevhuspackningar. Otillfredsställande underhåll. Smutsiga kylflänsar på cylindern. Igensatta luftintag på startapparaten. Igensatt gnistsläckarnät i ljuddämparen. Åtgärder: Byt till bränsle med korrekt oljeinblandning. Byt till bensin med högre oktantal. Byt skadade detaljer. Byt otäta packningar och axeltätningar. Rengör kylflänsar och luftintag. Rengör eller byt gnistsläckarnätet. 22

25 Kolv Kolvskärning Alltför kraftiga sotavlagringar kan vålla skador som liknar dem som orsakats av otillräcklig smörjning. Kolvskörtet är emellertid mörkare till färgen orsakat av de heta förbränningsgaserna som pressats förbi kolvringen. Denna typ av kolvskada börjar vid avgasporten där sot- och koksavlagringar kan lossna och fastna mellan kolven och cylinderväggen. Typiskt för denna typ av kolvskada är missfärgningen av kolvskörtet i brunt och svart. Orsaker: Felaktig typ av tvåtaksolja och/eller bensin. Felaktig oljeinblandning i bensinen. Felaktig förgasarinställning. Måttliga till djupa repor på avgassidan. Kolvringen har fastnat i sitt spår. Svart missfärgning under kolvringen orsakat av så kallad genomblåsning. Åtgärder: Byt bränsle. Byt till bränsle med rätt oljeinblandning. Korrigera förgasarinställningen. Insugssidan. Kolvringen har fastnat i sitt spår. Svart missfärgning under kolvringen orsakat av så kallad genomblåsning. 23

26 Kolv Kolvskador orsakade av för högt motorvarvtal Typiska skador vid för högt motorvarvtal är brott på kolvringen, brusten låsring för kolvbulten, trasigt lager eller att styrstiftet för kolvringen har lossnat. Kolvringsbrott Avgassidan skadad av brusten kolvring. Kolvringsdelarna skadar kolvens överdel och förorsakar repmärken. För mager förgasarinställning resulterar i både högre varvtal och högre kolvtemperatur. Stiger kolvtemperaturen över den normala arbetstemperaturen kan kolvringen kärva i sitt spår, vilket i sin tur kan medföra att den inte går tillräckligt djupt in i spåret. Kolvringskanten kan därför träffa ovankanten på avgasporten och slås sönder och även orsaka kolvskador. Alltför högt motorvarvtal kan också orsaka snabb förslitning av kolvringen och uppglappning av kolvringsspåret framförallt mitt för avgasporten. Ringen försvagas av slitage och kan fastna i porten med allvarlig kolvskada som följd. Styrstiftet för kolvringen har pressats upp genom kolvtoppen. Lossvibrerat styrstift för kolvringen Alltför höga motorvarvtal kan medföra att kolvringsändarna hamrar mot styrstiftet när kolvringen rör sig i sitt spår. Det intensiva hamrandet kan driva ut stiftet genom kolvens överdel och orsaka allvarlig skada även på cylindern. 24

27 Kolv Skada på låsringarna för kolvbulten Alltför höga motorvarvtal kan orsaka att låsringarna för kolvbulten vibrerar. Vibrationerna orsakar att låsringsspåren slits ut, vilket i sin tur gör att låsringarnas spännkraft minskar. Ringarna kan därmed lossna och orsaka skador på kolven. Lagerhaveri Haveri på vevaxel- eller vevstakslager beror vanligtvis på för högt motorvarvtal, vilket resulterar i överbelastning eller överhettning av lagret. Detta i sin tur kan medföra att lagerrullarna eller kulorna glider i stället för att rotera, vilket kan medföra att kuleller rullhållaren bryts sönder. De sönderbrutna delarna kan klämmas mellan kolven och cylinderväggen och ge skador på kolvskörtet. Skadade delar kan även passera upp genom cylinderns överströmningskanaler och orsaka skador på kolvens sidor och överdel samt cylinderns förbränningsrum. Använd alltid en varvräknare (tachometer) vid förgasarjustering för att undvika för höga varvtal. Det rekommenderade maxvarvtalet får inte överskridas. Djupa och oregelbundna räfflor orsakade av en lös låsring. Här på kolvens insugssida. Oregelbundna räfflor på kolvens insugssida orsakade av brusten rullhållare. 25

28 Kolv Främmande föremål Allt annat än ren luft och rent bränsle som kommer in i motorn genom insugsporten förorsakar någon typ av onormal förslitning eller skada på kolv och cylinder. Denna typ av ökat slitage märks på kolvens insugssida med början i underkanten på kolvskörtet. Slitaget orsakas av dåligt filtrerad luft som passerar genom förgasaren och in i motorn. Små repor och en matt, grå yta på kolvens insugssida orsakat av fina dammpartiklar. Större främmande föremål som kommer in i motorn, till exempel en fästskruv för förgasarplatta kan orsaka allvarliga skador på nedre delen av kolvskörtet. Om motorn körs med ett skadat luftfilter eller helt utan luftfilter kan man förstås vara helt säker på att kolven slits ner eller skadas mycket snabbt. Följande bilder visar olika typer av skador från främmande föremål. De första exemplen kan lätt förhindras med rutinmässigt filterunderhåll och byten enligt bruksanvisningen. Det sista exemplet går att undvika genom bra serviceteknik. Insugssidan. Damm- och smutspartiklar från sotliknande avlagringar på kolvens ovansida och i kolvringsspåret. Kolvringen sitter hårt i spåret. Kolvmaterial bortslitet. Nedre delen av kolvskörtet på insugssidan tunnare än på avgassidan. Fina dammpartiklar Här visas insugssidan som har små repor och matt grå yta. Orsaker: Felaktigt luftfilter. Små dammpartiklar passerar genom filtret. Filtret är utslitet orsakat av för många rengöringar, varvid små hål uppstått i filtermaterialet. Olämpligt underhåll av filtret till exempel användning av fel metod eller felaktigt lösningsmedel. Flockmaterial lossnar och hål i luftfiltret uppstår. Luftfiltret felaktigt monterat. Luftfiltret är skadat eller saknas. Åtgärder: Montera ett finmaskigare filter. Kontrollera filtret noga avseende hål och skador efter varje rengöring.byt filter om så behövs. Rengör försiktigare och använd rätt lösningsmedel (till exempel ljummet tvålvatten eller Husqvarna Active Cleaning). Byt filter. Montera filtret på rätt sätt. Montera nytt luftfilter. 26

29 Kolv Större, mjukare partiklar som trängt in i motorn ger skador på kolvskörtet under kolvringen som bilden visar. Orsaker: Luftfiltret felaktigt monterat. Luftfiltret skadat eller saknas. Åtgärder: Montera luftfiltret på rätt sätt. Montera nytt luftfilter. Kolven sliten och repad från kolvringen och nedåt på insugssidan. Större, hårdare partiklar som kommer in i motorn ger kraftiga skador på kolvskörtets understa del. Orsaker: Luftfiltret skadat eller saknas. Delar från förgasaren eller insugssystemet har lossnat och kommit in i motorn. Åtgärder: Montera nytt luftfilter. Regelbunden service och kontroll. Svåra skador på kolvens nedre del på insugssidan. 27

30 28

31 Bränslesystem Alla Husqvarna förbränningsmotorer är utrustade med förgasare som har till uppgift att blanda bränsle och luft för att motorn skall fungera korrekt. Det är mycket viktigt att denna blandning är korrekt. Om inte tillräckligt med bränsle blandas med luft kommer motorn inte att fungera väl och det finns risk för att den skadas. Om alltför mycket bränsle blandas med luft blir blandningen fet och motorn kan flöda eller ryka och stanna plötsligt, eller i bästa fall dra alltför mycket bränsle. Membranförgasare Membranförgasare Den stora skillnaden mellan en flottörförgasare och en membranförgasare är att membranförgasaren saknar flottör och flottörhus. Av denna anledning fungerar membranförgasaren i alla lägen, vilket är ett absolut krav på motorsågar. Membranförgasaren har utvecklats och blivit allt mindre och lättare, samtidigt som den blivit mera driftsäker. Membranförgasaren kan indelas i tre huvudfunktioner: A. Blandningsfunktionen B. Doseringsfunktionen C. Pumpfunktionen Membranförgasarens tre huvudfunktioner Pumpfunktionen Förgasaren inrymmer en bränslepump som har till uppgift att pumpa bränsle från motorsågens tank till förgasaren. Pumpen är en så kallad membranpump. Som namnet anger består den av en membran (A) som delar en kammare (pumpkammare) i två hälfter. På den ena sidan om membranet finns bränsle och på den andra finns luft av omväxlande över- och undertryck. Tryckvariationerna tas från motorns vevhus där kolven genom sin rörelse i cylindern åstadkommer över- respektive undertryck. Trycket leds via en kanal (B) (impulskanal) till förgasarens pumpkammare. Övertryck Undertryck 29

