כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית מן השנים 1985-2009 הנושא :מכונות הגה ומכונות סיפון במערכת ההגה באנייה מותקנת מערכת לשחרור לחץ פתאומי הנגרם על ידי מכת גל חזקה בלוח ההגה .הסבר כיצד מערכת זו פועלת ,ומה חשיבותה המרובה המצדיקה חיובה על ידי תקנות בין לאומיות ובדיקתה התקופתית על ידי חברות הסיווג והרשויות הלאומיות] .קיץ [2009 במזג אוויר סוער עלולה מכת גל להסיט את לוח ההגה .כתוצאה מכך ינועו הבוכנות של מכונת ההגה בתוך הצילינדרים שלהן" ,ידחסו" את השמן ויגרמו לעליית לחץ פתאומית .אילו לא צוידה המערכת באמצעי הגנה ,היה לחץ היתר גורם להתפוצצות הצנרת ,המערכת הייתה מתרוקנת משמן ויוצאת מכלל פעולה ,והאנייה הייתה נותרת ללא שליטה. כדי למנוע לחץ יתר במערכת מצוידים כל שני צילינדרים משותפים בשני שסתומי ביטחון )אחד לכל כיוון( או בשסתום ביטחון כפול )דו-כיווני( .כאשר הלחץ באחד הצילינדרים עולה מעל לחץ העבודה המקסימלי ,נפתח שסתום הביטחון ופורק את עודף הלחץ אל הצילינדר הנגדי )הנמצא במצב "יניקה"( .תזוזת לוח ההגה גורמת גם לתנועת המוט הצף של מנגנון העיקוב ) ,(hunting gearוהוא פוקד על המשאבה להחזיר את לוח ההגה לזווית שהייתה קודם לתזוזה .קפיץ שיכוך מגן על מוטות מנגנון העיקוב מפני התזוזה הפתאומית של לוח ההגה. לפניך תרשים מופשט ביותר לעיקרון בקרת תזוזת הגה ע"י מנגנון "המוט הצף" .לא שורטטה מערכת הצינורות ההידראולית ולשם נוחיות שורטטה בוכנה הידראולית אחת בלבד על אף שתמיד קיימות שתיים לפחות) .א( סמן בשרטוט באותיות ABCאת נקודות הציר הנעות) .ב( הסבר את עיקרון הפעולה של המוט הצף וכיצד סיבוב גלגל ההגה במידה מסוימת יגרום לתזוזת ההגה ועצירתו בזווית הרצויה? ]קיץ [2008 המנגנון המוצג בשרטוט הוא מנגנון עיקוב ) (hunting gearשל מערכת הגה הידראולית .תפקידו לעקוב אחר תנועת לוח ההגה ,ולהחזיר את המשאבה הראשית ,בעלת הספיקה המשתנה ,למצב אפס ספיקה ברגע שלוח ההגה הגיע לזווית הרצויה .את פקודת הזווית הרצויה שולח גלגל ההגה בגשר דרך הטלמוטור .למעשה ,פעולת התיקון של המנגנון היא הדרגתית ופרופורציונלית .ככל שלוח ההגה מתקרב יותר לזווית הרצויה ,הולכת ופוחתת הספיקה של המשאבה הראשית .כשהלוח מגיע פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 1מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית לזווית הרצויה לפי פקודת גלגל ההגה בגשר ,מוחזרת המשאבה למצב אפס )ממשיכה להסתובב אך לא סונקת שמן(. השרטוט הסכמתי בעמוד הבא מדגים את פעולת מנגנון העיקוב .פקודת גלגל ההגה בגשר מתורגמת לתנועה של בוכנת הטלמוטור בחדר ההגה .הקשר בין מוט השליטה בספיקת המשאבה הראשית לבין מצב לוח ההגה נעשה באמצעות מוט צף ) .(floating leverכשהקצה השמאלי של מוט השליטה בנקודה ,Bהמשאבה במצב אפס ספיקה. נניח שהטלמוטור קיבל פקודה מגלגל ההגה והזיז את קצה המוט הצף מ A-ל .A1-כתוצאה מכך יזוז מוט השליטה במשאבה מ B-ל ,B1-כשנקודה Cמשמשת כנקודת ציר קבועה .המשאבה תספק שמן לאסלים ,שיסובבו את לוח ההגה בכיוון שנבחר .