מבחן מנוע טורבינה · שיעור 8 מתוך 13
מערכת הסיכה ושמני מנוע
מקור: FAA-H-8083-32 פרק 6
תפקידי השמן
- סיכה: שכבת שמן בין חלקים נעים מפחיתה חיכוך ושחיקה.
- קירור: השמן סופג חום מהבוכנות, מהמסבים ומהצילינדרים, ומוסר אותו במצנן השמן.
- אטימה: בין הטבעות לדופן הצילינדר.
- ניקוי: אוסף חלקיקים ולכלוך ומעביר אותם למסנן.
- הגנה מפני קורוזיה.
- בלימת זעזועים: שכבת שמן במסבים בולמת את המכה של פעימת ההספק.
- שמן כנוזל הידראולי: הפעלת מדחף בעל מהירות קבועה, Wastegate, מרימים הידראוליים.
תכונות שמן
| תכונה | הסבר |
|---|---|
| צמיגות (Viscosity) | ההתנגדות של השמן לזרימה. השמן צריך להיות סמיך מספיק בחום ודליל מספיק בקור |
| מדד צמיגות (Viscosity index) | כמה הצמיגות משתנה עם הטמפרטורה. מדד גבוה = שינוי קטן, טוב יותר |
| נקודת הבזק (Flash point) | הטמפרטורה שבה אדי השמן נדלקים לרגע מלהבה |
| נקודת דליקה (Fire point) | הטמפרטורה שבה השמן ממשיך לבעור |
| נקודת זרימה (Pour point) | הטמפרטורה הנמוכה שבה השמן עוד זורם |
| כובד סגולי | צפיפות ביחס למים |
מספור צמיגות
שמני מטוסים מסומנים לרוב במספר תעופתי (למשל 80, 100, 120). מספר SAE שווה בערך למחצית: שמן תעופתי 100 ≈ SAE 50; 80 ≈ SAE 40. צמיגות נמדדת במכשיר Saybolt Universal Viscosimeter – הזמן בשניות שלוקח ל-60 סמ״ק לזרום בטמפרטורה קבועה.
סוגי שמנים למנועי בוכנה
| סוג | שימוש |
|---|---|
| שמן מינרלי טהור (Straight mineral) | להרצת מנוע חדש או משופץ, לפי היצרן. אין בו תוספים מפזרים |
| שמן אפר-חסר מפזר (Ashless Dispersant – AD) | השמן העיקרי בשימוש. תוספים מחזיקים לכלוך בתרחיף ולא משאירים אפר כשנשרפים |
| שמן רב-דרגתי (Multigrade, למשל 15W-50) | מתאים לטווח טמפרטורות רחב |
| שמן סינתטי | בעיקר במנועי טורבינה |
שמנים למנועי טורבינה
שמנים סינתטיים (על בסיס אסטרים), בתקנים כמו MIL-PRF-23699. צמיגות נמוכה, עמידות בחום גבוה מאוד ובקור. אסור לערבב סוגים או יצרנים שונים בלי אישור. שמן סינתטי מזיק לעור, לצבע ולגומי – רוחצים מיד.
אגן רטוב ואגן יבש
| מערכת | תיאור | שימוש |
|---|---|---|
| אגן רטוב (Wet sump) | השמן נאסף בתחתית בית הארכובה. משאבה אחת לוקחת משם ומחלקת | רוב המנועים המנוגדים הקלים |
| אגן יבש (Dry sump) | השמן נשמר במיכל נפרד. משאבת לחץ מזרימה לבית הארכובה, משאבת החזרה (Scavenge pump) מחזירה למיכל | מנועים כוכביים, מנועים לאקרובטיקה, טורבינות |
משאבת ההחזרה גדולה יותר ממשאבת הלחץ – כי השמן החוזר מעורבב באוויר ובקצף, והנפח שלו גדול יותר. כך בית הארכובה לא מתמלא.
