TOMEAΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ
ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ : Τεχνικός Αυτοκινήτων Οχημάτων
ΜΑΘΗΜΑ : Μ.Ε.Κ (Μηχανές Εσωτερικής Καύσης)

Κινητήρες Εσωτερικής Καύσης
Περιεχόμενα μαθήματος

Κινητήρες Οχημάτων.
Ταξινόμηση, Κύκλοι Λειτουργίας.

Φορά περιστροφής μηχανών.

Βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά ΜΕΚ
Ροπή, ισχύς. Βαθμοί αποδόσεως. Ειδική κατανάλωση καυσίμου.
Μέση πίεση εμβόλου.

Κύρια συστήματα ΜΕΚ.
Σύστημα παραγωγής ισχύος.
Κύλινδροι. Χιτώνια. Κεφαλή. ΄Έμβολα. Ελατήρια. Διωστήρας. Πείροι.
Στροφαλοφόρος. Σφόνδυλος.

Σύστημα διανομής καυσίμου και απαγωγής καυσαερίων.
Βαλβίδες. Εκκεντροφόρος.
Eσωτερικός χρονισμός κινητήρα

Σύστημα εισαγωγής και υπερπλήρωσης αέρα.
Υπερπληρωτές (μηχανικοί, στροβιλοσυμπιεστές). Ενδιάμεση ψύξη.

Σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου.
Διατάξεις σχηματισμού μίγματος.
Eξαεριωτής(καρμπυρατέρ), εγχυτήρες.

Σύστημα παρασκευής καυσίμου μίγματος.

Σύστημα ανάφλεξης.

Συστήματα διαχειρίσεων κινητήρων.
Αισθητήρες. Μονάδα ελέγχου (ΕCU).

Σύστημα λιπάνσεως
Κυκλώματα, κύρια μέρη, χαρακτηριστικά

Σύστημα ψύξεως
Κυκλώματα, κύρια μέρη, χαρακτηριστικά.

Ανάφλεξη, καύση και καυσαέρια σε βενζινοκινητήρα.
Διαδικασία καύσεως. Κρουστική καύση.
Σχηματισμός ρύπων σε βενζινοκινητήρα.

Ανάφλεξη, καύση και καυσαέρια σε πετρελαιοκινητήρα.
Αυτανάφλεξη μίγματος. Διαδικασία καύσεως. Σχηματισμός ρύπων.

Εναλλακτικές μορφές κινητήρων.
Κινητήρες Wankel


Σκοπός των σημειώσεων αυτών είναι οι σπουδαστές να γνωρίσουν τις βασικές αρχές λειτουργίας και τα τεχνικά χαρακτηριστικά των Κινητήρων Εσωτερικής Καύσεως(KEK), που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα οχήματα , να κατανοήσουν τη λειτουργία των διαφόρων συστημάτων τους και να αποκτήσουν τις βασικές αλλά και τις εξειδικευμένες γνώσεις που απαιτούνται για τον προσδιορισμό βλαβών και την επισκευή των μηχανών και των συστημάτων τους.
Η διαρκής εφαρμογή νέων τεχνολογιών στο αυτοκίνητο απαιτεί έναν πλήρως καταρτισμένο τεχνικό αυτοκινήτων οχημάτων ικανό να μελετά συνεχώς και να αφομοιώνει τις νέες τεχνολογίες αλλά και να εφαρμόζει τις νέες μεθόδους και τεχνικές στην επισκευή και συντήρηση των .


Ο "Τεχνικός Αυτοκινήτων Οχημάτων" πρέπει να γνωρίζει σχετικά με τούς Κινητήρες Εσωτερικής Καύσεως:
• τους διάφορους τύπους μηχανών εσωτερικής καύσεως, τις αρχές λειτουργίας τους, τα μέρη και εξαρτήματα που τις συγκροτούν.
• να αποσυναρμολογεί, ελέγχει , επισκευάζει και να επανασυναρμολογεί όλα τα μέρη του κινητήρα.
· να ελέγχει και να ρυθμίζει την σωστή λειτουργία του κινητήρα.













Κινητήρες Οχημάτων

Κινητήρας ή Μηχανή: είναι μια στιβαρή κατασκευή από κατάλληλα εξαρτήματα και μηχανισμούς που μετατρέπουν :

Την κάθε μορφής ενέργεια, που τους παρέχεται, μέσα σε ένα κατάλληλα διαμορφωμένο κλειστό χώρο(θάλαμος καύσεως), σε ωφέλιμο μηχανικό έργο


Στις Μηχανές Εσωτερικής Καύσης(Μ.Ε.Κ.) επομένως μετατρέπεται η χημική ενέργεια που περικλείεται στο καύσιμο σε θερμι­κή ενέργεια και μέρος της θερμικής σε μηχανική ενέργεια. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της διαδικασίας της καύσης.


ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΚΙΝΗΤΗΡΙΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ

Οι κινητήριες μηχανές διακρίνονται σε διάφορες κατηγορίες, αναλόγως της μορ­φής ενέργειας την οποία παραλαμβά­νουν και την οποία μετατρέπουν, σε κινη­τική.
Οι μηχανές που καταναλώνουν θερμική ενέργεια, ονομάζονται θερμικές μηχανές, και τέτοιες είναι οι μηχανές εσωτερικής καύσης (βενζινοκινητήρες ή πετρελαιοκινητήρες), οι ατμοστρόβιλοι και οι αεριοστρόβιλοι.
Οι μηχανές που χρησιμοποιούν ηλεκτρι­κή ενέργεια για την παραγωγή μηχανικού έργου, ονομάζονται ηλεκτροκινητήρες, ενώ οι κινητήριες μηχανές που χρησιμο­ποιούν υδραυλική ενέργεια, υδραυλικοί κι­νητήρες.
Μας ενδιαφέρουν οι θερμικές μηχανές και ειδικότερα, οι μηχανές εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) ή κι­νητήρες εσωτερικής καύσης (ΚΕΚ) τις οποίες και θα γνωρίσουμε αναλυτικά

Μια γενική κατάταξη των μηχανών εσωτερικής καύσης, είναι η εξής:
Ως προς το θερμικό κύκλο
(Αναλόγως του τρόπου εναύσεως-αναφλέξεως)
• Πετρελαιομηχανές
• Βενζινομηχανές
Ως προς τούς χρόνους λειτουργίας:
• Δίχρονες
• Τετράχρονες
Ως προς την ταχύτητα:
• Ταχύστροφες ή πολύστροφες βενζινομηχανές αυτοκινήτων (3500 – 7000 σ.α.λ)
• Ταχύστροφες ή πολύστροφες βενζινομηχανές αυτοκινήτων (7000 rpm και άνω μηχανές αυτοκινήτων αγώνων)
• Ταχύστροφές ή πολύστροφες πετρελαιομηχανές έως 4500 rpm (μηχανές φορτηγών και αυτοκινήτων)


Ως προς τη διάταξη των κυλίνδρων:
Ως προς τον αριθμό των κυλίνδρων
· Mηχανές μονοκύλινδρες
· Mηχανές πολυκύλινδρες

Ως προς τη φορά περιστροφής(του στροφαλοφόρου άξονα):
· Μηχανές ορισμένης φοράς(δεξιόστροφες ή αριστερόστροφες)

Ως προς τον τρόπο και την ποσότητα πλήρωσης της μηχα­νής με καύσιμο μίγμα:
• Μηχανές φυσικής εισπνοής
• Μηχανές με ύπερτροφοδότηση (Υπερπληρούμενες)

Ως προς τον τρόπο ψύξεως των κυλίνδρων:
· Μηχα­νές αερόψυκτες
· Μηχανές ύδρόψυκτες.

Ως προς το χρησιμοποιούμενο καύσιμο:
• Μηχανές βενζίνης
• Μηχανές ελαφρών υγρών (Diesel)
• Μηχανές φυσικών αερίων
• Μηχανές μικτών καυσίμων (Biodiesel-Βιοαιθανόλη)


Οι διεργασίες που πραγματοποιούνται στον θερμικό κύκλο λειτουργίας των Μ.Ε.Κ
Η πιο απλή παλινδρομική Μ.Ε.Κ, αποτελείται από έναν κύλινδρο, μέσα στον οποίο παλινδρομεί ένα έμβολο. Στον κύλινδρο αυτό, το επάνω τμήμα είναι κλειστό, ενώ το κάτω είναι ανοικτό. Έτσι, επιτρέπεται η ελεύθερη κίνηση του διωστήρα (μπιέλας), ο οποίος συνδέεται στο ένα άκρο του με το έμβολο και στο άλ­λο με το στροφαλοφόρο άξονα.



Ορισμός του χρόνου
«Stroke»
Ως χρόνος λειτουργίας ορίζεται μία απλή διαδρομή του εμβόλου, που αυτό εκτελεί
ανάμεσα στις δύο ακραίες θέσεις του: (από το Άνω Νεκρό Σημείο ή Α.Ν.Σ έως το Κάτω Νεκρό Σημείο– Κ.Ν.Σ, αντιστοίχως).
Ως Άνω Νεκρό Σημείο (Α.Ν.Σ) ορίζεται η ανώ­τερη θέση στην οποία μπορεί να φτάσει το έμβολο, στην θέση αυτή, μηδενίζεται η ταχύτητα του εμβόλου, ενώ ταυτόχρο­να αλλάζει και η φορά κίνησης του προς τα κάτω.
Ως Κάτω Νεκρό Σημείο (Κ.Ν.Σ) ορίζεται η κατώ­τερη θέση στην οποία μπορεί να φτάσει το έμβολο. Στην θέση αυτή και πάλι μηδενίζε­ται η ταχύτητα του εμβόλου, ενώ ταυτό­χρονα αλλάζει και η φορά κίνησης του προς τα άνω.








Ως Θερμικός κύκλος λειτουργίας ενός θερμικού κινητήρα ορίζεται το σύνολο των μεταβολών που υφίσταται ο ατμοσφαιρικός αέρας εντός αυτού και που επαναλαμβάνονται συνεχώς και κατά περιο­δικό τρόπο, με αποτέλεσμα την παραγωγή του κινητηρίου έργου από την θερμική μηχανή.



• Ο ατμοσφαιρικός αέρας στις μηχανές εσωτερικής καύσεως χρησιμοποιείται ως εργα­ζόμενη ουσία, δηλαδή σαν ουσία πού υποβάλλεται στις αναγκαίες για την λειτουργία αλλαγές της καταστάσεως του.

