Funkcje i charakterystyki stosowanych układów, systemów i podzespołów

2. Przegląd stanu wiedzy

2.5. Funkcje i charakterystyki stosowanych układów, systemów i podzespołów

Rozwiązania stosowane w układach EFI w silnikach przeznaczonych do niedrogowych maszyn ruchomych były wcześniej powszechnie stosowane w pojazdach samochodowych, lecz w większości zostały wyparte przez układy nowsze lub doposażone w innowacyjne systemy sterowania.

Czujnik zawartości tlenu w gazach spalinowych (czteroprzewodowy) wytwarza sygnał napięcio-wy wskazujący, czy mieszanka paliwowo-powietrzna jest bogata czy uboga w zależności od różnicy między koncentracją tlenu w spalinach i w atmosferze. Najnowsze czujniki zawartości tlenu w spali-nach, stosowane w pojazdach samochodowych (tzw. sonda lambda szerokopasmowa), generują sy-gnały proporcjonalne do resztkowej zawartości tlenu w gazach spalinowych. Tego typu czujniki są najczęściej pięcioprzewodowe i zapewniają dokładniejsze sterowanie procesami spalania.

W układach wylotowych montowane są również reaktory katalityczne, których zadaniem jest ograniczenie emisji toksycznych składników spalin. Trójfunkcyjne reaktor katalityczny oczyszcza spaliny z trzech składników toksycznych: tlenku węgla, węglowodorów oraz tlenków azotu. W pro-cesie reakcji katalitycznych zachodzi redukcja tlenków azotu i ich rozkład na azot i tlen. Ten ostatni jest z kolei wykorzystywany do utleniania tlenku węgla i węglowodorów na dwutlenek węgla i wodę.

Uzyskanie wysokiej sprawności reaktora katalitycznego wymaga odpowiednich warunków termody-namicznych oraz utrzymania stechiometrycznego składu mieszanki paliwowo-powietrznej.

Stosuje się również zestawy reaktorów katalitycznych, będących połączeniem: trójfunkcyjnego i utleniającego reaktora umieszczone szeregowo. Do przestrzeni między reaktorami jest doprowa-dzany dodatkowy strumień powietrza. Układ taki w pierwszej fazie przede wszystkim redukuje tlenki azotu, a w drugiej utlenia tlenki węgla i węglowodory, w wyniku czego powstają dwutlenki węgla i woda. Zaletą tego rozwiązania jest brak wymagań dotyczących składu stechiometrycznego mie-szanki paliwowo-powietrznej.

System doprowadzania strumienia dodatkowego powietrza do układu wylotowego jest wykorzy-stywany w początkowej fazie pracy zimnego silnika. Silnik jest wówczas zasilany mieszanką bogatą, co powoduje dużą emisję toksycznych związków spalin. Przyczyną takiego zjawiska jest termiczne ograniczenie zakresu pracy reaktora katalitycznego oraz czujnika tlenu w gazach spalinowych. Do-prowadzenie dodatkowego strumienia powietrza do układu wylotowego przyspiesza rozpoczęcie działania systemu ograniczania emisji spalin. Znajdujący się w powietrzu tlen wchodzi w reakcję z gorącymi spalinami, w wyniku czego tlenek węgla i węglowodory rozkładają się na dwutlenek węgla i wodę pomimo braku działania katalizatora. Wywołana reakcja utleniająca powoduje szybki wzrost temperatury i przyspiesza rozpoczęcie działania katalizatora i czujnika zawartości tlenu w spalinach, a tym samym- procesu sterowania mieszanką paliwowo-powietrzną w pętli sprzężenia zwrotnego.

