מערכת שמן סיכה : הנושא

Comments

Transcription

מערכת שמן סיכה : הנושא
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע )‪(1985-2009‬‬
‫הנושא‪ :‬מערכת שמן סיכה‬
‫)א( הסבר בעזרת שרטוט את פעולת המערכת לסיכת צילינדרים במנוע ראשי של אונייה )בעל‬
‫ראש צלב(‪) .‬ב( האם מורכבות טבעות שמן על בוכנות מסוג זה? נמק תשובתך‪] .‬חורף ‪,2009‬‬
‫דומה לקיץ ‪[2008‬‬
‫א‪.‬‬
‫במנועי ראש צלב מורכבים סביב שרוול צילינדר משמנים )‪ ,(quills‬המספקים שמן בלחץ דרך‬
‫קדחים בשרוול אל חריצי שימון בדופן הפנימית‪ .‬המשמנים מסודרים במפלס אחד או יותר סביב‬
‫הצילינדר‪ ,‬והם למעשה שסתומים אל חוזרים‪ .‬השמן המוזרק לחריצי השימון בדופן הפנימית של‬
‫השרוול נמרח על ידי טבעות הדחיסה תוך כדי תנועת הבוכנה‪.‬‬
‫אספקת השמן למשמנים של כל אחד מהשרוולים נעשית על ידי לובריקטור נפרד‪ ,‬שהוא מעין‬
‫משאבה בוכנאית בעלת ספיקה משתנה‪ .‬הכמות המסופקת מדודה‪ ,‬והיא ניתנת לכיוון תוך כדי‬
‫פעולת המנוע בהתאם לעומס הפועל עליו‪ .‬רוב השמן נשרף‪ ,‬והשאריות ניגרות אל הדיאפרגמה‬
‫ומנוקזות למכל שמן מלוכלך‪.‬‬
‫לשיטת סיכה זו יתרון‪ ,‬מפני שאפשר להשתמש בשמן סיכה שונה‪ ,‬המותאם במיוחד לתנאי‬
‫הטמפרטורה הגבוהים השוררים בצילינדר ולהשפעה הקורוזיבית של גזי השריפה‪.‬‬
‫מערכת השמן לסיכת הצילינדרים מורכבת ממכל יומי‪ ,‬המספק שמן אל תיבת לובריקטורים )מעין‬
‫משאבת הזרקה טורית או רדיאלית(‪ .‬הלובריקטורים מונעים על ידי מנוע חשמלי או מנוע‬
‫הידראולי‪ .‬הספיקה של הלובריקטורים ניתנת לוויסות אוטומטי בהתאם לעומס המנוע או בצורה‬
‫ידנית )למשל כשרוצים להגדיל את כמות השמן בתקופת ההרצה של שרוול צילינדר חדש(‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫בוכנות של מנועי ראש צלב אינן מצוידות בטבעות שמן‪ .‬במנועים בוכנאיים פשוטים ניתז שמן‬
‫ממסבי הטלטלים אל הדופן הפנימית של הצילינדר‪ ,‬וטבעות השמן מורחות כמות מדודה של‬
‫שמן על השרוול כשהבוכנה נעה מעלה וגורפות עודף שמן כשהבוכנה נעה למטה‪ .‬במנועי ראש‪-‬‬
‫צלב‪ ,‬לעומת זאת‪ ,‬החלק התחתון של הצילינדר‪ ,‬המשמש כחלל אוויר שטיפה‪ ,‬מופרד מבית גל‬
‫הארכובה על ידי מחיצת מתכת )דיאפרגמה(‪ .‬לכן אין קשר בין חלל בית גל הארכובה לשרוול‬
‫הצילינדר‪ .‬צורת מבנה זו מחייבת התקנת מערכת סיכה נפרדת לשרוולי הצילינדרים‪ .‬לשיטה זו‬
‫יתרון‪ ,‬משום שאפשר להשתמש בשמן צילינדרים מיוחד‪ ,‬המתאים לתנאי עבודתם המיוחדים‬
‫)טמפרטורות עבודה גבוהות והצורך לנטרל את החומצות הנוצרות בצילינדר במהלך השריפה‪(.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫תאר בקצרה מערכת לשימון הבוכנות והתותבים )‪ (cylinder oil‬במנוע ראשי גדול‪ .‬מה הצורך‬
‫במערכת שימון נפרדת לצילינדרים? לאלו תוצאות תצפה במקרה של שימון יתר או בחסר? ]קיץ‬
‫‪[2008‬‬
‫במנועי ראש‪-‬צלב מבודדים הצילינדרים מבית גל הארכובה והמנוע מצויד במערכת סיכת שרוולים‬
‫נפרדת‪ ,‬המספקת כמות שמן קצובה לכל צילינדר‪ .‬השמן לסיכת השרוולים הוא בעל תכונות‬
‫המנטרלות את החומצות הנוצרות בשריפה‪ ,‬ומאחר שתכונות אלה אובדות תוך כדי שימוש‪ ,‬אין‬
