MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2016 PAVEL ČERNÝ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Inovace požární techniky Bakalářská práce Vedoucí práce: doc. Ing. Michal Černý CSc. Vypracoval: Pavel Černý Brno 2016

3 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Inovace požární techniky vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:.... podpis

4 PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval vedoucímu bakalářské práce doc. Ing. Michalu Černému CSc. za jeho věnovaný čas, věcné připomínky k mé bakalářské práci a za odborný dohled. Dále bych chtěl poděkovat Sboru dobrovolných hasičů Pavlov a Netín za zapůjčení techniky.

5 ABSTRAKT Bakalářská práce se zaměřuje na inovaci požární techniky a přestavbu požární stříkačky pro účely požárního sportu. První část práce je zaměřena na členění požární techniky, její popis a technické parametry, které jsou popsané v příloze A. Jde především o současné používané dopravní prostředky, tovární požární stříkačky a ostatní vybavení u HZS ČR. Druhá část práce se už zaměřuje na úpravu požární stříkačky PS 12 pro účely požárního sportu. Obsahem je technický popis a princip činnosti jednotlivých částí stříkačky PS 12. Pro jednotlivé technické části jsou navrženy způsoby úprav. Především pro čerpadlo a motor. V třetí, závěreční části práce je výsledné porovnání a vyhodnocení mezi upravenou a tovární stříkačkou PS 12. KLÍČOVÁ SLOVA Požární stříkačka PS 12, HZS ČR, úprava motoru a čerpadla, požární technika ABSTRACT This thesis focuses on the upgrading of fire equipment and reconstruction of fire engines for fire sport. The first part focuses the fire equipment and a description with its specifications. It is primary focus are fire truck, factory fire sirynge and other equipment of the Fire and Rescue Service. The second part is focused on the treatment of fire sirynge PS 12 for fire sport. It contains the technical description and principle of operation of various parts of the syringe PS 12. Severl upgrade were designed, especially for the pump at the syringe. Final parts descirihes evaluation and comparison between modified and factory syringe PS 12 KEYWORDS Fire syringe PS 12, Fire and Rescue Service, adjustment of the engine and pump, fire equipment

6 Obsah 1 ÚVOD CÍL PRÁCE POŽÁRNÍ TECHNIKA Požární automobily Dělení požárních automobilů Značení požárních automobilů Přenosné požární stříkačky Elektrocentrály Čerpadla Základní rozdělení čerpadel: Vyprošťovací technika Požární hadice Savice Hadice POŽÁRNÍ STŘÍKAČKA PS 12 - ZÁKLADNÍ ÚDAJE Popis PS Hlavní části PS Motor Čerpadlo Příslušenství PS Nosítka Přístrojová deska Palivová nádrž Elektrický obvod a jeho části Tepelný výměník PŘEHLED MOŽNÝCH ÚPRAV POŽÁRNÍ STŘÍKAČKY Podmínky pro požární sport Stroj Sací vedení Útočné vedení Úprava motorové části PS Úprava sacích a výfukových kanálů, sacích a výfukových ventilů Upravení sacího filtru Upravení vačkové hřídele a pružin ventilů Úprava spalovacího prostoru motoru Úprava objemu spalovacího prostoru motoru Možnosti karburátoru

7 5.2.7 Možnosti výfukového potrubí Úprava čerpadlové části PS Úprava mezikusu na dvě ložiska Úprava rozdělovače vody Úprava závitu na víku čerpadla Úprava statoru a rotoru EKONOMICKÉ ZHODNOCENÍ ÚPRAV POROVNÁNÍ TOVÁRNÍ A UPRAVENÉ POŘÁRNÍ STŘÍKAČKY PS ZÁVĚR LITERATURA INTERNETOVÉ ZDROJE SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK PŘÍLOHA A.. POŽÁRNÍ AUTOMOBILY PŘÍLOHA B... ALTERNATIVNÍ POŽÁRNÍ STŘÍKAČKY PŘÍLOHA C.. PŘESTAVBY POŽÁRNÍCH STŘÍKAČEK PS 12 7

8 1 ÚVOD U Hasičského záchranného sboru České republiky a u dobrovolných hasičů měst a obcí se používají požární automobily, které podléhají přísným pravidlům podle Vyhlášky o technických podmínkách požární techniky. Podle této vyhlášky se požární automobily dělí na různé typy. Vyhláška také určuje barevné označení vozidel a jednotlivé vybavení různých typů vozidel. V současné době je velký trend na obměňování původního hasičského vybavení, a to ve velké míře. Především automobilová technika, užívaná u profesionálních hasičských sborů, prochází výměnou. Vyřazené vozy z těchto stanic samozřejmě nejsou určeny k likvidaci, ale předávají se sborům dobrovolných hasičů měst a obcí. Takto získaná technika se většinou různě inovuje a repasuje. Na základnách dobrovolných hasičů slouží ještě řadu let. Další obměna se týká i ostatního hasičského vybavení, především požárních stříkaček. Požární stříkačky PS 12 se užívají řadu let. Proto dochází k celkové úpravě anebo výměně za alternativní stříkačku. Úplná výměna se spíše týká profesionálních jednotek a jednotek sborů dobrovolných hasičů větších měst a obcí. Hasiči menších měst a obcí se v posledních dvaceti letech zaměřují i na závody požárního sportu. Při tomto sportu jsou povoleny všechny požární stříkačky, které schválilo republikové vedení hasičů jako požární stříkačku. Ve většině případů se ale užívá požární stříkačka PS 12, která je ve velké míře upravena. Úpravy této stříkačky jsou velmi náročné jak po technické stránce, tak po stránce finanční. 8

9 2 CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce je rešeršní zpracování problematiky v oblasti požární techniky dle současných nejnovějších poznatků z oblasti požární ochrany. Jedná se především o současnou používanou techniku u sboru dobrovolných hasičů a především techniku používanou profesionálním Hasičským záchranným sborem v České republice. V druhé části bakalářské práce je navržen postup při možné úpravě požární stříkačky PS 12 za účelem užití v požárním sportu. Je popsána úprava motoru a čerpadle jako hlavních částí stříkačky, úprava se týká i ostatních částí stříkačky. Třetí část práce je zaměřena na porovnání tovární a upravené požární stříkačky dle možných popsaných úprav. Porovnání je celkově vyhodnoceno s ohledem na uplatnění v požárním sportu. 9

10 3 POŽÁRNÍ TECHNIKA Požární technika se dělí do jednotlivých skupin. Jedná se především o požární automobily a další požární techniku, která zahrnuje požární stříkačky, elektrocentrály, čerpadla, vyprošťovací zařízení, hadice a ostatní příslušenství. Tyto jednotlivé skupiny jsou popsány v kapitolách níže. Příklady požárních automobilů obsahuje příloha A. 3.1 Požární automobily U Hasičského záchranného sboru České republiky a dobrovolných hasičů měst a obcí se používají požární automobily (Obr. 3-1), které podléhají přísným pravidlům podle Vyhlášky o technických podmínkách požární techniky. Podle této vyhlášky se požární automobily dělí na různé typy. Vyhláška udává barevné označení vozidel a jednotlivé vybavení různých typů vozidel. [7] Dělení požárních automobilů Obr. 3-1 Tatra 815 [23] Podle okamžité hmotnosti: hmotnostní třída velmi lehká (UL) Nepřesahující kg hmotnostní třída lehká (L) Přesahující kg a zároveň nepřesahující kg hmotnostní třída střední (M) Přesahující kg a zároveň nepřesahující kg hmotnostní třída těžká (S) Přesahující kg [7] 10

11 Podle vybavení požárního automobilu a rozsahu vybavení dělí na kategorie: 1. Základní (Z) 2. Speciální (S) 3. Redukované (R) 4. Rozšířené (V) 5. Technické (T) [7] 6. K hašení lesních požárů (LP) 7. K hašení (H) 8. Chemické (CH) 9. Ropné (N) Podle určení pro provoz rozdělujeme požární automobily na: 1) Silniční konstruované na provoz po zpevněných komunikacích 1 2) Smíšený konstruované na provoz po zpevněných a nezpevněných kom. 2 3) Terénní konstruované na provoz i mimo komunikace 3 [7] Podle účelu se požární automobily dělí na kategorie: 1. Zásahové požární automobily ZÁKLADNÍ a) DA dopravní automobil b) AS automobilová stříkačka c) CAS cis. Automobilová stříkačka d) PHA pěnový hasící automobil e) PLHA plynový hasící automobil f) PRHA práškový hasící automobil g) KHA komb. Hasící automobil h) RZA rychlý zásahový automobil [8] 2. Zásahové požární automobily SPECIÁNLÍ a) AZ automobilový žebřík b) AP automobilová plošina c) HA hadicový automobil d) TA technický automobil e) PPLA protiplynový automobil f) VEA velitelský automobil g) VA vyšetřovací automobil h) VYA vyprošťovací automobil i) AJ automobilový jeřáb j) KA kontejnerový automobil [8] 3. Zásahové požární automobily POMOCNÉ a) NA nákladní automobil b) UA automobil s účelovou nástavbou c) OA osobní automobil d) A autobus e) T traktor [8] 11