W niektórych systemach stosuje się dwa czujniki zawartości tlenu w spalinach, umieszczone przed i za reaktorem katalitycznym. Układ taki służy do sprawdzenia skuteczności działania reaktora katali-tycznego. Dodatkowo układy są również wyposażane w czujnik stężenia tlenków azotu w spalinach,

39 monitorujący w sposób ciągły ich zawartość aby określić zdolności absorpcyjne reaktora katalitycznego, jeśli już jej nie ma wówczas następuje uruchomienie procedury prowadzącej do redukcji tlenków azotu zgromadzonych w absorberze.

Innym rozwiązaniem ograniczającym emisję szkodliwych związków (NOx) jest układ recyrkula-cji spalin EGR (ang.: exhaust gas recirculation). Zasada jego działania polega na wprowadzeniu do układu dolotowego pewnej ilości spalin, co powoduje przyspieszone odparowanie paliwa, obniżenie temperatury frontu płonienia oraz utlenienie pozostałych w spalinach niespalonych węglowodorów.

Mechanizm regulacji prędkości obrotowej obrotów biegu jałowego w silnikach spalinowych współczesnych pojazdów został zastąpiony elektronicznie sterowaną przepustnicą i elektronicznym zaworem biegu jałowego (co umożliwia przepływ powietrza do komory spalania przez dodatkowy kanał w przepustnicy) lub systemem „velvetronic”, który m. in. służy do regulacji pracy silnika na biegu jałowym. Działanie systemu „velvetronic” polega na zmianie skoku zaworu dolotowego w układzie rozrządu silnika, co zapewnia regulację ilości zasysanego powietrza, dając możliwość eliminacji z układu dolotowego powietrza przepustnicy oraz zaworu biegu jałowego.

Kolejnym powszechnie stosowanym układem we współczesnych pojazdach samochodowych jest wtrysk bezpośredni paliwa do komory spalania z wykorzystaniem mechanicznych pomp wysokiego ciśnienia. Tego typu wtrysk charakteryzuje się dużą precyzją dawkowania paliwa oraz możliwością wtrysku uwarstwionego. Ponadto takie rozwiązanie umożliwia sterowanie nie tylko ilościowe (co jest charakterystyczne dla silników o zapłonie iskrowym), ale również jakościowe.

Ze względu na znaczną ingerencję w konstrukcje jednostek napędowych, podczas budowy silni-ków z wtryskiem bezpośrednim, umożliwiającym sterowanie jakościowe, omówione zostaną podze-społy wspomagające systemy ilościowej regulacji mieszanki paliwowo-powietrznej. W celu wyko-nania regulacji niezbędne jest określenie ilości powietrza zasysanego do komory spalania. Współcze-śnie pomiar objętościowy zasysanego powietrza został zastąpiony pomiarem z użyciem masowych mierników natężenia przepływu. Wówczas sterowanie nie musi zależeć od ciśnienia i temperatury zasysanego powietrza. Tego typu pomiar cechuje się korzystniejszym czasem reakcji i odpornością na pulsację ciśnienia, nie powoduje dławienia przepływu oraz nie prowadzi do zużycia ruchomych elementów pomiarowych.

Podczas sterowania ilościowego również jest niezbędna regulacja ilości powietrza zasysanego do komory spalania. Przepustnice mechaniczne, powszechnie stosowane w silnikach maszyn niedrogo-wych, zostały w pojazdach zastąpione przepustnicami sterowanymi elektronicznie. Przepustnice takie charakteryzują się zmienną charakterystyką, dzięki której jest możliwa regulacja pracy silnika z uwzględnieniem większej liczby czynników oraz dodatkowo regulacja na biegu jałowym.

W silnikach przeznaczonych do napędu niedrogowych maszyn ruchomych nie stosuje się syste-mów doprowadzania do komory spalania większej ilości czynnika roboczego (powietrza lub mie-szanki paliwowo-powietrznej). Proces taki, nazywany doładowaniem polega na wprowadzeniu do komory spalania świeżego ładunku o zwiększonej gęstości, co umożliwia spalanie w czasie obiegu zwiększonej dawki mieszanki paliwowo-powietrznej, a tym samym zwiększenie mocy silnika.

