Pytania o silnik i instalację elektryczną są w arkuszu CEO wyjątkowo przewidywalne: sprawdzają, czy operator wie, do czego służy każdy z układów silnika wysokoprężnego, i czy potrafi bezpiecznie obchodzić się z akumulatorem. Prawie nic tu nie trzeba liczyć, za to bardzo łatwo pomylić dwa podobnie brzmiące pojęcia, bo wabiki w odpowiedziach są budowane właśnie na tym: termostat kontra termopara, intercooler kontra chłodnica płynu, połączenie szeregowe kontra równoległe. Poniżej masz cały materiał ułożony tak, jak pytają o niego na teście.
Silnik wysokoprężny i jego układy
Pierwsze pytanie z tej grupy jest inwentaryzacyjne: które układy w ogóle występują w silniku spalinowym. Prawidłowa odpowiedź wymienia układ korbowo-tłokowy, układ zasilania i układ chłodzenia. Dystraktory dorzucają do listy układ hydrauliczny, pneumatyczny albo „zamknięty" - to układy maszyny, a nie samego silnika. Pełna lista układów silnika, o które może zapytać arkusz, wygląda tak: korbowo-tłokowy, rozrządu, zasilania, chłodzenia, smarowania, doładowania, oczyszczania spalin oraz wydechowy.
Układ korbowo-tłokowy
Zadanie tego układu formułuje się na egzaminie dosłownie: zamienia ruch posuwisto-zwrotny tłoka na ruch obrotowy wału korbowego. Tłok, sworzeń, korbowód i wał korbowy to jeden ciąg przeniesienia siły od gazów spalinowych do koła zamachowego. Odpowiedzi błędne mówią o zamianie energii mechanicznej na hydrauliczną (to robi pompa układu hydraulicznego, opisana w artykule o układzie hydraulicznym) albo o działaniu sprzęgła.
Układ rozrządu
Rozrząd steruje napełnianiem komory spalania powietrzem lub mieszanką paliwowo-powietrzną oraz jej opróżnianiem ze spalin. Mówiąc prościej: otwiera i zamyka zawory dolotowe i wylotowe we właściwych momentach, zsynchronizowany z wałem korbowym. Wabiki mówią o „optymalnym składzie mieszanki" (to zadanie układu zasilania) i o tłumieniu drgań (to koło zamachowe i poduszki silnika).
Układ zasilania: strona niska i wysoka
W silniku wysokoprężnym układ zasilania dzieli się na dwie części i egzamin pyta wprost o granicę między nimi.
| Część | Elementy | Zadanie |
|---|---|---|
| niskociśnieniowa | zbiornik paliwa, pompka zasilająca, filtry paliwa, przewody paliwowe | dostarczenie czystego paliwa do pompy wysokiego ciśnienia |
| wysokociśnieniowa | pompa wysokiego ciśnienia, listwa common rail, przewody wysokociśnieniowe, wtryskiwacze | wytworzenie ciśnienia wtrysku i podanie dawki do komory spalania |
Najczęściej mylona odpowiedź to „zbiornik paliwa i wtryskiwacze" - łączy element strony niskiej z elementem strony wysokiej, więc jest błędna. Zapamiętaj prosty podział: wszystko przed pompą wysokiego ciśnienia to strona niska, wszystko od niej dalej to strona wysoka.
Układ chłodzenia i termostat
Elementem sterującym przepływem płynu chłodzącego na tak zwany duży obieg jest termostat. Dopóki silnik jest zimny, termostat pozostaje zamknięty i płyn krąży wyłącznie w małym obiegu wokół bloku, dzięki czemu silnik szybciej osiąga temperaturę pracy. Po przekroczeniu temperatury otwarcia termostat przepuszcza płyn przez chłodnicę, czyli właśnie na duży obieg.
Dwa wabiki w tym pytaniu to termopara i termofor. Termopara jest czujnikiem temperatury, niczym nie steruje. Termofor to gumowy worek na ciepłą wodę i pojawia się w odpowiedziach tylko po to, żeby sprawdzić, czy czytasz uważnie.
Układ smarowania
Zadanie układu smarowania na egzaminie brzmi: prawidłowe olejenie współpracujących ze sobą ruchomych elementów silnika. Olej dodatkowo odprowadza ciepło, uszczelnia skojarzenie tłok-cylinder i wypłukuje produkty zużycia do filtra. Odpowiedzi błędne przypisują temu układowi regulację prędkości obrotowej albo usuwanie substancji powstałych przy spalaniu, czyli zadania regulatora obrotów i układu oczyszczania spalin.
Doładowanie i intercooler
Intercooler to chłodnica powietrza doładowanego, montowana między turbosprężarką a kolektorem dolotowym. Sprężone powietrze jest gorące, a przez to rozrzedzone. Schłodzenie go zwiększa gęstość ładunku, więc do cylindra trafia więcej tlenu, co przekłada się na moc i niższą emisję. Uwaga na dwa wabiki, które w tym pytaniu wracają najczęściej: intercooler nie jest inną nazwą chłodnicy płynu chłodzącego silnik i nie jest urządzeniem do dopalania cząstek stałych.