O πλήρης κύκλος λειτουργίας μιας Μ.Ε.Κ, περιλαμβάνει τους εξής 4 χρόνους- φάσεις, οι ο­ποίες πραγματοποιούνται μέσα στον κύ­λινδρο, ξεκινώντας από τη φάση της ει­σαγωγής του μίγματος και επανερχόμενοι πάλι σ' αυτήν.
α) Εισαγωγή (αναρρόφηση του αέρα ή του καυσίμου μίγματος)
β) Συμπίεση (του αέρα ή του καυσίμου μίγματος)
γ) Καύση και εκτόνωση του μίγματος αέρα-καυσίμου -«Ωφέλιμος χρόνος»
δ) Εξαγωγή των καυσαερίων.







Επισης ισχύει ότι ένας πλήρης κύκλος λειτουργίας ενός θερμικού κινητήρα, περιλαμβάνει τις εξής 5 διεργασίες:



1. Eισαγωγή ή αναρρόφηση (του αέρα ή του καυσίμου μίγματος)
2. Συμπίεση (του αέρα ή του καυσίμου μίγματος)
3. Καύση του μίγματος αέρα-καυσίμου
4. Εκτόνωση «Ωφέλιμος ή ενεργητικός χρόνος»
5. Εξαγωγή των καυσαερίων.
Από όλες τις παραπάνω διεργασίες, ειδι­κά αυτή της εκτόνωσης ονομάζεται ωφέλι­μη, διότι μόνο κατά τη δική της διάρκεια παράγεται έργο.


Ένας κινητήρας επομένως πού εκτελεί ένα πλήρη κύκλο τις λειτουργίας του σε δύο περιστροφές του στροφαλοφόρου άξονα του, που αντιστοιχεί σε τέσσερις απλές δια­δρομές του εμβόλου του, δηλαδή σε τέσσερις χρόνους, λέ­γεται τετράχρονος κινητήρας ή τετράχρο­νη μηχανή, ενώ ένας κινητήρας που συ­μπληρώνει τον πλήρη κύκλο λειτουργίας του με μία περιστροφή του στροφαλοφό­ρου άξονα του, που αντιστοιχεί σε δύο απλές διαδρομές του εμβόλου, δηλαδή σε δύο χρόνους, λέγεται δίχρονος κινητήρας η δίχρονη μηχανή.










Θεωρητική αποτύπωση λειτουργίας τετράχρονου βενζινοκινητήρα με γραφική παράσταση επί αξόνων Ρ - V.
















Θεωρητική λειτουργία τετράχρονου βενζινοκινητήρα.

ΑΒ=Εισαγωγή, ΒΓ= Συμπίεση, ΓΔ = Καύση, ΔΕ = Εκτόνωση, ΕΒΑ = Εξαγωγή

Ο θεωρητικός κύκλος λειτουργίας ενός τετράχρο­νου βενζινοκινητήρα αποτυπώνεται υπό μορφή γραφικής παράστασης πάνω σε δύο άξονες, έναν κατακόρυφο που δείχνει τις μεταβολές της πίεσης (Ρ) και έναν οριζό­ντιο που δείχνει τις μεταβολές του όγκου (V) μέσα στον κύλινδρο του κινητήρα, ανάλογα με τη θέση του εμβόλου. Κάτω από το διά­γραμμα όπως φαίνεται στο σχήμα, τοποθε­τείται ένας κύλινδρος με το έμβολο για να γίνει πιο εύκολη η μελέτη του διαγράμματος.





1ος Χρόνος: Εισαγωγή
Το έμβολο κινείται από το Α.Ν.Σ. προς το Κ.Ν.Σ. Το διάγραμμα ξεκινάει από το σημείο Α μέχρι το Β. Η πίεση μέσα στον κύλινδρο, επειδή είναι ανοικτή η βαλβίδα της εισαγω­γής και επικοινωνεί το εσωτερικό του κυλίν­δρου με την ατμόσφαιρα, δεχόμαστε ότι είναι σταθερή και ίση με την ατμοσφαιρική (1 Αtm). Ο όγκος μεγαλώνει από το σημείο Α μέχρι το σημείο Β όπου παίρνει και τη μεγα­λύτερη τιμή.




2ος Χρόνος: Συμπίεση
Το έμβολο κινείται από το Κ.Ν.Σ. προς το Α.Ν.Σ. και στο διάγραμμα η μεταβολή αυτή παριστάνεται από το σημείο Β προς στο Γ.
Ο όγκος συνεχώς μειώνεται, το μίγμα συμπιέζεται και αυξάνει η πίεση. (Οι βαλβί­δες είναι και οι δύο κλειστές).


3ος Χρόνος: Καύση - Εκτόνωση.
Η καύση παρίσταται από το τμήμα ΓΔ. Στο σημείο Γ δίνεται ο σπινθήρας. Εδώ δεχό­μαστε ότι η καύση γίνεται ακαριαία σαν έκρηξη και ότι το έμβολο στο χρόνο αυτό δεν προλαβαίνει να κινηθεί, άρα δεν έχουμε μεταβολή του όγκου. Δημιουργείται όμως μία απότομη αύξηση της πίεσης μέχρι το σημείο Δ. Οι βαλβίδες στο χρόνο αυτό είναι κλειστές.
Μόλις ολοκληρωθεί η καύση το έμβολο κάτω από την πίεση των αερίων κινείται από το Α.Ν.Σ. προς το Κ.Ν.Σ.






4ος Χρόνος: Εξαγωγή.
Η εξαγωγή παρίσταται από το τμήμα ΕΒ και ΒΑ. Στο σημείο Ε που είναι και το τέλος της εκτόνωσης. Δεχόμαστε ότι μόλις ανοίξει η βαλβίδα της εξαγωγής τα καυσαέρια εκτο­νώνονται ακαριαία και η πίεση πέφτει στην ατμοσφαιρική (τμήμα ΕΒ), πριν το έμβολο προλάβει να μετακινηθεί. Στη συνέχεια το έμβολο κινείται προς το Α.Ν.Σ., διώχνει τα καυσαέρια και εφόσον η βαλβίδα εξαγωγής παραμένει ανοικτή, η πίεση είναι σταθερή και ίση με την ατμοσφαιρική. Ο όγκος μικραίνει (τμήμα ΒΑ).

Το εμβαδόν του διαγράμματος ΒΓΔΕΒ δίνει το θεωρητικό έργο που παράγεται σε κάθε κύλινδρο.
Περιγραφή της πραγματικής λειτουργίας τετράχρονου βενζινοκινητήρα επί σπειροειδούς-κυκλικού διαγράμματος.


Α.Ν.Σ.
Κ.Ν.Σ.


Κατά την θεωρητική προσέγγιση της λειτουργίας ενός τετράχρο­νου βενζινοκινητήρα αποδεχθήκαμε ότι το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων αλλά και κάθε διαδικασία του κινητήρα γίνεται ακριβώς στο ΑΝΣ και στο ΚΝΣ, στην πραγματικότητα όμως όπως ξεκάθαρα διαφαίνεται από το ανωτέρω διάγραμμα οι διαδικασίες αρχίζουν λίγο πριν ή λίγο μετά τα σημεία αυτά.

Το άνοιγμα της βαλβίδας εισαγωγής πραγματοποιείται στο σημείο Α, δηλαδή ό­ταν ο στρόφαλος βρίσκεται 10° - 20° πριν από το Α.Ν.Σ.(εξαρτάται από τον κατασκευαστικό σχεδιασμό του κινητήρα). Αυτό γίνεται με σκοπό να ανοίξει βαθμηδόν η βαλβίδα της εισαγωγής και να εισαχθεί το νέο μίγμα, πριν τε­λειώσει η εξαγωγή των καυσαερίων από τον προηγούμενο κύκλο λειτουργίας. Έτσι επιτυγχάνεται ένας σύντομος καθαρισμός του κυλίνδρου από τα καυσαέρια, τα οποία στο μεταξύ εξέρχονται από τη βαλβίδα της εξαγωγής, η οποία εξακολου­θεί να παραμένει ανοικτή μέχρι και 15° μερικές φορές μετά το Α.Ν.Σ.

Το κλείσιμο της βαλβίδας εισαγωγής, πραγματοποιείται στο σημείο B, δηλαδή30° - 45° μετά το Κ.Ν.Σ., ώστε ο κύλινδρος να γεμίσει εντελώς με μίγμα αέρα - βεν­ζίνης.
Από το σημείο Β αρχίζει η συμπίεση.

Η σπινθηροδότηση και η έναυση ή ανάφλεξη του καυσίμου γίνεται στο σημείο Γ δηλαδή από 10° - 40° πριν από το Α.Ν.Σ. έτσι, ώστε το μίγμα να έχει καεί σχεδόν τελείως όταν το έμβολο φθάσει λίγο μετά το Α.Ν.Σ., δηλαδή στο σημείο Δ του δια­γράμματος, και τα καυσαέρια να έχουν τότε τη μεγαλύτερη εκτονωτική δύναμη τους και να ωθήσουν το έμβολο όσο το δυνατόν ισχυρότερα προς τα κάτω κατά την ακολουθούσα εκτόνωση.



Το άνοιγμα της βαλβίδας εξαγωγής πραγματοποιείται στο σημείο Ε, δηλαδή από 35° - 55° πριν από το Κ.Ν.Σ. έτσι, ώστε τα καυσαέρια να αρχίσουν να εξέρχονται προς την ατμόσφαιρα ενωρίτερα, με σκοπό να ελαττωθεί έγκαιρα η αντίθλιψη πά­νω στο έμβολο, όταν αυτό θα αρχίσει να ανέρχεται προς το Α.Ν.Σ.

Το κλείσιμο της εξαγωγής πραγματοποιείται στο σημείο Ζ, δηλαδή 0°- 15° μετά το Α.Ν.Σ. Αυτό γίνεται, για να δοθεί περισσότερος χρόνος εξόδου στα καυσαέρια και να καθαρισθεί ο κύλινδρος τελείως από αυτά, όταν μάλιστα θα έχει αρχίσει να εισέρχεται στον κύλινδρο το νέο μίγμα.

Από το σπειροειδές ή κυκλικό διάγραμμα συμπεραίνουμε ότι στην διάρκεια της κάθε φά­σεως λειτουργίας αντιστοιχούν τα εξής τόξα:
Τόξο (ΑΒ) αναρρόφηση ή εισαγωγή του μίγματος.
Τόξο (ΒΓ) συμπίεση του μίγματος.
Τόξο (ΓΔ) καύση του μίγματος (έκρηξη).
Τόξο (ΔΕ) εκτόνωση των καυσαερίων.
Τόξο (ΕΖ) εξαγωγή των καυσαερίων.








ΦΟΡΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΜΗΧΑΝΩΝ

Η φορά περιστροφής των μηχανών ελέγχεται από την πλευρά του σφονδύλου (βολάν) της μηχανής:

· δεξιόστροφη περιστροφή καταδεικνύει δεξιόστροφο κινητήρα.
· περιστροφή αντίθετη προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού δηλώνει αριστερόστροφο κινητήρα.


Ο ΣΦΟΝΔΥΛΟΣ ΓΥΡΙΖΕΙ ΑΝΤΙΘΕΤΑ ΠΡΟΣ ΤΗ ΦΟΡΑ ΤΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΥ ΡΟΛΟΓΙΟΎ
Ο ΣΦΟΝΔΥΛΟΣ ΓΥΡΙΖΕΙ ΔΕΞΙΟΣΤΡΟΦΑ
(ΟΜΟΙΩΣ ΜΕ ΤΗΝ ΦΟΡΑ ΤΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΥ ΡΟΛΟΓΙΟΥ)
ΑΡΙΣΤΕΡΟΣΤΡΟΦΗ
ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ
ΚΙΝΗΤΗΡΑ
ΔΕΞΙΟΣΤΡΟΦΗ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ
ΚΙΝΗΤΗΡΑ



Δεδομένου ότι δεν μπορούμε να δούμε τον σφόνδυλο με τη μηχανή επί του οχήματος, μπορούμε να καθορίσουμε την περιστροφή από το εμπρόσθιο μέρος της μηχανής(καθρέπτης).

Εάν εξετάζουμε την μηχανή από τους ιμάντες και τις τροχαλίες:

· δεξιόστροφη περιστροφή καταδεικνύει αριστερόστροφο κινητήρα.
· αντίθετη προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού περιστροφή καταδεικνύει δεξιόστροφο κινητήρα


Βασικά καταστατικά μεγέθη των ΜΕΚ



Ροπή

Όταν σε ένα σώμα το οποίο μπορεί νο πε­ριστρέφεται γύρω από ένα σημείο, εφαρ­μοστεί μια δύναμη, η διεύθυνση της οποίας δεν διέρχεται από το σημείο περιστροφής, τότε το σώμα θα στραφεί.






Το μέγεθος της στροφής αυτής εξαρτάται:
· από το μέγεθος της δύναμης
· από την ελάχιστη απόσταση της δύναμης από το σημείο περιστροφής
Επομένως ροπή Μ, είναι το γινόμενο της δύναμης F επί την ελάχιστη απόσταση d
Μ = F · d
Η ελάχιστη απόσταση d ονομάζεται μοχλοβραχίονας.


Η ροπή χαρακτηρίζεται ως θετική ή αρνητική ,αντίστοιχα, ανάλογα με τη φορά με την οποία μια δύ­ναμη στρέφει το σώμα στο οποίο επενεργεί.

Συνήθως, όταν η δύναμη στρέφει το σώμα κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού, η ροπή έχει δεξιόστροφη φορά και χαρακτη­ρίζεται ως θετική.
Αντιθέτως, όταν η δύναμη στρέφει το σώμα αντίθετα προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού, η ροπή είναι αριστερόστροφη και χαρακτηρίζεται ως αρνητική.



Έργο
Όταν μια δύναμη επενεργεί σε ένα σώμα και προκαλεί την μετακίνηση του (μετακινεί το σημείο ε­φαρμογής της κατά τη διεύθυνση της), τό­τε λέμε ότι η δύναμη αυτή παράγει έργο.

Συνεπώς θεωρούμαι ότι:
Έργο είναι το γινόμενο μιας δύναμης επί την απόσταση, κατά την οποία μετακινείται το σημείο εφαρμογής της δύναμης κα­τά τη διεύθυνση της.





Ισχύς
Η ισχύς είναι το συγκριτικό φυσικό μέγεθος με το οποίο μπορούμε να κατατάξουμε την απόδοση διαφόρων μηχανών.
Για να είναι δυνατή αυτή η σύγκριση, θα πρέπει οι μηχανές να έχουν ένα κοινό μέ­τρο. Το μέτρο αυτό είναι το έργο το οποίο μπορούν να αποδώσουν μέσα στον ίδιο χρόνο ή τη μονάδα του χρόνου. Συνεπώς, όταν αναφερόμαστε στην ισχύ μιας μηχανής, μας ενδιαφέρει σε πόσο χρόνο παράγεται αυτό το έργο και όχι αυτό να είναι ανεξάρτητο από το χρόνο που α­παιτείται για να παραχθεί, γιατί το ίδιο έρ­γο μπορεί να γίνει σε ένα δευτερόλεπτο, σε μία ώρα κ.ο.κ.

Το πηλίκο, λοιπόν, του έργου W προς το χρόνο t, μέ­σα στον οποίο παράγεται αυτό, ονομά­ζεται ισχύς της μηχανής και συμβολίζεται με το γράμμα Ρ.

Άρα, ισχύς είναι το στη μονάδα του χρόνου παραγόμενο έργο: Ρ= W/t

Μονάδες μέτρησης της ισχύος συχνά χρησιμοποιούμενες είναι:
· το W (Watt-βατ). Συνήθως χρησιμοποιείται το πολλα­πλάσιο του, δηλαδή τα 1000 W που ονομά­ζεται κιλοβάτ (kw).
· ΡS (ο μετρικός ίππος)

Ειδική κατανάλωση καυσίμου
Η ειδική κατανάλωση καυσίμου (Be) εί­ναι ο λόγος της ποσότητας του καυσί­μου που καταναλώνεται από τον κινητή­ρα (σε γραμμάρια καυ­σίμου) σε έ­να συγκεκριμένο χρονικό διάστημα(μία ώρα) ,προς την ενέργεια που απο­δίδεται (μία κιλοβατώρα) συνεχώς στο ίδιο αυτό συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

Be = gr/kwh

Επομένως ,ειδική κατανάλωση ενός κινητήρα είναι η ποσότητα του καυσί­μου που απαιτείται για να αποδίδει πραγματική ισχύ 1 kw επί μια ώρα.

Όσο μικρότερη είναι η ειδική κατα­νάλωση καυσίμου ενός κινητήρα , τόσο καλύτερη είναι η απόδοση ισχύος εν σχέση με το καύσιμο που καταναλώνει.

Βαθμοί-συντελεστές αποδόσεως

Με τον γενικό όρο ‘απόδοση’ εννοούμε τον συσχετισμό μεταξύ της ασκούμενης προσπάθειας δια την επίτευξη ενός στόχου και του πραγματικού αποτελέσματος που επιτυγχάνεται.





Είναι δε γνωστό και αποδεκτό ότι το έργο που λαμβάνουμε είναι πάντοτε μικρότερο από αυτό που προσφέρουμε σε έναν κινητήρα. διότι αυτό οφείλεται στις απώλειες ενός μέρους του προσφερομένου έργου ή της ενέργειας λόγω των εξής απωλειών:

α) θερμότητας προς το σύστημα ψύξης.
β) θερμότητας από τα καυ­σαέρια προς την ατμόσφαιρα.
γ) θερμότητας από την ακτινοβολία του κινητήρα προς την ατμόσφαιρα.
δ) εξαιτίας τριβών των κινουμένων εξαρτημάτων.





Ανάλογα λοιπόν με τις απώλειες αλλά και την φάση λειτουργίας του κινητήρα από την οποία απαιτούμε συγκεκριμένο έργο, προκύπτουν οι εξής βαθμοί απόδοσης αυτού και αφορούν την ισχύ του κινητήρα αλλά και την λειτουργία του.

1. Βαθμός θερμικής απόδοσης (ηθ)
Είναι το θεωρητικό έργο που λαμβάνεται εντός του κυλίνδρου του κινητήρα (επί του εμβόλου αυτού)
Ισούται με το έργο που λαμβά­νεται από το διάγραμμα θεωρητικής λειτουρ­γίας του κινητήρα προς το έργο που προ­σφέρεται, από την θερμογόνο δύναμη του καυσίμου που χρησιμοποιείται για έναν πλήρη κύκλο λειτουργίας. Αυτός είναι μικρό­τερος της μονάδας λόγω διαφυγών θερ­μότητας από τα καυσαέρια.
2. Ενδεικτικός βαθμός απόδοσης (ηε)
Ενδεικτική απόδοση είναι ο λόγος του έργου που λαμ­βάνεται από τον κύλινδρο πάνω στο έμβολο, προς το έργο που προσφέρεται αναλόγως των θερ­μίδων που περιέχει το καύσιμο.
Είναι και αυτός μικρότερος της μονάδας λόγω απωλειών θερ­μότητας από τα καυσαέ­ρια, το σύστημα ψύξης και λίπανσης και ως ακτινοβολία προς την ατμόσφαιρα λόγω διαφυγών θερ­μότητας.
3. Μηχανικός βαθμός απόδοση (ημ)
Είναι το έργο που λαμβάνεται στον σφόνδυλο(βολάν) του κινητήρα προς το αντίστοιχο ενδεικτικό έργο που μας δίνει ο κύλινδρος.(δηλ πόση εκ της παραγόμενης ενέργειας κατά τον 3ο χρόνο καταλήγει στον σφόνδυλο)
Είναι επίσης μικρότε­ρος της μονάδας, γιατί εκτός των προαναφερθέντων απωλειών, έχουμε απώλεια έργου εξαιτίας των τριβών, των παλινδρομούντων μαζών και μηχανισμών.

4. Βαθμός ογκομετρικής απόδοσης (η0)
Πραγματεύεται τον αναρροφούμενο κατά την εισαγωγή αέρα και ισούται με τον λόγο του όγκου του αέρα που εισέρχεται μέσα στον κύλινδρο προς τον όγκο του κυλίνδρου οπου κινείται το έμβολο (δηλ από το Α.Ν.Σ. έως το Κ.Ν.Σ). Έχει και αυτός απώλειες στην είσοδο του αέρα που οφεί­λονται στις βαλβίδες, στις θυρίδες κλπ.
Επομένως είναι και αυτός μικρότερος της μονάδας.

Μέση πίεση εμβόλου.
Είναι μια υποτιθέμενη πίεσης η οποία εάν επενεργούσε σταθερά και συνεχώς επί της κεφαλής του εμβόλου καθόλη την διαδρομή της εκτόνωσης (3ος χρόνος) θα απέδιδε αντίστοιχη ισχύ προς αυτήν που πραγματικά λαμβάνομαι εις το άκρο του στροφαλοφόρου άξονα (στο βολάν), πού προκύπτει από μια πραγματικά συνεχώς μεταβαλλόμενη πίεση καυσαερίων εξαιτίας των διαφορικών πιέσεων που επικρατούν κατά την κάθοδο του εμβόλου (έως και αρνητική πίεση-αντίθλιψη).