32 Bränslesystem Doseringsfunktion Vid undertryck i kammaren böjs pumpmembranet nedåt. Bränsleutrymmet på andra sidan membranet förstoras och utloppsventilen stängs. Bränsle sugs från tanken förbi pumpmembranets inloppsventil som öppnas automatiskt. När kolven har vänt i cylindern och är på väg nedåt bildas ett övertryck i vevhus och pumpkammare. Pumpmembranet pressas då uppåt och inloppsventilen stängs. Utloppsventilen öppnas och bränslet strömmar genom en sil och vidare till doseringsfunktionen som därigenom hela tiden hålls fylld med bränsle. Doseringsfunktion Blandningsfunktion De viktigaste komponenterna i doseringsfuktionen är doseringskammare (A), styrmembran (B) och nålventil (C) med hävarm. Doseringskammaren begränsas åt ena hållet av en membran (styrmembran) som i centrum är försett med en metallskiva och en tapp. Membranet skyddas av ett lock som är försett med ett lufthål (D) så att atmosfärtryck alltid råder mellan membran och lock. Kammaren på andra sidan membranet är alltid fylld med bränsle. Då bränslet via förgasarens kanalsystem förbrukas av motorn, uppstår ett undertryck (vakuum) i kammaren och membranet sugs nedåt. Då påverkas nålventilens hävarm som ligger an mot tappen på styrmembranet, nålventilen öppnas och bränsle fylls på i doseringskammaren. Blandningsfunktionen Från doseringsfunktionen leder två huvudkanaler. Den ena mynnar i huvudspridaren (A) och den andra i tre lågvarvsspridare (B). För att reglera bränslemängden till spridarna finns två justerbara nålmunstycken. Det ena reglerar lågvarvsegenskaperna (C) och det andra högvarvsegenskaperna (D). Vidare är blandningskammaren försedd med en venturi samt gas- och chokespjäll. 30

33 Bränslesystem Spridarna är placerade på olika ställen i blandningskammaren för att få en bra förgasarfunktion på olika varvtal. Huvudspridaren sitter mitt i venturin medan lågvarvsspridarna placerats vid gasspjället. Vid start är chokespjället helt stängt och gasspjället nästan helt öppet. När kolven rör sig uppåt i cylindern och undertryck bildas i vevhuset uppstår även i blandningskammaren ett undertryck. Bränsle sugs upp ur samtliga spridare och blandas med den lilla luftmängd som passerar förbi chokespjället. En fet bränsle-luftblandning sugs in i cylindern. Vid start är chokespjället helt stängt och gasspjället nästan helt öppet Vid tomgång är chokespjället helt öppet. Gasspjället är nästan helt stängt och i ett läge mitt för eller omedelbart före den första lågvarvsspridaren. Lufthastigheten förbi spjället är hög och bränsle sugs effektivt ut ur den första spridaren. Genom de båda övriga lågvarvsspridarna går luft in bakvägen och ger en viss förblandning av luft och bensin inne i bränslekammaren vid spridarna. I venturin är lufthastigheten lägre än vid gasspjället (större tvärsnittsarea än vid gasspjället) och trycket normalt. Detta gör att högvarvsspridaren inte levererar något bränsle. Vid acceleration och delgas öppnas gasspjället ytterligare och bränsle levereras även av den mittersta lågvarvsspridaren. Den tredje spridaren tar fortfarande in luft bakvägen och högvarvsspridaren är stängd. Vid fullt öppet gasspjäll är alla spridarna i funktion. Största undertrycket råder mitt i venturin där högvarvsspridaren är placerad. Ungefär 90% av bränslet vid fullgas levereras genom högvarvsspridaren. Vid tomgång är chokespjället helt öppet Vid acceleration och delgas öppnas gasspjället ytterligare Fullt öppet gasspjäll 31

34 Bränslesystem Underhåll För att förgasaren skall fungera oklanderligt krävs att även bränslesystemet i övrigt är i oklanderligt skick. Det är viktigt att tankluftningsventilen öppnar som den ska, att bränslefiltret är rent och att bränsleslangen är hel så att bränslepumpen inte pumpar luft. Vid fel på dessa komponenter får motorn för lite bränsle, eftersom bränslepumpen delvis sätts ur funktion. Normal och sliten nålventil Läckage vid mellanstycket, nippeln för bränsleslangen eller vid pumppackningen resulterar i att bränslepumpen delvis eller helt sätts ur funktion. Motorn får för lite bränsle. En sliten och otät nålventil medför att förgasaren flödar. Detta resulterar i att motorn blir svår att starta omedelbart efter stopp samt dålig tomgång. Flödning kan även inträffa med stillastående motor. Styrmembran Slitage hos nålventilen i spåret för hävarmen resulterar i en instabil tomgång hos motorn. Orolig tomgång blir även resultatet om styrmembranet är slitet på den del (tapp eller spår) som påverkar nålventilens hävarm. Nålventilens hävarm utsätts för kraftigt slitage dels i den ände som påverkas av styrmembranet och dels i den andra änden som påverkar nålventilen. Slitaget ger instabil tomgång. Nålventilens hävarm måste vara rätt justerad. För Walbro- och Zamaförgasare skall hävarmens yttre ände ligga i plan med förgasarhusets packningsplan. Sliten nålventilshävarm Walbro förgasare 32

35 Bränslesystem För Tillotson förgasare skall hävarmen justeras så att dess yttre ände ligger i nivå med botten på styrmembrankammaren. Hävarmen kan lätt justeras till rätt höjdläge genom att försiktigt pressas uppåt respektive nedåt. Är hävarmen för högt justerad får motorn en fetare bränsle-luftblandning. Är hävarmen för lågt justerad får motorn en magrare bränsle-luftblandning. För att få en god förgasarfunktion krävs också en riktig och regelbunden skötsel av luftfiltret. Nålmunstyckena skall således inte justeras då luftfiltret börjar sättas igen och motorn därigenom får en fetare bränsle-luftblandning. Filtret skall i stället rengöras eller bytas ut mot ett nytt (rengjort). Tillotson förgasare Förgasarinställning Förgasaren behöver normalt bara justeras 2 4 gånger per år. Justering skall utföras av fackman som har tillgång till varvräknare för att lätt kunna kontrollera att föreskrivet maxvarvtal inte överskrids. Förgasarens inställning påverkar i stor utrsträckning motorns arbetstemperatur. Om motorns fullgasvarvtal ökas genom att förgasaren snålställs, stiger temperaturen på cylindern mycket snabbt. Den höga temperaturen medför stor risk för skärning till följd av överhettning. Är cylindern dåligt rengjord från smuts kommer den kritiska temperaturgränsen att uppnås ännu snabbare. Hävarmen kan lätt justeras till rätt höjdläge genom att försiktigt pressas uppåt respektive nedåt Justerbara munstycken Med justerbara munstycken hos förgasaren föreligger alltid risken att den kan justeras felaktigt (för mager bränsle-luftblandning) med allvarliga motorskador som följd. För att undvika detta finns förgasare där det justerbara huvudmunstycket har ersatts med ett fast munstycke (A). Lågfartsmunstycket bibehålls justerbart. Med denna typ av förgasare reduceras motorskadorna orsakade av för mager inställning av högvarvsmunstycket. Motorn får alltid tillräckligt med bränsle även på rusvarvtal. Nackdelen med denna förgasartyp är att den inte kan finjusteras för variationer av lufttryck, luftfuktighet och temperatur. Justerbara munstycken 33

