Σύστημα Ψύξεως

Κινητήρας που δουλεύει δίχως κάποια προστασία έστω και για λίγο χρονικό διάστημα, αχρηστεύεται, εξ’ αιτίας των πολύ υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται το πιστόνι θα κολλήσει μέσα στον κύλινδρο. Το σύστημα που προφυλάσσει τον κινητήρα από την υπερθέρμανση, ονομάζεται σύστημα ψύξεως. Η λειτουργία του, βασίζεται στην κυκλοφορία ενός υγρού (ύδωρ = νερό ή αντιψυκτικό) γύρω από τα θερμαινόμενα τμήματα του κινητήρα ενός ΤΡΑΚΤΕΡ γι’ αυτό  οι κινητήρες αυτοί ονομάζονται υδρόψυκτοι . Το σύστημα ψύξης είναι κλειστής κυκλοφορίας, αφού το υγρό ξαναψύχεται και χρησιμοποιείται πάλι για την ίδια δουλειά δίχως να βγαίνει έξω. Το σύστημα ψύξης αποτελείται από το ψυγείο, το υδροχιτώνιο, τις σωληνώσεις, την υδραντλία, τον ανεμιστήρα, τον θερμοστάτη κ.λ.π.

Σχηματική παράσταση του συστήματος ψύξεως ενός τρακτέρ

Το υδροχιτώνιο: Είναι μεταλλικό περίβλημα με το οποίο περιβάλλονται οι κύλινδροι. Στο κενό ανάμεσα του κυλίνδρου και του υδροχιτωνίου κυκλοφορεί το νερό ή το αντιψυκτικό το οποίο πρέπει απαραίτητα να περνά ομοιόμορφα από όλες τις θερμαινόμενες επιφάνειες (κυρίως στον χώρο καύσεως) για να μην δημιουργούνται διαφορές θερμοκρασίας. Οι διαφορές θερμοκρασίας προκαλούν ρήγματα στους κυλίνδρους ή στις κεφαλές.     

Υδραντλία ή αντλία νερού

Η υδραντλία ή αντλία νερού: Είναι μια μικρή φυγοκεντρική αντλία τοποθετημένη στο μπροστινό και πάνω ή πλάγιο μέρος του κινητήρα ενός ΤΡΑΚΤΕΡ που έχει προορισμό να εξασφαλίσει την κυκλοφορία του νερού ψύξης, γι' αυτό το σύστημα με την βοήθεια της αντλίας ονομάζεται αναγκαστικής κυκλοφορίας. Αυτή, τραβά το νερό από το υδροχιτώνιο και το σπρώχνει στον άνω υδροθάλαμο του ψυγείου ή και ανάποδα. Παίρνει την κίνηση της  από τον στροφαλοφόρο άξονα με ιμάντα, με τον ίδιο ιμάντα κινείται ο ανεμιστήρας που είναι στερεωμένος στον ίδιο άξονα με την αντλία.
Ο ανεμιστήρας: Στο σύστημα ψύξεως με νερό η ψύξη γίνεται με αέρα, το νερό απλώς μεταφέρει την θερμότητα στο ψυγείο. Ο αέρας πρέπει να έχει τέτοια ταχύτητα όταν περνά από τις σωληνώσεις ή τις κυψέλες του ψυγείου, ώστε να είναι ικανός να κρυώσει το νερό του ψυγείου. Γι' αυτό χρησιμοποιούμε τον ανεμιστήρα. Αυτός, είναι τοποθετημένος πίσω από το ψυγείο, αναρροφά αέρα από μπροστά προς τα πίσω και δημιουργεί ρεύμα που ψύχει το νερό του ψυγείου. Ο ανεμιστήρας λειτουργεί αυτόματα με ένα ηλεκτρομαγνητικό συμπλέκτη μόνο όταν η θερμοκρασία του νερού είναι μεγάλη και σταματά όταν η θερμοκρασία γίνει μικρότερη από το επιτρεπόμενο όριο.
Όσο επικίνδυνη είναι η υπερβολική θέρμανση στον κινητήρα τόσο η υπερβολική ψύξη τον φθείρει πρόωρα για να μπορέσουμε να διατηρήσουμε την θερμοκρασία σε ορισμένα επιθυμητά όρια τοποθετούμε τον θερμοστάτη.  
Ο θερμοστάτης: Είναι βαλβίδα τοποθετημένη στην έξοδο του νερού από τον κινητήρα. Όταν το νερό είναι κρύο είναι κλειστός, όταν όμως το νερό μέσα στο υδροχιτώνιο φτάσει σε μια ορισμένη θερμοκρασία η βαλβίδα ανοίγει (δηλαδή ανοίγει ο θερμοστάτης) αρχίζει να κυκλοφορεί το νερό στο ψυγείο και να κρυώνει.

