ראש הצלב : הנושא
Transcription
ראש הצלב : הנושא
כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית פתרון שאלות הבגרות במכונאות מנוע מן השנים 1985-2009 הנושא :ראש הצלב באיור לשאלה נתון תרשים עקרוני של מנוע ראשי באנייה) .א( האם התרשים מתאר מנוע מסוג trunkאו מנוע מסוג ?crossheadנמק את תשובתך) .ב( ציין את שמותיהם של ארבעה מבין החלקים המסומנים במספרים ) .1-8ג( ציין את שמם ואת תפקידם של המוטות המסומנים במספר ] .9קיץ [2005 א. המנוע המוצג בתרשים הוא מנוע ראש-צלב מתוצרת .Sulzerהדבר מובחן על פי היחס בין גובה המנוע לרוחבו ועל פי מובילי ראש הצלב )חלק מס' .(4 מנועי ראש-צלב מפתחים הספק עצום ,עד 5000 כוחות סוס ויותר לכל צילינדר .הדבר מתאפשר בשל אורך המהלך וקוטר הצילינדר הגדולים מאוד שלהם. ברם ,ככל שקוטר הבוכנה ושטחה גדולים יותר ,הכוח שמפעילים גזי השריפה על הבוכנה גדול יותר. במנוע בוכנאי פשוט מועבר העומס מן הבוכנה אל פין הבוכנה ,וממנו אל הטלטל וגל הארכובה .כדי שיוכל לעמוד בעומסים כבדים במיוחד ,פין הבוכנה צריך להיות בעל קוטר גדול מאוד .אלא שממדיו מוגבלים על ידי ממדי הבוכנה ,בעוד שמגבלה זו אינה קיימת במנועי ראש-צלב .המקום לאכלוס פין ראש-צלב רחב הרבה יותר ,ולכן ניתן להגדיל את קוטר פין ראש הצלב ולהתאימו לעומסים הכבדים יותר .זאת ועוד ,מאחר שהקצה העליון של הטלטל לא מבצע תנועה סיבובית שלמה סביב הפין ,אלא נע בתנועת קשת ,לא ניתן לקיים בו סיכה הידרודינמית .מגבלות הסיכה משפיעות על העומס המקסימלי שיכול המסב לשאת .במנועי ראש-צלב ,לעומת זאת ,אספקת השמן למסב הטלטל ופין ראש-הצלב פשוטה יותר ,ולכן הוא מסוגל לשאת עומס רב יותר. ב. שמות החלקים: – 1ראש הצילינדר )(cylinder head – 2בלוק הצילינדר )(cylinder block – 3מאסף אוויר שטיפה )(scavenge air box – 4מובילי ראש הצלב )(crosshead guides – 5מסגרת (A frame) A – 6מכסה מסב ראשי )(main bearing cup – 7יצוע )(bedplate – 8גל ארכובה )(crankshaft ג. מוטות מס' 9הם בורגי מתיחה ) ,(tie rodsהמחברים יחד את בלוק הצילינדר ,מסגרת A והיצוע. פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע /ראש הצלב )(1985-2009 עמוד 1מתוך 5 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית )א( מנה שלושה יתרונות וחסרונות של מנוע דיזל מסוג ראש צלב ) (crossheadלעומת מנוע דיזל מסוג בוכנת חדק )) .(trunk pistonב( הצג תיאור סכמתי של חיבור בין בוכנה לטלטל לכל אחד משני סוגי המנועים] .קיץ [2003 א. יתרונות וחסרונות של מנוע ראש-צלב: .1מבנה הבוכנה פשוט יותר ,וקל יותר להתאימה לעמידה בעומסים גבוהים .ממדי פין ראש הצלב אינם מוגבלים על ידי הבוכנה כמו פין בוכנה ,ולכן ניתן לבנותו גדול יותר ומתאים לעמידה בעומסים כבדים .ככל ששטח הבוכנה גדול יותר ,העומס שגזי השריפה מפעילים עליה ועל המסבים גדול יותר .הגדלת קוטר הפין מאפשרת הגדלת קוטר הבוכנה ואורך המהלך ,כלומר הספק גדול יותר. .2הדחף הצדי ,הנוצר כתוצאה מתנועת הטלטל ,מועבר מהזחלנים אל המובילים .סיכת המובילים פשוטה ויעילה יותר מסיכת בוכנה ,ולכן שחיקת הבוכנה והצילינדר אחידה וקטנה יותר .מאחר שהבוכנה במנוע ראש-צלב נעה בתנועה קווית ואינה מיטלטלת לצדדים ,המרווחים בינה לבין הצילינדר שווים ,סיכת הצילינדר וטבעות הבוכנה יעילה יותר ושחיקתם קטנה יותר. .3הנעה ישירה של המדחף .משום שמנוע ראש-צלב הוא מנוע איטי ,ניתן לחבר אותו ישירות לגל המדחף ללא צורך בתיבת תמסורת. .4במנוע ראש-צלב מופרד חלל הצילינדר מבית גל הארכובה באמצעות אטם מוט הבוכנה, וצורת מבנה זו מאפשרת לנצל את הבוכנה כמשאבת אוויר שטיפה ,ולהשתמש בשמן מיוחד לסיכת הצילינדרים השונה משמן הסיכה של יתר החלקים הנעים של המנוע. .5החסרונות העיקריים של מנוע ראש-צלב הם גובהו וגודל ומשקל חלקיו ,שאינם מאפשרים ייצור המוני ותחזוקה קלה. פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע /ראש הצלב )(1985-2009 עמוד 2מתוך 5 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית ב. שרטוט סכמתי של חיבור הבוכנה והטלטל במנוע רצל"ב ובמנוע בוכנאי פשוט מוט בוכנה ראש הצלב וזחלנים טלטל שרטוט סכמתי של צורת חיבור הטלטל והבוכנה במנוע בוכנאי פשוט שרטוט סכמתי של צורת חיבור הטלטל והבוכנה במנוע ראש-צלב פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע /ראש הצלב )(1985-2009 עמוד 3מתוך 5 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית שרטט חתך רוחב של מנוע דיזל ימי )בעל זחלן( .החתך יעבור במישור בורגי המתיחה] .קיץ [2000 שסתום פליטה מרכזי ראש הצילינדר בלוק הצילינדר בורג מתיחה מסגרת A מכסה מסב ראשי גל הארכובה יצוע פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע /ראש הצלב )(1985-2009 עמוד 4מתוך 5 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית שרטט )ברמה של תרשים( שלושה מבטים של "ראש צלב" של מנוע דיזל ימי ,לפי בחירתך .עליך לכלול בשרטוט את החלק העליון של הטלטל ,את המסבים ,את החלק התחתון של מוט הבוכנה, את הזחלן ואת המובילים )] .(guidesקיץ [1994 שרטט בתרשים ,מבט מלפנים ,מבט מהצד ומבט מלמעלה של ראש צלב של מנוע דיזל ימי] .קיץ [1990 ראה תשובה קודמת. פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע /ראש הצלב )(1985-2009 עמוד 5מתוך 5