Oczyszczanie spalin i filtr DPF
DPF to suchy filtr cząstek stałych, który wyłapuje ze spalin sadzę. Filtr się zapełnia i jest okresowo wypalany podczas regeneracji, co wymaga odpowiednio długiej pracy pod obciążeniem. Tu też trzeba znać wabiki:
- DPF nie jest filtrem kabinowym; filtr kabinowy oczyszcza powietrze wtłaczane do kabiny i chroni operatora przed pyłem,
- DPF nie służy do redukcji tlenków azotu; NOx redukuje układ SCR z płynem AdBlue oraz recyrkulacja spalin EGR.
Parametry, które decydują o efektywności
Głównymi parametrami silnika spalinowego wpływającymi na efektywność pracy są moment obrotowy i prędkość obrotowa. To one wyznaczają moc i to z nich wynika, jak maszyna zachowa się pod obciążeniem. Stopień sprężania i pojemność skokowa to parametry konstrukcyjne, a rodzaj gaźnika i układu zapłonowego w ogóle nie dotyczą silnika wysokoprężnego, bo ten nie ma ani gaźnika, ani świec zapłonowych.
Instalacja elektryczna maszyny
Akumulatory: szeregowo kontra równolegle
To jest najczęściej powtarzający się motyw całej dziedziny i wraca w kilku wariantach.
| Połączenie | Napięcie układu | Pojemność układu | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|
| szeregowe | suma napięć poszczególnych akumulatorów | równa pojemności pojedynczego akumulatora | 2 akumulatory 12 V dają instalację 24 V |
| równoległe | równe napięciu pojedynczego akumulatora | suma pojemności | rozruch z akumulatora wspomagającego |
W żadnym wariancie nie ma mowy o iloczynie napięć, choć taka odpowiedź pojawia się w obu pytaniach jako wabik. Dodatkowe pytanie dotyczy połączenia równoległego dwóch akumulatorów o różnych napięciach znamionowych: prawidłowa odpowiedź mówi, że może dojść do wybuchu akumulatora o niższym napięciu znamionowym. Ogniwo o niższym napięciu jest wtedy ładowane prądem, na który nie jest przygotowane, gwałtownie się grzeje i wydziela wodór.
Rozruch z akumulatora wspomagającego
Przy uruchamianiu maszyny z akumulatora wspomagającego akumulatory łączy się równolegle, czyli plus do plusa i minus do minusa. Dzięki temu napięcie zostaje na poziomie instalacji maszyny, a sumuje się prąd rozruchowy.
Kolejność podłączania w arkuszu jest jedna i trzeba ją znać na pamięć:
- zacisk dodatni akumulatora w maszynie,
- zacisk dodatni akumulatora wspomagającego,
- zacisk ujemny akumulatora wspomagającego,
- rama maszyny (masa), z dala od akumulatora.
Ostatnie połączenie robi się do ramy, a nie do ujemnego bieguna rozładowanego akumulatora, właśnie dlatego, że w tym momencie powstaje iskra. Nad rozładowanym akumulatorem unosi się wodór, więc iskra ma tam paść jak najdalej od korków ogniw. Odłącza się w kolejności odwrotnej.
Wodór, iskrzenie i wazelina
Podczas ładowania akumulatora kwasowo-ołowiowego wydziela się wodór - gaz łatwopalny i bardzo wybuchowy w mieszaninie z powietrzem. Z tego samego powodu sprawdzanie stanu naładowania akumulatora 12 V przez „iskrzenie", czyli zwieranie zacisków, grozi wybuchem ulatniającego się wodoru. Ani metan, ani etan, ani dwutlenek węgla, które podstawia arkusz, tu nie powstają. Akumulatory ładuje się w pomieszczeniach wentylowanych, z dala od otwartego ognia; więcej o zagrożeniach pożarowych znajdziesz w artykule o ochronie przeciwpożarowej.
Pozostałe reguły obsługi akumulatora, o które pyta arkusz:
- ubytek elektrolitu uzupełnia się wodą destylowaną lub demineralizowaną, nigdy zwykłą wodą i nigdy płynem hamulcowym DOT-3,
- jeżeli elektrolit wyciekł przez pękniętą obudowę, akumulatora się nie ratuje: zabezpiecza się miejsce wycieku w zakresie ochrony środowiska, a następnie wymienia akumulator,
- akumulatory żelowe są bezobsługowe w tym jednym konkretnym znaczeniu: nie wymagają uzupełniania elektrolitu. Ładowania prostownikiem wymagają tak samo jak kwasowe, a przy uszkodzonej obudowie tak samo trzeba je wymienić,
- do prostownika podłącza się biegun w biegun: zacisk dodatni akumulatora do bieguna dodatniego prostownika, zacisk ujemny do ujemnego,
- po podłączeniu zaciski smaruje się wazeliną techniczną. Nie smarem grafitowym i nie smarem z dwusiarczkiem molibdenu - te przewodzą prąd i sprzyjają upływom.