36 Bränslesystem Med en så kallad Semi Fix förgasare kan huvudmunstycket i viss utsträckning justeras. Huvuddelen av bränslet passerar genom ett fast munstycke (A) medan en mindre mängd (10 15%) leds genom ett justerbart munstycke (B). Härigenom undviks övervarvning och urmagring av bränsle-luftblandningen. Endast smärre justeringar kan göras för variationer av lufttryck, luftfuktighet och temperatur. I en så kallad Semi Fix förgasare kan huvudmunstycket bara justeras i viss utsträckning En orsak till motorstörningar, i framför allt varm väderlek, är störningar i bränsletillförseln orsakade av ångblåsor i förgasarens bränslekanaler. Ett sätt att komma tillrätta med detta problem är att låta bränslet strömma kontinuerligt genom förgasaren. Eftersom bränslepumpen har en viss överkapacitet kan en del bränsle gå tillbaks till tanken och samtidigt ta med sig eventuella ångblåsor. Luftfilter Ångblåsor i förgasarens bränslekanaler När motorsågen används, sker en gradvis igensättning av luftfiltret. Bränsle-luftblandningen blir därmed fetare, vilket så småningom innebär att förgasarinställningen behöver ändras för oförändrad funktion. För att motverka denna chokeeffekt är en lösning att låta förgasarens styrmembran känna av tryckförändringen inuti filtervolymen via en ledning som är ansluten till lufthålet i styrmembranlocket. Styrmembranet doserar därigenom bränslemängden korrekt. Minskar lufttrycket minskar också bränslemängden. Dåligt skött luftfilter Omgivningens förhållande bestämmer kvalité av luftfilter Orsaken till kolvslitage och att cylinderloppets beläggning slits ut är nästan uteslutande ett dåligt skött luftfilter. Smuts i form av grus och sand finns ofta i barken på träden. Vid avverkning med motorsåg kan dessa föroreningar tränga igenom filtret och in i motorn där det fungerar som slippasta. Det är därför av största betydelse att luftfiltret sköts på rätt sätt för att få längsta möjliga livslängd på cylindern. Beroende på vilken miljö en motor skall användas i ställs olika krav på luftfiltrets effektivitet. Det finns fina filter för låg dammnivå, medelgrova filter för fuktig och kall omgivning, filter av filt för moderat dammnivå och oljeskumfilter för hög dammnivå. Dessa filter är motståndskraftiga mot bränsle och olja och de bör tvättas i tvålvatten. Tryckluft bör inte användas för filtfiltren. Det luftrenande materialet kan då skadas. I extremt dammiga miljöer krävs oljeimpregnerade luftfilter ofta i kombination med ett pappersfilter. Detta tar hand om de små partiklar som trots allt kan passera genom det så kallade förfiltret. 34

37 Bränslesystem Centrifugalkraft Att ta hjälp av centrifugalkraften vid reningen av insugsluften är mycket effektivt. De större föroreningarna som sugs in genom luftintaget slungas av centrifugalkraften ut mot luftsnäckans periferi och vidare upp mot och förbi cylinderns kylflänsar. Genom att placera ett luftmunstycke omedelbart vid periferin på fläkthjulet, kan förhållandevis ren luft fångas upp och ledas till förgasarens luftfilter. Där renas luften ytterligare innan den leds in i förgasaren. Med detta arrangemang kan rengöringsintervallerna för luftfiltret förlängas avsevärt. Att ta hjälp av centrifugalkraften vid reningen av insugsluften är mycket effektivt. Varvtalsbegränsare Vissa membranförgasare monterade på motorsågar eller motorkapar är försedda med varvtalsbegränsare. Denna anordning består av en fjäderbelastad kula som tätar mot ett säte i ett ventilhus. Genom sätet är en extra bränslekanal borrad som mynnar i förgasarens venturi. Fjäderkraften som pressar kulan mot sätet är noga utprovad. Då motorns varvtal överstiger det tillåtna, kommer fjädern i sådana resonanssvängningar att kraften på kulan minskar och den extra bränslekanalen öppnas. Därigenom får motorn mera bränsle än den behöver och börjar bluddra (fyrtakta). Varvtalsökningen upphör. Vartalsbegränsare 35

38 36

39 Smörjsystem Tvåtaktsmotorns smörjning av de rörliga delarna klaras enkelt genom oljeinblandning i bränslet. Oljan blandas effektivt med bensinen. Då bränsle-luftblandningen sugs in i motorn innehåller den också mycket små oljedroppar som effektivt smörjer lagringarna för vevstake och kolvbult samt cylinderloppet. De högkvalitativa, speciella tvåtakts-oljorna klarar både höga tryck och temperaturer trots endast 2% inblandning i bensinen. Den tidigare så besvärande röken från förbränningen av oljan är numera nästan försumbar. Om motorns rörliga delar inte får tillräcklig smörjning kommer motorn att skadas. Använd aldrig fyrtaktsolja i en tvåtaktsmotor eftersom de två olika motortyperna kräver helt olika oljesammansättningar. Tvåtaktsolja är en blandning av mineraloljor och syntetiska oljor och har tillsatser av medelhög kvalitet. Husqvarnas inställning är att använda en perfekt blandning av syntetiska och högraffinerade mineraloljor. De allra bästa tillsatserna tillsammans med en syntetisk smörjningsförstärkare ger en renare motor som skyddas mot skärning på lika bra sätt som med någon helsyntetisk olja. Husqvarna XP olja är en särskilt högklassig tvåtaktsolja som har testats noggrant för att klara extrema förhållanden (höga temperaturer och tryck) som olja utsätts för i en tvåtaktsmotor. Oljan blandas med bensin i en tvåtaktsmotor Husqvarna XP olja Husqvarna XP olja Husqvarna XP olja är förstahandsvalet vid blandning av olja och bränsle (2 % eller 1:50). Den här oljan har extremt goda smörjegenskaper på motorkomponenter som utsätts för höga belastningar, till exempel kolvbultslager. Höga massor (kolv och kolvbult) kombinerat med höga varvtal och höga laster gör att oljan måste ha särskilda smörjegenskaper. Husqvarna XP olja uppfyller dessa krav. XP olja ger också renare motor och mindre beläggningar på kolv och vevhus jämfört med konkurrerande oljor. Om Husqvarna XP olja inte finns tillgänglig rekommenderas i stället Husqvarna High Performance olja. 37

40 Smörjsystem Kedjesmörjning Äldre motorsåg med manuell kedjesmörjning Inte bara motorns rörliga delar behöver smörjning utan även sågens kedja. Med ett väl fungerande system för kedjesmörjning och med högkvalitativa smörjmedel förlängs både kedjans och svärdets livslängd. Systemet för kedjesmörjning består av oljetank, rör, filter och en oljepump. Systemet måste utformas på så sätt att det kan smörja kedjor av olika längd och vid varierande hastighet. Oljetanken måste vara dimensionerad så att den nästan blir tom samtidigt som bränsletanken för att undvika att sågen körs utan kedjesmörjning. Kedjesmörjningens oljepump Automatisk kedjesmörjning Äldre motorsågar kan ha antingen manuell eller automatisk kedjesmörjning. Dessutom kan den automatiska kedjesmörjningen också kompletteras med en manuell oljepump för kedjesmörjningen, där en extremt lång stav kräver extra smörjning. Moderna Husqvarna motorsågar har automatiska oljepumpar för kedjesmörjningen. Pumpen manövreras antingen via kopplingstrumman eller direkt via vevaxeln. I det första fallet är pumpen stilla under tomgång, och i det senare fallet körs den kontinuerligt. Vevhustrycks variationer Förutom oljepumpar av kugghjulstyp förekommer smörjsystem där vevhustryckets variationer utnyttjas för drivning av oljepumpen. En membran påverkas av tryckvariationerna vevhuset och ger en fram- och återgående rörelse hos en pumpkolv. Vevhustrycks variationer Ytterligare en metod som bygger på tryckvariationerna i vevhuset används på vissa hobbysågar. Tryckvariationerna leds här genom en backventil in i oljetanken där således ett övertryck byggs upp. Detta tryck pressar oljan ut till kedjan via kanaler i vevhus och svärd. En stor nackdel med detta system är att det dels tar en viss tid innan ett övertryck byggts upp oljetanken och smörjningen kommer igång och dels att olja fortsätter att pressas ut ur oljetanken efter det att motorn stoppats så länge som ett övertryck finns kvar i tanken. 38