12 3.1.2 Značení požárních automobilů Nové značení požárních zásahových automobilů (Obr. 3-2) vychází z potřeby pro operační centra k řízení jednotek požární ochrany v České republice. Musí obsahovat více údajů o vybraných parametrech jednotlivých vozů. K tomuto označení se využívá zkratek jednotlivých vozů. Jeden z dalších velmi důležitých údajů je údaj o množství zásoby hasiva, parametru čerpadla a rozměrového parametru nástavby. Při praktickém užití to znamená: Jde o velikost požárního čerpadla u dopravního automobilu, jestliže je v jeho vybavení zavodňovací nádrž, její velikost se však neuvádí Velikost požárního čerpadla ve vybavení v cisternové automobilové stříkačce, pěnového hasícího automobilu nebo u automobilové stříkačky. Tato hodnota je doplněna velikostí nádrže na hasivo v pořadí voda-pěnidlo. Tyto dvě hodnoty se nachází za lomítkem. V Případě automobilové stříkačky je za lomítkem označení 0 a to se nezmění ani, pokud je součástí zavodňovací nádrž. Údaj vyjádřený v kilogramech hmotnosti přítomného hasiva udává velikost nádrže na hasivo u plynových a práškových automobilů a to proto, že jako hasivo se užívá plynu nebo prášku V případě užití více hasících medií, jako tomu je v případě u kombinovaného požárního automobilu, je údaj o velikosti požárního čerpadla za lomítkem doplněn hodnotou v pořadí voda-pěnidlo-plyn-prášek Údaj o maximálním dosažení výšky (záchranné) se udává u automobilového žebříku a u plošiny [7] Název druhu požárního zásahového automobilu, údaj o množství hasiva anebo hodnota hlavního parametru, pomlčka, hmotnostní třída, kategorie požárního zásahového automobilu a označení podle rozsahu vybavení automobilu tvoří označení požárního automobilu. Pro celkové označení se ještě doplňuje číslo a označení podvozku. Pro příklad CAS 30/8500/510 - S 2 Z T X6.2 [7] 12

13 Obr. 3-2 Příklad označení vozu Tatra [23] 3.2 Přenosné požární stříkačky Požární stříkačky jsou základním vybavením jak jednotek Hasičského záchranného sboru České republiky, tak i jednotek sborů dobrovolných hasičů měst a obcí. Využití požární stříkačky je velké. Požární stříkačka se užívá především k dálkové dopravě vody a to spojením několika stříkaček do série za pomocí požárních hadic. Takto můžeme dopravovat vodu od vodního zdroje až po ohnisko zásahu na vzdálenost několika set metrů. Další využití požární stříkačky nastává při doplňování cisternové automobilové stříkačky. Použití je možné i při vysávání zatopených objektů. Velkou výhodou přenosné požární stříkačky je její mobilita a proto nachází uplatnění i při velmi zhoršených podmínkách dostupnosti zásahu. V posledních několika letech nastává velký rozmach užití požární stříkačky při závodech požárního sportu. Příklady a ukázky alternativních požárních stříkaček jsou uvedeny v příloze B. [9] 3.3 Elektrocentrály Elektrocentrály jsou zařízení na výrobu elektrické energie, které jsou mobilní a jejich činnosti se využívá v místech, kde nelze použít stabilní elektrickou síť. Mohou být třífázové nebo jednofázové. 13

14 Konstrukčně jsou řešeny dvěma hlavními částmi. Tvoří je motor a generátor. Spalovací motor centrály může být použit naftový nebo benzínový. Jako generátor elektrického proudu je užit alternátor nebo dynamo. Elektrocentrálou disponují všechny jednotky Hasičského záchranného sboru České republiky. Vybavení jednotek sborů dobrovolných hasičů elektrocentrálou je různorodé. Záleží pouze na zřizovateli těchto jednotek, zda ji má ve své výbavě či nikoli. Elektrocentrála se uplatňuje při zásahu ve tmě, kde je zdrojem elektrické energie pro osvětlovací rampu na osvětlení místa zásahu. Další využití je při použití elektricky poháněné techniky při zásahu. [9] Obr. 3-3 Elektrocentrála UNITEDPOWER a HONDA[9] 3.4 Čerpadla Používají se při čerpání tekutin z těžko dostupných míst a tam kde není možné použit přenosnou požární stříkačku. Možné použití je při čerpání znečištěných vod, chemických látek, čerpání vody z hladiny vodí nádrže atd. Čerpadla v požární technice se dělí na několik podskupin podle druhu využití. [9] Základní rozdělení čerpadel: a) ponorná kalová čerpadla b) kalová čerpadla c) vodní čerpadla d) vodní tlaková čerpadla e) plovoucí čerpadla f) čerpadla chemických látek [9] 14

15 Obr. 3-4 Vodní tlakové čerpadlo HONDA a ponorné kalové čerpadlo [9] Obr. 3-5 Plovoucí čerpadlo [9] 3.5 Vyprošťovací technika Vyprošťovací technika se užívá u zásahů technického charakteru. Může se jednat o vyprošťování osob při dopravních nehodách automobilů, vlaků, letadel. Dále se užívá k záchraně osob při zbořených konstrukcí budov a jiných záchranných pracích. Časté použití se také uplatňuje při živelných pohromách. Veškerá potřebná vyprošťovací technika se nachází na stanicích Hasičského záchranného sboru České republiky. Na stanicích sborů dobrovolných hasičů se z velké části nachází pouze motorová pila k odstranění stromů, které blokují pozemní komunikaci. Ostatní vybavení je velmi nákladné a využití s dobrovolnými hasiči je minimální. [10] Vyprošťovací techniku rozdělujeme: a) hydraulické vyprošťovací zařízení (Obr. 3-6) b) pneumatické zvedací a utěsňovací vaky, válce apod. c) ruční vyprošťovací nástroje d) ostatní používané (doporučené) prostředky a nástroje (Obr. 3-7) [10] 15

16 Obr. 3-6 Hydraulické zařízení [10] Obr. 3-7 Motorová pila [11] a motorová bruska [12] 3.6 Požární hadice Jedná se o hadice převážně určené k dálkové dopravě vody při hašení ohně. Dále jsou užívány k čerpání vody ze zatopených prostor. Rozměrově upravené hadice se užívají při útoku požárního sportu. U všech požárních jednotek patří k základnímu vybavení hasičských základen. [9] Rozdělení požárních hadic: a) savice b) požární hadice A c) požární hadice B d) požární hadice C e) požární hadice D [9] Savice Jedná se o požární hadice používané k nasávání kapalin z nádrží. Připojují se k požární stříkačce. Na jednom konci savice je příruba s oblým závitem a na druhé straně příruba s maticí, taktéž s oblým závitem. Její světlost je nejčastěji 110 mm, ale 16

17 mohou mít i rozměr 52 mm, 75 mm, 125 mm a 150 mm. Její délka je normována na délky 1,6 m, 2 m a 2,5 m. Barevné variace označují tvrdost savice. [9] Obr. 3-8 Požární savice [12] Hadice Požární hadice jsou všechny stejné konstrukce a z velké části mají stejné délky a to 10, 15 a 20 m. Pouze u požární hadice typu A může mít délku i 25 m. Průměr hadice A je 110 mm. Průměr hadice B je 75 mm. Průměr hadice C je 52 mm. Průměr hadice D je 25 mm. Při požárním sportu se užívají hadice typu B a C. Jejich průměry jsou upraveny na rozměr 70 nebo 65 mm u hadice typu B a u hadice typu C je tento průměr 42 nebo 38 mm. [9] Obr. 3-9 Požární hadice B, C [9] 17

18 4 POŽÁRNÍ STŘÍKAČKA PS 12 - ZÁKLADNÍ ÚDAJE Požární stříkačka označená zkratkou PS 12 je velmi známá a rozšířená. Vyráběla se původně ve dvou variantách. První varianta označená jako PPS 12 - R a druhá varianta PS 12 - R1. Rozdíl mezi variantami ukazuje tabulka, kde jsou popsány jejich základní parametry. Tab. 1 - Parametry PS 12 R1 a PS 12 R [15] Technické PS 12 R1 PS 12 R údaje: Rozměry (D x Š x V) 968 x 605 x 824 mm 922 x 603 x 835 mm Hmotnost: pohotovostní 205,8 (základní 177,2 kg) pohotovostní 189,5 kg (základní 168,5 kg) Motor: typ Š K Benzínový, zážehový, čtyřdobý, kapalinou chlazený, čtyřválec s rozvodem OHV typ Škoda 981(Octavia Super) Benzínový, zážehový, čtyřdobý, kapalinou chlazený, čtyřválec s rozvodem OHV Obsah válců: 1433 ccm 1221 ccm Max.výkon (ISO) 33 kw - 37 kw / 4000 ot/min 25,7 kw / 3500 ot/min Mazání motoru tlakové, oběžné Chlazení motoru kapalinové, dvouokruhové Zapalování bateriové, s rozdělovačem magneto Karburátor spádový, dvoustupňový JIKOV 32 SEDR spádový, JIKOV BS Palivo BA 95 Natural BA 95 Měrná spotřeba paliva 300 g/kwh Čerpadlo: jednostupňové, odstředivé Sací vstup 1 o průměru 110 mm Výtlačný výstup 2 o průměrech 75 mm Maximální sací výška 7,5 m Objem palivové 23 l nádrže Z tabulky vyplívá, že každá varianta má jiný typ motoru. Oba typy jsou ale osazeny stejným čerpadlem a proto je jejich výkon srovnatelný, i přestože motory mají různé objemy spalovacího prostoru. Sací výška je omezena na hranici 7,5 m. 18