Κύρια συστήματα των ΜΕΚ

ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ











Τα δομικά στοιχεία του συστήματος αυτού είναι:
1) Το σώμα των κυλίνδρων (Μπλοκ ή κορμός)
2) Τα έμβολα με τα ελατήρια τους
3) Οι διωστήρες (μπιέλες)
4) Ο στροφαλοφόρος άξονας
5) Ο σφόνδυλος (βολάν)

v Το σώμα των κυλίνδρων είναι μια πολύπλοκη κατασκευή και το μεγαλύτερο τμήμα του κινητήρα, που περιλαμβάνει εκτός από τους κυλίνδρους:
• την επιφάνεια στήριξης της κυλινδροκεφαλής
• τη θέση υποδοχής του συστήματος μεταδόσεως τις κινήσεως
• τους θαλάμους κυκλοφορίας του νερού ψύξης (υδροχιτώνια}
• τις βάσεις για τη στήρι­ξη του στροφαλοφόρου και μερικές φορές και του εκκεντροφόρου άξονα
• ένα μέρος των αγωγών κυκλοφορίας του λιπαντικού
• τον χώρο για τα γρανάζια του εσωτερικού χρονισμού(καθρέπτης)
• τις βάσεις για τη στήριξη της ελαιολεκάνης (κάρτερ)
• την αντλί­α λαδιού



v Το Υλικό κατασκευής του σώματος των κυλίνδρων είναι ο χυτοσίδηρος, ε­νώ σε νεότερες κατασκευές χρησιμοποιούνται και κράματα αλουμινίου.


v Πολλές φορές οι κύλινδροι δεν απο­τελούν ένα ενιαίο τμήμα με το σώμα, αλλά τοποθετούνται σε αυτούς πρoσθαφαιρετά χιτώ­νια (πουκάμισα), που είναι δυο τύπων:
-τα ξηρά χιτώνια. -τα υγρά χιτώνια.

v Μέσα στους κυλίνδρους παλινδρο­μούν το έμβολα. Η κεφαλή του εμβόλου φέρει, περιφε­ρειακά, αυλακώσεις μέσα σης οποίες τοποθετούνται τα ελατήρια, τόσο για τη στεγανοποίηση, όσο και για την λίπανση των κυλίνδρων.


v Η σύνδεση του εμβόλου με το διω­στήρα γίνεται μέσω του πείρου του εμβόλου, ο οποίος προσαρμόζεται σε κυλινδρικές οπές που βρίσκονται στα τοιχώματα του ίδιου του εμβόλου.



v Στη μέση του πείρου στηρίζεται ο διωστήρας, μέσω ειδικής υποδοχής που φέρει στο άκρο του. Ο διωστήρας συνδέει το έμβολο με το στροφαλοφόρο άξονα και μεταβιβάζει σε αυτόν τις δυνάμεις που ασκούνται από το έμβο­λο. Τα κύρια μέρη του διωστήρα είναι το πόδι, η κεφαλή και ο κορμός.


v Ο στροφαλοφόρος άξονας φέρει τους στροφείς της βάσης με τους ο­ποίους εδράζεται στα αντίστοιχα έ­δρανα της βάσης του σώματος των κυλίνδρων, τους στροφείς των διω­στήρων, τους βραχίονες και τα αντί­βαρα.


v Ο σφόνδυλος ή βολάν είναι ένας αρ­κετά βαρύς μεταλλικός δίσκος, που απο­θηκεύει ενέργεια από τον ωφέλιμο χρόνο της εκτόνωσης και στη συνέχεια την αποδίδει για να πραγματοποιηθούν οι υπόλοιποι τρεις παθητικοί χρόνοι της ει­σαγωγής, της συμπίεσης και της εξαγω­γής.

Όσους περισσότερους κυλίνδρους έχει ένας κινητήρας, τόσο μικρότερο βά­ρος έχει ο σφόνδυλος.
Στην οδοντωτή στεφάνη που βρίσκεται στην περιφέρεια του σφονδύλου εμπλέκεται το γρανάζι της μίζας.

Τέλος, στην εξωτερική επιφά­νεια του σφονδύλου στηρίζεται ο μηχανισμός μεταδόσεως τις κίνησης (Δίσκος-Πλατώ).











Η κυλινδροκεφαλή






Η διαμόρφωση της κυλινδροκεφαλής αποσκοπεί στην:
α) Πλήρωση του κυλίνδρου με καύσιμο μείγμα
β) Εξαγωγή των καυσαερίων







· Η κυλινδροκεφαλή προσαρμόζεται σταθερά μέσω κοχλιών στο επάνω σώμα των κυλίνδρων και αποτελεί το επάνω μέρος του θαλάμου καύσης.

• Εντός της κυλινδροκεφαλής υπάρχουν οι αγωγοί του λαδιού για τη λίπανση, οι θάλαμοι του νερού για την ψύξη, οι αυλοί εισαγωγής του μίγματος και εξαγωγής των καυσαερίων, οι υποδοχές(σπειρώματα) για τα μπουζί ή τους εγχυτήρες και οι διάφορες υποδοχές για μηχανισμούς ή εξαρτήματα που στερεώνονται επάνω της.

• Το υλικό από το οποίο κατασκευάζονταν οι κυλινδροκεφαλές παλαιότερα, ήταν ο χυτοσίδηρος, πλέον όμως, χρησιμοποιούνται διάφορα κράματα αλουμινίου.

• Το σφίξιμο της κυλινδροκεφαλής, είναι μία από τις πλέον βασικές εργασίες. Πρέπει να ακολουθούνται υποχρεωτικά οι προδιαγραφές και οι οδηγίες του κατασκευαστή.










ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΝΟΜΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΚΑΙ ΑΠΑΓΩΓΗΣ ΚΑΥΣΑΕΡΙΩΝ
(Σύστημα Εισαγωγής-εξαγωγής)

Ο εκκεντροφόρος άξονας και οι βαλ­βίδες αποτελούν τα κύρια μέρη του συστήματος διανομής του καυσίμου μίγ­ματος προς τον κάθε κύλινδρο και απαγωγής των καυσαερίων από τον κάθε κύλινδρο.

Προορισμός του εκκεντροφόρου άξονα είναι να ανοίγει (βύθισμα) και να καθορίζει-επιτρέπει το κλείσιμο των βαλβί­δων την κατάλληλη χρονική στιγμή.

Ο εκκεντροφόρος είναι ένας άξονας που στηρίζεται επάνω σε στροφείς, αριθμός των οποίων εξαρτάται από τον αριθμό των κυλίνδρων ταυ κινητήρα.
Φέρει μία σειρά από έκκεντρα, που συ­νήθως είναι τόσα, όσες και οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής ταυ καυσίμου και των καυσαερίων.

Οι βαλβίδες έχουν προορισμό να α­νοίγουν και να κλείνουν(μέσω του εκκεντροφόρου άξονα) στην κατάλληλη στιγμή του κάθε κύκλου λειτουργίας του κινητήρα, ώστε να εξασφαλίζεται η δια­δοχική σειρά των χρόνων του κινητήρα.










Þ Η θέση του εκκεντροφόρου άξονα ε­ξαρτάται από τη σχεδίαση του κινητήρα








Eσωτερικός χρονισμός κινητήρα

O συγχρονισμός μεταξύ στροφαλοφόρου και εκκεντροφόρου άξονα, την κατάλληλη χρονική στιγμή του κάθε κύκλου λειτουργίας του κινητήρα, ώστε να εξασφαλίζεται η δια­δοχική σειρά των χρόνων του κινητήρα, λέγεται εσωτερικός χρονισμός του κινητήρα, γίνεται με διάφορες διατάξεις μετάδοσης της κίνησης και σύνδεσης μεταξύ των δυο προαναφερόμενων αξόνων, είναι δε προφανές ότι πρέπει να γίνεται σωστά και με προσοχή, αφού έχει ιδιαίτερη σημασία για την ομαλή και ασφαλή λειτουργία του κινητήρα.
















Σύστημα εισαγωγής αέρα με υπερπλήρωση.


Η ισχύς ενός κινητήρα είναι ανάλογη με την ποσότητα του εισερχόμενου εντός αυτού αέρα, και επίσης αυτή η ποσότητα είναι ανάλογη της πυκνότητας του.
Η ισχύς ενός κινητήρα - του ίδιου κυβισμού και με ίδιες στροφές λειτουργίας - μπορεί να αυξηθεί με την προσυμπίεση του αέρα, πριν αυτός εισέλθει στους κυλίνδρους.


Αυτή ακριβώς η αναγκαστική εισαγωγή ή προσυμπίεση του αέρα, ονομάζεται υπερπλήρωση.





Κατάταξη ανάλογα με τον τρόπο κίνησης των υπερσυμπιεστών


1.Μηχανικοί υπερσυμπιεστές, με κίνη­ση από το στρόφαλο της μηχανής συνήθως με μια σταθερή σχέση μετάδοσης.
(υπερσυμπιεστής "θετικού κυβισμού ή με περιστρεφόμενα πτερύγια ή συμπιεστής τύπου Roots).

2.Στροβιλοσυμπιεστές, με κίνηση από τα καυσαέρια του κινητήρα σταθερής γεωμετρίας ή μεταβλητής γεωμετρίας

3.Συμπιεστές ωστικού κύματος


Στην υπερπλήρωση με εκμετάλλευση της ενεργείας των καυσαερίων, η ενεργεία που χρειάζεται ο υπερσυμπιεστής ή στροβυλοσυμπιεστής λαμβάνεται από τα καυσαέρια.













ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ

Το σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου έχει ως σκοπό την άντληση καυσίμου από το δοχείο αποθήκευσής του και την συνεχή τροφοδοσία του κινητήρα με την αναγκαία, ποσότητα καυσίμου.

Ένα συμβατικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου αποτελείται από:

· Τη δεξαμενή βενζίνης (ρεζερβουάρ) επί της οποίας ευρίσκεται και ο δείκτη στάθμης καυσίμου (φλοτέρ που μεταφέρει τις μετρήσεις του σε ένα ηλεκτρικό όργανο που βρίσκεται στον πίνακα οργάνων (ταμπλό) στον οδηγό.
· Τις σωληνώσεις βενζίνης : από τη δεξαμενή , στην αντλία βενζίνης έως και τον εξαεριωτή (καρμπυρατέρ)
· Τα φίλτρα βενζίνης.
· Την αντλία , που μπορεί να είναι μηχανική ή ηλεκτρική. Η αντλία σκοπό έχει να παρέχει ορισμένη ποσότητα βενζίνης στον εξαεριωτή για όλες τις
στροφές του κινητήρα. Τόσο η παροχή, όσο και η πίεση που δίνει η αντλία αυξάνουν με την αύξηση των στροφών του κινητήρα.
Η μηχανική αντλία παίρνει κίνηση συνήθως από τον εκκεντροφόρο άξονα, ενώ η ηλεκτρική αντλία κινείται από ενσωματωμένο ηλεκτρομαγνήτη.
• Το φίλτρο αέρα.


ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ

• Στα συμβατικής τεχνολογίας αυτοκίνητα το μείγμα παρασκευάζεται εξωτερικά από τον εξαεριωτή

Εξαεριωτής
Οι Εξαεριωτές (καρμπυρατέρ) που χρη­σιμοποιούνται στους διάφορους βενζινοκι­νητήρες για την εξαερίωση της βενζίνης, ώστε αυτή να αναμιχθεί καλύτερα με τον αέρα, αν και βασίζονται στην ίδια γενική αρχή λειτουργίας, παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία. Ο κάθε τύπος έχει τη δική του κα­τασκευαστική μορφή, που είναι ανάλογη με τον κινητήρα στον οποίο πρόκειται να χρησιμοποιηθεί.
Επισημαίνεται ότι, στα σύγχρονης τεχνολογίας αυτοκίνητα, έχει επικρατήσει η χρή­ση των ηλεκτρονικών συστημάτων ψεκασμού καυσίμου.
Αρχή λειτουργίας του εξαεριωτή.

Η λει­τουργία του εξαεριωτή βασίζεται στην τα­χύτητα που αναπτύσσει ο αέρας από την υποπίεση που δημιουργεί το έμβολο κατά το χρόνο εισαγωγής του καυσίμου στον κύλιν­δρο. Η ταχύτητα αυτή του αέρα επαυξάνε­ται μέσα στο εξαεριωτή, λόγω της διαμόρ­φωσης του βεντούρι (οπου σύμφωνα με τη Φυσική):

<<κα­τά τη ροή ενός ρευστού μέσα σε σωλήνα, η μείωση της διατομής (στένωση του σωλήνα δημιουργεί αύξηση της ταχύτητας ροής και ταυτοχρόνως μείωση της πίεσης του ρευστού>>

Έτσι, δημιουργείται επιπλέον υποπίεση που παρασύρει περαιτέρω τη βενζί­νη.

Τα συστήματα του εξαεριωτή.
Οι σύγχρονοι εξαεριωτές διαθέτουν για τη σωστή λειτουργία του κινητήρα και για όλες τις περιοχές στροφών, τα ακό­λουθα συστήματα:

1.Σύστημα κανονικής πορείας με μερική ή πλήρη ισχύ του κινητήρα.
2.Σύστημα άφορτης λειτουργίας (ρελαντί).
3.Σύστημα στιγμιαίας επιτάχυνσης.
4.Σύστημα ψυχρής εκκίνησης.
5.Δοχείο σταθερής στάθμης.(αποθήκη καυσίμου)







ΣΥΓΧΡΟΝΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ

Το ηλεκτρονικό σύστημα εγχύσεωs καυσίμoυ πολλαπλών σημείων
(MPEFI)

Οι κατασκευαστές κινητήρων προ­σπαθούν τα τελευταία χρόνια να αντα­ποκριθούν στα ολοένα αυστηρότερα όρια εκπομπής ρύπων των καυσαερίων. Η προσπάθεια τους εστιάζεται στη βελ­τιστοποίηση των συστημάτων του κινη­τήρα που επηρεάζουν τους ρύπους.




Τα συστήματα ψεκασμού ή έγχυ­σης καυσίμου (injection ) αντικατέστη­σαν τα συστήματα παρασκευής καυσίμου μείγματος που είχαν μηχανικά ή ηλεκτρονικά καρμπυ­ρατέρ. Τα συστήματα ψεκασμού έχουν τη δυνατότητα μέτρησης της ποσότη­τας του καυσίμου που ψεκάζεται με μεγάλη ακρίβεια λαμβάνοντας υπόψη πολλές παραμέτρους λειτουργίας του κινητήρα, όπως το φορτίο του κινητήρα, τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού, την ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία κ.λπ. Όλες αυτές οι παράμετροι λειτουργίας υπό­κεινται σε επεξεργασία από τον εγκέ­φαλο του συστήματος με σκοπό την καλύτερη δυνατή προσαρμογή του μείγματος τροφοδοσίας του κινητήρα, ανάλογα με τις απαιτήσεις που κάθε χρονική στιγμή αυτός πρέπει να υπερκαλύπτει..

Από τη δεκαετία του '90 άρχισαν να εφαρμόζονται τα συστήματα έγχυσης, στα επιβατικά αυτοκίνητα παραγωγής, λόγω των απαιτήσεων της τεχνολογίας και των ολοένα αυστηρότερων προδιαγραφών των χωρών για μειωμένες εκπομπές ρύπων. Στα συστήματα αυτά η βενζίνη ψεκάζεται στην πολλαπλή εισαγωγής ή πριν ακριβώς από τη βαλβίδα εισαγωγής ή κατευθείαν μέσα στον κύλινδρο, σε μορφή νέφους –δηλ πολύ λεπτοδιαμερισμένη. Στο ηλεκτρονικό σύστημα εγχύσεωs καυσίμoυ πολλαπλών σημείων( MPEFI) η απαιτούμενη ποσότητα καυσίμου υπολογίζετε αφενός βάσει της μάζας ροής του εισαγόμενου αέρος, άρα και της πυκνότητος και θερμοκρασίας αυτού, και αφετέρου σύμφωνα με τις απαιτήσεις του κινητήρα και παρέχεται μέσω εγχυτήρων (Μπέκ) που τοποθετούνται ένα ανά κύλινδρο μέσα στην πολλαπλή εισαγωγής και το δυνατόν πλησιέστερα στην βαλβίδα εισαγωγής.

Ο κύλινδρος αναρροφά μόνο αέρα, και την κατάλληλη στιγμή η απαιτούμενη ποσότητα καυσίμου ψεκάζεται με υψηλή πίεση. Ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής ελέγχου του κινητήρα (Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου- ΗΜΕ) ,δέχεται τις αναφορές από τους διάφορους αισθητήρες του κινητήρα για να υπολογίσει το ποσοστό(ποσότητα) ροής καυσίμου που είναι απαραίτητο για να διατηρείτε πάντα μια ορισμένη αναλογία αέρα/καύσιμου.

Τα ηλεκτρικά σήματα εισόδου που λαμβάνονται από τους αισθητήρες με­τατρέπονται σε ψηφιακά και επε­ξεργάζονται από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (ΚΜΕ) και τους μικρο­επεξεργαστές.

Οι αριθμητικοί υπολο­γισμοί εκτελούνται σε συνδυασμό με τις αποθηκευμένες πληροφορίες που υ­πάρχουν στο σύστημα μνήμης.

Τα αποτελέσματα των υπολογισμών ως σήματα εξόδου αφού μετατραπούν από ψηφιακά σε αναλογικά τροφο­δοτούν τους ενεργοποιητές - εγχυτήρες για να μετρήσουν αυτήν την κατάλληλη ποσότητα καυσίμων.

Ενεργοποιητές εκτός από τα μπεκ είναι ο πολλαπλασιαστής, και ο διανομέας (οπου υπάρχει)

Η δε έναυση-ανάφλεξη γίνεται πάλι με αναφλεκτήρα (μπουζί).

Συγκρίνοντας τα παλαιά συστήματα παρασκευής καυσίμου μείγματος (εξαεριωτές) και τα συστήματα έγχυσης (ψεκασμού), διαφαίνεται πως παρουσιάζουν πολύ περισσότερα και σημαντικότερα πλεονεκτήματα έναντι των εξαεριωτών, τόσο όσον αφορά στον τρόπο λειτουργίας, όσο και στην απόδοσή τους.





















Τα συστήματα ψεκασμού τα διακρί­νουμε ανάλογα με την κατασκευή και τον τρόπο λειτουργίας τους (τρόπο ψεκασμού) σε:


• Μηχανικά
• Συνδυασμένα μηχανικά και ηλεκτρονικά
• Ηλεκτρονικά όπου υπάρχει μια ξεχωριστή ηλεκτρονική μονάδα για τον έλεγχο του ψεκασμού και μια ξεχωριστή για την ανάφλεξη.
• Συνδυασμένα συστήματα ψεκασμού και ανάφλεξης
(όπου υπάρχει μια ηλεκτρονική μονάδα που ελέγχει τόσο την ανάφλεξη, όσο και τον ψεκασμό).




Συστήματα ηλεκτρονικά ελεγχόμενου ψεκασμού.
Στην ηλεκτρονική διαχείριση του ψεκασμού υπάρχουν δύο βασικά συστήματα:

· Τα συστήματα μονού σημείου (μονός ψεκασμός) - όταν υπάρχει κεντρικό μπέκ(ένα ή δύο)για όλους τους κυλίνδρους.

· Τα συστήματα πολλαπλών σημείων (πολλαπλός ψεκασμός) - όταν υπάρχει ένα μπέκ αντίστοιχα κάθε κύλινδρο.


Τόσο στο μονό ψεκασμό, όσο και στον πολλαπλό, τα επιμέρους συστήματα που τους συγκροτούν και οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται, είναι, στο σύνολό τους, ίδιοι. Η μόνη βασική διαφορά είναι, ότι στο σύστημα του μονού ψεκασμού το μπέκ ψεκάζει πριν από την πεταλούδα του γκαζιού, ενώ αντίθετα, στον πολλαπλό ψεκασμό τα μπέκ ψεκάζουν μετά την πεταλούδα, στην πολλαπλή εισαγωγής και το δυνατόν κοντά στην βαλβίδα εισαγωγής.




Μία άλλη κατάταξη συστημάτων ψεκασμού βασίζεται στον τρόπο που εκτελείται ο ψεκασμός:
Þ Συνεχώς

Þ Διακοπτόμενα.

Τα μπέκ ψεκάζουν το καύσιμο όλα μαζί ή σε ομάδες ή με τη σειρά τους το ένα μετά το άλλο. Η σειρά ψεκασμού είναι η ίδια με την σειρά ανάφλεξης.


Κατάταξη βάση του σημείου τοποθέτησης των μπέκ.

Εάν τα μπέκ έχουν τοποθετηθεί στην πολλαπλή εισαγωγής πριν από τη βαλ­βίδα εισαγωγής το σύστημα ψεκασμού ονομάζεται έμμεσο, ενώ εάν τα μπεκ ψεκάζουν το καύσιμο απευθείας μέσα στο θάλαμο καύσης, το σύστημα ονο­μάζεται άμεσο σύστημα ψεκασμού.