41 Smörjsystem Oljepump Den viktigaste komponenten i smörjsystemet är oljepumpen som vanligen är monterad på eller i vevhuset. Till pumpen leder en ledning från oljetanken och från pumpen går en ledning till svärdet. För att hindra smuts från att komma in i pumpen finns i sugledningen en sil ansluten. Husqvarna oljepumpskonstruktion En sil förhindrar att smuts kommer in i tanken Oljepumpen hos olika sågmodeller är uppbyggd på likartat sätt. I pumphuset arbetar en pumpkolv som är försedd med ett kugghjul. Pumpkolvens ena ände är utformad som en kamkurva och ligger an mot ett stift i pumphuset. Kolven drivs runt av ett snäckdrev som antingen är fast monterat på vevaxeln eller på kopplingstrumman. De flesta oljepumparna är försedda med en justerskruv för inställning av oljemängden. Skruven ökar eller minskar pumpkolvens slaglängd varigenom oljemängden som passerar pumpen kan minskas eller ökas. Justerskruv för inställning av oljemängden Pumpkolv Pumpkolven drivs runt av snäckdrevet via kopplingen eller direkt från vevaxeln. Eftersom kolven i ena änden är försedd med en kamkurva får den dessutom en fram- och återgående rörelse. I andra änden på pumpkolven finns ett urtag som är placerat på ett visst sätt i förhållande till kamkurvan. När urtaget öppnar inloppskanalen befinner sig pumpkolven i bottenläge. Då kolven rör sig från bottenläget uppstår ett undertryck vid inloppskanalen och olja sugs in i pumpcylindern. Då kolven rört sig till det andra ändläget vrider den sig och urtaget öppnar utloppskanalen. Från ändläget rör sig pumpkolven åter axiellt och oljan i pumpcylindern pressas ut genom utloppskanalen. Den här rörelsen sker en gång för vart 7:e vevaxelvarv. Det innebär att den levererade oljemängden från pumpen är direkt proportionell mot motorns varvtal. Fördubblas varvtalet ger oljepumpen den dubbla mängden olja. Pumpkolven drivs runt av snäckdrevet via kopplingen eller direkt från vevaxeln. 39

42 Smörjsystem Justerbar oljepump De flesta motorsågar har justerbar oljepump för att oljemängden skall kunna varieras för olika svärdlängd. Justeringen görs med en skruv som är försedd med en excenter. Excentern påverkar pumpkolvens axiella rörelse (slaglängd). Genom att vrida skruven till olika lägen ändras slaglängden och pumpen ger följaktligen olika stor oljemängd per slag. Justerbar oljepump Steglös justerbar oljepump För att kunna fininställa oljepumpens kapacitet utöver fasta lägen, har vissa modeller en steglöst justerbar oljepump. Principen för denna typ av justering är att en konisk skruv begränsar pumpkolvens rörelse. Ju längre skruven är inskruvad, desto kortare blir pumpkolvens rörelse och oljeflödet minskar. Kedjan livslängd Steglös justerbar oljepump med konisk skruv Livslängden på sågkedjan bestäms i stor utsträckning av hur effektiv smörjningen är. För att förbättra smörjningen har vissa typer av de längre svärden en snedborrad oljekanal. Dessa svärd har tilläggsbeteckningen Jet Lube. Kanalen är borrad cirka 45 snett framåt-uppåt från oljehålet i svärdfästet. Det ger följande fördelar: Längre svärd har en snedborrad oljekanal Kanalens lutning i kedjans rotationsriktning medför att den inte sätts igen med smuts lika lätt. Drivlänken drar ut oljan ur kanalen. Utloppshålet i kedjespåret är ovalt, vilket innebär att kontaktytan för oljan mot drivlänken blir större (cirka 500%) än normalt. 40

43 Smörjsystem H-märkt kedja För att ytterligare effektivisera smörjningen av sågkedjans länkar och lagringsytor har alla Husqvarnas H-märkta kedjor en speciell sidolänk. Dessa länkar har en nerpressning på insidan mellan lagringstapparna. Nerpressningen fungerar som oljereservoir och fördelar oljan till drivlänkarnas sidoplan respektive smörjer lagringstapparna. Den på detta sätt förbättrade smörjningen ger: Husqvarna s H-märkta kedjor har en speciell sidolänk Större livslängd hos svärd och kedja Förbättrad skärkapacitet Kugghjul Genom att använda plast som konstruktionsmaterial i oljepumpens kugghjul förhindras skador på pumpaxeln. Plastmaterialet gör att kuggarna bryts innan axeln hinner skadas vid ett eventuellt pumphaveri. Samma funktion som till exempel brytpinnen vid en båtpropeller. Kugghjul av plast förhindrar skador på pumpaxeln Stillastående oljepump vid tomgångskörning För att minska kedjeoljeförbrukningen är oljepumpen stillastående (drivning via kopplingstrumman) vid tomgångskörning på de flesta motorsågsmodellerna. En annan fördel är att man slipper oljespill på och runt motorsågen. Skonsammare för miljön. Stillastående oljepump vid tomgångskörning Smuts i oljekanalerna Det vanligaste felet i kedjesmörjsystemet om alla ingående detaljer är felfria är att smuts samlas i oljekanalerna. På sugsidan kan smuts samlas i silen och på trycksidan kan smuts tryckas in i till exempel svärdfästet. Det är viktigt att svärdsidorna och spåret rengörs före montering. Tätheten måste vara korrekt i hela smörjsystemet. I annat fall suger pumpen luft och oljemängden blir för liten. Oljepumpen skall kunna ge ett visst över- respektive undertryck. Om så är fallet, är oljepumpfunktionen riktig. Smuts i oljekanalerna är ett vanligt problem 41

44 42

45 Tändsystem Tändsystemets ändamål Tändsystemets ändamål är att skapa en högspänd strömstöt som alstrar en gnista mellan tändstiftets elektroder vid exakt rätt tidpunkt, det vill säga just innan kolven når övre dödpunkten, tändläget. För att motorn skall starta lätt och fungera tillfredsställande vid hög hastighet måste tändinställningen vara korrekt. Gnistan antänder bränsle-luftblandningen vilket alstrar en skarp tryckökning i cylinderns förbränningskammare. Detta trycker kolven nedåt. För att dra nytta av denna tryckökning så effektivt som möjligt måste blandningen antändas innan dess att kolven når övre dödpunkt. Anledningen till detta är att förbränningen börjar vid tändstiftets elektroder och därifrån sprider sig flamfronten med en hastighet på meter per sekund och antänder resten av bränsleluftblandningen. För att få högsta effekt ur motorn eftersträvar man att det högsta förbränningstrycket uppnås omedelbart efter det att kolven har passerat övre dödpunkten och är på väg nedåt. Både för tidig och för sen tändning innebär effektförlust, temperaturstegring hos cylindern samt ökade lagerpåkänningar (vid för tidig tändning). Framförallt gäller detta brytarsystem där förtändningen lätt ändras till exempel då brytarkontakterna slits och kontaktavståndet ökar. Tändläge Bränsle-luftblandningen trycker kolven neråt Rätt tidpunkt Kurva A: Förbränningstrycket når maximum innan kolven når övre dödpunkten vid för stor förtändning (cirka 40 ). Trycket motverkar kolvens rörelse uppåt. Resultatet blir effektförlust. Kurva B: Korrekt förtändning (cirka 26 ). Förbränningstrycket når maximum omedelbart efter det att kolven passerat övre dödpunkten. Maximal effekt uppnås. Förbränningstrycket når maximum omedelbart efter det att kolven passerat övre dödpunkten. Kurva C: Förbränningstrycket når maximum långt efter det att kolven passerat övre dödpunkten eftersom bränsleluftblandningen antänts omedelbart efter övre dödpunkten. Resultatet blir effektförlust. 43

