:מכלולי המנוע

.תצורתו ומרכיביו המרכזיים של המנוע

מנוע הוא מבנה מתכתי שתפקידו להמיר את האנרגיה הטרמית לאנרגיה קינטית

לא כל האנרגיה שמופקת מהמנוע הופכת בשלמותה לאנרגיה קינטית

.ההפסד תלוי בסוג המנוע ומרכיבי ההנעה שלו

-מנוע בוכנות 4 פעימות

את המנוע הנ"ל אפשר לחלק לשלושה חלקים

בלוק המנוע

ראש המנוע

עוקה

בלוק המנוע - יחידה יצוקת אלומינים ובתוכה חללי תאי השריפה ומאחזים לחלקי מנוע

גל ארכובה - CRANKSHAFT - תפקידו להפוך תנועה קווית של הבוכנה לתנועה סיבובית של המנוע.

טלטלים - PISTON RODE - זרועות שמקשרות בין גל הארכובה לבין הבוכנות.

בוכנות וטבעות אטימה - RINGS &PISTONS - נעות בקו ישר. תפקידן לשנות את נפח תא השרפה.

ראש המנוע - CYLINDER HEAD - מבנה הסוגר את בלוק המנוע מלמעלה ומספק מאחזים לחלקים נעים.

תא שריפה - COMBUSTION CHAMB - גליל אשר בתוכו מתנהלת הפיכת אנרגיה כימית אצורה בדלק לאנרגיית חום ותנועה.

גל זיזים - CAMSHAFT - ציר עם בליטות אקסצנטריות שתפקידן לפתוח את השסתומים לפי תזמון מסוים.

שסתומים - VALVES אוטמים את מעברי האוויר/תערובת לפי סיבובו של גל הזיזים.

נדנדים - תפקידם להחזיר את השסתומים למצבם הטבעי – סגורים. כאשר הנדנדים (אם קיימים) מוגדרים כמבנה המקשר בין גל הזיזים לבין השסתומים.

VALVE COVER - מכסה שסתומים

בראש מנוע בנזין ממוקם מצת - PLUG - המספק את הניצוץ. במנועים תעופתיים - 2 מצתים לכל צילינדר.

המגנטו הוא מחולל מתח גבוה (ולא זרם) אשר תפקידו לייצר את המתח הגבוה הדרוש ליצירת הניצוץ שיצית את תערובת הדלק/אויר שבחלל הצילינדר בפעולת ה"עבודה" במנוע ארבע פעימות.

המטוס מצויד במערכת מגנטו כפולה. כל מגנטו מספק מתח למערכת נפרדת של פלגים, אחד לכל צילינדר. מערכת מגנטו כפולה מגבירה את הבטיחות.

הסיבה לשימוש במערכת הצתה כפולה - היא כפולה: האחת, ביטחון (במקרה של תקלה ישנה עוד מערכת אחת) והסיבה השנייה היא איכות הצתת הדלק.

כאשר מצב המצתים על R או על L בלבד, רק מגנטו אחד מספק מתח, ורק ניצוץ אחד מתקבל בכל צילינדר.(במקום שני ניצוצות) כאשר מצב המפסק הוא על BOTH – שני המצתים נותנים ניצוץ, וזה המצב התקין.

מערכת המגנטו היא מערכת עצמאית שאינה מחוברת למערכת החשמל של המטוס , גם לא בהתחלת פעולתה, ומוצמדת באופן מכני אל ציר המנוע.

הצתת הדלק אחידה יותר כאשר נוצרים שני מקורות הצתה - ניצוצות. וניתן לראות זאת בזמן בדיקת המצתים טרם המראה: כאשר מפסיקים פעולתה של מערכת הצתה אחת ישנה ירידה מסוימת בסל"ד.

הבקרה על פעולתם של המגנטו נעשית ע"י קיצור קצהו השני של מוליך המתח הנמוך לאדמה. כאשר רוצים להפסיק פעולתו של המגנטו מקצרים את המוליך הנקרא P-LEAD אל האדמה וע"י כך המתח הנמוך לא מועבר למגביר המתח הגבוה, ובכך מופסקת פעולת המגנטו. קיצור ה P-LEAD " " אל האדמה נעשה במתגי ההצתה שבתא הטייס.