תנועת לוח ההגה גורמת לקצה השני של המוט הצף לזוז בהדרגה מ C-נע ל ,C1-כשהפעם נקודה A1היא נקודת הציר הקבועה; עקב כך זז מוט השליטה אחורנית ,מ B1-ל ,B-אל מצב אפס ספיקה ,כפי שהיה בתחילת התהליך. אם לוח ההגה יזוז בים גלי )לאחר פתיחת שסתום הבטחון( ,מנגנון העקיבה ינוע" ,יפעיל" את המשאבה הראשית ויגרום להחזרת לוח ההגה למצבו הקודם .קפיץ השיכוך מונע גרימת נזק למוטות מנגנון העקיבה בעת הטייה פתאומית של לוח ההגה. מנוע חשמלי ציר לוח ההגה C C1 B1 קפיץ שיכוך B משאבת שמן ראשית ,ספיקה משתנה מוט צף A1 חיבור לטלמוטור A שרטוט סכמתי של מנגנון עיקוב במערכת הגה אלקטרו-הידראולית פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 2מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית באיור לשאלה מתוארת כננת עוגן) .א( רשום את שמות החלקים המסומנים באיור בספרות 1עד ) .5ב( בהנחה שהכננת מופעלת באמצעות מנוע חשמלי תלת-פזי ,כיצד משנים את כיוון הסיבוב של הכננת? ]קיץ [2003 א. שמות החלקים: .1ציר הנעה על ידי המנוע החשמלי .הציר מניע ,דרך תמסורת גג"ש את תופי הכננת ואת גלגלי שרשרת העוגן. .2מצמד לניתוק ולחיבור תוף מתיחת חבל התקשרות. .3מעצור של גלגל שרשרת העוגן. .4מצמד גלגל שרשרת העוגן. .5תוף מתיחת חבל התקשרות. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 3מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית )א( תאר בעזרת תרשים סכמתי את המבנה של כננת עוגן המונעת באמצעות מנוע חשמלי .כלול בתיאורך את החלקים העיקריים ורשום את שמותיהם) .ב( הסבר את אופן פעולת הכננת] .קיץ [2002 תמסורת גג"ש תמסורת חלזונית גלגל שרשרת תוף לחבלי התקשרות מצמד ידני מעצור מצמד החלקה מנוע חשמלי שרטוט סכמתי של כננת עוגן הכננת משמשת להעלאה והורדה של שרשרת העוגן ולמתיחת חבלי התקשרות .מנוע חשמלי דו- כיווני מסובב את התוף וגלגל השרשרת דרך תמסורת גלגלי שיניים להקטנת מהירות הסיבוב. התנועה מהמנוע החשמלי אל תמסורת הגג"ש מועברת דרך מצמד חיכוך מחליק .תפקידו למנוע העמסת יתר של המנוע החשמלי וכמו כן למנוע נזק לכננת כאשר השרשרת נמתחת יתר על המידה בשלב הסופי של ההרמה .ניתוק וחיבור גלגל השרשרת והתוף נעשה באמצעות מצמד ידני ,המחליק על הציר בכיוון אורכי ומסתובב יחד איתו .מעצור חיכוך נועל את גלגל השרשרת והתוף ומונע את הסתובבותם כשהמצמד הידני מנותק )מצב ניוטרל(. כדי להוריד את שרשרת העוגן מעבירים את המצמד הידני למצב 'מנותק' ומשחררים בהדרגה את את המעצור .כדי להעלות את שרשרת העוגן מעבירים את המצמד הידני למצב 'משולב' ,משחררים את המעצור ומפעילים את המנוע החשמלי בכיוון המתאים. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 4מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית )א( רשום את שמות החלקים של המכונה ,המסומנים באיור בספרות 1עד ) .11ב( מהו שמו של החלק המסומן באיור בסימן שאלה? )ג( הסבר בעזרת תרשים סכמתי את עיקרון הפעולה של החלק המסומן באיור בספרה ] .1קיץ [2002 א. שמות החלקים (1) :טלמוטור הידראולי; ) (2מוט צף; ) (3מנוע חשמלי; ) (4משאבת שמן ראשית; ) (5מוט שליטה במשאבה; ) (6אספקת שמן לאסלים; ) (7צילינדר הידראולי; )(8 בוכנה הידראולית; ) (9ראש-צלב; ) (10מוט ההגה; ) (11ציר לוח ההגה. ב. החלק המסומן הוא פרט של מנגנון העקיבה ).