46 Tändsystem Brytartändsystem Ett brytartändsystem består av följande komponenter: Svänghjul med inbyggd magnet Tändspole Brytarmekanism Kondensator Tändsystemets komponenter Dessutom finns även en kortslutningskontakt och en smörjfilt som smörjer och håller kamkurvan ren. Brytartändsystemet kan teoretiskt delas in i följande huvuddelar: Generatordel Brytarmekanism med kondensator Högspänningstransformator (tändspole) Svänghjulets rotation inducerar ström i generatorspolen Då svänghjulet med sin inbyggda permanentmagnet roterar, induceras en ström i generatorspolen. Denna är sammankopplad med tändspolens primärlindning och brytarmekanismen. Strömmen kommer att flyta i denna slutna strömkrets så länge brytarkontakterna är stängda. När strömmen har nått sitt högsta värde öppnas brytarkontakterna av kamkurvan. Genom den växling i magnetfältet som då uppstår i tändspolens järnkärna, induceras i tändspolens sekundärlindning en mycket hög spänning. Sekundärlindningen är sammankopplad med tändstiftet och mellan dess elektroder uppstår en gnista. Spänningen i sekundärlindningen är cirka Volt. Brytarkontakterna öppnas av kamkurvan För att undvika gnistbildning mellan brytarkontakterna och erhålla en mycket snabb brytning av strömflödet i primärkretsen finns en kondensator inkopplad parallellt med brytarkontakterna. Så här ser strömkurvan ut i tändspolens primärlindning vid ett visst varvtal och utan inkopplade brytarkontakter. Varje rutas höjd motsvaras här av 2 ampere och dess längd av 1 millisekunder. Strömkurvan visar förloppet under tre på varandra följande varv. Strömkurvan visar förloppet under tre på varandra följande varv. 44

47 Tändsystem Transistortändsystem Ett transistortändsystem består av följande komponenter: Svänghjul med inbyggd permanentmagnet Tändspole Elektronikenhet (ET-box) Kortslutningskontakt Elektronikenheten består av ett kretskort med ett antal fastlödda komponenter. Hela kretskortet är ingjutet i plast för att skyddas från fukt och smuts. Komponenter i ett transistortändsystem Tyristortändsystem (kondensatortändsystem) Ett kondensatortändsystem består av följande komponenter: Svänghjul med inbyggd permanentmagnet Tändspole Elektronikmodul Kortslutningskontakt Kretskort Det finns två olika typer av elektronikmodul. En typ som tillsammans med tändspolen monteras på vevhuset innanför svänghjulet, och en typ som monteras utanför svänghjulet. Funktionen är densamma hos båda typerna och det är bara den övriga utformningen av motorn som avgör vilken typ som lämpar sig bäst. Komponenter i ett tyristortändsystem Två typer av elektronikmoduler 45

48 Tändsystem Tändkabel Tyristorn förstörs om tändkabeln jordas av misstag Om kabeln från elektronikenheten till tändspolen jordas av misstag, till exempel genom klämning, kommer tyristorn att förstöras. Samma skada inträffar om elektrisk kontakt uppstår mellan primärkabeln och kortslutningskabeln. Därför är det viktigt att kablarna placeras rätt vid servicearbete. Tändkabeln måste alltid vara ansluten till tändstiftet eller måste kortslutningskontakten vara tillslagen då svänghjulet roterar. I annat fall förstörs tyristorn. Svänghjul En plåt skyddar magneten under transport Då svänghjulet levereras som reservdel är det försett med en plåt över magneten. Plåten har till uppgift att kortsluta magneten så att magnetismen inte försvinner vilket kan bli fallet om flera svänghjul samtidigt ligger intill varandra i ett reservdelslager. För att fixera svänghjulet i rätt läge på vevaxeln har traditionellt en lös så kallad krysskil kommit till användning. Som alternativ till den lösa kilen finns numera svänghjul med gjuten kil. Monteringen av svänghjulet underlättas och en reservdel försvinner. Fortfarande gäller dock att kil och kilspår noga centreras vid monteringen. Microprocessor Svänghjul med gjuten kil Under 1980-talet utvecklades microprocessortekniken mycket snabbt inom alla områden. Motorsågen var inget undantag. Med hjälp av en liten microprocessor inbyggd i det bakre handtaget kunde tändningstidpunkten justeras automatiskt till rätt värde vid varje varvtal. Detta gav högre motoreffekt och en mera lättstartad motor. Microprocessorn förhindrade dessutom att motorn övervarvades och att tomgångsvarvtalet blev för högt (ingen kedjerotation på tomgång). En liten kontrollampa signalerade vid korrekt tomgångsoch fullvarvsinställning. Microprocessor inbyggd i det bakre handtaget 46

49 Tändsystem Tändstift Tändstiftets ändamål är att antända bränsle-luftblandningen i cylindern med en gnista. Gnistan alstras när elektricitet hoppar mellan elektroderna. För att detta skall fungera måste elektriciteten ha mycket hög spänning när den passerar elektroderna. Spänningen i tändstiftet kan vara Volt. Tändstiftet måste ha en isolerad övergång där den höga spänningen kan ledas till elektroden och därifrån till motorblocket och jordas. Tändstiftet måste också motstå den extrema värmen och trycket i cylindern och det skall vara utformat så att rester från bränslets tillsatsämnen inte avlagras på stiftet. För att motorn skall fungera korrekt måste rätt tändstift med rätt egenskaper användas. De viktigaste egenskaperna är elektrodavstånd, värmetal och gängans längd. Elektrodavståndet i ett tändstift för en tvåtaktsmotor skall vara 0,5 mm Elektrodavstånd Elektrodavståndet i ett tändstift för en tvåtaktsmotor skall vara 0,5 mm. Om avståndet är alltför stort belastas de övriga delarna i tändsystemet i onödan, och om det är alltför litet blir gnistan otillräcklig vilket innebär att bränsle-luftblandningen antänds långsamt. Är elektroderna nerslitna till mer än 50% skall tändstiftet bytas. Kallt tändstift till vänster och varmt till höger Värmetal Förutom rätt elektrodavstånd måste tändstiftet ha rätt värmetal för att motorn skall fungera på bästa sätt. Under normal drift antar tändstiftets isolatorfot en viss temperatur som kan variera inom ett begränsat område. Om den övre gränsen (A) överskrids (den så kallade glödtändningsgränsen) uppstår glödtändning ( spikning ). Detta fenomen kan inträffa redan vid cirka 900 C. Den idealiska arbetstemperaturen (temperaturen på isolatorfoten) ligger vid C. Om den undre gränsen inte uppnås under normal drift, bränns olje- och sotavlagringar på isolatorfoten inte bort, och en elektriskt ledande beläggning kan bildas med tändstörningar som följd. Den undre temperaturgränsen (B) benämns ofta självreningstemperaturen och ligger med hänsyn till olja och sot vid C. Korrekt värmetal 47

50 Tändsystem Isolatorfotens längd avgör om ett tändstift har ett lågt värmetal (varmt eller mjukt) eller ett högt värmetal (kallt eller hårt). Ett tändstift med lågt värmetal har en lång isolatorfot (A) med stor värmeupptagande yta. Är värmetalet högt är isolatorfoten (B) kort med liten värmeupptagande yta. Ju högre värmetalet är desto större motstånd mot glödtändning och desto mindre motstånd mot sotning och igenoljning har stiftet. A = Stor värmeupptagande yta B = Liten värmeupptagande yta Tändstiftet måste ha rätt gänglängd Gängans längd Tändstiftet måste ha rätt gänglängd. Om gängan är för kort kommer den inte att nå fram i en lång gänga i topplocket. Den oanvända delen av gängan kommer att täckas av sot vilket leder till att det blir svårt att senare skruva fast ett tändstift med korrekt gänglängd. Detta innebär att tändstiftets packning inte kommer att få tillräcklig kontaktyta, vilket minskar tändstiftets värmeförluster. Resultatet blir att tändstiftet överhettas och orsakar glödtändning. Om tändstiftets gänga är alltför lång kommer det att sticka in i förbränningsrumet vilket också leder till glödtändning. Saknas tändstiftspackningen är risken för glödtändning stor till följd av dålig värmeövergång från tändstiftet till topplocket. Dessutom kan det vara svårt att skruva ur tändstiftet efter en tids användning. 48

