Λύσεις — Ενότητα 20: Φορητές Μ.Ε.Κ. (Γεννήτριες-Αντλίες) (σελ. 348) – ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Ενότητα 20: Φορητές Μ.Ε.Κ. (Γεννήτριες-Αντλίες)

Λύσεις στις 7 ερωτήσεις του Κεφ.6§Β (τελευταία ενότητα του βιβλίου): κύρια μέρη γεννήτριας, ψύξη και λίπανση του κινητήρα της, σύστημα ρύθμισης σταθερών στροφών, ο προειδοποιητικός μηχανισμός στάθμης λαδιού και το τρανζιστορικό σύστημα ανάφλεξης που σταματά τον κινητήρα, τα κύρια είδη Μ.Ε.Κ. των αντλιών (βενζινοκινητήρες/πετρελαιοκινητήρες) και οι δύο τάπες (πλήρωσης νερού και αποστράγγισης) στον κορμό μιας αντλίας.

Κύρια μέρη μιας γεννήτριας

Ερώτηση: Ποια είναι τα κύρια μέρη μιας γεννήτριας;

Απάντηση:

• Ποια είναι τα κύρια μέρη μιας γεννήτριας;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η γεννήτρια (Η/Ζ) διαθέτει, εξωτερικά, εμπρός και επάνω, μία χειρολαβή μεταφοράς και έναν πίνακα οργάνων-χειριστηρίων: μία ενδεικτική λυχνία λειτουργίας του διακόπτη του κινητήρα, ένα βολτόμετρο, υποδοχή λήψης ρεύματος AC, ακροδέκτες λήψης ρεύματος DC, το κουμπί του τσοκ, μία προειδοποιητική λυχνία της στάθμης του λαδιού, και διακόπτες αποκοπής της λειτουργίας των κυκλωμάτων AC και DC. Στο επάνω μέρος βρίσκεται η τάπα του ρεζερβουάρ καυσίμου, με αναρτημένο τον δείκτη στάθμης του. Στα πλάγια υπάρχει ένα ανοιγόμενο πλαίσιο (πορτάκι) που καλύπτει και προστατεύει το φίλτρο αέρα, τη μπαταρία, το διακόπτη (ρουμπινέτο) τροφοδοσίας καυσίμου και τις τάπες πλήρωσης και εξαγωγής του λαδιού — όλα αυτά, μαζί με τον κινητήρα, αποτελούν τα εσωτερικά μέρη της γεννήτριας. Εσωτερικά, ο κινητήρας περιλαμβάνει το έμβολο με τα ελατήριά του, τον πείρο, τη μπιέλα (διωστήρα), τον στροφαλοφόρο άξονα, τις βαλβίδες, τον εκκεντροφόρο, το γρανάζι εξόδου κίνησης, το καρμπυρατέρ και τη μίζα, ενώ επί του στροφαλοφόρου είναι στηριγμένος ο μηχανισμός παραγωγής κίνησης (η γεννήτρια, με το ζεύγος ρότορα-στάτη), με δικές του τάπες πλήρωσης/εξαγωγής λαδιού, τον ανεμιστήρα του ρότορα, το εξωτερικό κάλυμμα και τον χειροκίνητο μηχανισμό εκκίνησης με σχοινάκι (μηχανισμό περιτύλιξης).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Εξωτερικά: χειρολαβή, πίνακας οργάνων (ενδεικτική λυχνία, βολτόμετρο, AC/DC, τσοκ, λυχνία στάθμης λαδιού), τάπα ρεζερβουάρ, πορτάκι με φίλτρο/μπαταρία/ρουμπινέτο/τάπες λαδιού
• Εσωτερικά: έμβολο-μπιέλα-στροφαλοφόρος-βαλβίδες-εκκεντροφόρος-καρμπυρατέρ-μίζα + μηχανισμός παραγωγής κίνησης (ρότορας-στάτης)

