ΘΕΜΑ Α
Α1. Ερωτήσεις Σωστού - Λάθους
α) Λάθος
(Διόρθωση: Η ανακύκλωση των καυσαερίων συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών οξειδίων του αζώτου - $NO_x$, μέσω της ελάττωσης της θερμοκρασίας στον θάλαμο καύσης. Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ ΙΙ, σελ. 203).
β) Λάθος
(Διόρθωση: Η βέλτιστη ανάμειξη αέρα και καυσίμου λόγω ισχυρότερου στροβιλισμού επιτυγχάνεται στους κινητήρες άμεσου ψεκασμού. Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ ΙΙ, σελ. 68).
- γ) Σωστό (Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ Ι, σελ. 97).
δ) Λάθος
(Διόρθωση: Όσο αυξάνεται ο αριθμός των κυλίνδρων ενός κινητήρα, τόσο μικρότερο βάρος απαιτείται να έχει ο σφόνδυλος. Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ Ι, σελ. 97).
- ε) Σωστό (Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ Ι, σελ. 254).
Α2. Αντιστοίχιση
- 1 -> ε (Εκκεντροφόρος βαλβίδων εισαγωγής)
- 2 -> γ (Αυλός εισαγωγής)
- 3 -> στ (Εκκεντροφόρος βαλβίδων εξαγωγής)
- 4 -> β (Βαλβίδα εξαγωγής)
- 5 -> α (Βαλβίδα εισαγωγής)
Σημείωση: Περισσεύει η επιλογή (δ) Αυλός εξαγωγής (Βάσει σχήματος 4.61, Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ Ι, σελ. 116).
ΘΕΜΑ Β
Β1. Γενική κατάταξη ΜΕΚ ως προς το χρησιμοποιούμενο καύσιμο
Σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο (ΜΕΚ Ι, σελ. 46), οι μηχανές εσωτερικής καύσης κατατάσσονται ως εξής:
- Μηχανές βαρέων πετρελαίων (μαζούτ)
- Μηχανές ελαφρών υγρών (diesel)
- Μηχανές βενζίνης
- Μηχανές φυσικών αερίων
- Μηχανές μικτού καυσίμου (5% πετρέλαιο, 95% αέριο)
Β2. Ενδείξεις λανθασμένης προπορείας σπινθήρα
Απαιτείται η αναφορά πέντε (5) από τα παρακάτω σημεία (ΜΕΚ Ι, σελ. 149):
- Δυσκολία κατά την εκκίνηση του κινητήρα.
- Εμφάνιση κρουστικής καύσης ή αυτανάφλεξης (πειράκια).
- Μη ομαλή λειτουργία / ασταθής κύκλος (ρετάρισμα).
- Υπερθέρμανση του κινητήρα.
- Φαινόμενο «ανάποδων στροφών» (post ignition) – δηλαδή η συνέχιση της λειτουργίας μετά τη διακοπή του διακόπτη.
- Έντονοι κραδασμοί και μειωμένη απόδοση ισχύος.
ΘΕΜΑ Γ
Γ1. Τρόποι στερέωσης πείρου με έμβολο και διωστήρα
- Σταθερά προσαρμοσμένος στους ομφαλούς του εμβόλου (με πρεσάρισμα ή βίδες) και ελεύθερος στο έδρανο του διωστήρα (εφαρμόζεται σε έμβολα από κράμα χυτοσιδήρου).
- Σταθερά προσαρμοσμένος στο έδρανο του διωστήρα και ελεύθερος στους ομφαλούς του εμβόλου (εφαρμόζεται σε έμβολα χυτοσιδήρου ή αλουμινίου).
- Πλήρως ελεύθερος (πλευστός) τόσο στα έδρανα του εμβόλου όσο και στο έδρανο του διωστήρα (εφαρμόζεται κυρίως σε έμβολα αλουμινίου).
(Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ Ι, σελ. 90).
Γ2. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα συστημάτων έγχυσης
Πλεονεκτήματα (απαιτούνται 6 από τα 10):
- Ομοιόμορφη κατανομή μίγματος αέρα-καυσίμου σε κάθε κύλινδρο.
- Ακριβής αναλογία αέρα-καυσίμου σε όλο το εύρος στροφών.
- Συνεχείς και αυτόματες διορθώσεις της αναλογίας μίγματος.
- δυνατότητα διακοπής παροχής καυσίμου (cut-off) για μείωση εκπομπών (π.χ. κατά την επιβράδυνση).
- Μειωμένη ειδική κατανάλωση καυσίμου ($gr/kWh$) και βελτιωμένη οικονομία.
- Αυξημένη απόδοση ισχύος του κινητήρα.
- Υψηλότερη ροπή στις χαμηλές στροφές.
- Άμεση απόκριση στο πάτημα του επιταχυντή (γκαζιού).
- Βελτιωμένη συμπεριφορά κατά την ψυχρή εκκίνηση και την προθέρμανση.
- Χαμηλότερες εκπομπές ρύπων.
Μειονεκτήματα (απαιτούνται και τα 2):
- Υψηλότερο κόστος κατασκευής, αγοράς και συντήρησης.
- Αυξημένο συνολικό βάρος συστήματος.
(Σχολικό βιβλίο ΜΕΚ Ι, σελ. 135).
ΘΕΜΑ Δ (Ασκήσεις)
Δ1. Υπολογισμός έργου και ισχύος
Δεδομένα:
- Μάζα: m = 1200 kg
- Ύψος: h = 1,5 m
- Χρόνος: t = 36s
- Επιτάχυνση βαρύτητας: g = 10 m/s ²
Επίλυση:
Υπολογισμός Βάρους (B):
B = m . g = 1200 kg . 10 m/s ² = 12000 ΝΥπολογισμός Έργου (W):
W = B . h = 12000 N . 1,5 m = 18000 J (ή N . m)Υπολογισμός Ισχύος (P):
P= W/t = 18000J / 36s = 500 W = 0,5 kW
Δ2. Υπολογισμός γωνίας εφαρμογής δύναμης
Δεδομένα:
- Δύναμη: F = 3 kN = 3000 N
- Ροπή: M = 900 Nm
- Μήκος μοχλού: L = 60 cm= 0,6 m
Επίλυση:
Υπολογισμός κάθετης απόστασης ($d$):
Μ = F . d -> d = M/F = 900 Nm / 3000N = 0,3 mΥπολογισμός ημιτόνου της γωνίας ($\phi$):
sin = d/L = 0,3 m / 0,6 m = 0,5Εύρεση γωνίας (φ):
Από τον τριγωνομετρικό πίνακα, για sin = 0,5, προκύπτει ότι η γωνία είναι = 30°.