51 Drivsystem Alla motordrivna redskap från Husqvarna har ett system för att omvandla motorns kraft till en rörelse i det anslutna verktyget, till exempel en gräsklippare, en motorsåg, hjulen på en traktor, etc. Olika metoder för kraftöverföring används, beroende motorns typ och användningsområde. Slirkoppling En enkel slirkoppling används i elektriska motorsågar för att förebygga överbelastning i kraftöverföringens delar. Kopplingen består av en platt bricka och tre kupade brickor som trycks mot varandra. Om redskapet stoppas plötsligt blir dess motstånd större än friktionen mellan brickorna och motoraxeln kan rotera utan att skadas. Elektriska motorsågar använder slirkoppling Centrifugalkoppling Genom att använda en centrifugalkoppling som kraftöverföring mellan motoraxel och tillsatsaggregat vinner man flera fördelar bland annat: Centrifugalkoppling Mjukt ingrepp under en kort inslirningsfas innan fullt grepp erhålls mellan kopplingsbackar och kopplingstrumma. Kopplingen fungerar som överbelastningsskydd om tillsatsaggregatet tvärstoppar. Möjliggör ändring av utväxlingsförhållandet mellan motoraxel och tillsatsaggregat. Viss ökning av den roterande massan bidrar till en lugnare och stabilare gång hos motorn på framförallt tomgång. 49

52 Drivsystem Centrifugalvikterna (kopplingsbackarna) är rörligt monterade på ett nav. Kopplingsnavet är gängat fast på motorns drivaxel. Kopplingsbackarna kan vara två eller tre till antalet och hålls samman med hjälp av fjäderkraft. Det finns två eller tre kopplingsblock och de hålls ihop med fjädrar Då motorns varvtal ökar, pressas kopplingsbackarna utåt av centrifugalkraften. När denna blivit tillräckligt stor övervinns fjäderkraften och backarna går emot och driver runt kopplingstrumman. Motorns varvtal är då cirka r/min. Kopplingsbackarna är tillverkade i sintermetall och på vissa modeller kan de vara försedda med friktionsbelägg. Det finns i princip två olika sätt att lagra kopplingsbackarna på centrumet: 1. Backen är i ena änden lagrad runt en lagertapp på kopplingscentrumet. 2. Backen får glida mellan två styrplåtar som antingen är: A. Helt raka och går vinkelrätt mot axelcentrum. B. Böjda och vinklade mot axelcentrum. Typ 1 används ofta på till exempel röjsågar och trimmers som har relativt låg motoreffekt. Typ 2 A används på större röjsågar och mindre motorsågar. Typ 2B används på större motorsågar med hög effekt. Denna konstruktion ger även en viss servoverkan hos kopplingen och därmed ökad anpressningskraft mot kopplingstrumman. 50

53 Säkerhet Kast På tidigt 60-tal blev motorsågarna lättare och mer hanterbara och deras användningsområde vidgades från ren trädfällning till att även omfatta kvistning. Denna förändring ledde till en drastiskt ökning i antalet olycksfall med kast. Kast betyder att sågens svärd och kedja kastas bakåt i en rotationsrörelse i riktning mot användaren, vilket kan orsaka allvarliga skador på ansikte, armar och övre delen av kroppen. Husqvarna såg mycket allvarligt på denna utveckling och införde ett antal säkerhetsåtgärder för att förebygga skador orsakade av kast. Det är risk för kast när svärdspetsen stöter emot en trädstam eller kvist. Kastolyckors orsak Mot mitten av 1960-talet hade den nya arbetstekniken slagit igenom på allvar. Detta medförde också att antalet olyckor ökade. På den tidens motorsågar, som var helt utan vibrationsdämpande anordningar, fortplantade sig vibrationerna och kraften vid ett kast direkt ut i sågförarens händer. Krafterna i sågens handtag blev så stora att sågföraren inte orkade hålla kvar sågen. En bidragande orsak till detta var också att sågföraren inte höll så hårt i handtagen för att minska obehaget av vibrationerna. Sågkedjan hugger fast och börjar klättra istället för att skära vid kast. Lösning på kastolyckor Mot slutet av 1960-talet började olika typer av lösningar att dyka upp för att förhindra kastolyckornas verkningar. Till en början utgjordes skyddet av en parerbygel som placerades framför motorsågens handtagsbåge. I kastögonblicket slog bygeln emot sågförarens handled och svärdets pendling uppåt hejdades. Parerbygel 51

54 Säkerhet Introduktionen av vibrationsdämpade motorsågar med separat motor- och tankenhet hjälpte till att minska antalet kastolyckor. Vibrationsdämpningen medförde att den vid kastet alstrade kraften successivt och inte momentant överfördes till handtagsdelen eftersom en stor del av kastenergin togs upp av vibrationsdämpande gummielement. Gummielementens karaktäristika och läge i kastögonblicket spelar en stor roll. Vibrationsdämpande gummielement upptar stor del av kastenergin. Kraften i sågförarens händer blir mindre ju tyngre handtagsdelen är i förhållande till svärdet och motorenheten, eftersom en viss del av motorenhetens rörelseenergi från kastet går åt för att sätta den tyngre handtagsdelen i rörelse. En annan bidragande orsak till att antalet olyckor minskade i samband med introduktionen av vibrationsdämpade motorsågar var att sågföraren kunde hålla hårdare i handtaget utan att irriteras av vibrationerna från motorn. Kedjebromsen uppkomst och utveckling Kedjebromsens principer Kedjebromsen uppgift är att stoppa sågkedjan så fort som möjligt vid kast. I början av 1970-talet presenterades de första kedjebromsarna. Dessa påverkade kopplingstrumman via ett länksystem och utlöstes då sågförarens hand träffade skyddsbygeln. Det finns idag flera olika typer av kedjebromsar på marknaden. Jonsereds som år 1971 presenterade världens första serietillverkade kedjebroms använde en bromskloss som pressades mot kopplingstrumman av en förspänd fjäder vilken i sin tur utlöstes av ett länksystem när skyddsbygeln fördes framåt. Bromsband runt kopplingstrumman Bromsband För att undvika punktbelastning och utböjning av vevaxeln, som blev följden med Jonsereds konstruktion, används numera ett bromsband runt kopplingstrumman. Även i denna konstruktion är det en förspänd fjäder som åstadkommer kraften. Via ett länksystem, som påverkas då skyddsbygeln förs framåt, dras bromsbandet åt. 52

55 Säkerhet Kedjebromsens utlösningsimpuls har tidigare kommit från sågförarens hand då denna träffar skyddsbygeln. Handen måste därför befinna sig på ett visst ställe på handtagsbågen för att kedjebromsen skall kunna utlösas. För att kedjebromsen skall kunna lösas ut i alla lägen hos motorsågen, används numera en automatisk utlösningsanordning. Tvärniten Den första automatiska utlösningsmekanismen döptes till Tvärniten. Med denna anordning utnyttjades den lilla rörelse som uppstår mellan motorenhet och tankenhet i kastögonblicket. Konstruktionen möjliggjordes i och med introduktionen av avvibrering med elastiska vibrationsdämpare. Motorenheten med kedjebroms rör sig uppåt under de första hundradelarna av en sekund medan tankenheten på grund av trögheten fortfarande är kvar i utgångsläget. Detta medför att utlösningsmekanismen på kedjebromsen träffar handtagsbågen och bromsen utlöses. Inbromsningen sker mycket snabbt och sågföraren hinner vanligtvis inte uppfatta kastet förrän kedjan har stannat. Automatisk utlösningsmekanism Tvärniten minskar kastvinkeln med en tredjedel Med hjälp av Tvärniten minskas också kastvinkeln, det vill säga vinkeln mellan arbetsläge och sågens högsta läge vid ett kast. En frihängande motorsåg utan Tvärniten pendlar upp cirka 90, medan kastvinkeln för en såg med Tvärniten endast blir en tredjedel cirka 30. En bidragande orsak till att kastvinkeln blir så liten är att svänghjulets rotationsenergi hjälper till att dämpa kastet, eftersom den har motsatt riktning mot uppvinklingen. Tvärniten var ett stort steg framåt när det gällde att minska kastolycksfallen. Konstruktionen visade sig kunna förbättras ytterligare och bli mera driftsäker och inställningsstabil. Nästa steg blev därför att göra bromsen helautomatisk. 53