19 4.1 Popis PS 12 PS 12 Pravá strana (Obr. 4-1) 1 přístrojová deska 2 páka akcelerátoru 3 čistič vzduchu 4 karburátor 5 výměník tepla 6 maznice vodní pumpy motoru 7 páka vývěvy 8 plynová vývěva 9 maznice ložiska mezikusu 10 čistič chladící vody 11 seřizovací kohout chladící vody [3] Obr. 4-1 Pravá strana PS 12 [3] PS 12 Levá strana (Obr. 4-2) 1 nosítka (sáňky) 2 motor 3 čerpadlo 4 mezikus 5 rozdělovač (u starších magneto) 6 alternátor (u starších dynamo) 7 svítilna 8 palivová nádrž 9 uzavírací kohout s lapačem nečistot 10 měrka oleje, 11 nastavovací páčka magneta (u starších) 12 seřizovací ucpávka 13 spodní víko motoru s odvodňovacím kohoutem 14 ochranný kryt [3] Obr. 4-2 Levá strana PS 12 [3] 19

20 PS 12 Popis čerpadla (Obr. 4-3) 1 palivový kohout 2 výtlačné hrdlo 3 plnící otvor čerpadla 4 oběhové kolo 5 nastavení ucpávky 6 sací hrdlo 7 silentbloky 8 kulový ventil 9 odvodňovací kohout 10 těleso čerpadla 11 matice hrdla čerpadla 12 víko čerpadla 13 odvodňovací šroub 14 zpětná klapka 15 rozdělovací kus [3] Obr. 4-3 Čerpadlová část PS 12 [3] 4.2 Hlavní části PS 12 Hlavní části požární stříkačky jsou rozděleny do tří celků. Mezi dvě hlavní části patří motor a čerpadlo. Čerpadlo zahrnuje i plynovou vývěvu. Třetí část tvoří ostatní potřebné vybavení požární stříkačky, které se dále dělí do dalších skupin Motor Oba typy požárních stříkaček (Obr. 4-5 a 4-7) se na první pohled jeví jako dva zcela stejné stroje i při různé barevné variaci, která v tomto případě nehraje žádnou roli. Rozeznání je proto velmi složité a to i pro zkušeného hasiče strojníka. Rozeznat okem jde pouze to, o jaký typ požární stříkačky se jedná. Zda-li jde o starší nebo novější typ požární stříkačky se pozná podle motoru konkrétně podle bloku. Žebrovaný blok motoru má novější typ stříkačky. Hodnotu objemu spalovacího prostoru jde určit velmi těžko a je zapotřebí velkých zkušeností. [4] Motory určené pro pohon motorových požárních stříkaček byly vyráběny v řádu několika desítek let. Výhodou byla vysoká kompatibilita dílů, tento důsledek měl pozitivní vliv na levné opravy a dostupnost náhradních dílů při potřebě opravy. S velkým rozmachem požárního sportu a potřebami dílů a motorů na požární stříkačky se velmi rozšířil trh s těmito motory a potřebnými komponenty. Velký problém vzniká 20

21 při určení typu a provozních parametrů stroje. Na každé požární stříkačce se nachází výrobní štítek s těmito údaji, ale jsou ve velké části klamná. [4] Čerpadla u požárních stříkaček vyráběných sériově se užívají shodná. Z tohoto důvodu je určení hlavního ukazatele výkonu stříkačky objem spalovacího prostoru motoru. Je řada způsobů jak lze zjistit tento objem. Ovšem ne vždy je nutnost sejmout hlavy válců pro změření objemu posuvným měřidlem, protože při této metodě dochází k poškození těsnění pod hlavou válců. K zjištění objemu spalovacího prostoru je užita metoda za použití benzínu, který se vejde do spalovacího prostoru. Postup pro toto zjištění je velni jednoduchý a přesný. Měření provádíme u jednoho válce. Z hlavy válců je demontována svíčka a píst je ustálen v dolní úvrati a to za pomocí startovací kliky. Prostorem pro zapalovací svíčku v hlavě válců je nalit benzín. Naplnění trvá, do té doby, dokud benzín nezačne vytékat z otvoru. Množství použitého benzínu je zaznamenáno. Po odstranění benzínu z válce se celkový postup opakuje. Poloha pístu však musí být v horní úvrati. Množství kapaliny nalité do spalovacího prostoru při poloze pístu v horní úvrati se odečte od množství benzínu nalitého do tohoto prostoru s pístem ve spodní úvrati. Rozdíl hodnot dává výsledný objem. Při opakování dostaneme velmi přesný údaj o objemu spalovacího prostoru. Další možností je měření zdvihu. Do otvoru pro svíčku je vsunut drát, až po ucítění doteku pístu. Píst je ustálen v dolní úvrati. Na drát se zaznamená ryska. Nyní je píst ustálen v horní úvrati a zaznamená se druhá ryska. Na odebraném drátě je změřena vzdálenost mezi ryskami. Takto je zjištěn zdvih klikové hřídele, která nám také udává informaci o objemu spalovacího prostoru daného motoru. Tyto metody se užívají tehdy, pokud stříkačka nepochází ze sériové výroby a údaje na bloku motoru nejsou tak objektivní k danému stavu stříkačky. [4] Pokud stříkačka pochází ze sériové výroby, údaje o motoru a jeho parametrech obsahuje výrobní číslo motoru. Toto číslo bývá nejčastěji vyraženo na spodní polovině motoru a to na straně filtru oleje. V technických listech, které obsahují celou evidencí čísel motoru, lze po odečtení prvních číslic z výrobního čísla určit parametry motoru přímo. U sériových požárních stříkaček lze také určit objem spalovacího prostoru pomocí barevného označování hlav válců. Používaly se tři barvy, modrá, zelená a žlutá. [16] 21

22 Každý typ motoru má svoje výrobní číslo. Toto číslo vypovídá, o jaký typ motoru se jedná. Šestimístná číslice započatá číslovkou označuje 1. sérii historických vozů Škoda Octavia až po 20. sérii Felicie Super s označením výrobního čísla motoru U vozu označených jako Škoda 1203 a později TAZ 1500 bylo označení taktéž šestimístné, později se ovšem přeměnilo na označování sedmi číslicemi. [4] [16] [5] U požárních stříkaček se lze nejčastěji setkat s těmito výrobními čísly: - Čísla 7 5xx xxx byla charakteristická pro motory vozů Škoda 1203 s objemem 1221 cm 3. - Motory s čísly *4-xxxxxx* a *7-xxxxxx* byly označovány jako přechodové s charakteristickým žebrováním bloku a plno-průtokovým olejovým filtrem (1221 cm 3 ). - Motory s čísly *14-xxxxxx*, případně *15-xxxxxx* jsou novější typy s obsahem 1433 cm 3., označovány jako Š , Š K a TAZ [16] Obr. 4-4 Motor Š a motor Škoda 981[16] Typ PS 12 R1 Jde o požární stříkačku osazenou novějším motorem Š 776, Š a pozdějším modelem motoru Š K (Obr. 4-5). Tento motor byl vyvinutý pro automobil Škoda 1203 a pozdější označení bylo TAZ Do automobilů a požárních stříkaček byl montován od roku Tato práce je zaměřená na úpravu právě tohoto typu motoru. [16] 22

23 Obr. 4-5 Požární stříkačky PS 12 R1 [8] Motor Š K konstrukce V záři roku 1983 se započala výroba motoru Š 776 s objemem spalovacího prostoru 1221 cm 3. Zrekonstruovaný motor, už měl plnoprůtokový filtr oleje a také utěsnění klikového hřídele za pomocí těsnících kroužků Gufero. V květnu roku 1985 došlo u motoru ke zvýšení objemu a to z původních 1221 cm 3 na konečných 1433 cm 3. Tohoto zvýšení bylo docíleno změnou zdvihu pístu, které se prodloužilo a změnilo se ze 75 na 88 mm. Byla provedena také změna u hlavy válců, kde došlo k přizpůsobení hlavy a s tím je spojena i změna pístové skupiny. U bloku motoru došlo k vyztužení žebrováním. Takto opravený motor dostal číselné označení Š (viz. Obr. 4-6). Dosahoval velmi příznivého krouticího momentu. V roce 1993 se motory naposled upravili. Jedná se o motory dodávané i do automobilů TAZ Došlo ke snížení jeho výšky. Změny dostál i kryt hlavy válců. Původní plechový kryt byl nahrazen hliníkovým odlitkem. Spalování bezolovnatého benzínu bylo možno díky úpravě sedel výfukových ventilů. Toto poslední upravení motoru dostalo označení Š K. [17] Popis motoru Jde o čtyřdobý, karburační, zážehový motor s výsuvnými ventily OHV a objemu spalovacího prostoru 1433 cm 3. Jedná se o vodou chlazený motor, osazovaný dvojstupňovým spádovým karburátorem JIKOV SEDR 32. Blok motoru je odlit z hliníkové slitiny stejně jako kryt hlavy válců. Olejová vana motoru je z hliníkové slitiny stejně jako kryt rozvodů, pod kterým je papírové těsnění. [2] 23

