בוכנות : הנושא

‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע )‪(1985-2009‬‬
‫הנושא‪ :‬בוכנות‬
‫שרטט סקיצה כללית של אטם מוט הבוכנה במנוע שתי פעימות ימי‪ .‬הבהר את אופן ביצוע‬
‫האטימה ביחס למוט הבוכנה וכן לגוף המנוע‪] .‬קיץ ‪[2008‬‬
‫אטם מוט הבוכנה )‪ (piston gland, stuffing box‬הוא התקן אטימה מכני‪ ,‬המורכב במחיצת הפלדה‬
‫)הדיאפרגמה( אשר מפרידה בין חלל אוויר השטיפה שמתחת לשרוול הצילינדר לבין בית גל‬
‫הארכובה‪ .‬לאטם תפקיד כפול‪) :‬א( למנוע מעבר שמן ואוויר מחלל השטיפה אל בית גל הארכובה; )ב(‬
‫למנוע מעבר שמן מבית גל הארכובה אל חלל השטיפה‪.‬‬
‫ההתקן כולל מספר טבעות אטימה מתכתיות‪ .‬כל טבעת מורכבת משלוש או ארבע נגזרות‪ ,‬כדי‬
‫שאפשר יהיה להרכיב את הטבעות סביב מוט הבוכנה מבלי לפרק אותו‪ .‬הנגזרות תפוסות למקומן‬
‫ולחוצות אל מוט הבוכנה באמצעות קפיצים סליליים‪.‬‬
‫הטבעות בחלק העליון של האטם משמשות לאטימת מעבר אוויר השטיפה‪ ,‬והן גורפות שאריות שמן‬
‫ולכלוך תוך כדי תנועת מוט הבוכנה מטה‪ .‬שמן זה מועבר אל מיכל שמן מלוכלך‪.‬‬
‫טבעות החלק התחתון גורפות ממוט הבוכנה )בשעת תנועתו מעלה( עודפי שמן מבית גל הארכובה‬
‫שהצטברו עליו‪ .‬השמן מוחזר דרך תעלות אל מערכת הסיכה של בית גל הארכובה‪.‬‬
‫בין שתי קבוצות הטבעות מותקן חלל ביקורת‪ ,‬המאפשר גילוי תקלות עקב אטימה לקויה‪ .‬דליפת אוויר‬
‫תראה‪ ,‬כי טבעות האטימה העליונות דולפות‪ ,‬בעוד נוכחות שמן תגלה כי טבעות גרוד השמן דולפות‪.‬‬
‫הבדיקה נעשית באמצעות ברז ניקוז‪ ,‬הקשור דרך צינורית לחלל הביקורת‪.‬‬
‫שרטוט סכמתי של אטם מוט בוכנה‬
‫מוט בוכנה‬
‫טבעת גרוד עודפי שמן‬
‫צילינדרים‪ ,‬השמן ניגר אל‬
‫הדיאפרגמה‬
‫זוג טבעות לאטימת אוויר שטיפה‬
‫קפיץ סלילי בגב הטבעת‬
‫חלל ביקורת‬
‫טבעות גרוד שמן בית גל ארכובה‬
‫ניקוז אל מכל שמן‬
‫מלוכלך‬
‫ניקוז שמן מנוע אל חלל‬
‫בית גל הארכובה‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬בוכנות )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫בוכנה במנוע ראשי פורקה לרגל תחזוקה מתוכננת‪ .‬ציין את הבדיקות והמדידות שיש לעשות‬
‫בבוכנה ובתותב‪ .‬חלק מהבדיקות הן ויזואליות ולא פחות חשובות‪ .‬פרט מה יש לבדוק בראייה ‪-‬‬
‫ללא כלים ‪ -‬בבוכנה ובתותב )שרוול הצילינדר(‪] .‬קיץ ‪[2006‬‬
‫בדיקה חזותית של הבוכנה‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫בדיקה אם טבעות הבוכנה תקועות או שבורות‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫בדיקת חריצי הטבעות‪ ,‬כדי לגלות אם קיימת ארוזיה )איכול( של המתכת על ידי גזי שריפה‬
‫או שחיקה לא סימטרית של החריצים‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫בדיקה לגילוי סדקים בין טבעות הדחיסה )שם עובי החומר קטן ביותר(‪ ,‬בין חלקו העליון של‬
‫הכתר לחלקו הצילינדרי‪ ,‬על חלקו העליון של הכתר ובאזור הברגים המהדקים את המכללים‬
‫השונים מהם מורכבת הבוכנה‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫בדיקה להימצאות משקעי פיח בחללי הקירור‪ .‬המשקעים גורמים להאטת קצב הולכת החום‬
‫מפני הבוכנה אל נוזל הקירור‪ .‬משקעי פיח נוצרים בבוכנה מקוררת בשמן כאשר כמות השמן‬
‫המגיעה לקירור אינה מספיקה‪.‬‬
‫ה‪.‬‬
‫בדיקה להימצאות שריטות וחריצים אורכיים על דופן הבוכנה‪ .‬הדבר מצביע על חוסר קוויות‬
‫בין הבוכנה והשרוול‪ .‬במצב זה יש לבדוק את המסבים הראשיים‪ ,‬הזחלנים ומסבי הטלטל‬
‫של אותו צילינדר‪.‬‬
‫בדיקה חזותית של שרוול הצילינדר‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫בדיקה לגילוי סדקים אורכיים או היקפיים‪ ,‬העלולים להיווצר כתוצאה ממאמצים מכניים או‬
‫תרמיים גדולים מדי‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫בדיקה לגילוי צורת הבלייה של השרוול‪ :‬עקב שפשוף מתכת במתכת )‪(scuffing wear‬‬
‫כתוצאה מסיכה לא נאותה; נוכחות חומר שוחק )‪ (abrasive wear‬שמקורו במוצרי השריפה‬