Τομή εγχυτήρα (Μπέκ)









Στο ηλεκτρονικό σύστημα εγχύσεωs καυσίμoυ πολλαπλών σημείων(MPEFI) εκτός από το

• Υποσύστημα Ηλεκτρονικού Ελέγχου (αισθητήρες και Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου)
διακρίνουμε και τα:
• Υποσύστημα παροχής καυσίμου και παρασκευής του καυσίμου μείγματος.
• Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης εισαγόμενου αέρα.

Σύστημα ανάφλεξης

Προορισμός του συστήματος ανάφλεξης ή έναυσης, είναι η παραγωγή ηλεκτρικού σπινθήρα που δημιουργείται στους αναφλεκτήρες (σπινθηριστές-μπουζί ) από υψηλή τάση που παρέχει το σύστημα ανάφλεξης, μέσω κατάλληλου εξοπλισμού, την κατάλληλη χρονική στιγμή, χωριστά για κάθε κύλινδρο του κινητήρα, ώστε να αναφλεγεί και να καεί το καύσιμο μείγμα μέσα στους κυλίνδρους, αποδίδοντας την απαιτούμενη ισχύ, ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα.


Τα συστήματα ανάφλεξης διακρίνονται σε:
• Μηχανικά-συμβατικά συστήματα
• Ηλεκτρονικά συστήματα

Τα συστήματα ανάφλεξης τελευταίας γενιάς επιτυγχάνουν την ανάφλεξη χωρίς τη χρήση διανομέα.

Τα παλαιοτέρα συμβατικά συστή­ματα ανάφλεξης έχουν πλέον εξελιχθεί σήμερα σε συστήματα με:






v Ηλεκτρονική ανάφλεξη με διανο­μέα, παλμογεννήτρια και μηχανισμό μεταβολής της προπορείας αναφλέξεως( αβάνς).

v Ηλεκτρονική ανάφλεξη με μηχανικό διανομέα, αισθητήρες και εγκέφαλο (μικροεπεξεργαστή)

v Ηλεκτρονική ανάφλεξη χωρίς διανομέα.




Σχηματική παράσταση συμβατικού συστήματος ανάφλεξης και τομή αναφλεκτήρα.


Τα κύρια τμήματα του συστήματος αυτού, (που θεωρείται ξεπερασμένο αφού όλο και περισσότερο πλέον χρησιμοποιούνται τα ηλεκτρονικά συστήματα)είναι τα ακόλουθα:

• συσσωρευτής (μπαταρία)
• διακόπτης ανάφλεξης (γενικός διακόπτης)
• πολλαπλασιαστής
• διανομέας (ντιστριμπυτέρ)
• πυκνωτής
• διακόπτης χαμηλής τάσης ρεύματος του πρωτεύοντος πηνίου τουπολλαπλασιαστή (πλατίνες)
• αναφλεκτήρες ή σπινθηριστές (μπουζί)




Συστήματα συνδυασμένης διαχειρίσεως κινητήρων.

Το σύστημα συνδυασμένης ηλεκτρονικής διαχείρισης του ψεκασμού και της ανάφλεξης αποτελείται από:

• ηλε­κτρονική μονάδα ελέγχου (εγκέφαλο)
• αισθητήρες
• μπεκ.


Οι αισθητήρες μετρούν τα χαρα­κτηριστικά μεγέθη λειτουργίας του κι­νητήρα.

Ο εγκέφαλος δέχεται τα σήματα από τους αισθητήρες και τα επεξερ­γάζεται.

Στη συνέχεια παράγει το κα­τάλληλο σήμα(παλμό) διάρκειας του ψεκασμού που στέλνει στα μπέκ. Ο εγκέφαλος εκτελεί τους υπολο­γισμούς και είναι κατασκευασμένος από ολοκληρωμένα κυκλώματα (ΙC) και τρανζίστορς και αποτελείται από:

• το τροφοδοτικό
• το σύστημα εισόδου σημάτων
• τις κεντρικές μονάδες επεξεργασίας (CPU)
• το σύστημα εξόδου σημάτων
• την μνήμη
• το βοηθητικό πρόγραμμα λειτουργίας
• το σύστημα αυτοδιάγνωσης.


Ο εγκέφαλος επίσης παράγει το κα­τάλληλο σήμα επιτυγχάνοντας την ανάφλεξη χωρίς τη χρήση διανομέα.











Σύστημα λίπανσης Μ.Ε.Κ.


Διάγραμμα ροής λαδιού σε κινητήρα με ψυγείο λαδιού




Το σύστημα λίπανσης αποτελείται από:

• Την αντλία λαδιού
• Τις σωληνώσεις
• Την ανακουφιστική βαλβίδα ασφαλείας ή υπερπίεσης
• Τα φίλτρα λαδιού
• Το δείκτη πίεσης λαδιού
• Βαλβίδα πίεσης λαδιού (ενδεικτικού οργάνου)
• Το ψυγείο λαδιού (όπου υπάρχει)


Στο εσωτερικό ενός κινητήρα δυνάμεις τριβής δημιουργούνται παντού, κάθε ζευγάρι επιφανειών που βρίσκονται σ’ επαφή και κινούνται, ή τείνουν να κινηθούν μεταξύ τους, εμποδίζονται από τις δυνάμεις αυτές. Έτσι, εμποδίζεται τελικά η ί­δια η λειτουργία του κινητήρα.





Τα λιπαντικά είναι ρευστές ουσίες που ελαττώνουν τις φθορές των συνεργαζόμενων εξαρτημάτων αποκλείοντας την απ’ ευθείας τριβή των επιφανειών μεταξύ τους, με την τριβή των μορίων του λιπαντικού που παρεμβάλλεται μεταξύ αυτών.

( Πάντα α­νάμεσα στις επιφάνειες που έρχονται σ΄ επαφή, φροντίζουμε να υπάρχει ένα λε­πτό στρώμα λιπαντικού πού προστατεύει τις τριβόμενες επιφάνειες από τη φθορά)


Εννοείται δηλαδή πως σ’ έ­ναν κινητήρα δεν υπάρχει πουθενά στε­γνή τριβή μετάλλου με μέταλλο.



Το λεπτό στρώμα λα­διού που παρεμβάλλεται, έχει ως στόχο :
§ Να αποτρέψει το ενδεχόμενο φθοράς.( αποτρέπει την επαφή μετάλλου με μέταλ­λο)

§ Να διευκολύνει την απαγωγή της θερμότητας του κινητήρα

§ Να απορροφά κρουστικά φορτία από τα κουζινέτα ,τα ρουλεμάν, και άλλα εξαρτήματα.

§ Να εξασφαλίζει και να βελτιώνει την στεγανότητα των περιστρεφόμενων εξαρτημάτων.

§ Να λειτουργεί σαν καθαριστικό συγκεντρώνοντας και μεταφέροντας τα διάφορα μικροσκοπικά ρινίσματα, και τα οδηγεί στο φίλτρο.













Συστήματα ψύξεως ΜΕΚ.



Στις μηχανές εσωτερικής καύσης, κατά την λειτουργία τους , αναπτύσσεται, πολύ μεγάλη θερμοκρασία, κυρίως κατά την φάση της καύσης-εκτόνωσης ,αλλά και λόγω των τριβών των κινουμένων μερών της.

Ένα μέρος της μετατρέπεται, με τον κινηματικό μηχανισμό εμβόλου - μπιέλας - στροφαλοφόρου, σε περιστροφική κίνηση, ένα άλλο εξέρχεται με τα καυσαέρια από την εξάτμιση, ενώ ένα τρίτο μέρος της απομακρύνεται, με μορφή ακτινοβολίας, από την εξωτερική επιφάνεια όλων των θερμών μερών του κινητήρα.
Ειδικότερα, , τα ποσοστά της παραγόμενης θερμότητας κατά τη λειτουργία μίας μηχανής κατανέμονται ως εξής:
29-36% από τα καυσαέρια εξέρχονται από την εξάτμιση
24 - 32% καταναλίσκονται στην παραγωγή έργου
7% απάγονται μέσω ακτινοβολίας.
Το δε υπόλοιπο 32% - 33% απάγεται από το σύστημα ψύξης.

Εάν, επομένως δεν είχε προβλεφθεί κάποιο σύστημα για να απάγει το υπόλοιπο μέρος της θερμότητας αλλά και να εξασφαλίζει τη σωστή λειτουργία του κινητήρα κάτω από συγκεκριμένες τιμές θερμοκρασίας νερού. η μηχανή μετά από κάποιο σύντομο χρονικό διάστημα λειτουργίας, θα υπερθερμαινόταν .




Τα συστήματα ψύξης ταξινομούνται σε δύο κύριες κατηγορίες συστημάτων:

v Υδρόψυκτα

v Αερόψυκτα.


Στα υδρόψυκτα συστήματα η απαγωγή της πλεονάζουσας θερμότητας επιτυγχάνεται με τη κυκλοφορία ψυκτικού υγρού, γύρω από τις θερμαινόμενες επιφάνειες, το οποίο απορροφά τη θερμότητα και μέσω του ψυγείου την αποβάλλει στην ατμόσφαιρα.


Αν το υγρό αυτό, μετά την θέρμανση του από τον κινητήραψύχεται και επανακυκλοφορεί, τότε το σύστημα ψύξης ονομάζεται «κλειστό».Αν, όμως, το υγρό μετά τη θέρμανση του απομακρύνεται χωρίς να επανακυκλοφορεί, τότε το σύστημα ψύξης ονομάζεται «ανοικτό».


Σαν ψυκτικό υγρό χρησιμοποιείται το νερό. Πρακτικά όμως σήμερα χρησιμοποιείται ως ψυκτικό υγρό μία χημική ένωση με βάση την αιθυλαινογλυκόλη, και παράγωγα της. Η αντιπηκτική διάλυση (αντιψυκτικό- αντιπηκτικό υγρό) με την οποία πληρώνεται το σύστημα ψύξης έχει, συνήθως, και αντιδιαβρωτικές ικανότητες, γι' αυτό και προστατεύει επίσης τα μεταλλικά μέρη από την οξείδωση.


Το ψυγείο είναι το εξάρτημα που μεταφέρει τη θερμότητα του ζεστού ψυκτικού από τον κινητήρα προς την ατμόσφαιρα.


Ο ανεμιστήρας χρησιμοποιείται για να επιταχύνεται η κυκλοφορία του αέραψύξης γύρω από τα πτερύγια των αγωγών του ψυγείου.
Διακρίνεται σε: μηχανικού τύπου, όταν παίρνει κίνηση με ιμάντα από το στροφαλοφόρο άξονα μαζί με την αντλία νερού, και σε ηλεκτρικού τύπου, όταν παίρνει κίνηση από ανεξάρτητο ηλεκτροκινητήρα - μοτέρ.