24 Vložky válců jsou uspořádány v řadě za sebou. Na jejich výrobu se užívá šedá litina a jsou těsněny vyrovnávacími kroužky vyrobeními z mědi. Rovněž hlava válců je vyrobena ze speciální šedé litiny. [2] Hlava je těsněna jeritovým těsněním s otvory, které jsou dokola olemovány mědí. Je společná pro všechny válce a je snímatelná. Kompresní prostory v hlavě válců jsou důkladně opracované a vyleštěné, stejně jako kanály pro přívod paliva. [2] Na hliníkovém odlitku krytu hlavy válců se nachází víko pro olej a těsně pod víkem je odvětrávací trubička. Kryt je těsněn korkovým těsněním. [2] Výsuvné ventily jsou zhotoveny ze speciální oceli, která je žáruvzdorná. Každý ventil je opatřen dvěma pružinami. Výfukový ventil je menší než sací ventil. Od vačkového hřídele jsou poháněny přes vahadla, rozvodové tyčinky a zdvihátky. [2] Z uhlíkaté oceli je vykovaná vačková hřídel. Vačka prochází tepelným opracováním. Je cementována, kalena a broušená. Vačka je umístěna na levé straně motoru, kde je uložena za pomocí tří ložisek. Je poháněna od rozvodů na čelní straně. Pohon je zajištěn trojitým, válečkovým řetězem nazvaným triplex. [2] Písty s tvarovaným dnem jsou vyrobeny z hliníkové slitiny a jsou vybaveny dvěma kroužky, které slouží jako těsnící kroužky. Jeden kroužek plní funkci prostírací a druhý je jako stírací kroužek. Uložení pístních čepu v pístu a v ojnici je volné. V pístu je pístní čep zajištěn dvěma pojistnými kroužky. [2] Obr. 4-6 Řez motoru [5] 24

25 Kované ojnice vyrobené s profilem dříku I mají ve výbavě tenkostěnné pánve, které jsou vyměnitelné. Obsahují kompozitní výstelku ze slitiny hliníku a cínu označenou jako Al Sn 20. Dále má ojnice bronzové pouzdro, které se nachází v ojničním oku. [3] Klikový hřídel je kován a to v celku z uhlíkaté oceli. Je opatřen protizávažím a je staticky a dynamicky vyvážen a dále tepelně zpracován. Na přední straně je osazen ozubením pro případný záběr při start pomocí startovací kliky. V bloku motoru je klikový hřídel uložen pomocí třech dělených ložisek, které jsou opatřeny tenkými, kluznými ložisky s výstelkou. [3] Na opačné straně kliky než je umístěno rozvodové kolo se nachází setrvačník. Ten je vyroben ze šedé litiny. Je opracován a na jeho obvodu se nachází ozubení. Společně s unášečem je spojen s klikovou hřídelí čtyřmi, šesti nebo osmi vysokopevnostními šrouby. K bloku motoru je připojena setrvačníková skříň. Skříň je vyrobena z hliníkové slitiny stejně jako blok motoru. [3] Spodní olejová vana je vyrobena z hliníkové slitiny a je opatřena dvojitým dnem k dokonalému chlazení oleje. Dosedací plochy mezi blokem motoru a olejovou vanou jsou utěsněny korkovým těsněním. Pokud už byla olejová vana demontována, může být těsnění nahrazeno tmelem pro těsnění. [3] Typ PPS 12- R Starší typ stříkačky (Obr. 4-7) pod označením PPS 12 R je osazen motorem Škoda 981 o obsahu motoru 1221 cm 3. Motor je označován také jako typ Byl používán u starších automobilů Škoda. Konkrétně u veteránu Octavia-Super. Název motoru se lidově rozšířil pod názvem Stejšn U starších typů požární stříkačky se často používaly i motory vozů Škoda 1203, které měli označení Š 997. Obsah motoru je 1221 cm 3. Stříkačky osazené těmito motory se stále nachází na základnách hasičů. Tento typ není vhodný pro úpravy, a proto se hodí spíše na závody v klasice, to je bez upravené stříkačky. [5] 25

26 Obr. 4-7 Požární stříkačky PPS 12 R [18] Motor Škoda-981 konstrukce K pohonu požární stříkačky PPS 12 R byl dodáván motor Škoda 981(Obr. 4-8). Jednalo se o sériově upravený motor určený právě k pohonu staršího typu stříkačky. Dnes již hovoříme o historickém motoru. Jeho popsání a jeho rozdíly oproti používanějšímu motoru Š776.14K však stojí za zmínku i když rozdíl je velmi zřetelný. [3] [5] Obr. 4-8 Řez motoru Škoda 981[5] Princip činnosti i celková konstrukce dílu je podobná, v některých částech i shodná jak u novějšího motoru. Díly se liší pouze geometricky a rozměrově. Technologické řešení je však stejné. Na pohled už můžeme rozpoznat typ motor. Konkrétně blok motoru, kterému chybí žebrování a je zde jen několik svislích linek. U tohoto motoru je 26

27 olejový filtr řešen jako obtokový a má plstěnou vložku. Použitý byl také pouze jednokomorový karburátor. Za pomoci magneta a dynama bylo umožněno zapalování. Tento systém byl plně nahrazen bateriovým s doplněním o alternátor a rozdělovač. [5] Rozdíly, které nelze posoudit na první pohled, jsou ukryty v bloku motoru. Hlavně u klikové hřídele. Kliková hřídel u staršího typu motoru byla jinak konstrukčně řešena. Zdvih byl původně 75mm. [5] Průměr vložek byl shodný pro oba typy motoru a činil 72 mm. Těmito parametry byl dán i výsledný objem spalovacího prostoru u staršího typu motoru. Objem činí 1221 cm 3. [5] Mazání motoru Správné mazání motoru ovlivňuje životnost každého zařízení a je důležité pro jeho správný chod. Mazání motoru probíhá za pomoci oleje. Olej v motoru plní dvě základní funkce. První funkce je mazání a druhá je chlazení funkčních ploch. Po určitém čase provozu zařízení se olej znečisťuje chemicky i mechanicky a je za potřebí olej měnit. Nesprávné a nedokonalé mazání může mít za následek deformaci celého motoru a tím dlouhodobého vyřazení z provozu stroje. [1] Celé mazání motoru je tlakové. Jako zdroj tlaku u motorů používaných u požárních stříkaček slouží zubové čerpadlo, které je poháněno pomocí šroubových kol od vačkového hřídele. Olej je čerpadlem vháněn do ložisek vačkového hřídele ke všem hlavním ojničním ložiskům a také do čepů vahadel v hlavě motoru. Za pomoci ostřiku je mazán blok motoru a také rozvodový řetěz. Vačka, pístní čepy, vahadla a ventily se mažou dvojím způsobem. Stékajícím olejem nebo ostřikem. Z vnější strany přístupný tlakový ventil hlídá tlak oleje a je seřiditelný. U staršího typu motoru zajišťuje čištění oleje plstěný filtr vestavený do sekundární větve tlakového oleje. Novější typ motoru užívá k čištění plno-průtokový filtr oleje, který je umístěn na levé straně bloku motoru a je řazen do hlavní větve tlakového oleje. Na levé straně bloku se také nachází měrka oleje s ryskou pro minimální a maximální množství oleje. Větrací trubička na víku hlavy je spojena s čističem vzduch. Celkový tlak je snímán a jeho ukazatel se nachází na přístrojové desce požární stříkačky. [2] 27