‫או בלכלוך באוויר השטיפה; או שחיקה קורוזיבית )‪ ,(corrosive wear‬הנגרמת על ידי פעולה‬
‫כימית של תחמוצות הגופרית הנוצרות בשריפה‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫בדיקת לגילוי כתמים שחורים על דופן השרוול‪ ,‬הנוצרים כתוצאה מדליפה של גזי שריפה‬
‫לוהטים דרך טבעות בוכנה פגומות או שבורות‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫בדיקה להימצאות שפות חדות בפתחי השטיפה ותעלות השימון של הלובריקטורים כתוצאה‬
‫משחיקת השרוול‪ .‬את השפות החדות יש להשחיז באבן שמן‪.‬‬
‫מדידות בוכנה‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫מדידת הארוזיה של כתר הבוכנה באמצעות שבלונה המסופקת על ידי היצרן‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מדידת טבעות הבוכנה )מרווח בתקרת החריץ‪ ,‬מרווח בגב החריץ‪ ,‬מרווח בין הקצוות(‪.‬‬
‫מדידות שרוול הצילינדר‪:‬‬
‫א‪.‬‬
‫מדידת הקוטר הפנימי של השרוול בממד הרוחב ובממד האורך ובכמה מפלסים באמצעות‬
‫שבלונה המסופקת על ידי היצרן‪ .‬רישום והשוואה למדידות הקודמות‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫חישוב גודל השחיקה )‪ 0.1‬מ"מ בערך לכל ‪ 1000‬שעות עבודה(‪ ,‬הקוטר המקסימלי‬
‫והאובאליות והשוואתם לערכים המותרים של היצרן‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫מדידת עומק חריצי השימון של הלובריקטורים‪ ,‬אשר קטן ככל שהשרוול נשחק יותר‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬בוכנות )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪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
‫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 ‪ /‬בוכנות )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫הסבר בעזרת מתווה כל אחת מהפעולות הבאות‪) :‬א( סיכת צילינדרים במנוע בלי משמני צילינדר‬
‫)‪) .(lubricators‬ב( סיכת פין הבוכנה‪) .‬ג( סיכת מסבי הנדנדים‪] .‬קיץ ‪[1997‬‬
‫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.‬‬
‫שרטוט סכמתי של סיכת פין הבוכנה במנוע בינוני‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬בוכנות )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪5‬‬
‫כ"ג יורדי הסירה – ביה"ס לקציני‪-‬ים עכו ‪ /‬מגמת מכונאות ימית‬
‫הסבר‪ ,‬בעזרת שרטוט‪ ,‬את המבנה והפעולה של חלקי המנוע האלה‪) :‬א( טבעת השמן של‬
‫הבוכנה; )ב( שסתום שחרור הלחץ של אגן הארכובה‪] .‬קיץ ‪[1993‬‬
‫טבעות שמן מורכבות על חצאית הבוכנה מתחת טבעות הדחיסה‪ .‬תפקידן לגרוף עודף שמן הניתז על‬
‫שרוול הצילינדר תוך כדי תנועתן מטה‪ ,‬ולמרוח שכבה דקה של שמן על דופן השרוול תוך כדי תנועתן‬
‫מעלה‪ .‬הטבעת המוצגת בתרשים היא בעלת שתי שפות דמויות יתד‪ .‬כאשר הטבעת נעה מעלה‪ ,‬שמן‬
‫הנלכד על השפות האלכסוניות נמרח על שרוול הצילינדר‪ .‬כאשר הטבעת נעה מטה‪ ,‬השפות הישרות‬
‫מגרדות את עודף השמן‪ ,‬והוא מתנקז דרך חריצים בטבעת וקדחי ניקוז בחצאית אל החלק הפנימי של‬
‫הבוכנה‪ .‬משם השמן ניגר לבית גל הארכובה ואגן השמן‪ .‬עוצמת הגירוד של הטבעת מוכתבת על ידי‬
‫הקפיציות שלה‪ .‬קיימות טבעות שמן המצוידות בקפיץ סלילי פנימי‪ ,‬באמצעותו ניתן לשלוט על עוצמת‬
‫הגירוד של הטבעת ועל ידי כך על תצרוכת השמן של סיכת שרוול הצילינדר‪.‬‬
‫חתך סכמתי של טבעת שמן בעלת שתי שפות‬
‫שרטט חתך דרך בוכנת טלטל בעלת פין בוכנה‪ ,‬כאשר ציר הפין מקביל למישור הנייר‪ .‬הסבר‬
‫כיצד מחובר הפין לבוכנה‪] .‬קיץ ‪[1993‬‬
‫פין הבוכנה צף מלא‪ ,‬כלומר מסתובב הן במסב הן בבוכנה עצמה‪ .‬הפין מושחל לתוך הקדח בבוכנה‪,‬‬
‫ומאובטח מפני תנועה לצדדים על ידי טבעות סגר קפיציות או פחיות אבטחה המחוברות בברגים‬
‫לחצאית‪.‬‬
‫פתרון מבחני הבגרות במכונאות מנוע ‪ /‬בוכנות )‪(1985-2009‬‬
‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪5‬‬