Η αντλία νερού βρίσκεται στο μπροστινό τμήμα του κινητήρα και παίρνεικίνηση από το στροφαλοφόρο άξονα με τη βοήθεια ιμάντα.
Προορισμός της είναι η αναρρόφηση του ψυκτικού υγρού από τον κάτω υδροθάλαμο του ψυγείου και η αποστολή του με πίεση προς κυκλοφορία γύρω από τα υδροχιτώνια του κινητήρα.


Ο θερμοστάτης στο σύστημα ψύξης εξασφαλίζει τη σωστή λειτουργία του κινητήρα κάτω από συγκεκριμένες τιμές θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού






Αερόψυκτα συστήματα



Το σύστημα ψύξης με αέρα χρησιμοποιεί σαν μέσο ψύξης τον αέρα, για τηναπαγωγή της θερμότητας από τα τμήματα του κινητήρα στην ατμόσφαιρα.


Ένα από τα κυριότερα εξαρτήματα του συστήματος ψύξης με αέρα, είναι ο ανεμιστήρας.
Η όλη διάταξη του ανεμιστήρα είναι τοποθετημένη έτσι ώστε να εκμεταλλεύεται την κίνηση του οχήματος με τον καλύτερο τρόπο και να επιτυγχάνεται η μεγαλύτερη δυνατή αναρρόφηση του αέρα.



Ο αερόψυκτος κινητήρας, κατασκευαστικά, διαθέτει ανεξάρτητους μεταξύ τους κυλίνδρους, οι οποίοι έχουν, εξωτερικά, ειδικά πτερύγια ψύξης(ψήκτρες), ενώ γύρω από τους κυλίνδρους και τις κεφαλές τους τοποθετείται μεταλλικό περίβλημα (από λαμαρίνα) και έτσι σχηματίζεται ένα σύστημα αεραγωγών, που ονομάζεται αεροχιτώνιο, καθώς τα πτερύγια ψύξης(ψήκτρες) αυξάνουν την επιφάνεια του κινητήρα απέναντι στη ροή του αέρα, για την καλύτερη απαγωγή της θερμότητας.


Σήμερα διαφαίνεται πλέον καθαρά, ότι έχουν επικρατήσει οι υδρόψυκτοι και πολύ λίγοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν ακόμα συστήματα ψύξης με αέρα, στα επιβατικά αυτοκίνητα.
























Ανάφλεξη, καύση και καυσαέρια σε βενζινοκινητήρα.


Διαδικασία καύσεως σε βενζινοκινητήρα
Το καύσιμο μίγμα συμπιέζεται από το έμβολο στο θάλαμο καύσης. Μετά την ολοκλήρωση της συμπίεσης, η πίεση φθάνει τα 8 έως 15 bar (ατμόσφαιρες) και η θερμοκρασία τους 400 με 600 °C. Το μέτωπο της φλόγας ξεκινά με σχετικά μικρή ταχύτητα από τον αναφλεκτήρα (μπουζί) μετά τη δημιουργία του σπινθήρα και φθάνει στη μέγιστη τιμή, όταν σε αυτό αναπτυχθεί, τοπικά, η μέγιστη πίεση των 30 με 40 bar και η μέγιστη θερμοκρασία. Η μέγιστη αυτή θερμοκρασία, που φθάνει μέχρι τους 2.000 °C, ονομάζεται θερμοκρασία καύσης. Στη συνέχεια, με τη μείωση της θερμοκρασίας και της πίεσης, το μέτωπο της φλόγας εξασθενεί. Αυτό οφείλεται στην έλλειψη οξυγόνου, αλλά και στην επαφή με τα, σχετικά, ψυχρά τοιχώματα του κυλίνδρου.


Τα χαρακτηριστικά της όλης διαδικασίας και η ποιότητα της καύσης εξαρτώνται από τον τρόπο διάδοσης του μετώπου της φλόγας, ο οποίος τρόπος διαμορφώνεται από το διάστημα που πρέπει η φλόγα να διανύσει και από το χρόνο μέσα τον οποίο πρέπει αυτή να διανύσει το διάστημα αυτό. Η θερμική ενέργεια που χρειάζεται για να αναφλεγεί το συμπιεσμένο μίγμα μέσα στον κύλινδρο, Ο ρυθμός με τον οποίο προχωρά η καύση, λέγεται ταχύτητα καύσης. Η τιμή της αυξάνεται με την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα και μπορεί να φθάσει από 10 μέχρι 20 μέτρα το δευτερόλεπτο. Έτσι, η κανονική καύση γίνεται πολύ γρήγορα και μοιάζει με έκρηξη, χωρίς, ωστόσο, να πάρει ποτέ τη μορφή μιας πραγματικής έκρηξης.


Κρουστική καύση:
Κρουστική καύση, γενικά, είναι μία ακανόνιστη (πολύ ταχεία και έντονη) καύση ενός καυσίμου, που μοιάζει με έκρηξη. Στην περίπτωση των κινητήρων εσωτερικής καύσης, ενώ η καύση του μίγματος βενζίνης-αέρα στους κυλίνδρους αρχίζει κανονικά από τον αναφλεκτήρα και εξαπλώνεται επίσης κανονικά, ξαφνικά, η εξάπλωση αυτή αυξάνεται απότομα μέχρι που παίρνει τη μορφή έκρηξης. Στην κατάσταση αυτή έχουμε ακαριαία καύση όλου του καυσίμου, που μέχρι εκείνη τη στιγμή είχε παραμείνει άκαυστο. Η καύση αυτή συνοδεύεται από κτύπους που ακούγονται ευκρινώς έξω από τον κινητήρα και οι οποίοι μοιάζουν με μεταλλικούς κτύπους. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «πειράκια».


Σχηματισμός ρύπων σε βενζινοκινητήρα-Καυσαέρια
Από την καύση του μίγματος αέρα-βενζίνης παράγονται ορισμένα
προϊόντα που συνθέτουν τα καυσαέρια. Η καύση είναι μια χημική διεργασία, και αν τη δούμε από τη σκοπιά αυτή, τότε λέμε ότι έχουμε την ταχεία οξείδωση της βενζίνης με την παρουσία αέρα και την παραγωγή θερμότητας και νέων χημικών ενώσεων, το σύνολο των οποίων αποτελούν τα καυσαέρια. Εάν η καύση είναι τέλεια, τότε ολόκληρη η ποσότητα του άνθρακα και του υδρογόνου του υδρογονάνθρακα (βενζίνης)





Πετρελαιοκινητήρας

Ανάφλεξη, καύση και καυσαέρια του πετρελαιοκινητήρα.

Ο πετρελαιοκινητήρας ονομάζεται και κινητήρας Ντίζελ (Diesel), από το όνομα του Γερμανού
μηχανικού Ροδόλφου Ντίζελ, ο οποίος το 1892 παρουσίασε τον πρώτο μονοκύλινδρο πετρελαιοκινητήρα..

Ο πετρελαιοκινητήρας είναι ένας Κινητήρας Εσωτερικής Καύσης που μετατρέπει τη θερ­μική ενέργεια του πετρελαίου σε κινητική και στη συνέχεια σε περιστροφική με την βοή­θεια στροφαλοφόρου άξονα.

Είναι παρόμοι­ος με τον βενζινοκινητήρα, διαφέρει όμως στο σύστημα τροφοδοσίας. και πιο συγκεκριμένα είναι διαφορετικός:

Ø Ο τρόπος ανάμιξης του καυσίμου με τον αέρα

Ø Ο τρόπος ανάφλεξης και καύσης του μίγ­ματος καυσίμου – αέρα



Οι 4 χρόνοι λειτουργίας ενός πετρελαιοκινητήρα








Ισχύει δε ότι ένας πλήρης κύκλος λειτουργίας ενός πετρελαιοκινητήρα, περιλαμβάνει τις εξής 6 διεργασίες:

1. Εισαγωγή αέρος
2. Συμπίεση αέρος
3. Ψεκασμός πετρελαίου
4. Καύση
5. Εκτόνωση
6. Εξαγωγή καυσαερίων



Οι πετρελαιοκινητήρες έχουν τα ίδια βασικά δομικά στοιχεία με τους βενζινοκινητήρες, αλλά είναι μεγαλύτεροι συνήθως σε διαστάσεις και έχουν μεγαλύτερο βάρος, λόγω των φορτίων που καλούνται να καλύψουν και των συνθηκών εσωτερικής λειτουργίας τους.

Διαδικασία της καύσεως και αυτανάφλεξη καυσίμου

Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ πετρελαιοκινητήρων και βενζινοκινητήρων ,είναι το φαινόμενο της αυτανάφλεξης του καυσίμου(πετρελαίου) που γίνεται κατά την φάση της συμπίεσης, όταν αυτό ψεκαστεί μέσα ατό χώρο του κυλίνδρου της μηχανής ,λόγω των αυξημένων πιέσεων άρα και θερμοκρασιών που αναπτύσσει ο συμπιεζόμενος αέρας εντός του θαλάμου καύσεως , αλλά και στην διαδικασία της καύσεως(υστέρηση της καύσης) και κυρίως χωρίς κάποια εξωτερική βοήθεια, όπως συμβαίνει στους βενζινοκινητήρες, δηλαδή με την παρουσία σπινθηριστή (μπουζί).


Σχηματισμός ρύπων.

Οι εκπομπές των μηχανών diesel είναι ιδιαίτερα σύνθετα μίγματα και έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία.

Αποτελούνται από ένα ευρύ φάσμα των οργανικών και ανόργανων ενώσεων που διανέμονται μεταξύ των αεριωδών και μοριακών φάσεων. Η αεριώδης φάση περιέχει πολλές ερεθιστικά και τοξικές χημικές ουσίες.

Τα καυσαέρια (προϊόντα καύσης) των πετρελαιομηχανών έχουν ενοχλητική οσμή και βασικό τους συστατικό είναι στην στην αεριώδη αυτή μορφή :
Ο καπνός(αιθάλη)
Τα οξείδια του αζώτου

Τα μόρια σωματιδίων στις εκπομπές καυσαερίων των diesel είναι πολύ μικρά (90% εξ αυτών είναι μικρότερα από 1µm από τη μάζα τους), καθιστώντας τα εύκολα αναπνεύσιμα.


Εναλλακτικές μορφές κινητήρων.