(hunting gear ג. תפקידו מנגנון העיקוב לעקוב אחר תנועת לוח ההגה ,ולהחזיר את המשאבה הראשית ,בעלת הספיקה המשתנה ,למצב אפס ספיקה ברגע שלוח ההגה הגיע לזווית הרצויה .את פקודת הזווית הרצויה שולח גלגל ההגה בגשר דרך הטלמוטור .למעשה ,פעולת התיקון של המנגנון היא הדרגתית ופרופורציונלית .ככל שלוח ההגה מתקרב יותר לזווית הרצויה ,הולכת ופוחתת הספיקה של המשאבה הראשית .כשהלוח מגיע לזווית הרצויה לפי פקודת גלגל ההגה בגשר, מוחזרת המשאבה למצב אפס )ממשיכה להסתובב אך לא סונקת שמן(. השרטוט הסכמתי בעמוד הבא מדגים את פעולת מנגנון העיקוב .פקודת גלגל ההגה בגשר מתורגמת לתנועה של בוכנת הטלמוטור בחדר ההגה .הקשר בין מוט השליטה בספיקת המשאבה הראשית לבין מצב לוח ההגה נעשה באמצעות מוט צף ) .(floating leverכשהקצה השמאלי של מוט השליטה בנקודה ,Bהמשאבה במצב אפס ספיקה. נניח שהטלמוטור קיבל פקודה מגלגל ההגה והזיז את קצה המוט הצף מ A-ל .A1-כתוצאה מכך יזוז מוט השליטה במשאבה מ B-ל ,B1-כשנקודה Cמשמשת כנקודת ציר קבועה. המשאבה תספק שמן לאסלים ,שיסובבו את לוח ההגה בכיוון שנבחר .תנועת לוח ההגה גורמת לקצה השני של המוט הצף לזוז בהדרגה מ C-נע ל ,C1-כשהפעם נקודה A1היא נקודת הציר הקבועה; עקב כך זז מוט השליטה אחורנית ,מ B1-ל ,B-אל מצב אפס ספיקה, כפי שהיה בתחילת התהליך. פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 5מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית אם לוח ההגה יזוז בים גלי )לאחר פתיחת שסתום הבטחון( ,מנגנון העקיבה ינוע" ,יפעיל" את המשאבה הראשית ויגרום להחזרת לוח ההגה למצבו הקודם .קפיץ השיכוך מונע גרימת נזק למוטות מנגנון העקיבה בעת הטייה פתאומית של לוח ההגה. מנוע חשמלי ציר לוח ההגה C C1 B1 קפיץ שיכוך B משאבת שמן ראשית ,ספיקה משתנה מוט צף A1 חיבור לטלמוטור A שרטוט סכמתי של מנגנון עיקוב במערכת הגה אלקטרו-הידראולית להלן שני מצבי חירום שבהם מערכת של הגה חשמלי-הידראולי ,בעלת שתי בוכנות ,יוצאת מכלל פעולה) :א( הטלמוטור אינו פועל) .ב( אין לחץ שמן במערכת ההפעלה של ההגה .הסבר ,בעזרת שרטוט ,כיצד ניתן להחזיר לפעולה את המערכת ,בכל אחד משני המצבים] .קיץ [2001 הסבר ,בעזרת תרשים ,מערכת הגה הידראולית-חשמלית באנייה .הסבר כיצד ינהגו את האנייה על ידי מתקן היגוי חירום] .קיץ [1992 פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 6מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית הסבר בעזרת תרשימים את מבניהם ,את פעולתם ואת מטרתם של הפריטים האלה) :א( מצמד החלקה בכננת עוגן) .ב( שסתומי בטיחות במכונת הגה הידראולית] .קיץ [1991 א. מצמד החלקה ) (slip clutchשל כננת עוגן מורכב בין המנוע החשמלי לבין תמסורת גלגלי השיניים להנעת הכננת .תפקידו למנוע העמסת יתר של המנוע החשמלי ולהגן עליו במקרה שהעוגן הגיע במהירות לקצה דרכו בצינור המכנס בשלב ההרמה. המצמד מורכב מנושא דסקאות ,עליו מושחלות דסקאות עם שינון פנימי אשר נעות יחד איתו, ומתוף המצמד ,בתוכו מושחלות דסקאות עם שינון חיצוני ונעות יחד איתו .