56 Säkerhet Tröghetsutlöst kedjebroms 1981 introducerades den första tröghetskedjebromsen på Husqvarna modell 133. Principen var enkel. Vid en mycket snabb momentan rörelse (till exempel kickback) strävar en tyngd att stanna kvar i sin position. Detta utnyttjades vid konstruerandet av den nya bromsen som försågs med en tyngd placerad vid utlösningsmekanismen. Denna kan funktionsmässigt liknas vid avtryckaren hos ett gevär. Den första tröghetskedjebromsen introducerades 1981 Vidareutvecklingen av tröghetsbromsen medförde att tyngden som tidigare placerats nära utlösningsmekanismen flyttades längst upp på handskyddet. Den kunde därmed göras lättare vid bibehållen utlösningskraft. Påkänningarna på handskyddets lagring blev mindre vilket resulterade i längre livslängd. Utlösningsmekanismen utformades som en knäled. Utlösningstiden för kedjebromsen är idag densamma som då den första kedjebromsen presenterades. Högerhandsskydd Utlösningsmekanismen För att ge huggaren ytterligare förbättrad säkerhet om han råkar snubbla och falla framåt över motorsågen eller vid så kallad lågenergi-kickback, då kedjebromsen inte löser ut, har den så kallade högerhandsbromsen konstruerats. Den består i princip av en bygel som placerats på motorsågens bakre handtag. Då handleden vidrör bygeln, vid till exempel kickback, utlöses kedjebromsen. Kedjefångare Högerhandsskydd För att skydda huggarens högerhand har det bakre handtagets undre del gjorts bred med en strömlinjeformad design. Därigenom förhindras skador på huggarens högerhand vid främst kedjebrott men även under kvistningsarbetet då handen lätt kan komma i kontakt med grenar och grenstumpar. Undersidan på handtaget är helt slät för att motorsågen skall kunna glida lätt utefter trädstammen. Brott på sågkedjan är numera sällan förekommande. Om detta trots allt intäffar, stoppas kedjan effektivt av kedjefångaren. Den är placerad på vevhusets främre del under svärdfästet. Kedjefångare 54

57 Säkerhet Gasreglagespärr Spärren har till uppgift att förhindra olycksfall orsakat av ofrivilligt gaspådrag. Konstruktionen är så utformad att gasreglaget inte kan röras om inte handen har ett fast grepp runt det bakre handtaget. Sprängskydd, säkerhetsstopp Klingan hos en motorkap roterar med m/s periferihastighet. Vid dessa höga hastigheter kan stor personlig skada inträffa om klingan av någon anledning skulle haverera. Därför monteras ett stabilt sprängskydd över klingan och kringflygande, lösa föremål fångas upp. För att hindra skyddet från att rotera med klingan vid ett haveri, har en säkerhetstapp placerats på kaparmen. Tappen går in i en försänkning i skyddet och begränsar dess rörelse. Gasreglagespärr Klingan hos en motorkap roterar med m/s 55

58 56

59 Säkerhetsutrustning Benskydd Benen tillhör de kroppsdelar som är mest olycksdrabbade. Skadorna vid påsågning blir ofta mycket allvarliga. För att minska skadorna har vissa modeller av byxorna benskydd som består av många lager långa fibrer av konstfibermaterial. Vid påsågning följer dessa med kedjan, trasas sönder och stoppar kedjan. Statens Maskinprovningar har satt upp en norm (2893) som föreskriver att byxan efter tre tvättar i 60 C skall klara en kedjehastighet av 20 m/s med ett matningstryck på 15 N utan att benskyddet sågas igenom. Byxa med konstfibermaterial Stövlar Även skor och stövlar har fått större uppmärksamhet än tidigare vad gäller deras skydd och säkerhet. Bestämmelser finns även här om material och skyddsförmåga. Tån måste vara tillverkad av stål och tåla en belastning av 200 J utan att den deformeras mer än max 14 mm. Sågskyddet måste täcka framsidan och sidorna. Det måste motstå genomsågning med ett tryck av 30 N och kedjehastigheten m/s beroende på önskad klassificering av stöveln. Stövelns sula måste ha min. 2,5 mm öppning i mönstret. Materialet i stöveln måste ha en rivhållfasthet av min 30 N. Stövlar med stålhätta 57

60 Säkerhetsutrustning Skyddshjälm Skyddshjälm Självklarheter idag är att alltid bära skyddshjälm och hörselskydd. För att en hjälm skall bli godkänd enligt gällande bestämmelser måste den klara en rad prover. Först skall den emellertid åldras på konstlad väg motsvarande cirka 3 års användning. Hjälmen får inte deformeras när en vikt på 5 kg släpps mot hjälmen från en meters höjd. Den kraft som då fortplantas genom hjälmen får inte överstiga 5 kn. Ett annat test föreskriver att om ett spetsigt föremål som väger 3 kg släpps mot hjälmen från en meters höjd får föremålet inte tränga genom hjälmen så långt att huvudet träffas. Andra tester som hjälmen måste klara är att motstå öppen låga under 20 sekunder, klara kyla 10 till 30 C (olika klassificeringar). Dessutom skall hjälmen motstå en sidobelastning av 43 kg utan att deformeras mera än 40 mm. Vid förnyad belastning, nu med 40 kg, får deformationen inte överstiga 15 mm. Hörselskydd Hörselskydd De vanligast förekommande ljudfrekvenserna ligger i intervallet Hz. Hörselskydden är därför konstruerade för att klara detta intervall men inte göras effektivare för att till exempel varningssignaler inte skall utestängas. Komfortfaktorn har stor betydelse för att hörselskyddet skall kunna bäras under så stor del av arbetsdagen som möjligt utan att kännas obekvämt. Trycket mot huvudet får inte överstiga 14 N. Innan testningen av hörselskyddet startar, skall det förvaras under 16 timmar i 22 C värme och 80% luftfuktighet och därefter vara nedsänkt i vatten (50 C) under 24 timmar. 58

61 Ergonomi Vibrationsdämpning av handhållna maskiner var ett okänt begrepp ända till mitten av 1960-talet. Maskinerna blev då allt lättare och därmed blev vibrationerna mera kännbara för användaren, eftersom maskinernas dämpande massa minskade. Arbetsskada vita fingrar När motorsågarna blev lättare så togs vibrationerna från sågen upp i allt högre grad av den person som höll i sågen, i stället för av själva sågen. Detta ledde till en kraftig ökning av vibrationsskador. Det stod snart klart att vibrationerna från motorsågarna hade direkt samband med arbetsskadan vita fingrar. Detta är en skada där fingrarna blir vita hos den som kör motorsågen, på grund av försämrad blodcirkulation. Detta leder till domningar i händer och armar. Arbetsskadan vita fingrar Handtagsuppvärmning Yrkesskadan vita fingrar orsakas av vibrationer och förvärras vid kyla. Mycket arbete har vid konstruerandet av motorsågar framgångsrikt lagts ner på att minska vibrationerna. Elektronikutvecklingen under 80-talet gjorde det möjligt att med små lätta komponenter konstruera ett elsystem för uppvärmning av både främre och bakre handtaget på motorsågen. Därmed kunde problemen med vita fingrar minskas och huggarens komfort förbättras. Handtagsuppvärmning Husqvarna s LowVib system Husqvarnas motorsågar har utvecklats för att isolera handtagen från motorn. Motorns rörliga delar är tillverkade av material med lätt vikt, vilket leder till låga vridkrafter och på så sätt minskas också vibrationerna i sågen. I Husqvarnas konstruktion av tvåmasseprincip för att minska vibrationer används fjädrar eller gummi för att isolera motorn från handtag, ett system vi kallar LowVib. Användarens händer och armar påverkas avsevärt mindre av vibrationer från motor, svärd och kedja. LowVib system - motorn är isolerad från handtaget genom fjädrar eller gummi 59