Moż-40

liwe są cztery sposoby doładowani: za pomocą sprężarki napędzanej turbiną spalinową (tzw. doła-dowanie turbosprężarkowe), za pomocą sprężarki napędzanej przez wał korbowy (np. doładoła-dowanie mechaniczne sprężarką typu Rootsa), doładowanie falami ciśnienia spalin wytwarzanymi przez cykl pracy silnika (tzw. system Comprex) oraz doładowanie dynamiczne, oparte na wykorzystaniu falo-wych strug powietrza dzięki zmiennej długości kolektora dolotowego.

Systemem, który w ocenie autora wydaje się idealnym rozwiązaniem dla silników przeznaczo-nych do napędu niedrogowych maszyn ruchomych, jest układ pochłaniania par paliwa. Jest to roz-wiązanie korzystne, ponieważ urządzenia te są eksploatowane okresowo i pozostawiane z pełnym zbiornikiem paliwa w celu jego zabezpieczenia przed korozją. Opary pozostawionego paliwa zawie-rają węglowodory alifatyczne oraz aromatyczne, przyczyniające się do powstawania silnych utlenia-czy, takich jak np. ozon, powodujący choroby układu oddechowego i oczu. W ograniczeniu emisji tych oparów ma pomóc system, który absorbuje opary paliwa ze zbiornika, a następnie samoczynnie się oczyszcza oddając je do układu dolotowego. Pochłaniaczem w tym układzie jest pojemnik z wę-glem aktywnym, który pochłania opary trafiające do niego na skutek wzrostu ciśnienia par paliwa.

Przewidywany kierunek rozwoju silników spalinowych o zapłonie iskrowym przeznaczonych do napędu niedrogowych maszyn ruchomych, będzie polegał na wprowadzeniu podzespołów i syste-mów powszechnie stosowanych w pojazdach samochodowych. Można wnioskować, że taka tenden-cja będzie się utrzymywała, ze względu na zaostrzenie norm prawnych dotyczących emisji szkodli-wych związków przez silniki pojazdów. Sytuacja ta wymusza na producentach rozwój konstrukcji sprzyjający ograniczeniu emisji i poprawie sprawności. Zaostrzają się też przepisy dotyczące silni-ków o zastosowaniach innych niż drogowe, jednak wciąż są one mniej rygorystyczne. Systemy zmiennych faz rozrządu, bezpośredniego wtrysku paliwa, czy „velvetronic” wymagają znaczącej przebudowy konstrukcji, co może wydłużyć czas ich wdrożenia w zastosowaniach niedrogowych.

Natomiast modyfikacje polegające na wdrażaniu innowacyjnych podzespołów, takich jak np. szero-kopasmowy czujnik zawartości tlenu w gazach spalinowych, powinny przebiegać relatywnie naj-szybciej. Pozostałe rozwiązania tj. system kontroli pochłaniania oparów paliwa, trójfunkcyjny reak-tor katalityczny, układ kilku czujników tlenu w gazach spalinowych, czujnik tlenków azotu w gazach spalinowych, masowe przepływomierze powietrza, układ dodatkowego powietrza do kolektora wylo-towego, układ recyrkulacji spalin czy systemy oparte na wykorzystaniu zjawiska doładowania, będą systematycznie wdrażane, przy czym układy ograniczające oddziaływanie na środowisko naturalne będą preferowane ze względu na wymagania homologacyjne. W rozwiązaniach przeznaczonych do napędu niedrogowych maszyn ruchomych odchodzi się obecnie od układów gaźnikowych na rzecz stosunkowo prostych zintegrowanych układów wtrysku paliwa do kolektora ssącego, które jednak stanowią około 11% konstrukcji oferowanych w sprzedaży.