‫משתמשים פעם נוספת בשמן זה‪ .‬רוב השמן נשרף בצילינדר יחד עם הדלק‪.‬‬
‫במנועי ‪ Sulzer RTA‬כל צילינדר מצויד בשתי שורות של חורי שימון‪ ,‬הקדוחים בחלקו העליון של‬
‫הצילינדר‪ ,‬כשבכל שורה שישה‪-‬שמונה חורים‪ .‬משאבות בוכנאיות מיוחדות‪ ,‬בעלות ספיקה משתנה‪,‬‬
‫מספקות את השמן בכמות מדודה אל משמנים )לובריקטורים(‪ ,‬המחוברים לנקודות הסיכה על‬
‫השרוול‪ .‬הלובריקטורים הם‪ ,‬למעשה‪ ,‬שסתומים אל‪-‬חוזרים‪ ,‬המונעים חדירת גזי שריפה מן הצילינדר‬
‫אל מערכת הסיכה‪ .‬פיזור השמן נעשה על ידי תעלות סיכה‪ ,‬המעובדות בדופן השרוול ופונות בזווית‬
‫מטה‪ ,‬ועל ידי טבעות הבוכנה‪ ,‬המורחות את השמן לאורכו של השרוול‪.‬‬
‫כדי להשיג סיכה יעילה‪ ,‬צריכים הלובריקטורים להזריק שמן לרווח שבין הטבעות העליונות של‬
‫הבוכנה כשהיא בנמ"ע‪ .‬במנועי ‪ Sulzer‬מצויידים הלובריקטורים באקומולטור‪ ,‬מעין מצבר לחץ‪,‬‬
‫הדוחף את שמן הסיכה לרווח שבין הטבעות רק כאשר הלחץ בצילינדר נמוך יחסית ומתחת לחץ‬
‫האספקה של שמן הסיכה‪ :‬בזמן השטיפה‪ ,‬כשהבוכנה מתחת הלובריקטורים‪ ,‬ובסוף הדחיסה‪,‬‬
‫כשהבוכנה מעל הלובריקטורים‪ .‬ביתר חלקי המחזור‪ ,‬כששורר בצילינדר לחץ גבוה‪ ,‬אספקת שמן‬
‫לסיכת השרוול נפסקת‪.‬‬
‫ספיקת המשאבות מותאמת לעומס על המנוע‪ ,‬והיא נשלטת באופן אוטומטי בהתאם לכמות הדלק‬
‫המוזרקת‪ .‬בנוסף לכך‪ ,‬ניתן לשנות את כמות השמן לכל צילינדר בנפרד‪ ,‬למשל להגדיל את הכמות‬
‫לאחר החלפת שרוול בתקופת ההרצה שלו‪.‬‬
‫סיכת שרוולים בלתי‪-‬מספקת תגרום לתוצאות הבאות‪ :‬שחיקה מוגברת של טבעות הבוכנה‬
‫והשרוולים‪ ,‬בריחת גזי שריפה בין הטבעות והשרוול‪ ,‬קורוזיה של השרוולים‪ ,‬התחממות יתר מקומית‬
‫של השרוול והבוכנה‪ ,‬פגימת שטחי ההחלקה והיתפסות בוכנה‪.‬‬
‫סיכת‪-‬יתר תגרום לתוצאות הבאות‪ :‬היווצרות משקעי פיח‪ ,‬היתפסות טבעות הבוכנה בחריציהן‪,‬‬
‫הישברות טבעות בוכנה ודליפת גזים‪ ,‬זיהום מערכת הפליטה וחלל השטיפה בשמן )דבר העלול‬
‫בתנאים מסוימים לגרום להתלקחות שריפה במאסף אוויר שטיפה(‪.‬‬
‫שרטט סכמה של מערכת השמן עם ההסתעפויות הצדיות ותפקידיהן במנוע ראשי מסוג ראש‬
‫צלב‪ .‬מהן המטלות של מערכת השימון במנוע? ]קיץ ‪[2007‬‬
‫המערכת המוצגת בשרטוט היא של מנוע ‪ .Sulzer RTA‬לא מופיעים בשרטוט מכל השמן שמתחת‬
‫למנוע והאביזרים המחוברים אליו )צינור מילוי‪ ,‬צינור מדידת גובה שמן‪ ,‬צינור אוורור‪ ,‬צינורות אל‬
‫מפריד השמן וממנו(‪ .‬לחץ המערכת ‪ .4 bar‬לפין ראש הצלב מחוברים שני צינורות מפרקיים‪ .‬דרך‬
‫אחד מסופק שמן בלחץ מוגבר למסב ראש הצלב והזחלנים ולמסב טלטל תחתון‪ .‬דרך השני מסופק‬
‫שמן לקירור הבוכנה‪ .‬שימון הצילינדרים נעשה על ידי מערכת נפרדת‪.‬‬
‫תפקידי מערכת השמן של מנוע ראש‪-‬צלב‪:‬‬
‫א‪ .‬הקטנת החיכוך והשחיקה של המסבים‪ ,‬גלגלי השיניים והינע השרשרת‪.‬‬
‫ב‪ .‬קליטת חום מן המסבים ומהחלקים הנעים האחרים איתם השמן בא במגע‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מניעת קורוזיה של חלקי המנוע הפנימיים‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫קירור הבוכנות‪.‬‬