62 Ergonomi I och med introduktionen av modell 394XP, 1992 frångick man de traditionella gummidämparna och ersatte dessa i stället med fjädrar. Genom noga utprovad placering av de fyra fjädrarna erhöll man inte bara lägre vibrationsvärden i handtagen utan även längre livslängd. Gummidämparna har en benägenhet att påverkas av bensin och olja, vilket ger ändrad vibrationsdämpning och kortare livslängd. Fel kedjetyp kan orsaka högfrekventa vibrationer Växelverkande motvikter Flera motortillverkare har lyckats minska motorvibrationerna genom att använda roterande eller växelverkande motvikter. Principen är att få motvikten att förflytta sig i motsatt riktning i förhållande till kolven, så att de växelverkande krafterna tar ut varandra. Sågkedjevibration Traditionella kedjor har en relativt stor kontaktyta mot svärdet vilket orsakar vibrationer Under utvecklingsarbetet med att dämpa motorns vibrationer riktades även intresset mot kedjan och hur denna alstrar vibrationer under skärarbetet. En traditionell sågkedja har en relativt stor kontaktyta mot svärdet. Varje gång en skärlänk avverkar trä hamras den mot svärdet. De vibrationer som då uppstår har varierande intensitet beroende på träslag och om virket är fruset eller ej. Husqvarna LowVib kedja Husqvarna LowVib kedja För att minska skärlänkens hamrande mot svärdet konstruerades en ny länk med en ny profil och en mindre kontaktyta mot svärdet. Den nya skärlänken har en form som gör att kraften som uppstår när länken möter träet leds längs kedjans längd i stället för ner i svärdet. Med den här typen av kedja, Husqvarna LowVib, har kedjevibrationerna vid sågning i mjukare träslag minskats med upp till 30 %. LowVib kedja 60

63 Miljö Husqvarna E-TECH 1996 presenterade Husqvarna en ny, förbättrad tvåtaktsmotor som en del av företagets ansträngningar för att tillverka motorer som släpper ut mindre kvantiteter skadliga ämnen. Den nya motorn döptes till E-TECH och den användes först i en ny röjsåg. Strängare miljölagstiftning i USA, främst inriktad på att sänka nivåerna av kolväten, kväveoxid och kolmonoxid, ledde till att den nya motorn kom till. E-TECH motor Miljöförstöring minskas genom att minska kvantiteteten oförbrända gaser i avgaser. Jämförelser mellan motormodellen E-TECH och den tre år äldre konstruktionen 125 visar att CO-utsläppen halveras och att kvantiteten av kolväten och kväveoxid reduceras med nära 70 %. Dessutom är uteffekten betydligt högre. A - Luft bestående av: 21% syre, 78% kväve, 1% övrigt B - Bränsle bestående av: kolväten (bensin), tvåtaksolja (2 %) C - Avgaser bestående av: kolväten (HC), kväveoxider (NOx), kolmonoxid (CO), koldioxid (CO2), partiklar (PM) D - Bränsle-luftblandning bestående av: 92 % luft, 8 % bensin Insugsluften består till 1/5 av syre (O2) och 4/5 kväve (N2) Katalytisk avgasrening Katalysatorn skall påskynda kemiska reaktioner mellan andra ämnen utan att själv deltaga i processen. Detta används till exempel för att rena förbränningsmotorers avgaser. Motorns bränsle består huvudsakligen av kol och väte, som blandas med luft i förgasaren. Insugsluften består av 1/5 syre och 4/5 kväve. Kvävet deltar normalt inte i förbränningen utan det går rakt igenom motorn utan att påverkas. Syret används huvudsakligen i motorns förbränningsprocess. Bara en liten del återstår för förbränning i katalysatorn. Kväveoxider (NOx) bildas vid förbränningen av kväve vid mycket högt tryck och temperatur. När förbränningen är ofullständig på grund av syrebrist bildas giftig kolmonoxid. Med rätt kvantitet syre bildas koldioxid som inte är giftig. 61

64 Miljö När avgasrening diskuteras är det främst kolmonoxid, kolväten och kväveoxid som det gäller. Katalysatorn är gjord för att minska kvantiteten av dessa ämnen i avgaserna. Här förbränns kolmonoxid och kolväten för att bilda koldioxid och vatten. Katalysator Kvantiteten koldioxid kan inte påverkas på annat sätt än att sänka bränsleförbrukningen eller att använda bränsle med lägre kolinnehåll. Kväve påverkar normalt inte katalysatorns förbrännings-process. Syret som återstår efter förbränningen i motorn förbrukas i katalysatorn. Miljöbestämmelser På grund av den ökade medvetenheten om miljön (inte minst när det gäller avfallssortering i många länder) och de miljöproblem som finns idag så har ett antal miljöbestämmelser tillkommit inom många områden. Kalifornien har legat i framkanten vad gäller lagstiftning om utsläpp från förbränningsmotorer. CARB 1 CARB 1 står för California Air Resources Board, en myndighet som har förordnat att utsläpp av kolväten skall minskas med 30 %. Dessutom har gränsvärden upprättats för kväveoxider och kolmonoxid. Dessa förordningar gäller enbart i Kalifornien från 1 augusti 1995 och de tillämpas för motorsågar under 45 cm³. De tillämpas inte för motorsågar över 45 cm³ eller för röjsågar över 40 cm³. EPA 1 EPA står för Environmental Protection Agency, en amerikansk, federal myndighet. Dessa förordningar omfattar avgasemissioner från förbränningsmotorer mindre än 25 hk, och de trädde i kraft den januari I princip innehåller dessa förordningar samma begränsningar som CARB 1 men de omfattar nu hela USA. 62

65 Miljö EU 1 Alla produkter som marknadsförs i Europeiska Unionen efter 11 februari 2005 måste uppfylla kraven EU 1 för avgasemissioner, som motsvarar EPA 1. CARB 2 Sedan 1 januari 2000 har förordningarna i CARB 1 skärpts och blivit CARB 2. Det nya i dessa förordningar är att gränsvärden införs också för avgasernas partikelinnehåll. Dessutom har kvantiteterna HC och NOx slagits ihop till ett gränsvärde och samtidigt minskats avsevärt. Gränsvärdena gäller för genomsnittet för tillverkarens produktsortiment. EPA som presenteras nedan, förväntas göra detsamma med sina förordningar genom att införa en andra fas. Ovan nämnda regler fortsätter gälla tills nya regler vinner laga kraft EPA 2 Den 1 january 2002 införde EPA ett infasningsprogram för motorer mindre än 50 cm³, som skall uppfylla mycket strängare begränsningar för avgasemissioner 1 januari Gränsvärdena gäller för genomsnittet för tillverkarens produktsortiment. Samma gäller för motorer större än 50 cm³ men infasningsperioden är senarelagd 2 år, det vill säga från 2004 till Motorfamiljer med mindre än enheter per år fortsätter att omfattas av EPA 1 tre år efter det sista infasningsåret eller till slutet av 2007 respektive Ovan nämnda regler fortsätter gälla tills nya regler vinner laga kraft EU 2 Nya, strängare gränsvärden enligt EPA 2 kommer att införas i EU i augusti 2007, för vissa produkter mindre än 50 cm³. Efter augusti 2001 måste alla produkter uppfylla kraven enligt EU 2. Ovan nämnda regler fortsätter gälla tills nya regler vinner laga kraft CARB 3 Från 1 januari 2005 förväntas CARB att ytterligare minska gränsvärdena för emissioner av HC + NOx, vilket innebär en harmonisering med EPA. Från 2007 förväntas CARB 3 införa förordningar för bränsletankars täthet och, för icke handhållna produkter, även avdunstning. 63