Ψύξη κινητήρα γεννήτριας

Ερώτηση: Πώς επιτυγχάνεται η ψύξη του κινητήρα μιας γεννήτριας;

Απάντηση:

• Πώς επιτυγχάνεται η ψύξη του κινητήρα μιας γεννήτριας;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ψύξη του κινητήρα μιας γεννήτριας επιτυγχάνεται με αερόψυξη. Η περιστροφή του ανεμιστήρα ψύξης, που είναι τοποθετημένος στο ρότορα, προκαλεί την αναρρόφηση αέρα από το εξωτερικό περιβάλλον. Ο αέρας αυτός, διαμέσου των οπίσθιων και μεσαίων αγωγών, ψύχει αρχικά τον κύλινδρο και την κυλινδροκεφαλή και στη συνέχεια, κατά την έξοδό του προς την ατμόσφαιρα, ψύχει τόσο την εξάτμιση (μαζί με το δεύτερο καζανάκι της) όσο και τον ίδιο τον ρότορα με τον στάτη. Έτσι τελικά ψύχονται σχεδόν όλα τα μέρη της γεννήτριας, πράγμα απολύτως αναγκαίο για την απρόσκοπτη και συνεχή λειτουργία της — δεν υπάρχει, δηλαδή, ξεχωριστό κύκλωμα ψύξης με νερό και ψυγείο, όπως σε μεγαλύτερους κινητήρες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Αερόψυξη: ανεμιστήρας στο ρότορα → αναρρόφηση αέρα → ψύξη κυλίνδρου/κυλινδροκεφαλής → εξάτμιση → ρότορας-στάτης

Λίπανση στις γεννήτριες

Ερώτηση: Πώς επιτυγχάνεται η λίπανση στις γεννήτριες;

Απάντηση:

• Πώς επιτυγχάνεται η λίπανση στις γεννήτριες;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η λίπανση στις γεννήτριες επιτυγχάνεται με τη μέθοδο της εκτίναξης. Το λάδι, που βρίσκεται συγκεντρωμένο στο κάτω μέρος του στροφαλοθαλάμου, φθάνει στα σημεία τριβής μέσω ενός πτερυγίου το οποίο είναι στηριγμένο στο κάτω μέρος του καβαλέτου της μπιέλας: κατά την περιστροφή, το πτερύγιο εκτινάσσει το λάδι, το οποίο ανέρχεται στα επάνω τμήματα του κυλίνδρου και στους τριβείς (ρουλεμάν) της μπιέλας, λιπαίνοντάς τα. Πρόκειται, δηλαδή, για ένα απλό σύστημα λίπανσης με εκτίναξη, χωρίς αντλία λαδιού υπό πίεση όπως συναντάμε σε μεγαλύτερους κινητήρες αυτοκινήτων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Λίπανση με εκτίναξη: πτερύγιο στο καβαλέτο της μπιέλας → εκτινάσσει λάδι από τον στροφαλοθάλαμο → κύλινδρος + τριβείς μπιέλας

Σύστημα ρύθμισης σταθερών στροφών γεννήτριας

Ερώτηση: Τι διασφαλίζει το σύστημα ρύθμισης σταθερών στροφών του κινητήρα της γεννήτριας;

Απάντηση:

• Τι διασφαλίζει το σύστημα ρύθμισης σταθερών στροφών του κινητήρα της γεννήτριας;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το σύστημα ρύθμισης σταθερών στροφών διασφαλίζει ότι οι στροφές λειτουργίας του κινητήρα της γεννήτριας παραμένουν σταθερές, ανεξάρτητα από το ηλεκτρικό φορτίο που της επιβάλλεται κάθε φορά — περίπου στις 3.000 rpm σε συχνότητα 50 Hz και στις 3.500 rpm σε συχνότητα 60 Hz. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω ενός φυγοκεντρικού τύπου ρυθμιστή, ο οποίος παίρνει κίνηση από τον εκκεντροφόρο άξονα. Χωρίς έναν τέτοιο ρυθμιστή, οι στροφές του κινητήρα θα μεταβάλλονταν συνεχώς ανάλογα με το ηλεκτρικό φορτίο της γεννήτριας: με μεγάλο φορτίο, οι στροφές θα μειώνονταν. Η παρουσία του ρυθμιστή ενεργοποιεί αυτόματα την πεταλούδα του γκαζιού στο καρμπυρατέρ — την ανοίγει περισσότερο όταν το φορτίο είναι μεγάλο (παρέχοντας περισσότερο καύσιμο, ώστε να διατηρηθεί η σταθερότητα των στροφών) και μειώνει το άνοιγμά της όταν το φορτίο είναι μικρό, ώστε να υπάρχει η αναγκαία εξισορρόπηση των στροφών του κινητήρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Διασφαλίζει σταθερές στροφές (~3.000 rpm/50Hz, ~3.500rpm/60Hz) ανεξάρτητα από το ηλεκτρικό φορτίο, μέσω φυγοκεντρικού ρυθμιστή που ρυθμίζει αυτόματα την πεταλούδα γκαζιού

Πώς σταματά τον κινητήρα ο μηχανισμός στάθμης λαδιού

Ερώτηση: Μέσω ποιου συστήματος σταματά τη λειτουργία του κινητήρα μιας γεννήτριας ο προειδοποιητικός μηχανισμός της στάθμης του λαδιού;

Απάντηση:

• Μέσω ποιου συστήματος σταματά τη λειτουργία του κινητήρα μιας γεννήτριας ο προειδοποιητικός μηχανισμός της στάθμης του λαδιού;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο προειδοποιητικός μηχανισμός της στάθμης του λαδιού σταματά τη λειτουργία του κινητήρα μιας γεννήτριας μέσω του (τρανζιστορικού) συστήματος ανάφλεξης. Ο μηχανισμός αποτελείται από την προειδοποιητική μονάδα στάθμης λαδιού, τον αισθητήρα στάθμης λαδιού (έναν διακόπτη φλοτέρ τοποθετημένο στο στροφαλοθάλαμο) και την προειδοποιητική λυχνία. Όταν η στάθμη του λαδιού πέσει κάτω από τη γραμμή χαμηλής στάθμης, ο διακόπτης του φλοτέρ ανοίγει (θέση ΟΝ) και ταυτόχρονα ανάβει η προειδοποιητική λυχνία, ώστε να ειδοποιηθεί ο χειριστής. Αν ο διακόπτης παραμείνει ανοικτός για περίπου 3 δευτερόλεπτα, ο «ελεγκτής» της μονάδας του προειδοποιητικού μηχανισμού ενεργοποιείται και βραχυκυκλώνει τους παλμούς της ανάφλεξης που παράγονται από την τρανζιστορική μονάδα· έτσι οι στροφές του κινητήρα μειώνονται κατακόρυφα, με τελικό αποτέλεσμα τη διακοπή της λειτουργίας του (η λυχνία τότε σβήνει). Ο σκοπός όλης αυτής της διαδικασίας είναι να αποφευχθεί «κόλλημα» του κινητήρα λόγω έλλειψης λαδιού.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Μέσω του τρανζιστορικού συστήματος ανάφλεξης: διακόπτης φλοτέρ ανοίγει → μετά ~3 sec ο 'ελεγκτής' βραχυκυκλώνει τους παλμούς ανάφλεξης → στροφές μειώνονται κατακόρυφα → σταματά ο κινητήρας

Κύρια είδη Μ.Ε.Κ. των αντλιών

Ερώτηση: Ποια είναι τα κύρια είδη των Μ.Ε.Κ. των αντλιών;

Απάντηση:

• Ποια είναι τα κύρια είδη των Μ.Ε.Κ. των αντλιών;