‫ה‪ .‬הפעלת מנגנונים הידראוליים‪ ,‬כגון וסת מהירות הידראולי‪ ,‬סרוו‪-‬מוטור הידראולי להפיכת‬
‫כיוון סיבוב וכו'‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫מערכת שמן סיכה של מנוע ראש‪-‬צלב ‪Sulzer RTA‬‬
‫למטען טורבו‬
‫משאבות הגברת לחץ‬
‫מצנן שמן מנוע‬
‫לקירור‬
‫הבוכנה‬
‫ברז דגימות שמן‬
‫למסב ראש הצלב‬
‫והזחלנים ולמסב טלטל‬
‫תחתון )‪(12 bar‬‬
‫מסנני ניקוי עצמי‬
‫למסבי גל פיקות וגג"ש‬
‫שסתום בקרת טמפ'‬
‫מד‪-‬לחץ‪ ,‬חיישן‬
‫התרעה‪ ,‬חיישן‬
‫הדממה ל"נ‬
‫למסב ראשי גל ארכובה‬
‫צינור חלוקה לכל‬
‫הצילינדרים‬
‫משאבות ראשיות‬
‫מסנני יניקה‬
‫יניקה ממכל השמן‬
‫מתחת למנוע דרך‬
‫מסנן רשת גס‬
‫באיור לשאלה מוצגת מערכת שימון של מנוע דיזל באנייה‪ .‬חלקים ‪ 1-10‬הם רכיבים של מערך האספקה‬
‫של השמן‪ .‬חלקים ‪ A, B, C, D‬הם רכיבים במערך הכנת השמן‪) .‬א( מדוע יש הבדל באורך של שני‬
‫הצינורות שבתוך מכל האגירה )חלק מס' ‪ ,(1‬המסומנים ב‪ a-‬וב‪) .b-‬ב( לחץ השמן במצנן )חלק מס' ‪(8‬‬
‫חייב להיות גבוה יותר מלחץ מי הים‪ .‬הסבר מדוע‪) .‬ג( מהו תפקידו של חלק מס' ‪] ?11‬קיץ ‪[2005‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫א‪.‬‬
‫צינור היניקה של משאבת המפריד הצנטריפוגלי )‪ (a‬ארוך יותר‪ ,‬כדי שזו תשאב את השמן יחד‬
‫עם כל משקעי הלכלוך ו‪/‬או המים המצטברים בתחתית המכל‪ .‬צינור היניקה של משאבת השמן‬
‫הראשית )‪ (b‬קצר יותר‪ ,‬כדי שהמשאבה לא תשאב משקעי לכלוך ומים אל המערכת‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫לחץ מי הים )או המים המתוקים( המקררים את השמן צריך להיות נמוך מלחץ שמן הסיכה‪ ,‬כדי‬
‫שלא תהיה חדירת מים למערכת הסיכה אם אחד מצינורות המצנן נסדק או אינו אוטם‪ .‬במקום‬
‫שמערכת שמן הסיכה תוצף במי‪-‬ים‪ ,‬המנוע יאבד שמן אל מערכת הקירור‪ ,‬והדבר יובחן על פי‬
‫ירידת מפלס גובה השמן במכל הניקוז מתחת למנוע‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫חלק ‪ 11‬הוא צינור ניקוז‪ ,‬המצוייד במסנן רשת גס‪ ,‬המנקז את השמן מהיצוע אל מכל הניקוז‬
‫מתחת למנוע‪ .‬השמן ניגר ליצוע ממסבי ראש הצלב‪ ,‬ממסבי הטלטלים‪ ,‬מהמסבים הראשיים‬
‫ומהינע השרשרת או גלגלי השיניים המניעים את גל הפיקות‪.‬‬
‫במנועי דיזל של שתי פעימות שיש להם ראשי צלב‪ ,‬הפועלים בעומסים גבוהים ובמהירויות סיבוב‬
‫נמוכות‪ ,‬משתמשים בשימון הידרודינמי‪) .‬א( הסבר מהו שימון הידרודינמי‪) .‬ב( הסבר מהו מצב‬
‫של שימון הידרודינמי גבולי ובאלו מקומות במנוע נוצר מצב כזה מדי פעם‪) .‬ג( ציין ארבע מטרות‬
‫עיקריות שיש לשימון הצילינדר‪] .‬קיץ ‪[2004‬‬
‫א‪.‬‬
‫במסבי החלקה בעלי סיכה הידרודינמית מפרידה בין שטחי המיסוב שכבת שמן דקה‪ ,‬הקראת‬
‫"יתד שמן"‪ .‬התנועה הסיבובית של הציר בתוך המסב יוצרת בתנאים מסויימים אפקט שאיבה‪,‬‬
‫וכתוצאה מכך נבנית במרווח שבין הציר והמסב יתד שמן‪ .‬השמן מסופק למסב על ידי משאבת‬
‫שמן בלחץ נמוך יחסית )‪.(1.5-6 bar‬‬
‫יתד השמן נוצרת אך ורק תוך הסתובבות הציר‪ .‬השמן מסופק בלחץ ‪ 1.5-6 kg/cm2‬ממערכת‬
‫הסיכה‪ ,‬בדרך כלל מצידי המסב לאורך קו הציר האופקי‪ .‬כאשר הציר במנוחה‪ ,‬נוגעים שני שטחי‬