28 Chlazení motoru Odvod přebytečného tepla na stěnách bloku motoru, hlavy válců a ostatních funkčních částí, do chladicí kapaliny nebo vzduchu má za úkol chlazení motoru. Je tak sníženo tepelné namáhání součástí zařízení na stanovenou mez. Chlazení udržuje celkovou teplotu, která je nejvhodnější pro provoz agregátu. Teplot motoru také velmi pozitivně ovlivňuje životnost a jakost motorového oleje. [1] Chlazení motoru u požárních stříkaček PS 12 je dvouokruhové, nepřímé. 1. Chladící okruh je tvořen výměníkem tepla. Výměník je spojen čtyřmi šrouby se skříní vodní pumpy. Mezi těmito částmi se nachází těsnění, nejčastěji gumové. První okruh je naplněn nemrznoucí chladicí kapalinou. Za pomoci vodní pumpy dochází k cirkulaci chladicí kapaliny v prvním okruhu a o stěny lamelového chladiče druhého okruhu se ochlazuje ve výměníku tepla. [3] 2. Chladící okruh je tvořen čističem vody se sítem a uzavíracím kohoutem. Celý tento čistič je umístěn na obalu čerpadla a nachází se pod přístrojovou deskou. Druhý okruh obsahuje spojovací a zpětné potrubí, lamelový výměník. Potrubí je připojeno na sací víko čerpadla. Čerpaná voda protéká tímto okruhem. Z čerpadla proteče nejprve čističem, kde se na sítu zachytí nečistoty. Kohoutem se reguluje množství protékající vody. Od čističe voda postupuje potrubím do olejové vany. Dochází zde ke snížení teploty provozního oleje. Dále protéká lamelovým výměníkem tepla a vrací se zpětným potrubím přes čerpadlo do sacího víka. Dochází k přisávání chladící vody do vody čerpané. [3] Příslušenství motoru Sací potrubí je vyrobeno z hliníkové slitiny a je spojeno dotykem se sběrným potrubím, které je vyrobeno z šedé litiny. Tento dotyk má za následek předehřátí zápalné směsi. Na sběrném potrubí se nachází karburátor. Mezi karburátorem a sacím potrubím se nachází izolační podložka. Karburátor JIKOV SEDR je spádový dvoukomorový z výroby je předem nastaven. Změna nastavení z výroby se projevuje na 28

29 zvýšení spotřeby paliva. Dochází i k ovlivnění životnosti agregátu. Čerpadlo paliva a zároveň i čistič paliva se nachází na krytu rozvodů. [2] Vzduchový čistič zároveň vytváří i tlumič sání. Motor je dále vybaven alternátorem, baterií, startérem s bateriovým zapalováním, indukční cívkou společně s rozdělovačem. Baterie je přichycena k rámu nosítek a zabezpečena proti pohybu. Plně průtokový filtr se nachází na levé straně. Součástí motoru je také startovací klika. [2] Čerpadlo Jedná se o jednostupňové, odstředivé čerpadlo (Obr. 4-9), které je zhotoveno z velké části z hliníkové slitiny. Skládá se z rotoru a statoru. Statorovou část tvoří obal čerpadla a kryt. Rotor (3) je tvořen oběžným kolem vyrobeného z hliníkové slitiny. Čerpadlem prochází drážková hřídel (4), která je ve statoru uložena na dvou ložiskách. Spojuje čerpadlo přes unašeč a setrvačník s motorem. Stator čerpadla (1) je spojen s mezikusem a takto spojený celek je spojen ke krytu setrvačníku s motorem za pomocí deseti šroubů. Toto spojení vytváří celek. U sériově vyráběných požárních stříkaček je náhon čerpadla přímý. U nesériových nebo upravených se nachází mezi motorem a čerpadlem mezikus. V mezikusu se nachází kuličkové ložisko drážkového hřídele. Axiální síly od oběžného kola jsou zachyceny právě kuličkovým ložiskem. Maznice na mezikusu umožňuje mazání kuličkového ložiska. Na víku čerpadla se nachází i nálevka se zátkou (6). K připojení savic hrdlo s oblým závitem na víku čerpadla. [3] Obr. 4-9 Popis čerpadla [3] 29

30 Připojit můžeme savice světlosti 100, 105 a 110 mm. Na spodní straně statoru čerpadla se nachází vypouštěcí zátka. Někdy je zde vypouštěcí kulový čep, který je k odvodnění čerpadla po konci jeho činnosti. K rámu stříkačky je čerpadlo spojeno přes silentbloky. [3] Rozdělovač vody Rozdělovač (Obr. 4-10) je umístěn na čerpadle v místě kde dosahuje stator čerpadla nejvyšší spirály a je spojen se statorem za pomocí čtyř šroubů. Mezi statorem a rozdělovačem je použito silikonové těsnění. Za pomocí dvou kohoutů se dělí proud vody do jedné nebo dvou výtlačných větví. Hlavní část rozdělovače je vyrobena z hliníku jako odlitek. Na obou koncích rozdělovače se nachází příruba s hadicovou spojkou B 75. V rozdělovači se nachází také zpětná klapka, která brání zpětnému tlaku vody do savice. Klapka se nachází ve středu hlavní části rozdělovače vody. Tvoří také bezpečnostní celek a odděluje prostor mezi statorem čerpadla a rozdělovače. Za přispění správné funkce klapky můžeme nasávat plynovou vývěvou. Je-li klapka poškozená, lze její činnost nahradit uzavřením kloubových kohoutů rozdělovače a zamezit tak přisávání vzduchu. [2] Obr Rozdělovač vody [13] Plynová vývěva Plynová vývěva (Obr. 4-11) slouží k zaplavení odstředivého čerpadla při čerpání vody z přírodních nebo umělých nádrží. Požární stříkačka PS 12 je vybavena standardní plynovou vývěvou, díky níž lze čerpat vodu z maximální hloubky 7,5 m. Při tomto to čerpání vody je nezbytné použití vývěvy, neboť odstředivé čerpadlo nedokáže vysát vzduch ze sacího potrubí. [2] Obr Plynová vývěva [13] 30

31 Plynová vývěva je složena ze třech částí. Jedná se o vlastní vývěvu, spojovací potrubí a rozváděcí kohout. Výfukové potrubí s tlumičem výfuku je spojeno k přírubě sběrného potrubí motoru. Na tlumič výfuku je přešroubováno za pomocí čtyř šroubů těleso plynové vývěvy. Z šedé litiny je vyrobeno tělo vývěvy, klapka a vidlička. Tryska vývěvy je vyrobena z mosazi a je našroubovaná v tělese vývěvy. Uzavírací kohout je našroubován na tělese vývěvy a je spojen s uzavírací klapkou. Spouštění vývěvy se provádí klapkou, která se nachází pod přístrojovou deskou stříkačky a je otočně spojena s nosítky. Při sání je vývěva spojena pomocí uzavíracího kohoutu s potrubím. Při čerpání toto spojení přeruší uzavírací kohout. [3] Popis činnosti vývěvy Spaliny ze spalovacího prostoru motoru jsou odváděny přes sběrné potrubí do tlumiče výfuku (2) a dále pokračují do těla plynové vývěvy (1). Válcová klapka plynové vývěvy (3) se ovládá pomocí otočné páky umístěné na levé straně nosítek. Tato páka ovládá i uzavírací kohout (6). Plynová vývěva (Obr. 4-12) je v činnosti tehdy, pokud je klapka ve svislé poloze a spaliny prochází skrze otevřený ventil do prostoru ejektoru. Mosazná tryska (5) urychluje proudění výfukových spalin do difuzoru (4) Tento děj je doprovázen poklesem tlaku v okolí trysky, a tak dochází k přisávání vzduchu ze sacího potrubí. V sacím potrubí vzniká podtlak a to způsobuje nasávání vody a celkového zavodnění čerpadla. [2] Obr Popis plynové vývěvy [2] Zkouška výkonu sání Zkouška je prováděna bez savic a při uzavření hrdla víka čerpadla. Jedná se o zkoušku na sucho. Hrdlo krytu čerpadla se uzavře za pomocí šroubovacího víka a uzavřou se také kohouty rozdělovače pomocí kulových čepů. Podtlak 0,08MPa musí být dosáhnuto do 30 sekund. Tento výkon plynové vývěvy odpovídá sací výšce 8 metrů. Zkouška trvá minutu a během této doby nesmí podtlak klesnout pod hodnotu 0,07MPa. Pokud podtlak poklesne, je čerpadlo netěsné. [2] 31

32 4.3 Příslušenství PS Nosítka Nosítka se vyrábějí z ocelových trubek (Obr. 4-13). Vytváří ochranný rám požární stříkačky. V rozích nosítek se nachází odklopné nebo otočné madla pro uchopení a přenášení stříkačky. Hmotnost požární stříkačky dosahuje až 200 kg a to včetně provozních kapalin. Přenášení na delší vzdálenost nebo do kopce je velmi komplikovaná a vyžaduje vynaložení velké síly. Pro lepší manipulace s požární stříkačkou se využívá přepravních vozíků. Jedná se o vozíky jak tovární tak vlastní výroby. Kolečka lze umístit i přímo na stříkačku. [2] Obr Nosítka [13] Přístrojová deska Na přístrojové desce (Obr. 4-14) se nachází analogové ukazatelé a kontrolky, které ukazují stav stroje. U většiny požárních stříkaček bylo nahrazeno startování klikou startováním pomocí startovacího tlačítka. Přístrojová deska je propojena s pravým výtlačným kohoutem rozdělovače vody pomoci konzole a tří šroubů. [2] 1. - tlakoměr mazacího oleje 2. - manometr 3. - teploměr chladící vody 4. - mano-vakuometr 5. - osvětlení palubní desky 6. - přepínač světel 7. - výrobní štítek 8. - spínač zapalování 9. zásuvka 12V [3] Obr Popis přístrojové desky [3] 32