רכיבי המערכת
- מיכל שמן (Oil tank): באגן יבש. כולל מרחב התפשטות – לפחות 10% מהנפח או חצי ג׳לון, לפי מה שגדול יותר (דרישה אמריקאית) – לקצף ולהתפשטות. פתח אוורור (Vent) לבית הארכובה. Hopper – מיכל פנימי קטן שמאפשר חימום מהיר בהתנעה בקור.
- משאבת שמן: לרוב משאבת גלגלי שיניים (Gear pump) – חיובית, מספקת נפח קבוע לכל סיבוב.
- שסתום ויסות לחץ (Pressure relief valve): מגביל את לחץ השמן. אם הוא תקוע פתוח – לחץ נמוך; תקוע סגור – לחץ גבוה.
- מסנן ומסננת: מסנן מלא-זרימה (Full-flow) – כל השמן עובר דרכו. יש לו שסתום עוקף (Bypass valve) – אם המסנן נסתם, השמן עוקף אותו ומגיע למנוע לא מסונן, כי שמן מלוכלך עדיף על אין שמן.
- מצנן שמן (Oil cooler) ושסתום תרמוסטטי (Oil temperature regulator / Vernatherm): כשהשמן קר, השסתום שולח אותו לעקוף את המצנן. כשהוא חם – דרך המצנן. שסתום ניגוד לחץ במצנן מונע נזק בהתנעה בקור כשהשמן סמיך.
- אוורור בית ארכובה (Breather): משחרר לחץ שנוצר מגזים שעוברים מהטבעות (Blow-by). קרח בפתח האוורור עלול לגרום ללחץ יתר בבית הארכובה ולדליפת שמן.
מדי שמן
- לחץ שמן: נמדד אחרי המשאבה. בהתנעה, אם הלחץ לא עולה תוך כ-30 שניות (60 בקור, או לפי היצרן) – מכבים מיד.
- טמפרטורת שמן: נמדדת בכניסה למנוע (בבוכנה). במכשיר יש טווח ירוק וקו אדום.
הבנת לחץ שמן
| מצב | פירוש אפשרי |
|---|---|
| לחץ נמוך וטמפרטורה גבוהה | חוסר בשמן, או שהשמן דליל מחום |
| לחץ נמוך עם טמפרטורה רגילה | שסתום ויסות, משאבה, מד, או מסבים שחוקים |
| לחץ גבוה בהתנעה בקור | רגיל – שמן סמיך. לא מאיצים עד שמתחמם |
| לחץ שמן קופץ ויורד | שמן חסר, אוויר במשאבה |
אחזקה
- בדיקת רמת שמן: בעזרת מקל מדידה (Dipstick). במנועי טורבינה בודקים זמן קצר אחרי כיבוי, לפי היצרן, כי השמן חוזר למיכל או נשאר בתיבת הגלגלים.
- החלפת שמן: במרווחים שהיצרן קבע (שעות או זמן). מנקזים כשהשמן חם – הלכלוך בתרחיף ויוצא עם השמן.
- בדיקת מסנן: חותכים בכלי חיתוך מתאים, פורשים את הנייר, בודקים חלקיקים (ראו פרק אחזקה).
- דגימת שמן לניתוח ספקטרומטרי (SOAP): לוקחים מאותה נקודה ובאותו מצב כל פעם, כדי שהמגמה תהיה אמינה.
נקודות למבחן
- שמן AD הוא השמן הרגיל; שמן מינרלי – להרצה.
- שמן תעופתי 100 ≈ SAE 50.
- משאבת החזרה גדולה ממשאבת הלחץ.
- שסתום עוקף במסנן – שמן לא מסונן עדיף על אין שמן.
- שסתום תרמוסטטי עוקף את המצנן כשהשמן קר.
- לחץ שמן בהתנעה – תוך 30 שניות, אחרת מכבים.
- אסור שמן רכב; אסור לערבב שמני טורבינה בלי אישור.