‫המיסוב זה בזה‪ .‬עם התחלת סיבובו של הציר הוא מטפס על דופן המסב‪ ,‬בשל כוח החיכוך‪,‬‬
‫ושכבת שמן אחת נדבקת לציר ואחת לקסווה‪ .‬גם למרווח דמוי היתד שבין משטחי ההחלקה‬
‫נלחצת שכבת שמן דקה‪ ,‬היוצרת סיכה דקה‪ .‬עם עליית מהירות הציר גדלה כמות השמן‬
‫הנלחצת בין המשטחים‪ ,‬וזאת משום שהציר פועל כמשאבת שינוי נפח‪ ,‬הבונה לחץ מסוים ביתד‬
‫השמן‪ .‬עלייה נוספת של מהירות הציר גורמת להגדלת הלחץ שבין השכבות‪ ,‬כך ששמן הסיכה‬
‫יכול לשאת את כל העומס הפועל על הציר‪ .‬במצב זה הציר מתחיל לרחף ולחץ השמן דוחף אותו‬
‫כלפי הצד השני‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫שכבת שמן המפרידה לחלוטין בין שטחי המתכת נקראת שכבה עבה‪ .‬עובי שכבת השמן‬
‫במסבים של מנועים הוא כמה אלפיות המילימטר כאשר הציר מסתובב במהירותו הנקובה‪ .‬אם‬
‫יורדת מהירות הציר‪ ,‬אם פוחתת צמיגות השמן או אם גדל הלחץ על המסב‪ ,‬קטן עובי שכבת‬
‫השמן עד ששוב נוצר מגע בין שני השטחים המתכתיים‪ ,‬אך העומס העיקרי מוסיף להיתמך על‬
‫שכבת השמן‪ .‬מצב זה נקרא סיכה גבולית )‪ (boundary lubrication‬או סיכה בלתי‪-‬מושלמת‪,‬‬
‫ובה מתקיימת מידה מסוימת של שחיקה‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫לסיכת שרוול הצילינדר מספר תפקידים‪:‬‬
‫‪ .1‬להקטין את החיכוך בין טבעות הבוכנה לשרוול על ידי בניית שכבת שמן דקה ורצופה‪.‬‬
‫‪ .2‬לאטום את המעבר בין הטבעות לשרוול הצילינדר‪ ,‬כדי למנוע בריחת גזים ואוויר דחוס‪.‬‬
‫‪ .3‬לנטרל את ההשפעה הקורוזיבית של מוצרי השריפה‪ ,‬ועל ידי כך להגן על השרוול‪,‬‬
‫הבוכנה והטבעות מפני קורוזיה‪.‬‬
‫‪ .4‬לסלק משקעי פיח‪ ,‬כדי למנוע היתפסות טבעות הבוכנה ולשמור על ניקיון המנוע‪.‬‬
‫‪ .5‬להוליך חום מטבעות הבוכנה אל השרוול מבלי להישרף‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫הסבר כיצד מכוונים את הלחץ ואת הטמפרטורה של הנוזלים הבאים במנוע של אנייה‪) :‬א( שמן‬
‫הסיכה )ב( מי הקירור )ג( דלק‪] .‬קיץ ‪[1999‬‬
‫א‪.‬‬
‫כיוון לחץ שמן הסיכה נעשה באמצעות שסתום ויסות‪ ,‬המורכב במקביל למשאבת השמן‬
‫הראשית‪ .‬ניתן להקשיח או לרפות את קפיץ השסתום להשגת לחץ העבודה הרצוי‪ .‬במקרה של‬
‫לחץ יתר‪ ,‬פורק השסתום את עודף הלחץ בחזרה ליניקת המשאבה‪ .‬במנועים בינוניים ואיטיים‬
‫ניתן להרכיב שסתום ויסות גם במקביל לקו חלוקת השמן הראשי במנוע עצמו‪.‬‬
‫כיוון טמפרטורת שמן הסיכה של המנוע נעשה באמצעות שסתום בקרה תלת‪-‬דרכי )תרמוסטט(‪,‬‬
‫השולט על כמות השמן שתעבור דרך המצנן‪ .‬אם השמן קר מדי‪ ,‬פותח השסתום מעבר לקו עוקף‬
‫מצנן‪.‬‬
‫מחליף חום‬
‫שסתום ויסות לחץ‬
‫שסתום בקרה‬
‫תלת‪-‬דרכי‬
‫)תרמוסטט(‬
‫משאבה‬
‫כיוון טמפרטורת שמן הסיכה‬
‫כיוון לחץ שמן סיכה‬
‫תאר באמצעות תרשים כיצד מתבצעת אחת מתוך שלוש הפעולות הבאות‪) :‬א( סיבוב הטובלן של‬
‫משאבת "בוש" סביב צירו כאשר המשאבה פועלת‪) .‬ב( ניקוי מסנן שמן )יחיד( בעת פעולתו‬
‫)זרימת שמן דרכו(‪) .‬ג( סיכה של תותב צילינדר במנוע שאין בו מזרקי סיכה לתותב‪] .‬קיץ ‪[1999‬‬
‫א‪.‬‬
