מבנה מנוע הבוכנה

בית הארכובה (Crankcase)

בית הארכובה הוא הבסיס של המנוע. הוא מחזיק את גל הארכובה ואת המסבים, נושא את הצילינדרים, ומשמש מיכל לשמן במנועים עם אגן רטוב (Wet sump). במנועים מנוגדים הוא עשוי בדרך כלל משני חצאים יצוקים מסגסוגת אלומיניום, שמחוברים בברגים ובאומים לאורך קו המרכז.

בית הארכובה צריך לעמוד בכוחות הדחף של המדחף, במומנט, ברעידות ובכוחות הגירוסקופיים. לכן הוא נבדק לסדקים, בעיקר סביב תושבות המנוע ומושבי המסבים.

גל הארכובה (Crankshaft)

גל הארכובה הופך את התנועה הקווית של הבוכנות לסיבוב. הוא מחושל מפלדה חזקה (למשל פלדת כרום-ניקל-מוליבדן) ועובר הקשחת פני שטח (ניטרור) באזורי המסבים.

החלקים שלו:

• זרועות ראשיות (Main journals): החלקים שמסתובבים במסבים הראשיים, על ציר הגל.
• זרועות ארכובה (Crankpins / Throws): החלקים המוסטים מהציר, שעליהם מחובר מוט הטלטל. לרוב הם חלולים – כדי להקל משקל, להעביר שמן, ולשמש כ״לוכדי בוצה״ (Sludge chambers) שאוספים לכלוך מהשמן.
• לחיים (Cheeks / Webs): החלקים שמחברים בין הזרועות הראשיות לזרועות הארכובה.
• משקולות נגד (Counterweights): מאזנות את הגל סטטית.
• מרסני רעידות דינמיים (Dynamic dampers): משקולות תלויות שמתנדנדות ומקזזות את הרעידות של פעימות ההספק. הן לא משמשות לאיזון סטטי.

מוטות טלטל (Connecting rods)

מוט הטלטל מעביר את הכוח מהבוכנה לגל הארכובה. חתך המוט הוא בדרך כלל בצורת H או I – חזק וקל. בקצה הקטן יש תותב (Bushing) לפין הבוכנה, ובקצה הגדול מסבים מפוצלים (Inserts) שמחוברים בכיפה (Cap).

סוגים:

כיפות מוטות הטלטל מסומנות ומותאמות למוט שלהן – אסור להחליף ביניהן.

בוכנות (Pistons)

הבוכנות יצוקות או מחושלות מסגסוגת אלומיניום. ראש הבוכנה (Crown / Head) יכול להיות שטוח, קעור או קמור. בדפנות יש חריצים לטבעות.

טבעות בוכנה (Piston rings)

הטבעות עשויות בדרך כלל מברזל יצוק אפור, ולעיתים עם ציפוי כרום. אסור להתקין טבעות מצופות כרום בצילינדר מצופה כרום. בהתקנה, מרווחי הפתיחה (Gaps) של הטבעות מסובבים כך שלא יהיו בקו אחד. בודקים את מרווח הפתיחה בצילינדר ואת המרווח הצידי בחריץ.

פין הבוכנה (Piston pin)

מחבר את הבוכנה למוט הטלטל. במנועי מטוסים הוא בדרך כלל פין צף לחלוטין (Full-floating) – הוא מסתובב גם בבוכנה וגם במוט, ומוחזק בפקקי אלומיניום רכים או בטבעות נעילה כדי שלא ישרוט את הצילינדר.

צילינדרים

הצילינדר מורכב מ:

• חבית (Barrel): פלדה, עם צלעות קירור. בתוכה הבוכנה זזה.
• ראש (Head): סגסוגת אלומיניום יצוקה, עם צלעות קירור, מושבי שסתומים, מובילי שסתומים וחורים למצתים. הראש מוברג על החבית בהתאמה הדוקה תוך חימום (Shrink fit).

ציפויי חבית

צילינדר צר בחלקו העליון (Choke bore)

החבית מעובדת כך שהקוטר בחלק העליון קטן מעט. כשהמנוע מתחמם, הראש החם מתרחב יותר, והחבית הופכת לגליל ישר.

שסתומים (Valves)

• שסתום יניקה: בדרך כלל ראש שטוח (Tulip או Flat), מפלדת כרום-ניקל.
• שסתום פליטה: עובד בחום גבוה מאוד. לרוב הוא חלול וממולא חלקית בנתרן מתכתי – הנתרן נמס, ניתז בתוך הגבעול ומעביר חום מהראש לגבעול ומשם למוביל. אסור לחתוך או לשבור שסתום עם נתרן – נתרן מגיב באלימות עם מים.
• מושב השסתום (Valve seat): טבעת פלדה או ברונזה מוכנסת לראש הצילינדר. זווית המושב נפוצה היא 30° או 45°.
• קפיצי שסתום: בדרך כלל שני קפיצים לכל שסתום, מלופפים בכיוונים הפוכים. כך אם אחד נשבר, השני מחזיק, וכך מונעים תהודה (Surging).

מנגנון השסתומים (Valve train)

במנוע מנוגד: גל זיזים (Camshaft) מסתובב בחצי ממהירות גל הארכובה. הזיזים מרימים מרימים (Tappets / Lifters), שדוחפים מוטות דחיפה (Push rods), שמזיזים נדנדות (Rocker arms), שפותחות את השסתומים.

במנוע כוכבי משתמשים בטבעת זיזים או בתוף זיזים (Cam ring / Cam plate) במקום גל זיזים.

מרימים הידראוליים (Hydraulic lifters)

מרים הידראולי ממלא את עצמו בשמן ומבטל את המרווח בין חלקי המנגנון. כך אין צורך לכוונן מרווחי שסתומים באופן קבוע, והפעולה שקטה יותר. מרווח יבש (Dry tappet clearance) נבדק בהרכבה, כשהמרים ריק משמן.

מסבים (Bearings)

מסבים מישוריים עשויים בדרך כלל מפלדה מצופה בשכבה רכה (בבית, נחושת-עופרת, כסף). השכבה הרכה סופגת חלקיקים זרים ומונעת שחיקה של הגל.

תיבת הפחתה למדחף (Reduction gear)

כשהמנוע מסתובב מהר, מדחף בקצב כזה יגיע למהירות קול בקצות הלהבים. תיבת הפחתה מורידה את סל״ד המדחף. סוגים: גלגלי שיניים ישרים (Spur), כוכביים (Planetary) ומשופעים (Bevel). במנועים מסוימים המדחף מחובר ישירות לגל הארכובה (Direct drive).

נקודות למבחן

• גל הזיזים מסתובב בחצי ממהירות גל הארכובה.
• שסתום פליטה מקורר בנתרן; אסור לחתוך אותו.
• שני קפיצים לכל שסתום, בכיוונים הפוכים.
• אין טבעות מצופות כרום בצילינדר מצופה כרום.
• מרסנים דינמיים מקטינים רעידות פיתול; משקולות נגד – איזון סטטי.
• Choke bore – צר למעלה, נעשה ישר כשהמנוע חם.