33 4.3.3 Palivová nádrž Palivová nádrž (Obr. 4-15) je umístěna v horní části požární stříkačky. Je složena ze dvou vylisovaných plechů, které jsou svařeny k sobě. Ve vrchní části je nádrž opatřena nalévacím hrdlem s uzávěrem. Na spodní straně nádrže je výtokové hrdlo se závitem, v němž je namontován kohout s odlučovačem nečistot a vody. Přes kohout je palivo pomocí potrubí dopravováno do karburátoru. Celá nádrž je uchycena popruhy k hlavní části rozdělovače vody. Obsah nádrže na palivo činí 23 l. Postačí na dvouhodinový provoz požární stříkačky. [2] Obr Palivová nádrž a popruhy pro upevnění nádrže [13] Elektrický obvod a jeho části Obsahem elektrického příslušenství (Obr. 4-16) je akumulátorová baterie, indukční cívka, rozdělovač, alternátor, spouštěč, světlomet, osvětlení přístrojového panelu, pojistková skříň, přepínací skříně světel, kontrolky na přístrojové desce, bateriový vypínač a startovací tlačítko. Abychom předcházeli samovolnému vybíjení akumulátoru, je do celkového obvodu umístěn bateriový vypínač, který tomuto riziku předchází. [2] [3] Obr Elektrické zapojení PS 12 [19] 33

34 4.3.5 Tepelný výměník Výměník (Obr. 4-17) se skládá celkově ze tří částí. Plášť výměníku a víko je vyrobeno z hliníkové slitiny. Plášť má upravené hrdlo, které je napojeno na hrdlo krytu vodní pumpy. Víko má na vrchní straně hrdlo s uzávěrem. Hrdlo slouží k doplňování chladicí kapaliny. Třetí částí je vložka chladiče, která může být lamelová nebo spirálově stočená. Měděná vložka je zhotovena z trubky, stočené do spirály. Tato vložka se užívá u novějšího typu požárních stříkaček. [2] Obr Tepelný výměník [13] 34

35 5 PŘEHLED MOŽNÝCH ÚPRAV POŽÁRNÍ STŘÍKAČKY Požární sport dosáhl největšího progresu v posledních deseti až patnácti letech. Původně se závodilo s neupravenými požárními stříkačkami. Na začátku pořádání těchto závodů to nebylo nic neobvyklého a každé soutěžní družstvo se snažilo dokončit svůj požární útok, sestřelením terčů, vzdálených od základny 90 metrů. Útok, prováděný požární stříkačkou o obsahu motoru 1221 cm 3, dosahoval času okolo sekund od startu. V průběhu času se požární útok zrychloval. Závodníci byli rychlejší než stroj a většinou čekali na vodu. To bylo příčinou první úpravy motoru a čerpadla požární stříkačky. Úpravy prošly velkými změnami a v současnosti se výsledný čas útoku posunul na hranici 16 sekund. Nejrychlejší požární útok se odehrál na Extralize České republiky. Jeho hodnota je 15:77 a patří týmu Renmotor Jinolice. Obr. 5-1 Požární stříkačka RENMOTORU JINOLICE [25] Úpravy se nejčastěji provádí na motorové části. Dále se upravuje čerpadlo. Čerpadlo bývá někdy nahrazeno zcela novým typem a vyšším výkonem. Často dochází i k výměně karburátoru. Celkové úpravy musí však splňovat podmínky a normy jednotlivých soutěží. Není možná jakékoliv kombinace motoru. Vše je popsané v pravidlech požární soutěže. Největší úpravci požárních stříkaček na území české republiky jsou tři. Jedná se o pana Radka Vinckera z Hranic, Pana Ing. Karla Gábu a pana Kamila Nevřelu. Úpravy prováděné panem Nevřelou obsahuje příloha C. 35

36 5.1 Podmínky pro požární sport Stroj přenosná požární stříkačka s funkčními klouby a funkční klapkou. Kombinace motorů a čerpadel není možná! Stroj musí vizuálně odpovídat schválenému typu s výjimkami: 1. Ovládání plynu libovolné mechanické na směšovacím zařízení nebo na místě vyrobeném výrobcem. 2. Výfukové potrubí libovolné musí procházet vývěvou a musí vyúsťovat na původním místě, dle typu. 3. Na chladiči jsou povoleny úchyty na savice bez ostrých hran do max. výšky víčka chladiče. útok probíhá bez přetlakového ventilu [6] [20] Sací vedení 2 ks savic délka 2,5 metru bez tvarových podložek, se šroubením o průměru 110 mm 1 ks sací koš s funkčním zpětným ventilem (klapkou), min 2,5 závitu, maximální světlost oka je mm koš musí být našroubován na savici před ponořením do vody. Pokus je platný i tehdy, pokud upadne nenašroubovaný koš do vodního zdroje, nebo mimo něj a bude následně namontován nad hladinou vody, pokud se savice nedotkla hladiny vody. koš musí být našroubován po celou dobu pokusu (sání) i po vytažení z vodního zdroje savice se nesmí dotýkat země mimo základnu základna musí být vysoká 10 cm savicové spoje (savice-savice a savice-čerpadlo) nemusí být sešroubované podložka pod savice max. 10 mm silná bez výřezů povoluje se použití tzv. přechodky našroubované na sací hrdlo čerpadla [6] [20] Útočné vedení 1 ks rozdělovač s vřetenovým nebo kulovým uzávěrem (funkční) 2 ks proudnic C, průměr výstřikové hubice 12,4 mm 13,0 mm, délka proudnice max. 45 cm plošná míra hadic bude měřena jednotným přípravkem. minimální šíře: hadice C min. šířka 65 mm, hadice B min. šířka 100 mm. (širší hadice jsou povoleny) délka hadic min. 19 m 36

37 před položením hadic na základnu a provedením PÚ bude provedena kontrola: 1. šíře hadic 2. soutěžního stroje 3. ostatního materiálu v prostoru vymezeném pořadatelem (minimálně 2 2 m). při porušení ustanovení směrnice je družstvo diskvalifikováno pouze délka min. jedné libovolné hadice se bude měřit po skončení PÚ. Hadici určí rozhodčí na měření hadic, který na toto následně dohlíží. Při porušení ustanovení směrnice je družstvo diskvalifikováno. mezi ozuby spojek musí být prostor v šíři minimálně 1 mm nástřiková čára nesmí být vyšší než 2 cm, musí být vzdálená od terčů 5 m a terče vzdáleny od sebe také 5 m soutěžící nesmí překročit nástřikovou čáru, která je nedotknutelná nástřiková čára bude v průběhu soutěže snímána kamerou zajistí Rada ŽL zástupce jakéhokoli družstva je oprávněn požadovat ve sporných případech zhlédnutí videa z nástřikové čáry k jednoznačnému určení platnosti pokusu na tyto náměty bude brán zřetel do 10 min po skončení dané kategorie v případě, že materiál z kamery bude sporný, rozhodne Rada ŽL [6] [20] 5.2 Úprava motorové části PS - 12 Upravení motoru má hlavní vliv na celkový výkon požární stříkačky. Úpravou prochází hlavně hlava válců, sací a výfukové ventily, vačková hřídel, vložky válců, úprava nebo výměna ojnic a v některých případech i kliková hřídel. Těmito úpravami se výkon stroje zvyšuje až o několik desítek kw. Pro takto rozsáhlé úpravy je nejvhodnější nejnovější typ motoru označený jako Š a Š K, označený také jako TAZ Konstrukce těchto motorů je popsaná v kapitole výše. Křivka maximálního výkonu a točivého momentu se nachází v oblasti otáček motoru, kde jsou nejnižší. Díky této charakteristické vlastnosti jsou vhodné na úpravu právě tyto typy motorů. Celková cena úpravy se odvíjí od rozsahu prováděných úprav. Na výši ceny má zásadní vliv i to, kdo úpravu provádí. Úpravu lze provést i svépomocí, je ale nutné mít určité zkušenosti. Další možnost je zadat úpravu úpravci. Na trhu se nachází několik úpravců, kteří provádí celkové přestavby požárních stříkaček pro požární sport. Cena je samozřejmě vyšší. [21] 37

38 Poznámka: Již bylo zaznamenáno několik pokusů o kombinaci čerpadla požární stříkačky s jiným motorem např. motor Škoda Octavia 1.9 TDi. Celkový výkon vzrostl několikanásobně. Tato kombinace je však v rozporu s pravidly soutěží v požárním sportu. Jedná se totiž o viditelnou úpravu a to pravidla nepovolují. Požární stříkačka má v pravidlech předepsány pouze motory Škoda 1202, Škoda 1203 a TAZ Úprava sacích a výfukových kanálů, sacích a výfukových ventilů Hlava válců (je ze sériové výroby) a povrch sacích a výfukových kanálků má velmi vysokou drsnost povrchu a není dokonale tvarovaný. Rovněž i slícování kanálků hlavy válců a kanálků v sacím potrubí a výfukovém potrubí je nastaveno velmi nepřesně. Toto nesprávné sladění kanálků má za důsledek velké hydraulické ztráty, které vznikají při nasávání palivové směsi a při vyfukování spalin ze spalovacího prostoru motoru. Aby bylo dosaženo co nejmenších ztrát sáním a výfukem je za potřebí kanálky vyleštit a upravit tak aby se dosáhlo tvaru, podle dané charakteristiky motoru. Při úpravě kanálků je třeba upravit také ventily. Upravuje se přechod mezi dříkem ventilu a talířem. Povrch se musí velmi kvalitně vyleštit. U talíře ventilu se zaoblí jeho hrany. K dosažení lepších setrvačních sil v rozvodu může dojít i k celkovému odlehčení ventilu. Snížení ztrát je hlavním cílem této úpravy. [21] Při úpravě sacího ventilu a sacích kanálků vzrůstá objemová účinnost. Pokud by celý proces probíhal ideálním způsobem a to tak, že při výměně náplně válců by se nacházela na začátku cyklu ve spalovacím prostoru pouze čistá směs benzínu a vzduchu. Nedokonalostí ventilového rozvodu zůstává část výfukových plynů z předchozího cyklu ve spalovacím prostoru a průběh výměny plynu není tak dokonalý. Objemová (plnící) účinnost při procesu sání je měřítkem znázorňující kvalitu sání. Jedná se o poměr mezi teoretickým množstvím nasáté palivové směsi do spalovacího prostoru beze ztrát a mezi skutečně nasátým množstvím směsi do spalovacího prostoru. [21] Při dosáhnutí určitých otáček motoru dosahuje objemová účinnost rozmezí mezi 50 až 85%. Při snížení nebo zvýšení otáček dochází ke snížení účinnosti. [21] 38