‫סיכת הצילינדר במנוע בוכנאי פשוט נעשית בהתזה‪ .‬שמן היוצא‬
‫ממסבי גל הארכובה והטלטלים פוגע בחלקים הנעים )טלטלים‪,‬‬
‫לחיי ארכובות( וניתז על החלק התחתון של דפנות הצילינדרים‪.‬‬
‫טבעות השמן שעל הבוכנות גורפות את עודף השמן תוך כדי‬
‫תנועתן מטה ומורחות שכבת שמן דקה על הצילינדר תוך כדי‬
‫תנועתן מעלה‪ .‬השמן נמרח עד לנקודה הגבוהה ביותר אליה‬
‫מגיעה טבעת השמן העליונה כשהבוכנה בנמ"ע‪.‬‬
‫סיכת טבעות הדחיסה והחלק העליון של שרוול הצילינדר‬
‫נעשית על ידי פעולת השאיבה של טבעות הדחיסה עצמן‪ .‬שינוי‬
‫הנפח והשאיבה מתאפשרים כתוצאה מהתנועה האנכית מעלה‬
‫ומטה של הטבעות בתוך החריצים שלהן בתחילת מהלך‬
‫הבוכנה מעלה ובתחילת מהלך הבוכנה מטה‪ .‬טבעת הדחיסה‬
‫התחתונה שואבת את השמן מדופן שרוול הצילינדר אל החלל‬
‫שבגב הטבעת ואחר כך סונקת אותו החוצה שוב אל דופן‬
‫הצילינדר בצידה העליון‪ .‬טבעת הדחיסה שמעליה מבצעת‬
‫אותה פעולה‪ ,‬וכך השמן עובר על פני שרוול הצילינדר מטבעת‬
‫דחיסה אחת לשניה עד אשר הוא מגיע לטבעת העליונה‪.‬‬
‫במקום זה השמן נשרף יחד עם הדלק‪ .‬זו הסיבה מדוע כל מנוע‬
‫צורך שמן סיכה‪ ,‬גם כשהוא חדש ותקין לגמרי‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫סיכת הצילינדר במנוע בוכנאי‬
‫פשוט‬
‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫)א( הסבר בעזרת שרטוט את פעולת המערכת לסיכת צילינדרים במנוע ראשי של אנייה )בעל‬
‫ראש צלב(‪) .‬ב( האם מורכבות טבעות שמן על בוכנות מנוע מסוג זה? נמק תשובתך‪] .‬קיץ ‪[1998‬‬
‫א‪.‬‬
‫סיכת הצילינדרים במנוע ראש‪-‬צלב נעשית על ידי מערכת שימון נפרדת‪ .‬סביב הצילינדר קדוחים‬
‫שישה עד שמונה קדחים‪ ,‬אליהם מחוברים משמנים )‪ .(lubricators‬כל המשמנים של אותו‬
‫צילינדר מקבלים אספקת שמן בלחץ ממשאבה בוכנאית בעלת ספיקה משתנה‪ ,‬המונעת על ידי‬
‫פיקה‪ .‬המשאבה מספקת למשמנים כמות מדודה של שמן‪ ,‬אשר מוזרקת על טבעות הבוכנה‪,‬‬
‫ונשרפת בסופו של דבר עם הדלק בצילינדר‪ .‬המשמן מצויד בשסתום חד‪-‬כיווני‪ ,‬המונע חדירת‬
‫גזי שריפה או אוויר דחוס אל מערכת השימון‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫במנועים מסוג זה לא מורכבות טבעות שמן‪ ,‬משום שכמות השמן המסופקת על ידי‬
‫הלובריקטורים היא מדודה‪ ,‬ונשרפת בסופו של דבר יחד עם הדלק‪ .‬במנוע בוכנאי פשוט הטבעות‬
‫גורפות את עודף השמן מן השרוול‪ ,‬והוא ניגר חזרה לאגן השמן‪.‬‬
‫לובריקטור‬
‫שרוול‬
‫הצילינדר‬
‫משאבת שמן בעלת ספיקה משתנה‬
‫תרשים סכמתי של מערכת סיכת צילינדרים‬
‫הסבר כיצד מבצעים כל אחת מהפעולות הבאות‪) :‬א( הורדת ספיקת הקיטור בדוד גזי פליטה‬
‫)שיטה אחת(‪) .‬ב( הפסקת פעולת צילינדר אחד בלבד במנוע דיזל ימי‪) .‬ג( העלאת לחץ שמן‬
‫במנוע‪) .‬ד( הורדת טמפרטורת מי הקירור של המנוע‪] .‬קיץ ‪[1997‬‬
‫ג‪.‬‬
‫העלאת לחץ השמן של המנוע נעשית על ידי הקשחה נוספת של הקפיץ בשסתום ויסות הלחץ‪.‬‬
‫אם המשאבה היא משאבה חשמלית חיצונית‪ ,‬השסתום נמצא במקביל אליה‪ ,‬ופורק את עודף‬