Ze względu na tak niski poziom zaawansowania technicznego dostępnych jednostek napędowych autor opracował układ zasilania paliwem silnika spalinowego o zapłonie iskrowym przeznaczony do napędu niedrogowych maszyn ruchomych. Umożliwi to opracowanie układu zintegrowanego z układem zapłonowym ale też z układami zwiększającymi adaptacyjność rębaków do drewna.

41 2.6. Algorytmy sterowania silnikami spalinowymi o zapłonie iskrowym

W celu opracowania innowacyjnych systemów sterowania napędami niedrogowych maszyn rucho-mych, należy zapoznać się ze stosowanymi algorytmami sterowania. Napędy maszyn niedrogowych ze względu na niski poziom zawansowania technicznego nie są w większości wyposażone we współ-czesne algorytmy sterujące. Głównym źródłem wiedzy o algorytmach sterowania pracą silnika spali-nowego o zapłonie iskrowym są publikacje na temat jednostek napędowych pojazdów samochodo-wych. W tym podrozdziale przedstawiono algorytm sterowania układem zasilania paliwem jednostek napędowych pojazdów, różniący się nieznacznie od algorytmów stosowanych w maszynach rozdrab-niających, w których nie występują pewne funkcje typowe dla pojazdów, np. funkcja launch control.

Od przyjętego algorytmu sterowania i od konfiguracji parametrów układu wtryskowego zależy dawkowanie paliwa - objętości dawki oraz kąt wtrysku. Paliwo jest dostarczane przez wtryskiwacz, będący elektrozaworem. Dawkowanie paliwa jest precyzyjnie regulowane przez czas trwania impul-su elektrycznego na uzwojeniu cewki wtryskiwacza, czyli czas wtrysku, który nie zawsze jest równy czasowi rzeczywistego otwarcia wtryskiwacza. W obliczonym przez sterownik czasie wtrysku jest wtryskiwana przewidziana w programie sterowania objętość paliwa, jednak jest to możliwe wówczas gdy wszystkie podzespoły układu są sprawne.

Parametrami umożliwiającymi określenie dawki paliwa są: objętość skokowa silnika, algorytm obliczeania dawki paliwa, funkcje korekcji w czasie rzeczywistym dawki paliwa w zależności od ciśnienia barometrycznego (tylko w algorytmie „Alpha-N”) oraz wydajność wtryskiwacza. Przykła-dowe algorytmy obliczania dawki paliwa to:

 algorytm „Speed Density” [ECU - instrukcja sterownika, 2018];

 algorytm „Alpha-N” [ECU - instrukcja sterownika, 2018];

 algorytm „Alpha-N with MAP multiplication” [ECU - instrukcja sterownika, 2018];

 algorytm M. Wendekera, P. Jaklińskiego i J. Czarnigowskiego [Wendeker i in. 2001];

 algorytm S. Myszkowskiego skorygowanego czasu wtrysku, uwzględniający znany wpływ wybranych wielkości na skład mieszanki paliwowo-powietrznej [Myszkowski, 2011];

 algorytm S. Myszkowskiego skorygowanego czasu wtrysku, uwzględniający znany wpływ wybranych wielkości oraz sumaryczny i długookresowy wpływ wielu zmiennych lub nieznanych wielkości na skład mieszanki paliwowo-powietrznej [Myszkowski, 2011];

 algorytm sterowania dawką paliwa w silniku GDI (ang.: gasoline direct injection), opisany przez M. Bartczaka i Z. Wołczyńskiego w 2011 roku [Bartczak i Wołczyński, 2011].

Przykładowymi algorytmami obliczania dawki paliwa zintegrowanymi z układem zapłonowym są:

 algorytm „Alpha-N with MAP based ignition” [ECU - instrukcja sterownika, 2018];

 algorytm „Alpha-N with MAP multiplication and MAP based ignition” [ECU - instrukcja sterownika, 2018];

 algorytm tablicowy sterownika IC-5460 firmy Cosworth Intelligent Controls [Sobieszczański i in., 2002].