39 Při maximální objemové účinnosti dosahuje motor otáček, při kterém má největší krouticí moment. Motor je naladěn na tyto otáčky a v okolí této oblasti se nachází ideální otáčky motoru. Úprava hlavy válců, délka a průměr ventilů a samozřejmě časování vačky určuje polohu maxima a průběh křivky. [21] Použitím přímé brusky tzv. "fortunky" se kanály hlavy s pastou potrubí leští. Lze použít jak elektrické tak i pneumatické brusky. Brousí se kotouči různých zrnitostí a pak se leští leštícím kotoučem. Stopkové technické frézy je potřeba tehdy, pokud je hlava válců z hliníkové slitiny. Na soustruhu nebo na brusce dosahujeme upravení ventilů. Ventil se po konci úpravy taktéž vyleští. [21] Upravení sacího filtru Odstranění prachu a nečistot ze vzduchu dosahujeme použitím filtru vzduchu. Jeho použití se zvyšuje schopnost provozu a životnost agregátu. Na prostředí, kde stroj vykonává svoji činnost, závisí obsah prachových částic ve vzduchu. Jedná se o desítky g/m 3 vzduchu. Při absenci filtru vzduchu se nasátý prach dostává do motorového oleje. V oleji může působit jako brusný prostředek a zanáší mazací kanály a olejové čističe. Sací filtr i přes svou funkci klade odpor nasávanému vzduchu. Snížením tohoto odporu můžeme dosáhnout použitím sportovního filtru, jehož filtrační papír klade minimální odpor vzduchu a je dostatečně tuhý. [1] U závodních požárních stříkaček je zapotřebí dosáhnout co nejmenšího odporu anebo jej úplně anulovat. Z tohoto důvodu u většiny stříkaček sací filtr není. Chybějící filtr může velmi ovlivnit životnost stroje Upravení vačkové hřídele a pružin ventilů Změnu otáčivého pohybu na posuvný nám umožňuje vačkový hřídel. Vačková hřídel je vyrobena jako odlitek a konečného tvaru je dosaženo obrobením na kopírovací brusce. Po dokončení této operace je třeba povrch vačkové hřídele tepelně upravit. Nejčastější úprava je kalení nebo nitridování. To je nutné, protože broušením na brusce dojde k odstranění tvrdé vrstvy na povrchu hřídele. Vačkové hřídele se mohou přebrušovat na větší úhel. Pokud je za potřebí větší úhel než je možné dosáhnout úpravou je potřeba vyrobit vačku zcela novou. [1] [21] 39

40 Při úpravě motoru se upravuje i časování ventilového rozvodu. Zvýšení úhlu otevření ventilu má za následek vzrůst krouticího momentu do vyšších otáček a posouvá se tak křivka objemové účinnosti. Časování rozvodu ovlivňuje celkovou charakteristiku motoru. V současnosti se užívá otevření sacího a výfukového ventilu mezi 230 až 260 otáčení vačkové hřídele. Při zvolené úpravě pro běžný provoz je tato hranice mezi 265 až 285 stupňů. Vačka s úpravou stupňů nad hranici 285 se užívá pouze na závodních motorech. Upravená vačková hřídel ovlivní zdvih ventilu a tím ovlivní množství směsi, které proudí do válce. Stejně tak působí při odvádění výfukových plynů z válce. [21] Použití upravené vačkové hřídele způsobuje větší tepelné zatížení, velmi stoupá spotřeba paliva a výrazně je ovlivněna životnost motoru. Je zapotřebí kvalitní chlazení agregátu a větší kvalita svíček. Vzrůstají nároky na údržbu. Při užití takto upravené vačkové hřídele je potřeba vyšší kompresní poměr. Výsledné zrychlení společně s hmotností všech částí je maximální silové namáhání. Toto namáhaní ukazuje, jak má být tuhá pružina. Při použití pružiny s malou tuhostí dochází k odskakování a může ovlivnit životnost dílů rozvodů. Pružina s velkou tuhostí má za následek zvýšení tření a tím dochází k opotřebování stykových ploch. [21] Úprava spalovacího prostoru motoru Úpravou spalovacího prostoru se rozumí zvýšení kompresního poměru. Tato úprava je nejjednodušší způsob, jak dosáhnout lepšího využití paliva a dosáhnout tak vyšší účinnosti motoru. Úpravou narůstá tlak a teplota na konci kompresního zdvihu pístu. Dochází k většímu indikování tlaku a tím se zvyšuje výkon motoru. Nevýhodou je přímo úměrně narůstající mechanické a tepelné zatížení. Kladný vliv je pouze na změnu regulace předstihu zapalování a použití paliva s vyšším oktanovým číslem. [21] Tvar a povrch ve spalovacím prostoru má velký vliv na detonační spalování. Proto dochází k odstranění všech ostrých hran a drsného povrchu, které detonační spalování zvyšují. Běžný kompresní poměr u motorů Škoda se doporučuje 10,5:1 až 11:1. Při těchto hodnotách nehraje roli, zda se jedná o hliníkovou nebo litinovou hlavu válců. Poměr nad 11,5:1 ovlivní životnost těsnění mezi hlavou a blokem tzv. těsnění pod hlavou. [21] 40

41 Výpočet kompresního poměru E Rovnice: 5.1 E= (E1/E2)+1 [-] E1 - objem válce E2 - objem spalovacího prostoru Úpravu dosedací plochy hlavy upravujeme podle výsledku výpočtu. Provedení této úpravy se provede na frézce anebo rovinné brusce. Hodnota snížení se pohybuje okolo 1,5 až 2 mm. [21] Úprava objemu spalovacího prostoru motoru Zvýšení objemu a zdvihu je nejnáročnější úprava. Je zapotřebí převrtat blok motoru pro uložení vložek válců. Dosažení vyššího zdvihu pístů se provádí úpravou klikové hřídele a to navařováním. Takto lze docílit ke zvětšení celkového objemu motoru. Změnou vrtání pak stejným tlak působí na větší plochu pístu než u původního vrtání. Tím je docílen vyšší krouticí moment a to při nižších otáčkách motoru. Dochází tak k menšímu tepelnému zatížení a zvyšuje se životnost motoru. Největší nevýhodou takové to úpravy je cena. [21] Vrtání válců se pohybuje rozmezí od 72 až po 84 mm, což už je krajní mez pro blok motoru Škoda 1203 nebo TAZ Při úpravě klikového hřídele na vyšší zdvih a to až na 100 mm a užitím kovaných ojnic s dříkem profilu ve tvaru H lze dosáhnout v kombinaci s vrtáním 84 mm až objemu motoru o hodnotě 2217ccm. Optimální je 2070 ccm. [7] Použitím kovaných ojnic (Obr. 5-2) s profilem dříku ve tvaru písmene H se odstranila slabina úpravy, která byla vyosení původních ojnic. Obr. 5-2 Ojnice s profilem H [7] 41

42 Tab. 2 - Kombinace zdvihu a vrtání a celkový obsah motoru [7] M-Š ccm V Z Červenou barvou jsou vyznačeny nejčastější úpravy motoru Možnosti karburátoru U požárních stříkaček jsou použity karburátory JIKOV o různých velikostech difuzérů. V technickém listu dodávaných k požární stříkačce je uvedeno, že karburátor už je nastaven z výroby a jakákoliv změna jeho nastavení má za následek zhoršení provozu a může ovlivnit životnost zařízení. Úpravy továrních karburátorů jsou bezvýznamné. Karburátor se tak neupravuje, jen v některých případech je nahrazen karburátory značky WEBER. (Obr. 5-3) [2] Celkové nastavení karburátoru závisí na několika faktorech: 1. zdvihový objem 2. vačková hřídel a její časování 3. stupeň komprese 4. celkové upravení hlavy válců 5. ostatní konstrukční parametry motoru [2] Obr. 5-3 Karburátor SEDR a WEBER [13] 42