‫הלחץ ליניקת המשאבה‪ .‬שסתום זה משמש גם כשסתום ביטחון‪ .‬אם המשאבה היא משאבה‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 6‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫פנימית‪ ,‬השסתום מורכב בקצה צינור השמן הראשי בתוך המנוע‪ ,‬והוא פורק את עודף הלחץ‬
‫לאגן השמן‪ .‬ראה שרטוט בעמ' ‪.1‬‬
‫הסבר בעזרת מתווה כל אחת מהפעולות הבאות‪) :‬א( סיכת צילינדרים במנוע בלי משמני צילינדר‬
‫)‪) .(lubricators‬ב( סיכת פין הבוכנה‪) .‬ג( סיכת מסבי הנדנדים‪] .‬קיץ ‪[1997‬‬
‫א‪.‬‬
‫ראו תשובה לשאלה מקיץ ‪.1999‬‬
‫ב‪.‬‬
‫פין הבוכנה במנועים בינוניים הוא צף מלא‪ .‬מסב פין הבוכנה הוא מסב החלקה‪ ,‬המקבל אספקת‬
‫שמן בלחץ מהמסב התחתון של הטלטל דרך קדח בטלטל עצמו‪ .‬מאחר שהפין אינו מסתובב‪,‬‬
‫אלא נע בתנועת קשת‪ ,‬לא נוצרת בו סיכה הידרודינמית ויש צורך לספק שמן בלחץ לכל שטחי‬
‫המיסוב ובמיוחד לצד התחתון של המסב‪ .‬הפין חלול ומצויד במספר קדחים‪ ,‬דרכם מתפלג השמן‬
‫למסב פין הבוכנה ולשטחי המיסוב בבוכנה‪ .‬קיימים פינים המצויידים בתותב פנימי‪ ,‬המחלק את‬
‫השמן לנקודות הסיכה‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מסבי הנדנדים הם מסבי החלקה‪ .‬אספקת השמן מגיעה אל ציר הנדנדים באמצעות צנרת‬
‫חיצונית או דרך מעברים פנימיים בתושבת הנדנד‪ .‬ציר הנדנדים חלול ואטום משני צדדיו‪ ,‬והשמן‬
‫מתפלג אל מסב ההחלקה דרך מספר קדחים רדיאליים‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 7‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫שרטט תרשים של מערכת שמן חיצונית ופנימית של מנוע דיזל ימי‪ ,‬ראשי או עזר‪ ,‬לפי בחירתך‪.‬‬
‫)ציין את סוג המנוע שבחרת‪ (.‬הסבר את אופן סיכת החלקים וכיצד ניתן לבצע שינוי בלחץ השמן‪.‬‬
‫שרטט את המנגנון המיועד לכך‪] .‬קיץ ‪[1992‬‬
‫המערכת המתוארת היא של מנוע עזר בעל מהירות בינונית‪.‬‬
‫למסבי הנדנדים והשסתומים‬
‫לגלגלי שיניים‬
‫למסב פין‬
‫בוכנה‬
‫ולקירור‬
‫הכתר‬
‫למטען טורבו‬
‫למסבי גל פיקות ומשאבות‬
‫הזרקה‬
‫מסנן כפול‬
‫מצנן שמן‬
‫סיכת מסב הנדנד‬
‫קו חלוקה ראשי‬
‫משאבת שמן‬
‫מסנן רשת‬
‫גס באגן‬
‫השמן‬
‫שסתום ויסות לחץ‬
‫שמן‬
‫משאבת פריימינג‬
‫שרטוט סכמתי של סיכת פין הבוכנה במנוע בינוני‬
‫אופן סיכת החלקים‬
‫‪ .1‬מסבים ראשיים ‪ -‬השמן מסופק מצינור החלוקה הראשי דרך צינורות נפרדים אל המכסים‬
‫העליונים של המסבים‪.‬‬
‫‪ .2‬מסב טלטל ‪ -‬השמן מסופק מהמסב הראשי דרך קדח בגל הארכובה‪.‬‬
‫‪ .3‬מסב פין בוכנה ‪ -‬השמן מסופק ממסב הטלטל דרך קדח בטלטל‪.‬‬
‫‪ .4‬מסבי גל פיקות‪ ,‬נדנדים‪ ,‬משאבות הזרקה ‪ -‬השמן מסופק בצינורות ומעברים פנימיים‬
‫מצינור החלוקה הראשי‪.‬‬
‫‪ .5‬שרוולי הצילינדרים ‪ -‬התזת שמן מהמיסבים הראשיים ומסבי הטלטלים‪.‬‬
‫‪ .6‬גלגלי שיניים ושרשראות ‪ -‬נחירי התזה‪ ,‬המקבלים אספקת שמן בלחץ מצינור החלוקה‬
‫הראשי‪.‬‬
‫‪ .7‬קירור בוכנות ‪ -‬סליל קרור היצוק בכתר ומקבל אספקת שמן ממסב פין הבוכנה; או צינור‬
‫טלסקופי‪ ,‬דרכו מסופק שמן לחלל בין הכתר לחצאית; או התזת שמן ממסב פין הבוכנה‬
‫על צידו הפנימי של כתר הבוכנה‪.‬‬
‫‪ .8‬מסבי טורבינה ‪ -‬אספקה בלחץ‪ ,‬על פי רוב דרך נחיר הצערה‪ ,‬מצינור החלוקה הראשי‪.‬‬
