שאלות ותשובות שנותרו בתורת המנוע

שאלה ב - 2

הגדר את המושגים שלהלן ,ציין את יחידותיהם הבין לאומיות ואת סימניהם : לחץ מיכני והידראולי , משקל סגולי .

תשובה ב - 2

לחץ מיכני נמדד בניוטון / מ"ר ומסומן באות P . לחץ הוא כוח שפועל על גבי יחידת שטח . יחידת הלחץ היא הפסקל . פסקל אחד הוא הלחץ שפועל בצורה אחידה על שטח של מטר מרובע כתוצאה מהשקעת כוח של ניוטון אחד .

לחץ הידראולי נמדד בבר ומסומן גם באות P . זהו הכוח ביחידות ניוטון , שפועל אנכית על יחידת שטח של פני הנוזל או הגז . השטח נמדד בסמ"ר , ובר אחד שווה ל - 10 ניוטון / סמ"ר .

משקל סגולי נמדד בגרם / סמ"ק ומסומן באות Q . משקל סגולי מצביע על צפיפות החומר ומשקלו של זה ביחס ליחידת מישקל תקנית , כגון סמ"ק של מים

שאלה ב - 5

מהו מישקל סגולי ומהי יחידת המידה הבילאומית שלו ?

תשובה ב - 5

מישקל סגולי הוא היחס בין המישקל של הגוף לנפחו או פי כמה כבד יותר או קל יותר נפח מסוים מאותו נפח של מים בטמפרטורה של 277,1 קלווין . יחידת המידה עבור מישקל סגולי היא ק"ג / דצמ"ק עבור מוצקים ונוזלים , וק"ג / מ"ק עבור גזים .

שאלה ב - 6

מהן יחידות המידה הבין לאומיות ומה מודדים על פיהן ?

תשובה ב - 6

יחידות המידה הבין- לאומיות הן : המטר למדידת אורך . קג"מ למדידת המסה . השניה עבור הזמן . האמפר עבור עוצמת הזרם החשמלי . קלווין בשביל הטמפרטורה . המול עבור כמות החומר . והקנדלה למדידת עוצמת האור .

שאלה ב- 8

מהו חום ובאילו יחדות הוא נמדד ?

תשובה ב - 8

חום הוא צורה של אינרגיה הנאגרת בחומר . אפשר להמיר אנרגיה של חום לצורת אנרגיה אחרת , כגון אינרגיה מכנית במנועים . יחידת המידה עבור חום היא הג'אול שמקביל לאנרגיה המכנית של ניטון מטר .

שאלה ב - 9

רשום את יחידות המידה של הערכים שלהלן , הנהוגים בחישובי מנוע : עבודה , משקל סגולי , צריכת דלק , נפח ומהירות .

תשובה ב -9

עבודה - ניטון / מטר . מישקל סגולי - גרם / סמ"ק . צריכת דלק - ק"ג / שעה או ליטר / 100 ק"מ או ליטר / שעה . נפח - סמ"ק . מהירות - מטר / שניה .

שאלה ב - 23

תאר מה מתחרש בצילנדר מנוע בנזין בזמן מהלך עבודה !

תשובה ב - 23

התחלת הבעירה על ידי הניצוץ שריפה מהירה מאוד בחום מירבי 2500 מעלות צלסיוס מלווה בלחץ בעירה מירבי של 60 בר , כאשר בתחילת השריפה הלחץ הוא 30 בר בקירוב . הבוכנה נידחפת למטה על ידי כך יורד הלחץ עד בערך 3 - 5 בר , וחום הגז נופל עד  600 -900 מעלות צלסיוס .

שאלה ב - 25

מהו מישקל ובאילו יחידות מודדים אותו ?

תשובה ב - 25

משקל הוא תוצאת מדידתה של מסה מסוימת .כוח המשקל הוא הכוח שבו המסה לוחצת על המישטח .יחידת המידה עבור משקל הוא ק"ג .

שאלה ב - 28

מהי דו מתכת , על איזה עיקרון היא פועלת והיכן משתמשים בה ברכב ?

תשובה ב -28

דו מתכת זהו פס העשוי שתי מתכות בעלות מקדם התפשטותשונה המחוברות על ידי סימרור בעת התחממות מתפשטת מתכת אחת פחות מן האחרת דבר שגורם לעיוות . ברכב משמש הדו מתכת כמד חום , וסת חום ,מתג חום וגם למניעת התפשטות של בוכנות .