Φάσεις λειτουργίας της τετράχρονης πετρελαιομηχανής

Στις παρακάτω εικόνες φαίνεται ο κύκλος λειτουργίας της τετράχρονης πετρελαιομηχανής που φέρουν τα ΤΡΑΚΤΕΡ σε 4 φάσεις & 4 χρόνους, δηλαδή τις διαδρομές του πιστονιού μεταξύ του ΑΝΣ και ΚΝΣ που που αντιστοιχούν σε δύο πλήρεις περιστροφές του στροφαλοφόρου άξονα (720^ο).

ΑΝΣ = Άνω Νεκρό Σημείο
ΚΝΣ = Κάτω Νεκρό Σημείο

Έτσι έχουμε :

• Εισαγωγή,
• Συμπίεση,
• Ανάφλεξη-Εκτόνωση,
• Εξαγωγή καυσαερίων

Εισαγωγή

Συμπίεση

Ανάφλεξη-Εκτόνωση

Εξαγωγή καυσαερίων

Κύλινδρος

Είναι το στοιχείο του κινητήρα ενός ΤΡΑΚΤΕΡ μέσα στο οποίο γίνεται η καύση του πετρελαίου, η μετατροπή του σε αέρια υψηλής πίεσης και μεγάλης δύναμης, με την οποία κινούνται τα πιστόνια δημιουργώντας έτσι κινητική ενέργεια. Όλοι οι κύλινδροι σε ένα κινητήρα αποτελούν ένα σύνολο το οποίο είναι χυτό και ονομάζεται μπλοκ κυλίνδρων.

Το μπλοκ των κυλίνδρων περιέχει εκτός από τους κυλίνδρους, τμήμα των αγωγών κυκλοφορίας του λαδιού και  τα υδροχιτώνια (θάλαμοι κυκλοφορίας νερού ψύξεως).  Το μπλοκ των κυλίνδρων καταπονείται από τις υψηλές πιέσεις και θερμοκρασίες της καύσης, από θερμικές τάσεις εξ’ αιτίας της γρήγορης αλλαγής της θερμοκρασίας. Για να αντιμετωπισθούν αυτές οι υψηλές καταπονήσεις, κατασκευάζεται από ειδικό χυτοσίδηρο, ή από κράματα αλουμινίου.

μπλοκ κυλίνδρων

Όπως φαίνεται στην παραπάνω φωτογραφία, κάθε κύλινδρος είναι τοποθετημένος δίπλα στον άλλο, γι αυτό το μπλοκ των κυλίνδρων ονομάζεται «σε σειρά». Απαντώνται όμως και υπό γωνία 60^ο ή 90^ο, σ’ αυτή την περίπτωση το μπλοκ των κυλίνδρων ονομάζεται «V»(βε).
Μέσα στο σώμα του κυλίνδρου είναι τοποθετημένο σφηνωτά το χιτώνιο.
Χιτώνιο ή πουκάμισο είναι ο πρόσθετος κύλινδρος μέσα στον οποίο παλινδρομεί το πιστόνι. Έχουμε δύο τύπους χιτωνίων : τα υγρά, η εξωτερική επιφάνεια των οποίων βρέχεται από το αντιψυκτικό υγρό και τα ξηρά,  η εξωτερική επιφάνεια των οποίων δεν βρέχεται από το αντιψυκτικό υγρό. Για μεγαλύτερη αντοχή στις πιέσεις, ως υλικό κατασκευής χρησιμοποιείται ο φαιός χυτοσίδηρος. Λόγω της μεγάλης καταπόνησης που υφίσταται το χιτώνιο, φθείρεται. Η φθορά προέρχεται από : α) την τριβή του πιστονιού και των ελατηρίων κατά την παλινδρομική κίνηση τους, και β) την διάβρωση από  υγροποιημένους ατμούς οξέων που δημιουργούνται κατά την καύση. Προκειμένου να διορθώσουμε την φθορά του χιτωνίου κάνουμε ρεκτιφιέ, ή σε περίπτωση μεγάλης φθοράς το αντικαθιστούμε.  

Πιστόνι ή έμβολο

Είναι τμήμα του κινητήρα του τρακτέρ το οποίο πηγαίνει πάνω κάτω (μεταξύ ΑΝΣ & ΚΝΣ) μέσα στον κύλινδρο κάνοντας ευθύγραμμη - παλινδρομική κίνηση. Αφενός μεν, πιέζει το καύσιμο για να το φέρει σε κατάσταση να καεί και να παραχθεί κινητήρια δύναμη, η οποία μεταβιβάζεται μέσω της μπιέλας στον στροφαλοφόρο άξονα. Αφετέρου δε, στεγανοποιεί τον χώρο καύσης από τον στροφαλοθάλαμο με την βοήθεια των ελατηρίων συμπίεσης. Το σχήμα του είναι κυλινδρικό, μοιάζει με ανάποδο κύπελλο, συνδέεται με την μπιέλα με ένα πείρο (εγκάρσια).

Πιστόνι ή έμβολο

ΑΝΣ = Άνω Νεκρό Σημείο & ΚΝΣ = Κάτω Νεκρό Σημείο, είναι οι δύο ακραίες θέσεις μετακίνησης του πιστονιού. Η απόσταση μεταξύ αυτών των δύο σημείων ονομάζεται διαδρομή του πιστονιού.