Alternator i lampka ładowania
Alternator to trójfazowa prądnica prądu zmiennego. Prąd zmienny jest w nim prostowany przez mostek diod do prądu stałego, którym ładowany jest akumulator i zasilana instalacja. W pytaniu pojawiają się warianty „jednofazowa prądnica prądu stałego" i „dwufazowa prądnica prądu stałego" - obie błędne.
Zapalenie się lampki kontrolnej ładowania akumulatora podczas pracy sygnalizuje uszkodzenie pasa klinowego lub alternatora. Nie rozrusznika (ten pracuje tylko przy rozruchu) i nie przełącznika akumulatorów. Praktyczna konsekwencja jest taka, że maszyna jedzie wtedy na samym akumulatorze i po kilkudziesięciu minutach zgaśnie, więc pracę trzeba przerwać i zgłosić usterkę zgodnie z zasadami opisanymi w artykule o obsłudze technicznej.
Bezpieczniki
Bezpieczniki w instalacji elektrycznej maszyny zabezpieczają ją przed skutkami zwarć i przeciążeń. Nie przed wysoką temperaturą i nie przed niskim napięciem. Najczęściej stosowanym w maszynach roboczych typem są bezpieczniki topikowe - wkładka topi się przy przekroczeniu prądu znamionowego i przerywa obwód. Bezpieczniki różnicowe chronią ludzi przed porażeniem w instalacjach budynkowych, a nie obwody maszyny.
Czujnik ciśnienia oleju i zatrzymanie awaryjne
Elementem układu elektrycznego, który zabezpiecza silnik przed zatarciem, jest czujnik ciśnienia oleju silnikowego. Spadek ciśnienia zapala kontrolkę, a w wielu maszynach uruchamia też sygnał dźwiękowy albo automatycznie gasi silnik. Zapaloną kontrolkę ciśnienia oleju przy pracującym silniku traktuje się jak polecenie natychmiastowego wyłączenia.
Osobne pytania dotyczą zatrzymania awaryjnego. Urządzenie zatrzymania awaryjnego jest elementem układu elektrycznego maszyny, nie paliwowego ani nie układu jazdy. Zgodnie z europejską dyrektywą maszynową układy elektryczne maszyn i urządzeń powinny być wyposażone w co najmniej 1 urządzenie powodujące zatrzymanie awaryjne. Wabiki mówią o 2 urządzeniach po obu stronach maszyny albo o 3 urządzeniach - obie liczby są zmyślone.
Tankowanie, elektrostatyka i opony
Zjawisko elektrostatyczności podczas tankowania maszyny może doprowadzić do pożaru. Przepływające paliwo gromadzi ładunek, a wyładowanie między pistoletem a wlewem wystarczy do zapłonu par oleju napędowego. Stąd zasada zgaszonego silnika, kontaktu końcówki wlewu z króćcem zbiornika i zakaz tankowania przy otwartym ogniu.
W tej samej partii pytań trafiają się też dwa dotyczące opon. Ciśnienie sprawdza się, gdy maszyna jest bez obciążenia, a opona zimna - rozgrzana opona ma zawyżone ciśnienie i pomiar jest nieprawdziwy. Pompując oponę, należy stać z boku bieżnika i używać długiego przewodu pneumatycznego z manometrem, nigdy naprzeciw wentyla, bo rozerwanie obręczy wyrzuca elementy wzdłuż osi koła. Szerzej opisuje to artykuł o podwoziu i napędzie.
Na czym się wykłada najwięcej osób
- Termostat kontra termopara. Sterowanie dużym obiegiem to termostat. Termopara mierzy, nie steruje.
- Intercooler kontra chłodnica płynu. Intercooler chłodzi powietrze doładowane, nie płyn chłodzący.
- DPF kontra układ redukcji NOx. DPF łapie sadzę, czyli cząstki stałe. Tlenkami azotu zajmują się SCR i EGR.
- Szeregowo kontra równolegle. Szeregowo rośnie napięcie, równolegle pojemność. Do rozruchu ze wspomagającego zawsze równolegle.
- Woda destylowana kontra elektrolit. Uzupełnia się wodę destylowaną lub demineralizowaną, nie kwas. Ale przy pękniętej obudowie nic się nie uzupełnia, tylko wymienia akumulator.
- Wazelina techniczna kontra smar grafitowy. Zaciski akumulatora smaruje się wazeliną techniczną.
- Ostatni zacisk przy rozruchu. Idzie na ramę maszyny, nie na minus rozładowanego akumulatora.
Wszystkie oryginalne pytania z tej dziedziny wraz z kluczem znajdziesz w bazie pytań, a sprawdzian w warunkach zbliżonych do sesji CEO daje egzamin próbny - 20 pytań w 30 minut, z progiem 16 poprawnych odpowiedzi.