שאלה ב - 29

מהו ההבדל בין "איוד" לריתחה .

תשובה ב - 29

איוד הוא הפיכת נוזל לגזים בטמפרטורה הנמוכה מנקודת הרתיחה של אותו נוזל .

רתיחה לעומת זאת היא הפיכת נוזל לגז בטמפרטורה קבועה שהיא טמפרטורת הרתיחה של הנוזל .

שאלה ב - 30

מהו ההבדל בין אינרגיה לעבודה ובאילו יחידות מודדים אותן ?

תשובה ב -30

אינרגיה זו היכולת לבצע עבודה גם שהיא אינה מתבצעת בפועל .

כאשר כוח מעתיק גוף לאורך דרך בכיוון הפעלת הכוח , הרי מדובר בביצוע עבודה על ידי כוח זה .

אנרגיה ועבודה נמדדים ביחידות ניוטון מטר .

שאלה ב - 32

מהו המושג הספק ניפחי או הספק ליטרי ? מהו הספק מישקלי ?

תשובה ב -32

הספק ניפחי הוא הספק המנוע ביחס לנפח של ליטר אחד .

הספק מישקלי מגדיר את היחס בין מישקלו של המנוע היבש להספקו בכוח סוס .

שאלה ב- 33

מהו ההבדל בין תערובת לתרכובת ואיך ניתן להפריד בין המרכיבים ?

תשובה ב -33

תערובת הוא חומר המתקבל מתהליך מכני על ידי עירבוב שני חומרים או יותר בניהם , כאשר כל אחד שומר על תכונותיו .

תרכובת היא חומר הבנוי משני יסודות או יותר , כאשר כל אחד מאבד את תכונותיו הבסיסיות ואין להפריד בניהם באופן מכני ,אלה באמצעים כימים בלבד .

שאלה ב - 34

איזה תהליך כימי מוגדר כחמצון , ואיזה אינרגיה משתחררת בעת ביצוע תהליך זה ?

תשובה ב - 34

כאשר חומר כלשהו מתחמצן , כלומר , מתחבר עם חמצן משתחרר חום . שריפה היא למעשה חימצון מהיר מאוד הגורם לחימום ויוצר גם אור .

שאלה ב - 37

מהיא תחמוצת פחמן ואיך היא נוצרת

תשובה ב -37

תחמוצת פחמן היא גז רעיל ודליק , חסר צבע ,טעם וריח . הוא נוצר בעקבות בעירה בלתי מושלמת של דלקים פחמניים .

שאלה ב -42

מהם הגורמים שמשפעים על גודלו של החיכוך ?

תשובה ב - 42

גודל החיכוך תלוי בהתאמה בין החומרים המתחככים , בסוג החומרים ובמבנה השטחים, כמו בסיכה ובסוג החיכוך .

שאלה ב - 45

במה תלויה מידת התפשטותם של נוזלים ומוצקים כתוצאה מחום ?

תשובה ב - 45

מידת התפשטותם של נוזלים ומוצקים בהשפעת חום תלויה בנפח החלל , במידת עליית הטמפרטורה ובסוג הנוזל או המוצק .

שאלה ב - 49

מה מתרחש בצילינדר של מנוע בנזין בזמן מהלך היניקה ?

תשובה ב - 49

בעת ירידת הבוכנה נוצר תת לחץ גודלו של לחץ זה הוא 0.1 - 0.2 בר . דרך שסתום היניקה הפתוח נכנסת תערובת של דלק ואוויר , אשר מתחממת הודות לטמפרטורה המנוע עד בערך ל-100 מעלות צלסיוס . עקב כך הופכת התערובת חלקית לגז . שסתום היניקה נסגר בין 90 - ל - 35 מעלות אנמ"ת .

שאלה ב - 50

למה נסגר שסתום היניקה רק בין 35 - ל - 90 מעלות אנמ"ת , ולמה אין אפשרות להגיע למילוי מושלם של הצילנדר ?

תשובה ב -50

שסתום היניקה נסגר מאוחר כדי לשפר מילוי הצילנדר היות והתערובת מפגרת אחרי תנועת הבוכנה . מסנן אויר , הקרברטור , סעפת היניקה ופיתחי השסתומים מפרעים לכניסת התערובת ולמילוי מושלם של הצילנדר .