בלוק המנוע וראש המנוע מחוברים יחדיו ע"י אטם/ים

שרשרת/רצועת תזמון מקשרת בין "גלגל" משונן של הקרנק לבין "גלגל" משונן של ה – CAMSHAFT.

היחס בין שני הגלגלים הוא 1:2 , ה - CAMSHAFT משלים סיבוב שלם,הקרנק משלים שני סיבובים.

עוקה –

עוקה רטובה – מיכל הסוגר את בלוק המנוע מלמטה. בתוכו נע גל הארכובה בתוך "אמבטיית שמן" וזו משמשת כמאגר השמן של המנוע. ממנה הוא נשאב לשימון חלקי המנוע הנעים ואליה חוזר.

עוקה יבשה – השמן המגיע אל העוקה מחלקי המנוע הנעים, נשאב למיכל חיצוני וממנו מוחזר למערכת.

סכמת המנוע

תצורת המנוע:

קיימות תצורות מנוע נוספות כגון כוכבי, V ועוד, אך ככלל נושא תצורת המנוע לא יפורט.

פעולת מנוע 4 פעימות -

מנוע ארבע פעימות מבצע את עבודתו על ידי ארבעה מהלכי בוכנה הנעה בתוך גליל/צלינדר : יניקה, דחיסה, עבודה, פליטה.

בראש כל גליל שני שסתומים - שסתום יניקה ושסתום פליטה. כיום נפוצים גם מנועים בעלי ארבעה שסתומים - שני שסתומי פליטה ושני שסתומי יניקה. כך ניתן לשפר את טיב הבערה מבלי צורך להגדיל את נפח המנוע.

מחזור ארבע פעימות:

1. יניקה

2. דחיסה

3. עבודה

4. פליטה

במהלך פעימת היניקה שסתום היניקה פתוח והבוכנה יורדת. כתוצאה מכך הנפח בגליל גדל ותת-הלחץ גורם לתערובת הבערה - תערובת של בנזין ואוויר מהמאייד.

במהלך פעימת הדחיסה שני השסתומים סגורים והבוכנה עולה, בכוח האינרציה מהמהלך הקודם (ובמהלך ראשון - מהכוח שניתן לה על ידי המתנע. כתוצאה מכך הנפח בגליל קטן והלחץ בו גדל.

לקראת סוף המהלך של הבוכנה כלפי מעלה, ניצתת התערובת על ידי ניצוץ שיוצר המצת.

פיצוץ התערובת בצילינדר יוצר הדף הגורם לבוכנה לרדת שוב, ולהפוך את האנרגיה של הפיצוץ לאנרגיה קינטית היוצרת תנועה קווית, שהטלטל הופך לתנועה סיבובית ומסובב את גל הארכובה (ציר המנוע), אשר מחובר לגלגלים.

מהלך זה נקרא פעימת עבודה, והוא המהלך היחידי מבין ארבע מהלכי הבוכנה שבו הבוכנה מניעה את ציר המנוע.

גם במהלך פעימת העבודה שני השסתומים סגורים.

במהלך פעימת הפליטה שסתום הפליטה נפתח והבוכנה עולה, כתוצאה מהאינרציה ממהלך העבודה. כתוצאה מכך הנפח בצילינדר קטן והגזים השרופים נפלטים החוצה דרך השסתום לכיוון סעפת הפליטה והמפלט.

בשלב המעבר מפליטה ליניקה יש פרק זמן קצר, בו שני השסתומים פתוחים. רגע/שלב ביניים זה נקרא, שלב חפיית שסתומים. לאחר מכן הבוכנה שוב מתחילה לרדת, ומתחיל מחזור חדש.

יחס הדחיסה - יחס הדחיסה (COMPRESSION RATIO) מוגדר כיחס בין נפח תא השריפה כאשר הבוכנה בקצה הראשון של תנועתה(נקודה מתה עליונה) לבין נפח תא השריפה (כולל נפח הצילינדר) כאשר הבוכנה נמצאת בקצה השני של תנועתה (נקודה מתה תחתונה).

ככל שהיחס הזה עולה כך נצילות המנוע עולה,דהיינו המנוע מנצל את אותה כמות דלק ביעילות טובה יותר.

דלק – מנועי רוטקס 2 פעימות ו – 4 פעימות אשר בשימוש התעופה הקלה, צורכים (על פי המלצת הייצרן) בנזין נטול עופרת, 95 אוקטן.