‫‪ .9‬משאבת הזרקה ‪ -‬אספקה בלחץ דרך צינורות ומעברים פנימיים מצינור החלוקה הראשי‪.‬‬
‫שינוי לחץ השמן‬
‫נעשה באמצעות שסתום ויסות לחץ‪ ,‬המורכב במקביל לצינור חלוקת השמן הראשי במנוע‪ .‬הכיוון‬
‫נעשה על ידי הקשחה או הרפיית קפיץ השסתום‪ ,‬והוא פורק את עודף הלחץ לאגן השמן‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 8‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫בורג כיוון‬
‫פריקת לחץ‬
‫לאגן השמן‬
‫צינור חלוקת שמן ראשי‬
‫שרטוט סכמתי של שסתום כיוון לחץ שמן מנוע‬
‫הסבר בעזרת מתווים את המערכות של מנוע דיזל ימי ראשי האלה‪) :‬א( מערכת קירור‪) .‬ב(‬
‫מערכת שימון‪] .‬קיץ ‪[1991‬‬
‫ב‪.‬‬
‫למנוע אגן שמן יבש‪ ,‬המהווה חלק של היצוע‪ .‬שמן הסיכה הניתז מהמסבים הראשיים‪ ,‬מסבי‬
‫הטלטלים ומסבי ראש הצלב מתנקז ליצוע וממנו אל מכל הניקוז מתחת למנוע‪ .‬השמן מקירור‬
‫הבוכנות נאסף אל צינור משותף‪ ,‬וזורם חזרה למכל הניקוז בתחתית‪.‬‬
‫למנוע זוג משאבות שמן ראשיות )בורגיות(‪ ,‬שאחת מהן בפעולה והשניה במצב הכן‪ .‬המשאבה‬
‫יונקת ממכל הניקוז דרך מסנן רשת ומסנן גס חיצוני‪ .‬פתח צינור היניקה צריך להיות גבוה‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 9‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫מספיק‪ ,‬כדי למנוע שאיבת מים או משקעים שהצטברו בתחתית המכל‪ .‬השמן נסנק אל המנוע‬
‫דרך מסנן עדין כפול בעל ניקוי עצמי ומחליף חום שמן סיכה המקורר במי‪-‬ים‪.‬‬
‫במנועים בעלי קירור בוכנות בשמן‪ ,‬מתפצל הקו היוצא מן המצנן אל המנוע לשניים‪ :‬הסתעפות‬
‫אחת לסיכת המסבים הראשיים והסתעפות שניה למסבי ראש הצלב והזחלנים‪ ,‬לקירור הבוכנות‬
‫ולמסבי הטלטלים‪ .‬שסתום ויסות פרפרי מחלק את השמן לשתי המערכות‪.‬‬
‫מפריד צנטריפוגלי שואב שמן ממכל הניקוז ומנקה את שמן המנוע ברציפות תוך כדי פעולתו‪.‬‬
‫כאשר המנוע מודמם‪ ,‬ניתן להזרים את שמן המנוע ממכל התחתית אל מכל השמן המלוכלך‪,‬‬
‫ולהשתמש בו כמכל שקיעה‪ .‬המפריד הצנטריפוגלי שואב את השמן ממכל השמן המלוכלך‬
‫ומחזיר אותו לאחר ניקוי למכל הניקוז בתחתית‪.‬‬
‫מילוי מהסיפון‬
‫ריקון לסיפון‬
‫מכל שמן‬
‫מלוכלך‬
‫מכל שמן‬
‫מנוע‬
‫למכל הניקוז‬
‫בתחתית‬
‫מסנן כפול‬
‫ניקוי עצמי‬
‫למסבי ראש‪-‬‬
‫צלב‪ ,‬מסבי‬
‫טלטלים‬
‫וקירור בוכנות‬
‫מצנן‬
‫שסתום ניקוז‬
‫משקעים ומים‬
‫מחמם‬
‫למסבים‬
‫ראשיים‬
‫שסתום פרפרי‬
‫מפריד צנטריפוגלי‬
‫מסנן גס‬
‫משאבות ראשיות‬
‫קופרדם‬
‫מכל ניקוז מתחת‬
‫למנוע‬
‫מערכת שמן סיכה של מנוע ראש‪-‬צלב‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 10‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫שרטט תרשים של מערכת שמן חיצונית ופנימית של מנוע דיזל ימי‪ ,‬לפי בחירתך )ציין את סוג‬
‫המנוע שבחרת ‪ -‬ראשי או עזר(‪ .‬הסבר את אופן סיכת החלקים‪ .‬הסבר כיצד ניתן לבצע שינוי‬
‫בלחץ השמן‪ ,‬ושרטט את המנגנון המיועד לכך‪] .‬קיץ ‪[1989‬‬
‫המערכת המתוארת היא של מנוע ראש‪-‬צלב )‪.(MAN B&W‬‬
‫קירור בוכנה‬
‫למטען טורבו‬
‫לשרשרת הנעת גל‬
‫פיקות‬
‫סעפת חלוקה‬
‫למסבי ראש‪-‬‬
‫הצלב‪ ,‬זחלנים‪,‬‬
‫קירור בוכנות‬
‫ומסבי טלטלים‬