הדיסקאות משני הסוגים יכולות לנוע בכיוון צירי ,והן מסודרות כך שבין כל שתיים עם שינון חיצוני נמצאת אחת עם שינון פנימי .קפיצים חזקים ,מצמידים את הדסקאות החיצוניות והפנימיות אחת לשניה. בפעולה רגילה עובר מומנט הסיבוב מהמנוע החשמלי דרך נושא הדסקאות אל הדסקאות הפנימיות ומהן אל הדסקאות החיצוניות ,התוף וציר מסירת הכוח .כאשר העומס שמפעילה שרשרת העוגן על התוף גדול ממומנט החיכוך שכוון מראש ,מחליקות הדיסקאות ועל ידי כך מגנות על המנוע החשמלי .את הקפיצים מכוונים כך שבעומס של 50%מעל צריכת הזרם החשמלי הרגילה תתחיל ההחלקה. ב. תפקיד שסתומי הביטחון במערכת הגה הידראולית להגן על המערכת מפני לחץ יתר .מצב זה עשוי לקרות ,כאשר לוח ההגה מוסט בגלל מכת גל או פוגע בגוף קשיח. שרטט מתקן הגה חשמלי-הידראולי שאתה מכיר והסבר אותו .תאר את תגובת המתקן לאחר שהוסט ההגה בגלל מכת-גל] .קיץ [1990 ראה תשובה לשאלה מקיץ .1987 הסטת לוח ההגה בגלל מכת גל גורמת לתזוזת הבוכנות ההידראוליות וכתוצאה מכך ל"דחיסת" השמן באחד משני הצילינדרים ההידראוליים ובעקבותיה ללחץ יתר במערכת השמן .כדי להגן על המערכת היא מצוידת בשני שסתומי ביטחון ,או בשסתום ביטחון כפול ,הפורקים את עודף הלחץ מהצילינדר בעל הלחץ הגבוה אל הצילינדר בעל הלחץ הנמוך. מוטות מערכת העיקוב ) (hunting gearמוגנים גם הם על ידי קפיץ חזק. שרטט מתווה כללי של מכונת הגה והסבר בקיצור פעולתה] .קיץ [1987 מכונת ההגה המתוארת בעלת שתי בוכנות הידראוליות ומשאבה ראשית אחת .המשאבה מסתובבת כל הזמן באותו כיוון סיבוב ,אך היא בעלת ספיקה משתנה ודו-כיוונית )בוכנאית סובבת רדיאלית או צירית( .המשאבה נשלטת מגלגל ההגה בגשר באמצעות טלמוטור. כאשר מוט השליטה של המשאבה באמצע ,ספיקתה אפס .כאשר מוט השליטה של המשאבה מוזז על ידי הטלמוטור לצד שמאל ,המשאבה מספקת שמן לצילינדר הימני ושואבת את השמן מן הצילינדר השמאלי .כתוצאה מכך מסתובב מוט ההגה שמאלה .מנגנון עקיבה עוקב אחר תנועת לוח ההגה, ומחזיר את מוט השליטה של המשאבה למצב אמצע כאשר לוח ההגה הגיע לזווית הרצויה .פעולה הפוכה תתבצע ,כאשר מוט השליטה של המשאבה יוזז על ידי הטלמוטור לצד ימין. המערכת מוגנת מפני לחץ יתר על ידי שני שסתומי ביטחון ,הפורקים את עודף הלחץ מצד הלחץ הגבוה של המערכת לצד הלחץ הנמוך .שסתום עוקף ידני מאפשר הפעלת המערכת בצורה מכנית בשעת חירום ,אם משאבת השמן הראשית פסקה לפעול או אם המערכת התרוקנה משמן כתוצאה פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 7מתוך 8 כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני-ים עכו /מגמת מכונאות ימית מתקלה) .המנגנון אינו מופיע בשרטוט (.שני שסתומי סגירה מאפשרים נעילת מערכת ההגה ולוח ההגה במצב אמצע במקרה של תקלה במשאבת השמן הראשית. שסתום ניתוק אסל מנוע חשמלי חיבור לטלמוטור צילינדר ציר לוח ההגה משאבה מנגנון עקיבה מכל פיצוי שסתומי ביטחון שסתום עוקף ידני שרטוט סכמתי של מכונת הגה בעלת זוג בוכנות פתרון מבחני הבגרות במכונאות כללית /מכונות הגה ומכונות סיפון )(1985-2009 עמוד 8מתוך 8
© Copyright 2024