אוקטן - האוקטן הוא יחידה למדידת איכות הבנזין מבחינת עמידותו בפני הצתה עצמית. כדי שמנוע יעבוד בשיא יעילותו, נדרשת סינכרוניזציה מושלמת בין תערובת הדלק, חמצן והניצוץ החשמלי. תערובת הדלק והחמצן צריכה להידלק בדיוק ברגע שהבוכנה מגיעה למקומה הנכון בצילנדר.

שיטת מדידת האוקטן מבוססת על ערבוב התרכובת איזו-אוקטן, שהוגדרה בסקלה כ-כ - 1 עם התרכובת נורמל-הפטן, שהוגדר כ- 0. תערובת של 59 אוקטן, משמעה, תערובת המגיבה במנוע כפי שמגיבה תערובת שבה אחוז האיזו-אוקטן הוא 59% ואחוז הנורמל הפטן הוא 41%.

כאשר הבנזין הינו בעל אוקטן נמוך מדי, נוטה להתרחש הצתה עצמית. פעולת הדחיסה של הבוכנה גורמת להצתת התערובת לפני הופעת הניצוץ. כתוצאה מכך נוצרת אי-סינכרוניזציה בפעולת הבוכנות, הבאה לידי ביטוי של צלצולים הבוקעים מן המנוע. לאורך זמן, תפחת יעילות המנוע ויגרם לו נזק – דטונציה.

בנזין נטול עופרת – בכדי להגביר עמידות הדלק בפני תופעת הדטונציה, נהגו להוסיף לו תרכובת כימית טטרא-אטיל העופרת.

מאחר ועופרת הנה חומר רעיל אשר נוכחותו בבנזין גורמת פיזורו בכל מקום שרכב ממונע עובר, אסרו על השימוש בו ומשיגים את דרגת האוקטן הגבוהה ע"י יתר זיקוק. עם זאת, בנזין תעופתי בעל אוקטן גבוה כגון LL100 מוגדר כ"דל עופרת" ובנזין LL130 מכיל עופרת.

נצילות

במנועי שריפה פנימית, הנצילות היא היחס בין הספק הבלימה (brake power) - ההספק המתקבל על גל הארכובה, לבין ההספק האינדיקטורי (Indicated power) - הספק נטו המועבר אל הבוכנה.

הנצילות המכנית במנועי שריפה פנימית מביאה בחשבון את ההפסדים המכניים הנובעים מחיכוך במסבים ובגלגלי שיניים,

הנעת גל הפיקות ומשאבות ההזרקה, הנעת מפוחים, משאבות שמן סיכה, דלק ומי-קירור וכדומה.

לחץ סעפת

תקלות וחריקות בעבודת מנוע סדירה –

דטונציה – detonation - פיצוץ התערובת במקום תהליך שרפה שהינו מודרג.

זיהוי –

דפיקות מהמנוע ואובדן כוח.

פעולת מנוע לא סדירה.

טמפ' ראש ושמן גבוהה.

נזקים מצטברים לצלינדר ובוכנה.

גורמים –

דלק בעל אוקטן נמוך מהמומלץ ע"י ייצרן המנוע.

תערובת ענייה הגורמת התחממות תא השריפה וכן את תופעת ה - Back Fire

התחממות המנוע כתוצאה מקרור בלתי מספיק כגון טיסה ביום חם מאד או במהירות נמוכה עם כוח מנוע רב.

הצתה מוקדמת – התערובת ניצתת ונשרפת אך במועד מוקדם וכאשר הבוכנה עדיין במהלך עלייה והקטנת נפח מרחב הבעירה.

זיהוי – דומה או אף זהה לתופעות הדטונציה ועל כן סביר שהטייס אינו מבדיל בינייהן.

גורמים – נקודות לוהטות בתוך הצלינד כגון פיח על שסתומים ומצתים. קצות שסתומים לוהטים (מחמת חום מנוע גבוה).

הדלק שבשימוש מנועי רוטקס 912 הינו דלק מכוניות רגיל, 95 אוקטן נטול עופרת.

במידה ואין דלק שכזה בישג יד והטייס נאלץ להשלים טיסתו על מנחת יעד, יכול לעשות שימוש בדלק תעופתי בעל אוקטן גבוה יותר.

עבור תקלות מנוע