Algorytm „Alpha-N” jest wykorzystywany w silnikach bez stabilnego podciśnienia w kolektorze dolotowym, np. w silnikach jednocylindrowych. Charakteryzuje się on tym, że obciążenie jest wy-znaczane przez kąt otwarcia przepustnicy. Według autora można go stosować do regulacji mieszanką paliwowo-powietrzną w jednocylindrowych silnikach przeznaczonych do napędu maszyn niedrogo-wych. Algorytm ten jest opisany w postaci równania 2.1:

(2.1)

gdzie:

– sygnał czasu otwarcia wtryskiwacza,

– stała określająca czas otwarcia wtryskiwacza wymagana, aby uzyskać mieszankę ste-chiometryczną (λ=1) przy zadanej wielkości wtryskiwacza i pojemności silnika, przy ciśnieniu 100 kPa, w temperaturze zasysanego powietrza 21 ^oC oraz przy 100% wartości wolumetrycznej efek-tywności, odczytanej z charakterystyki obciążenia silnika i prędkości obrotowej,

– wartość wolumetrycznej efektywności odczytana z charakterystyki obciążenia silnika i prędkości obrotowej,

AD – procentowa różnica między gęstością powietrza a gęstością powietrza w temperaturze 21 ^oC,

C – korekcja dawki paliwa,

AE – wzbogacanie przy przyspieszaniu,

– czas między momentem podania napięcia na cewkę wtryskiwacza a momentem wtryśnięcia paliwa.

Z dokonanego przez autora przeglądu wynika, że w literaturze brakuje algorytmów opisujących ste-rowanie napędem maszyn niedrogowych. Maszyny te charakteryzują się innym cyklem pracy i obciążeń niż pojazdy drogowe. Należy więc opracować algorytm sterowania napędem rębaka do drewna i zawrzeć w nim sterowanie charakterystycznymi podzespołami stosowanymi we współcze-snych pojazdach osobowych. Dodatkowo powinien on umożliwić implementację innowacyjnych ukła-dów adaptujących napęd do warunków eksploatacji. W dalszej części pracy zostanie wskazany algo-rytm sterowania napędem rębaka do drewna z możliwością adaptacji do parametrów eksploatacji.

43 2.7. Rozwiązania konstrukcyjne modernizujące pracę mobilnych maszyn

rozdrabniających

Rozpoznanie problemów jednostek napędowych maszyn rozdrabniających to jeden z kierunków działań podejmowanych w celu opracowania układów zwiększających ich efektywność. Maszyny rozdrabniające na przestrzeni lat ulegały zmianom dotyczącym głównie członów roboczych [Ismail i Ghazy, 2016 ], struktury nośnej [Trzepieciński, 2013], systemów podających i odbierających, sys-temów bezpieczeństwa, oraz syssys-temów zapobiegających zapychaniu się kanałów podawczych. Znane są rozwiązania konstrukcyjne usprawniające regulację prędkości obrotowej silników spalinowych.

Do tych rozwiązań należą: US2017210387 (A1) [Höfler i in., 2016], US6634170B2 [Hiranuma i in., 2013], RU2612194C1 [Hayashita i in., 2017], US4493228A [Vukovich i Grimes, 1985]. Wskazane konstrukcje, układy, systemy i metody służą do regulacji prędkości obrotowej w celu uzyskania jej stałej wartości w zależności od obciążenia lub wymagają regulacji manualnej. Do podstawowych regu-latorów, za pomocą których określa się w szerokim zakresie parametry eksploatacji należą dźwignie nożne lub ręczne. Za pomocą systemów bezobsługowych regulacji uzyskuje się stałą prędkość obroto-wą z użyciem sprzęgieł hydrodynamicznych lub regulatorów odśrodkowych, które po zadaniu stałej prędkości obrotowej przez operatora, utrzymują zadany stan. Najpopularniejszymi producentami silni-ków o zapłonie iskrowym wyposażonych we wtrysk paliwa i przeznaczonych do niedrogowych ma-szyn ruchomych są: Kohler Engines, Briggs & Stratton, Kawasaki, Subaru Robin, Honda oraz firma ECOTRONS, doposażająca silniki spalinowe w zintegrowane układy wtryskowo-zapłonowe. Silniki tych producentów są wyposażone w mechaniczne przepustnice sterowane manualnie.