שאלה ב - 52

מה מתרחש בצילינדר המנוע בזמן מהלך הדחיסה ?

תשובה ב - 52

השסתומים סגורים , הבוכנה עולה , התערובת נדחסת פי 7 עד 10 פעם מנפחה התחלתי . כתוצאה מכך מתחממת התערובת עד 400 - 500 מעלות צלסיוס והלחץ עולה עד אפילו 18 בר בהתאם לסוג המנוע . בזמן הדחיסה הופך כל הדלק לגז ומתערבב באופן מושלם עם האוויר .

שאלה ב - 53

אילו שינויי אנרגיה מתבצעים במהלך העבודה במנוע ולמה יש להקפיץ את הניצוץ בין אלקטרודות המצת לפני נמ"ע ?

תשובה ב - 53

האנרגיה הכימית העצורה בדלק הופכת בזמן השריפה לאנרגית חום וזו הופכת , באמצעות לחץ הגזים על ראש הבוכנה , לאנרגיה מכנית בגל ארכובה . יש להצית את התערובת לנמ"ע , כי משך הזמן העובר עד ליצירת חזית האש כולה הוא בערך אלפית השניה , וחשוב שלחץ הבעירה המירבי יווצר בזמן קצר אנמ"ע .

שאלה ב - 65

במה תלוי מילוי הצילינדר ?

תשובה ב - 65

מילוי הצילנדר מותנה במבנה סעפת היניקה , התנגדות מסנן האוויר , צורת וגודל המעבר בשסתום היניקה , טמפרטורת הצילינדר והסעפת , טמפרטורה ולחץ ומהירות הפעולה של המנוע .

שאלה ב - 66

מה מתרחש בצילינדר המנוע כאשר נשמע צלצול ?

תשובה ב - 66

כאשר נשמע צלצול במנוע סימן שהתערובת התלקחה מעצמה , בנוסף להצתת המצת , במקום כלשהו בצילינדר , כתוצאה מחום גבוה . עכשיו בוערת התערובת מהר מאוד והלחץ גבוה מאוד . הספק במנוע יורד בגלל עיתוי לא מתאים של הלחץ על הבוכנה .

שאלה ב - 67

איך משפיע מרווח שסתומים לא נכון על חלקי ועבודת המנוע ?

תשובה ב - 67

מרווח שסתומים גדול מידי גורם לפתיחה מאוחרת וסגירה מוקדמת , כלומר , למשך זמן פתיחה קצר מידי . מרווח קטן מידי משמעו פתיחה מוקדמת וסגירה מאוחרת , דבר שגורם לאובדני הספק . בנוסף לכך מוגבלת יכולת ההתפשטות של קנה השסתום , השסתום אינו סוגר כראוי , וראש השסתום ישרף .

שאלה ב - 72

השווה בין מנוע דיזל למנוע בנזין מבחינת הניצילויות השונות ונמק מדוע גדולה הנצילות הטרמית של מנוע דיזל מזו של מנוע בנזין .

תשובה ב - 72

מבחינת הנצילויות ההבדל בין מנוע דיזל לבנזין היום קטן מאוד . נצילותו הכללית של מנוע בנזין מקורר במים היא היום בערך %25 לעומת בערך %28 של מנוע דיזל .ככל שמהירות המנוע עולה , קטנה יעילותו הניפחית . מעל ל - 3000 סל"ד נופלת נצילותו התרמית של מנוע דיזל באופן חד , כי לא נותר מספיק זמן להכנת התערובת ולבעירתה המושלמת . ההספק הניפחי של מנוע דיזל בלי גידוש , קטן מזה של מנוע בנזין בגלל הצורך בעודף אוויר . גם הניצילות המשקלית של מנוע דיזל קטנה יותר בגלל הצורך במבנה חזק יותר . נצילותו התרמית של מנוע דיזל גדולה יותר בגלל יחס הדחיסה הגבוה יותר , אשר מקטין באופן משמועתי את תיצרוכת הדלק .

שאלה ב - 82

מאילו חומרים מורכבים גזי הפליטה של מנוע בנזין ?

תשובה ב -82

גזי הפליטה של מנוע בנזין מורכבים בעיקר מחנקן , אדי מים , דו תחמוצת הפחמן וכן מחלקיקים הרעילים תחמוצת פחמן , עופרת ו תחמוצת חנקן .