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι Μ.Ε.Κ. που συνήθως χρησιμοποιούνται στις αντλίες είναι, όπως και στην περίπτωση των γεννητριών, κατά κύριο λόγο μονοκύλινδροι βενζινοκινητήρες: συνήθως 4-χρονοι, αερόψυκτοι, με επικεφαλής βαλβίδες και τον εκκεντροφόρο άξονα πλάγια τοποθετημένο. Οι μεγαλύτεροι τύποι φθάνουν σε κυβισμό τα 160 cm³ περίπου, με απόδοση ισχύος 5,5 Hp και παροχή περίπου 1.100 λίτρα το λεπτό, ενώ οι μικρότεροι έχουν κυβισμό από 30 cm³, απόδοση περίπου 1,5 Hp και παροχή περίπου 125 λίτρα το λεπτό. Σε βαρέος τύπου φορητές αντλίες συναντάμε επίσης μικρούς πετρελαιοκινητήρες, οι οποίοι είναι κι αυτοί συνήθως 4-χρονοι, μονοκύλινδροι, αερόψυκτοι, με επικεφαλής βαλβίδες και τον εκκεντροφόρο πλάγια τοποθετημένο (π.χ. τύπος με απόδοση 9 Hp, παροχή 2.100 λίτρα/λεπτό, δοχείο πετρελαίου 12 λίτρων και κατανάλωση κάτω από 0,95 λίτρα καυσίμου την ώρα). Άρα τα κύρια είδη είναι δύο: μονοκύλινδροι βενζινοκινητήρες (η πλέον συνηθισμένη περίπτωση) και μονοκύλινδροι πετρελαιοκινητήρες (σε βαρύτερους, βιομηχανικού τύπου, χρήσεις).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κυρίως μονοκύλινδροι βενζινοκινητήρες· σε βαρέος τύπου αντλίες και μονοκύλινδροι πετρελαιοκινητήρες — και οι δύο 4χρονοι, αερόψυκτοι, με επικεφαλής βαλβίδες, εκκεντροφόρο πλάγια τοποθετημένο

Τάπες στον κορμό μιας αντλίας

Ερώτηση: Πόσες τάπες υπάρχουν στον κορμό μιας αντλίας και σε τι αυτές χρησιμεύουν;

Απάντηση:

• Πόσες τάπες υπάρχουν στον κορμό μιας αντλίας και σε τι αυτές χρησιμεύουν;

Σύνοψη: Στον κορμό μιας αντλίας Μ.Ε.Κ. υπάρχουν συνολικά δύο τάπες, καθεμία με διαφορετικό σκοπό. Στο επάνω μέρος της αντλίας υπάρχει μία τάπα πλήρωσης νερού, από την οποία γεμίζει με νερό ο θάλαμος της αντλίας — ο θάλαμος πρέπει να είναι πάντα γεμάτος πριν αρχίσει να λειτουργεί η αντλία, αλλιώς αυτή θα υπερθερμανθεί και η παρατεταμένη λειτουργία της χωρίς νερό μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφή του στυπειοθλίπτη (σαλαμάστρας) της αντλίας, με απρόβλεπτες συνέπειες για τον ίδιο τον μηχανισμό της. Στο κάτω μέρος της αντλίας υπάρχει μία τάπα αποστράγγισης, η οποία χρησιμεύει στον καθαρισμό της αντλίας από ιζήματα (κατάλοιπα) που έχουν κατακαθίσει στο εσωτερικό της, όπως άμμος, λάσπη ή σκουπίδια.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Δύο τάπες συνολικά: 1) τάπα πλήρωσης νερού (επάνω) — γεμίζει τον θάλαμο πριν τη λειτουργία, αλλιώς υπερθέρμανση/καταστροφή στυπειοθλίπτη· 2) τάπα αποστράγγισης (κάτω) — καθαρισμός από ιζήματα (άμμο, λάσπη, σκουπίδια)