43 5.2.7 Možnosti výfukového potrubí U požárních stříkaček se klade velký důraz na minimalizaci odporu výfukových plynů ve výfuku a to mnohem výrazněji, než u sacího potrubí. Při snížení odporu na minimum bude docházet k ideální výměně náplně spalovacího prostoru a tím bude dosáhnuto většího výkonu motoru. U požárních stříkaček se ve výfukovém potrubí nenachází žádný tlumič ke snížení hlučnosti, ani ostatní zařízení jako tomu je u běžných automobilů. U sériově vyráběných požárních stříkaček se ještě tlumič nacházel ve výfuku, ale při úpravě stříkačky se nahrazuje, přímým čtyřbodovým výfukem bez tlumiče. (Obr. 5-4) [7] Obr. 5-4 Výfukové potrubí čtyřsvodové, dvousvodové a jednobodové [13] 5.3 Úprava čerpadlové části PS - 12 Otáčky čerpadla jsou totožné s otáčky motoru, protože čerpadlo je napřímo spojeno s výstupním hřídelem motoru. Z tohoto důvodu úprava čerpadla velmi blízce souvisí s použitým motorem. Vhodnou kombinací lze využít plného výkonu motoru a nedojde tak k zahlcení čerpadla. Úpravou čerpadla rozumíme úpravu mezikusu, úpravu rozdělovače vody, úprava víka čerpadla úpravu rotoru a statoru čerpadla a úpravu vývěvy čerpadla. [22] Úprava mezikusu na dvě ložiska Jedná se o úpravu, u které se nijak nezmění výkon. Lze tak ale podstatně prodloužit životnost čerpadla. Mezikus sériové výroby (Obr. 5-5) má pouze jedno kuličkové ložisko drážkové hřídele. Toto ložisko zachycuje axiální síly od oběžného kola. Při zvýšení výkonu motoru a dílčích úprav na čerpadle je axiální síla velmi vysoká a dochází k většímu namáhání ložiska. To může vést až k zadření rotoru ve statoru 43

44 čerpadla. Úpravou mezikusu na dvě ložiska velmi napomáháme životnosti čerpadla a lepšímu rozložení axiální síly. [22] Obr. 5-5 Mezikus [13] Úprava rozdělovače vody Voda od statoru čerpadla prochází rozdělovačem vody s kulovými ventily ven ze stroje. V rozdělovači se nachází i zpětná klapka. U rozdělovače vody lze provést několik úprav. Některé tyto úpravy nelze určit pouhým pohledem a je velmi obtížné jejich určení přímo na soutěži. [7] V tělese rozdělovače se nachází ocelová zpětná klapka s gumovým těsněním (Obr. 5-6). Lze použít odlehčenou zpětnou klapku, která má menší odpor při proudění kapaliny. Tato klapka má o mnoho menší hmotnost oproti původní. Neusměrňuje ovšem proud kapaliny. To umožní usměrňovací zpětná klapka, která se užívá i navzdory zákazu. U závodních stříkaček je často klapka kontrolována rozhodčím soutěže a to přes otevřené kulové kohouty. [7] Obr. 5-6 Vložka rozdělovače, odlehčená klapka a usměrňovací klapka [13] Další možná úprava rozdělovače je vsazení kuželové vložky před levý výtokový kohout. Tím je zajištěn plynulý přechod kapaliny do útočného vedení a je minimalizování turbulence kapaliny. Za levým výtokovým kohoutem se nachází vývod. Sériově je dodáván vývod skloněn pod úhlem. Pro dosažení minimálního odporu kapaliny a lepšímu rozhození hadic při požárním útoku se nahrazuje, původní vývod, přímým vývodem (Obr. 5-7) osazeným půlspojkou B 75. [7] 44

45 Obr. 5-7 Přímý vývod [13] Úprava závitu na víku čerpadla Na víku čerpadla, vyrobeného z hliníkové slitiny, je závit s průměrem 130 mm. Jedna z možností úpravy je našroubování redukce na původní závit. Nainstalovaná redukce má upravený závit speciálně pro savice používané v požárním sportu. Druhá možnost úpravy spočívá v odstranění původního závitu a zhotovení nového závitu přímo na víku čerpadla (Obr. 5-8). Pod víko se umísťuje podložka, která vymezuje dosedací plochy. Tloušťka podložky je závislá na použití rotoru čerpadla a je vyrobena z hliníku nebo gumy. [7] Obr. 5-8 Upravené víko čerpadla [13] Úprava statoru a rotoru Sériově dodávané čerpadlo má drážky statoru broušeny na 14 mm a rotor má drážky v rozmezí mm. Úpravu drážek na větší rozměr musíme volit v ohledu na výkon stroje. Drážky se upravují pouze na statoru. Rotor se z velké části mění za nový, který je již předem zhotovený s drážkami s větší šířkou. Celková výměna se může týkat rovněž statorové části. V současné době se na trhu objevují statory odlité přímo pro konkrétní motory. Aby bylo správně zvolené čerpadlo, pro daný motor Je velmi důležité. Tato úprava je velmi závislá na zkušenostech se synchronizací čerpadla a motoru a proto je 45

46 mnohem lepší tuto úpravu provést v autorizované firmě, kterých je na trhu celá řada (Obr. 5-9). [7] Obr. 5-9 Rotor a stator PS 12 [13] 46

47 6 EKONOMICKÉ ZHODNOCENÍ ÚPRAV Cena úpravy požární stříkačky se odvíjí od nároků zákazníka. Je složena ze dvou částí. První část ceny je stanovena materiálovými požadavky na úpravu. Druhá část ceny je stanovena za provedené pracovní operace a práci spojenou s úpravou. Při úpravě, kterou se rozhodneme dělat svépomocí, můžeme ovlivnit hlavně druhou část ceny. Například při úpravě požární stříkačky na objem 1962 ccm je rozdíl ceny od úpravce a ceny při úpravě svépomocí okolo Kč. 47

48 7 POROVNÁNÍ TOVÁRNÍ A UPRAVENÉ POŘÁRNÍ STŘÍKAČKY PS 12 Při porovnávání v laboratorních podmínkách se provádí měření na motorové brzdě. Tímto měřením jsou výsledkem přímo výkonové parametry měřeného stroje a to při zátěži. Pro upravený závodní stoj je jeho výkon jeden z hlavních parametrů. Porovnání stříkaček pro moji bakalářskou práci však bylo provedeno jiným způsobem. Z důvodu uplatnění požární stříkačky v disciplíně požárního sportu bylo porovnání vyhodnoceno pomocí nasimulovaného požárního útoku. Pro tuto simulaci bylo využito útočné vedení ve složení 2 x B75 a 4 x C52 2 x savice a sací koš. Nalévání čerpadla a obsluhu stříkačky vykonávali stejné osoby, aby se snížil vliv lidského faktoru. Pro měření byly vybrány dvě stříkačky. Jedna tovární zcela bez úprav a druhá upravená na objem 1980 cm 3. Tovární požární stříkačka PS12-R1 a s tímto příslušenstvím: - stroj s motorem Škoda 776 (1221 cm3), č.m. * * - savice pružná, průhledná o délce 2,5 m a průměru 110 mm - koš laminátový, sportovní, se zpětnou klapkou - hadice sportovní - 2 x B75-4 x C52 - proudnice sportovní C52 - káď s 1000 litry vody Upravená požární stříkačka PS 12-R1 S původním motorem Škoda K č.m. * *. Na stříkačce byly provedeny následující úpravy: Motor - Škoda K po kompletní generální opravě se zvýšeným zdvihovým objemem z 1433 na 1962 cm 3 - snížená hlava válců, vyleštění sacích kanálků, sportovní vačkový hřídel, seřízení karburátoru na motorové brzdě - čtyřsvodový výfuk Čerpadlo - rozbroušení statoru pro oběžné kolo 16,5/230 mm, úprava mezikusu na dvě ložiska, úprava závitu na víku čerpadla - přímý vývod B75, odlehčená zpětná klapka 48

49 Při měření bylo čerpadlo zavodněno způsobem narážení za pomocí jedné savice sešroubované se sacím košem a druhé savice spojené na jedné straně s víkem čerpadla požární stříkačky. Zdroj vody byla hasičská káď o objemu 1000 litrů. Při měření byl již stroj nastartován a otáčky již byly nepatrně zvýšené. Požární stříkačky měli teplotu 80 C. Ve chvíli, kdy voda byla dopravena do čerpadla, začala vytékat pravým kohoutem rozdělovače vody. V tuto chvíli byla páka plynu přesunuta do krajní polohy a pravý kohout uzavřen. Tímto okamžikem se začalo měřit až po výstřik vody z proudnic. Z naměřených hodnot časů zásahu terče lze vidět rozdíl mezi tovární a upravenou stříkačkou. U stroje s velmi rozsáhlou úpravou motoru a čerpadla je dosažený čas až poloviční než naměřený čas u tovární stříkačky. Proto má rozsáhlá úprava motoru a čerpadla požární stříkačky, při požárním sportu, zásadní vliv na výsledný čas útoku. Obr. 7-1 PS 12 - tovární stříkačka Obr. 7-2 PS 12 - upravená stříkačka 49