W patencie US2017210387 (A1) [Höfler i in., 2016] opisano system sterowania silnikiem spali-nowym z wykorzystaniem sprzęgła hydrodynamicznego. Umożliwia on utrzymywanie prędkości obrotowej zespołu napędowego niemal na stałym poziomie bez względu na obciążenie. Jest to roz-wiązanie przydatne w niektórych zastosowaniach, np. do napędu pomp, jednak w przypad-ku rębaków stała prędkość jest mniej, ważna niż uzyskanie maksymalnego momentu obrotowego w odpowiednim czasie.

W patencie US6634170B2 [Hiranuma i in., 2013] przedstawiono układ sterowania silnikiem spali-nowym wyposażonym w moduł kontroli spalin. Reguluje on prędkość obrotową silnika oraz zadaje parametry eksploatacji z wykorzystaniem dźwigni przyspieszenia. Sterowanie odbywa się na podstawie położenia dźwigni przyspieszenia, przez zmianę położenia przepustnicy. Zastosowanie tego układu wymaga zaangażowania operatora oraz umożliwia regulację prędkości obrotowej w szerokim zakresie.

W rozbudowanym systemie sterowania silnikiem spalinowym opisanym w patencie RU2612194C1 [Hayashita i in., 2017], w celu regulacji prędkości obrotowej i zadawania parametrów eksploatacji wykorzystuje się dźwignię przyspieszenia, oraz dodatkowo zawór regulacji prędkości obrotowej na biegu jałowym, zależnie od np. temperatury oleju silnika. Rozwiązanie to wspomaga regulację mieszanki paliwowo-powietrznej na biegu jałowym, realizując ją bezobsługowo do warun-ków eksploatacji tylko w zakresie pracy jałowej.

W zaawansowanym systemie przedstawionym w patencie US4493228A [Vukovich i Grimes, 1985] do sterowania prędkością obrotową jest wykorzystywany mechaniczna dźwignia przyspiesze-nia, która z zastosowaniem mechanizmu cięgnowego lub dźwigni zmienia parametry eksploatacji.

W celu regulacji pozostałych procesów, łącznie z procesem sterowania prędkością obrotową, wyko-rzystuje się sygnał z czujnika położenia dźwigni przyspieszenia. Rozwiązanie to wymaga mecha-nicznej zmiany przez operatora parametrów eksploatacji i umożliwia szeroki zakres regulacji.

Znane są konstrukcje maszyn rozdrabniających odpady drzewne, których kanały podawcze nie są wyposażone w układy sensoryczne: US4702424A [Widlak, 1987], US5005620A [Morey, 1991], US5088532A [Eggers i Yoder, 1992], US5137219A [Morey, 1992], US6237864B1 [Firdaus, 2001], US5390862A [Eglin, 1995], US4951882A [Ober, 1990)], US6357684B1 [Morey, 2002], US6955310B1 [Morey, 2005], US20020139877A1 [Beam, 2006]. Ze względu na brak czujników wykrywających obiekt w przestrzeni w wymienionych konstrukcjach nie można zastosować bezob-sługowego sterowania napędem z adaptacją do warunków eksploatacji. Inną grupę patentów stano-wią konstrukcje rębaków, których kanały podawcze są wyposażone w układy czujników:

US6418004B1 [Mather i Gust, 2002], US5667152A [Mooring, 1997], US7365955B2 [Mather i Gust, 2008], US6853531B2 [Mather i Gust, 2005a], US20020171993A1 [Mather i Gust, 2002], US20050063133A1 [Mather i Gust 2005b]. Sensory stosowane w kanałach podawczych tych roz-wiązań konstrukcyjnych mają służyć zapewnieniu bezpieczeństwa. Cel ten osiąga się najczęściej przez zastosowanie specjalnych opasek lub rękawic umożliwiających wykrycie dłoni w przestrzeni kanału podawczego i dzięki temu - rozłączenie napędu maszyny w sytuacjach niebezpiecznych. Ist-nieją rozwiązania patentowe US5988539A [Morey, 1999], w których na końcu kanału podawczego jest zamontowany czujnik zapchania umożliwiający regulację kierunku obrotów członu roboczego, co zapobiega jego zapchaniu.

Z dokonanego przeglądu wynika, że brakuje rozwiązania technicznego umożliwiającego adapta-cję napędu maszyny rozdrabniającej do warunków eksploatacji [Warguła i in., 2017]. Jedyne syste-my tego typu to układy bezpieczeństwa i czujniki zapchania kanału podawczego. W omawianych maszynach sygnały sterujące są zadawane przez operatora. Należy więc opracować układ dostosowu-jący stan pracy napędu do warunków eksploatacji. Aby to osiągnąć przez zmianę kąta uchylenia przepustnicy, należy opracować aktor realizujący ten proces. Konieczne jest również opracowanie wskaźników zmiany warunków eksploatacji, systemu detekcji, członów wykonawczych i systemów sterowania. W tym celu niezbędne jest poznanie właściwości fizykochemicznych obiektów rozdrab-nianych i warunków eksploatacji maszyn rozdrabiających.

45 2.8. Warunki eksploatacji rębaków

Ponieważ prognozowany wzrost efektywności mobilnych maszyn rozdrabniających jest zależny od adaptacji ich układów napędowych do warunków eksploatacji, należy opisać rodzaje obciążeń członu roboczego oraz ich wpływ na parametry napędu. W urządzeniach do rozdrabnia gałęzi, liści lub innych tego typu materiałów wykorzystuje się różne systemy i układy rozdrabniające. Do roz-drabniania mechanicznego ciał stałych stosuje się takie maszyny, jak: łamacze, kruszarki, dezintegra-tory, krajalniki lub młyny. Do obróbki odpadów zielonych służą głównie rębaki, nazywane również recyklerami lub rozdrabniaczami. Są to maszyny służące do rozdrabniania gałęzi, a nawet całych drzew. Rębaki dzieli się także na użytkowane w gospodarstwach domowych oraz użytkowane prze-mysłowo. Do pierwszej grupy należą rębaki z napędem elektrycznym lub spalinowym oraz rębaki napędzane przez ciągniki rolnicze. Drugą grupę stanowią rębaki profesjonalne dzielące się na ma-szyny z własnym napędem na podwoziu kołowym, mama-szyny samojezdne oraz mama-szyny do zabudo-wy. Ze względu na kinematykę mechanizmu tnącego można wyróżnić kilka konstrukcji rębaków:

tarczowe, bijakowe, ślimakowe, walcowe, bębnowe, inaczej nazywane frezowymi, głównie gdy są napędzane elektrycznie w zastosowaniach domowych. W 2006 roku Naimi i in. [2006] przeprowa-dzili przegląd dostępnych konstrukcji rębaków oraz badania zużycia energii przez te urządzenia.

Specyfika budowy rębaków i zasad ich działania wynika między innymi stąd, że służą do cięcia ma-teriałów roślinnych ortotropowych, których struktura jest niejednorodna, a właściwości fizyczno-chemiczne nie są w pełni zidentyfikowane [Hellström i in., 2008; Spychała i in., 2010; Abdallah i in.,

W dokumencie POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu (Stron 38-171)