‫עינית‬
‫מסננים עדינים ניקוי‬
‫עצמי‬
‫מצנן שמן מנוע‬
‫סעפת איסוף‬
‫שמן מקירור‬
‫בוכנות‬
‫שסתום ויסות ספיקה‬
‫למכל הניקוז‬
‫סעפת חלוקה למסבים‬
‫ראשיים‬
‫מסנן גס‬
‫יצוע‬
‫משאבות שמן‬
‫מכל ניקוז מתחת למנוע‬
‫מסנן רשת‬
‫שרטוט סכמתי של מערכת שמן של מנוע ראש‪-‬צלב‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 11‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫אופן סיכת החלקים‬
‫‪ .1‬מסבים ראשיים ‪ -‬השמן מסופק מסעפת החלוקה הראשית דרך צינורות נפרדים אל‬
‫המכסים העליונים של המסבים‪.‬‬
‫‪ .2‬מסבי ראש הצלב‪ ,‬הזחלנים והמובילים – על ידי צינורות טלסקופיים מסעפת החלוקה‬
‫הראשית אל פיני ראש הצלב‪ .‬השמן הניתז מן המסבים ניגר אל תחתית היצוע וממנו אל‬
‫מכל הניקוז בתחתית‪.‬‬
‫‪ .3‬מסב טלטל – ממסב ראש הצלב דרך קדח בטלטל‪ .‬השמן הניתז מן המסב ניגר אל‬
‫תחתית היצוע וממנו למכל הניקוז בתחתית‪.‬‬
‫‪ .4‬קירור בוכנה – ממסב ראש הצלב דרך מעברים פנימיים במוט הבוכנה אל הכתר‪ .‬השמן‬
‫החוזר מקירור הבוכנה יוצא מפין ראש הצלב דרך צינור טלסקופי‪ ,‬צינור חיצוני ועינית‬
‫בקרה חזרה למכל הניקוז בתחתית‪.‬‬
‫‪ .5‬מסבי גל פיקות ומשאבות הזרקה – על ידי מערכת שמן נפרדת‪ ,‬המבטיחה כי במקרה של‬
‫דליפה ממשאבות ההזרקה לא תזדהם מערכת השמן של המנוע בדלק‪.‬‬
‫‪ .6‬שרוולי הצילינדרים – מערכת שמן נפרדת‪ ,‬המספקת כמות מדודה של שמן צילינדרים‬
‫מיוחד‪ .‬השמן נשרף בסופו של דבר עם הדלק בצילינדר‪.‬‬
‫‪ .7‬גלגלי שיניים ושרשראות ‪ -‬נחירי התזה‪ ,‬המקבלים אספקת שמן בלחץ מצינור החלוקה‬
‫הראשי‪ .‬השמן ניגר לתחתית היצוע‪.‬‬
‫‪ .8‬מסבי טורבינה ‪ -‬אספקה מסעפת החלוקה הראשית‪.‬‬
‫שינוי לחץ השמן‬
‫נעשה באמצעות שסתום‪ ,‬המורכב במקביל למשאבת השמן הראשית‪ ,‬ומקשר בין היניקה לסניקה של‬
‫המשאבה‪ .‬השסתום משמש בו‪-‬זמנית כשסתום ביטחון‪ .‬ניתן לבטל את הכוח שמפעיל קפיץ‬
‫השסתום‪ ,‬כדי שהדיסקה תתרומם מעל התושבת בעת הפעלת המשאבה‪ ,‬כשהשמן במערכת עדיין‬
‫קר‪.‬‬
‫כדי לכוון את לחץ הפתיחה של השסתום‪ ,‬מסובבים את הכוש בכיוון סגירה עד אשר הדיסקה נשענת‬
‫על התושבת‪ .‬ממשיכים לסובב באותו כיוון עד אשר האוגן התחתון נצמד אל האומים התחתונות‪ .‬כעת‬
‫מכוונים את לחץ הפתיחה על ידי הקשחה או הרפיית הקפיץ באמצעות האומים של האוגן העליון‪.‬‬
‫סיבוב הכוש שמאלה יגרום להרפיית הקפיץ‪ ,‬והאוגן התחתון יישען על האומים התחתונות‪ .‬סיבוב‬
‫נוסף באותו כיוון יגרום להתרוממות דיסקת השסתום עד אשר השסתום ייפתח במלואו‪ .‬אם נסובב את‬
‫הכוש ימינה‪ ,‬ייסגר תחילה השסתום באופן רגיל‪ ,‬ואחר כך יידרך הקפיץ והשסתום יפעל כשסתום‬
‫ביטחון או ויסות לחץ‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 12‬מתוך ‪13‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫אומים‬
‫אוגן עליון עם‬
‫קדח חלק‬
‫אוגן תחתון עם‬
‫קדח בעל תבריג‬
‫אום‬
‫שסתום ויסות לחץ שמן סיכה‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬מערכת שמן סיכה )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 13‬מתוך ‪13‬‬

Similar documents