Κινητήρας Wankel (περιστρεφόμενου εμβόλου)

Στη δεκαετία του '50 ο γερμανός μηχανικός Felix Wankel ανέπτυξε μια μηχανή εσωτερικής καύσεως βασιζόμενη σε έναν ριζικά νέο σχεδιασμό οπου το κλασικό έμβολο και ο κύλινδρος αντικαταστάθηκαν από έναν τριγωνικό στροφέα(έμβολο) ο οποίος περιστρέφεται σε έναν κατά προσέγγιση ωοειδή θάλαμο(κύλινδρος). Το μίγμα αέρος – καυσίμου εισάγεται μέσω θυρίδων εισαγωγής και παγιδεύεται μεταξύ του προσώπου του στροφέα και του θαλάμου. Καλείται και μηχανή Wankel, ή περιστροφική μηχανή Wankel.

Σε μια εμβολοφόρο μηχανή, ο ίδιος όγκος του διαστήματος μεταξύ εμβόλου- κυλίνδρου και καπακιού, δηλαδή ο ωφέλιμος χώρος καύσης , κάνει διαδοχικά τέσσερις διαφορετικές εργασίες: εισαγωγή, συμπίεση, καύση και εξάτμιση.

Μια περιστροφική μηχανή κάνει αυτές τις ίδιες τέσσερις εργασίες-χρόνους, αλλά καθεμία συμβαίνει σε αντίστοιχο, αλλά ξεχωριστό κάθε φορά χώρο , μεταξύ στροφείου και σώματος, το δε έμβολο κινείται συνεχώς και εναλλάσσει τους χρόνους.

Σε μια περιστροφική μηχανή, η πίεση από την καύση δημιουργείται σε ένα χώρο –θάλαμο που διαμορφώνεται από ένα μέρος του κυλίνδρου και στεγανοποιείται από τις εξοχές (νύχια) του τριγωνικού στροφέα, (ο οποίος είναι το αντίστοιχο έμβολο της εμβολοφόρου παλινδρομικής μηχανής).
Ο στροφέας ακολουθεί μια πορεία που κρατά κάθε μιας από τις τρεις αιχμές του στροφέα σε επαφή με το σώμα –κύλινδρο , που έτσι δημιουργούν τρεις ξεχωριστούς χώρους για τα αέρια. Καθώς ο στροφέας κινείται- περιστρέφεται γύρω από το σώμα –κύλινδρο, κάθε ένας από τους τρεις χώρους διαδοχικά μικραίνει και μεγαλώνει και έτσι συμβάλλει. μέσα από αυτήν την επέκταση και συστολή στο να εισάγει αέρα και καύσιμο στη μηχανή, το οποίο συμπιέζει ,( αναφλέγεται από ένα σπινθηριστή-μπουζί), εκμεταλλεύεται την δύναμη των αέριων της καύσης- εκτόνωσης , και τα αποβάλλει έπειτα μέσω ειδικής θυρίδας στην εξάτμιση.


Σώμα κινητήρα Το σώμα έχει κατά προσέγγιση σχήμα οβάλ (επιτροχοειδής είναι η ακριβής περιγραφή) . Η μορφή του θαλάμου καύσης σχεδιάζεται έτσι ώστε οι τρεις άκρες του στροφέα να μένουν πάντα σε επαφή με τα τοιχώματα του κυλίνδρου, και να διαμορφώνει τρεις στεγανούς χώρους για εναλλαγές της καταστάσεως των αερίων.

Ο κύκλος λειτουργίας πραγματοποιείται διαδοχικά σε κάθε πρόσωπο του στροφέα, που εκτελει όλους τους χρόνους σε μία πλήρη περιστροφή του. Λόγω του συμπαγούς μεγέθους και του μικρότερου βάρος του ο κινητήρας Wankel συγκρινόμενος με την εμβολοφόρο μηχανή, εμφανίστηκε ως μια νέα σημαντική εναλλακτική επιλογή για την αυτοκίνηση.

Κάθε μέρος του σώματος είναι σχεδιασμένο για κάθε μία εκ των κάτωθι τεσσάρων διαδικασιών της καύσης :


Εισαγωγή
Συμπίεση
Καύση
Εξαγωγή















Στροφέας-Ρότορας.
Ο στροφέας έχει τρία κυρτά πρόσωπα, κάθε ένα από τα οποία ενεργεί όπως ένα έμβολο. Κάθε πρόσωπο του στροφέα έχει μια εσοχή, με την οποία μεταβάλει τη χωρητικότητα της μηχανής, επιτρέποντας περισσότερο ωφέλιμο χώρο για το μίγμα αέρα/καυσίμου.

Στην κορυφή κάθε προσώπου υπάρχει μια μεταλλική λεπίδα που διαμορφώνει μια στεγανότητα εξωτερικά από τον θάλαμο καύσης. Υπάρχουν επίσης μεταλλικά δαχτυλίδια εσωτερικά κάθε πλευράς του στροφέα, που στεγανοποιούν επίσης και πλευρικά τον θάλαμο καύσης.

Ο στροφέας έχει ένα σύνολο εσωτερικών οδοντώσεων στο κέντρο του. Αυτά τα δόντια εμπλέκονται με ένα κεντρικό γρανάζι(πχ ως Ήλιος με Πλανήτη). Αυτή η εμπλοκή-συναρμογή καθορίζει την πορεία και την κατεύθυνση που ο στροφέας εκτελει μέσα στο σώμα του κυλίνδρου.







Η περιστροφική μηχανή έχει σύστημα ανάφλεξης και σύστημα τροφοδοσίας παρόμοιο με των εμβολοφόρων μηχανών.
















Άξονας περιστροφης και παραγωγής ισχύος
Ο άξονας περιστροφης - παραγωγής ισχύος - και μετάδοσης της κίνησης , έχει τοποθετημένους έκκεντρα επί αυτού λοβούς(έκκεντρα), που σημαίνει ότι είναι αντισταθμισμένοι –μετατοπισμένοι από την κεντρική γραμμή περιστροφής του άξονα.

Κάθε στροφέας τοποθετείται επάνω σε κάθε έναν από αυτούς τους λοβούς. Ο λοβός(έκκεντρο) ενεργεί περίπου όπως ο στροφαλοφόρος άξονας σε μια εμβολοφόρο μηχανή. Δεδομένου ότι ο στροφέας ακολουθεί την πορεία του γύρω από το σώμα , ωθεί τους λοβούς ,και δεδομένου ότι οι λοβοί τοποθετούνται έκκεντρα στον άξονα παραγωγής, η δύναμη που ο στροφέας εφαρμόζει στους λοβούς, δημιουργεί ροπή στον άξονα, και τον αναγκάζει να περιστραφεί.


Επιπλέον, η μηχανική απλότητα του παρέχει χαμηλό κόστος παραγωγής, οι απαιτήσεις ψύξης του είναι χαμηλές, και το χαμηλό κέντρο βάρους του τον καθιστά ασφαλέστερο στην οδήγηση και συνεισφέρει στην ουδέτερη δυναμική συμπεριφορά του αμαξώματος του οχήματος που κινεί.

ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΑ ΔΙΚΑΙΩΜΑΤΑ ΘΕΡΜΟΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ ΕΠΑΣ

Χορηγούμενες άδειες

Οι άδειες που χορηγούνται από το κράτος και τα αντίστοιχα δικαιώματα των αδειούχων είναι τα παρακάτω:

ΑΔΕΙΑ ΒΟΗΘΟΥ ΤΕΧΝΙΤΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΥ

Εκδίδεται μια άδεια για όλες τις κατηγορίες των εγκαταστάσεων. Ο κάτοχός της εργάζεται ως τεχνικό βοηθητικό προσωπικό σε όλες τις ειδικότητες των εγκαταστάσεων.

ΑΔΕΙΑ ΤΕΧΝΙΤΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΥ Α' ΤΑΞΗΣ

Εκδίδεται ξεχωριστή άδεια για κάθε ειδικότητα των εγκαταστάσεων.

Υδραυλικά (υδραυλικά - θέρμανση - πυρόσβεση)

Κλιματισμός.

Αέρια ( Καύσιμα Αέρια, Ιατρικά Αέρια, Ατμός).

Ο κάτοχός της δικαιούται:

Να εργάζεται σε όλες τις εργασίες Α' στάθμης (μικρές δουλειές) της ειδικότητάς του εκτός των εγκαταστάσεων καυσίμων αερίων που δεν έχουν Α' στάθμη.

Να υπογράφει την υπ. Δήλωση για τις εργασίες που εκτελεί.

ΑΔΕΙΑ ΤΕΧΝΙΤΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΥ Β' ΤΑΞΗΣ

Εκδίδεται ξεχωριστή άδεια για κάθε ειδικότητα των εγκαταστάσεων όπως παραπάνω προστιθέμενης και της ειδικής άδειας για καύσιμα αέρια.

Ο κάτοχός της δικαιούται:

Να εργάζεται σε όλες τις εργασίες της ειδικότητας του.

Να συντονίζει μέχρι και 3 συνεργεία της ειδικότητας του.

Να υπογράφει την υπ. Δήλωση για τις εργασίες που εκτελούν και τα 3 συνεργεία.

ΑΔΕΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΤΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΟΥ

Εκδίδεται ξεχωριστή άδεια για κάθε ειδικότητα των εγκαταστάσεων όπως στον ΤΕΧΝΙΤΗ Β'.

Ο κάτοχός της δικαιούται: Να εργάζεται σε όλες τις εργασίες της ειδικότητας του.

Να συντονίζει όλα τα συνεργεία της ειδικότητάς του.

Να υπογράφει την υπ. Δήλωση για τις εργασίες που εκτελούν όλα τα συνεργεία της ειδικότητάς του.

Οι κάτοχοι άδειας τεχνίτη Α', τεχνίτη Β' και εγκαταστάτη δικαιούνται, κατά την εκτέλεση των εργασιών τους, να προβαίνουν σε οξυγονοκολλήσεις και ηλεκτροσυγκολλήσεις των δικτύων.

Ενώσεις και Συνεταιρισμοί που μπορούν να κάνουν εγγραφή, οι απόφοιτοί όταν λάβουν τις κατάλληλες άδειες από το κράτος, είναι οι παρακάτω:

• Ομοσπονδία Βιοτεχνών Υδραυλικών Ελλάδος: Σάμου 7α Αθήνα
• Πανελλήνια Ομοσπονδία Εγκαταστατών Συντηρητών Καυστήρων: Μαρμαρά 13 Αθήνα
• Συνεταιρισμός Εργολάβων Υδραυλικών Αθηνών & Περιχώρων: 14ο χλμ Αθηνών - Λαμίας Κηφισιά
• Ένωση Συντηρητών Καυστήρων Ελλάδος: Σεπολίων 3 Αθήνα.

ΛΕΒΗΤΟΣΤΑΣΙΟ