שאלה ב -88

היכן ממוקמת הבוכנה כאשר לחץ הדחיסה הוא מירבי , ומהו גודלו במנוע בנזין של ארבע מהלכים ? מהי מידת טמפרטורה התערובת במצב זה ומהו הקשר בין יחס הדחיסה להספק המנוע ?

תשובה ב - 88

לחץ הדחיסה הוא מירבי כאשר הבוכנה נמצאת כמעט בנמ"ע , הוא מגיע אז ל - 10 עד 15 בר במנוע בנזין של ארבעה מהלכים . חום התערובת במצב זה 400 עד 500 מעלות צלסיוס . הקשר בין יחס הדחיסה להספק מתבטא בכך , שככל שעולה יחס הדחיסה גדל הספק המנוע .

שאלה ב- 89

למה נקבעת נקודה ההצתה לפני נמ"ע , ומהו גודלו של לחץ הבעירה במנועי קרבורטור ובמנועי הזרקה ?

תשובה ב - 89

בגלל מהירות הבעירה הקטנה יחסית של הגזים , צריכה הבעירה להתחיל מוקדם עד כדי כך שלחץ הבעירה המירבי ישפיע על ראש הבוכנה מעט אחרי נמ"ע . לחץ הבעירה המירבי מגיע במנוע קרבורטור ל - 35 עד 45 בר , ובמנוע הזרקה אפילו עד 60 בר .

שאלה ב - 91

מדוע נפתח שסתום הפליטה לפני נמ"ת ונסגר הרבה לאחר נמ"ע ?

תשובה ב - 91

שסתום הפליטה נפתח קודם כדי לקבל נפילת לחץ וטמפרטורה מהירים . סגירתו המאוחרת של שסתום זה באה כדי לנצל את אינרגיית הזרימה , היניקה , של הגזים הנפלטים להתחלת והגברת תהליך היניקה .

שאלה ב - 92

מהי דיאגרמת עיתוי סימטרית , ומהי דיאגרמה לא סימטרית ?

תשובה ב - 92

דיאגרמת עיתוי סימטרית מצביעה על מנוע שבו זווית פתיחת שסתום היניקה לנמ"ע זהה לזווית פתיחה שסתום הפליטה אנמ"ע , וזווית סגירת שסתום היניקה אנמ"ת זהה לזווית פתיחה שסתום הפליטה לנמ"ת . דיאגרמה לא סימטרית מצביעה על מנוע שבו זוויות אלה שונות זו מזו .

שאלה ב - 93

מדוע אסור להפעיל מנועי שריפה בחדרים סגורים ?

תשובה ב - 93

גזי הפליטה של מנועי שריפה מכילים אחוז גבוה של תחמוצת פחמן , ביחוד מנועי בנזין בסיבובי סרק . תחמוצת פחמן הוא גז חסר ריח ורעיל ביותר .

שאלה ב - 95

מהי מעלתה של מערכת הזרקת בנזין לגבי זיהום האוויר ומהם החומרים המזהמים את גזי הפליטה ?

תשובה ב - 95

גזי הפליטה מכילים את המזהמים האלה : תחמוצת הפחמן , פחמימנים שלא נישרפו , תחמוצת חנקן , תחמוצת גופרית , חוצצהפחמימנית ואמוניאק . מעלתה של מערכת הזרקת בנזין לגבי זיהום האוויר היא בכך שעל ידי הזרקה מקבלים הרכב וצורת תערובת טובה ואחידה , ודבר זה אינו משתנה גם כאשר משתנים תנאי ההפעלה .

שאלה ב - 97

מהוא מנוע מוגדש ומהן מעלותיו , מהן תכונתיו של מנוע המוגדש בעזרת המגדש טורבו

תשובה ב - 97

מנוע מוגדש הוא מנוע שבו נדחס האוויר  כולו או בחלקו , כל התערובת או בחלקה , עוד ליפני כניסתם לצילנדר , וזאת באמצעות מגדש . דבר זה נעשה כדי לקבל מילוי יעיל יותר של הצילינדר , וכתוצאה מכך , הקטנת תצרוכת הדלק הסגולית במעמס מלא , הנצילות עולה  והמנוע עובד פחות רועש  .