Υλικό κατασκευής : Τα πιστόνια παλιότερα κατασκευαζόταν από μαντέμι. Το μέταλλο αυτό είναι φθηνό, έχει μικρό συντελεστή διαστολής, μεγάλη αντοχή στις τριβές, όμως είναι βαρύ.  

Στην συνέχεια, ως υλικό κατασκευής χρησιμοποιήθηκαν διάφορα κράματα αλουμινίου τα οποία όμως είναι μαλακά με αποτέλεσμα να φθείρονται εύκολα. Για να διορθωθεί αυτό το μειονέκτημα, εφαρμόσθηκε η κατεργασία της ανοδικής οξείδωσης με την οποία σκληραίνει η επιφάνεια του πιστονιού, μειώνονται οι φθορές και διευκολύνεται η λίπανση. Ως υλικό κατασκευής,  χρησιμοποιούνται επίσης τα κράματα μαγνησίου, τα οποία έχουν τις ίδιες σχεδόν ιδιότητες με τα κράματα αλουμινίου και επιπλέον είναι πολύ ελαφρύτερα.    

Ονοματολογία Πιστονιού

Ελατήρια πιστονιού

Για την σωστή λειτουργία του κινητήρα είναι απαραίτητη η τέλεια στεγανοποίηση του χώρου καύσης, γιατί επιτυγχάνεται :

• Η μεγαλύτερη δυνατή συμπίεση.
• Η μη διαφυγή καυσαερίων στο στροφαλοθάλαμο.
• Η αποτροπή εισροής του λαδιού λίπανσης από τον στροφαλοθάλαμο, στον χώρο καύσης.

Με την χρησιμοποίηση των ελατηρίων του πιστονιού εξασφαλίζουμε την επιθυμητή στεγανότητα.

Τα ελατήρια, έχουν σχήμα δακτυλίου με εξωτερική διάμετρο λίγο μεγαλύτερη από την διάμετρο του κυλίνδρου και σε ένα σημείο της περιφέρειας τους είναι κομμένα (όπως φαίνεται στο πιο κάτω σχήμα).  Το τμήμα που λείπει, διευκολύνει ώστε ανοίγοντας τα λίγο να μπούνε στη θέση τους , στα αυλάκια του πιστονιού, επίσης περιλαμβάνει τις θερμικές διαστολές.

Ελατήρια πιστονιού

Το πάνω και το δεύτερο εμποδίζουν τα καυσαέρια να διαφύγουν προς τα κάτω και ονομάζονται ελατήρια συμπίεσης. Τα ελατήρια λαδιού δεν αφήνουν το λάδι λίπανσης να μπει στον χώρο καύσης.
Υλικό κατασκευής : Τα ελατήρια κατασκευάζονται από κραματωμένο χάλυβα ή από φαιό χυτοσίδηρο με μεγάλη ελαστικότητα, ή από χυτοσίδηρο με σφαιροειδή γραφίτη. Κόβονται από ένα ενιαίο σωλήνα ο οποίος έχει υποστεί σκλήρυνση με επικάλυψη νικελίου ή μολυβδαινίου.   

Τοποθέτηση πιστονιού σε κύλινδρο

Σφόνδυλος ή βολάν

Ο σφόνδυλος ή βολάν κατασκευάζεται από χυτοσίδηρο ή χυτοχάλυβα και στερεώνεται στο άκρο του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα ενός ΤΡΑΚΤΕΡ και κάθετα σ’ αυτόν. Καθώς κινείται με τον στροφαλοφόρο άξονα, αποταμιεύει ενέργεια κατά τον χρόνο της εκτόνωσης και δεν σταματά στους υπόλοιπους χρόνους, αλλά λόγω της αδράνειας του συνεχίζει την κίνηση του παρασύροντας σε περιστροφική κίνηση τον στροφαλοφόρο άξονα και συμπληρώνει έτσι τον κύκλο λειτουργίας του κινητήρα. Δηλαδή ο σφόνδυλος είναι ένας χαλύβδινος δίσκος, ο οποίος  αυξάνει την ροπή αδράνειας των περιστρεφόμενων μαζών, έτσι όσους περισσότερους κυλίνδρους έχει μια μηχανή τόσο μικρότερο βάρος έχει το βολάν. 

Στην επιφάνεια του σφονδύλου στερεώνεται η οδοντωτή στεφάνη της μίζας.

KUBOTA B1402 με κουβά ( εμπρόσθιος φορτωτής)

Ο κουβάς στο τρακτέρ χρησιμοποιείται κυρίως για μεταφορά οικοδομικών υλικών, χωμάτων, κοπριάς, ζωοτροφών, ξύλων, κ.λ.π . Παρελκόμενο ιδιαίτερα χρηστικό, τοποθετείται σχεδόν σε όλους τους τύπους.

KUBOTA B1402 με κουβά