This site uses cookies.
Some of these cookies are essential to the operation of the site,
while others help to improve your experience by providing insights into how the site is being used.
For more information, please see the ProZ.com privacy policy.
This person has a SecurePRO™ card. Because this person is not a ProZ.com Plus subscriber, to view his or her SecurePRO™ card you must be a ProZ.com Business member or Plus subscriber.
所属
This person is not affiliated with any business or Blue Board record at ProZ.com.
Towards the end of the 19th century scientists believed they were close to a complete description of the universe. They imagined that space was everywhere by a continuous medium called the ether. Light rays and radio signals were waves in this ether just as sound is pressure waves in air. All that was needed to complete the theory was careful measurements of the elastic properties of the ether; once they had those nailed down, everything else would fall into place.
Soon, however, discrepancies with the idea of an all-pervading ether began to appear. You would expect light to travel at a fixed speed through the ether. So if you were traveling in the same direction as the light, you would expect that its speed would appear to be lower, and if you were travelling in the opposite direction to the light, that its speed would appear to be higher. Yet a series of experiments failed to find any evidence for differences in speed due to motion through the ether.
The Irish physicist George FitzGerald and the Dutch physicist Hendrik Lorentz were the first to suggest that bodies moving through the ether would contract and that clocks would slow. This shrinking and slowing would be such that everything would measure the same speed for light no matter how they were moving with respect to the ether, which FitzGerald and Lorentz regarded as a real substance.
But it was a young clerk named Albert Einstein, working in the Swiss Patent Office in Berne, who cut through the ether and solved the speed-of-light problem once and for all. In June 1905 he wrote one of three papers that would establish him as one of the world’s leading scientists- and in the process start two conceptual revolutions that changed our understanding of time, space and reality.
In the 1905 paper, Einstein pointed out that because you could not detect whether or not you were moving through the ether, the whole notion of an ether was redundant. Instead, Einstein started from the postulate that the laws of science should appear the same to all freely moving observers. In particular, observers should all measure the same speed for light, no matter how they were moving.
This required abandoning the idea that there is a universal quantity called time that all clocks measure. Instead, everyone would have his own personal time. The clocks of two people would agree if they were at rest with respect to each other but not if they were moving. This has been confirmed by a number of experiments, including one in which an extremely accurate timepiece was flown around the world and then compared with one that had stayed in place. If you wanted to live longer, you could keep flying to the east so the speed of the plane added to the earth’s rotation. However, the tiny fraction of a second you gained would be more than offset by eating airline meals.
Einstein’s postulate that the laws of nature should appear the same to all freely moving observers was the foundation of the theory of relativity, so called because it implies that only relative motion is important. Its beauty and simplicity were convincing to many scientists and philosophers. But there remained a lot of opposition. Einstein had overthrown two of the Absolutes (with a capital A) of the 19th century science: Absolute Rest as represented by the ether, and Absolute or Universal Time that all clocks would measure. Did this imply, people asked, that there were no absolute moral standards, that everything was relative?
This unease continued through the 1920s and 30s. When Einstein was awarded the Nobel Prize in 1921, the citation was for important-but by Einstein’s standards comparatively minor- work also carried out in 1905. There was no mention of relativity, which was considered too controversial. I still get two or three letters a week telling me Einstein was wrong. Nevertheless, the theory of relativity is now completely accepted by the scientific community, and its predictions have been verified in countless applications.
A VERY IMPORTANT consequence of relativity is the relation between mass and energy. Einstein’s postulate that the speed of light should appear the same to everyone implied that nothing could be moving faster than light. What happens is that as energy is used to accelerate a particle or spaceship, the object’s mass increases, making it harder to accelerate any more. To accelerate the particle to the speed of light is impossible because it would take an infinite amount of energy. The equivalence of mass and energy is summed up in Einstein’s famous equation E=mc2, probably the only physics equation to have recognition on the street.
Among the consequences of this law is that if the nucleus of a uranium atom fissions (splits) into two nuclei with slightly less total mass, a tremendous amount of energy is released. In 1939, with world war II looming, a group of scientists who realized the implications of this persuaded Einstein to overcome his pacific scruples and write a letter to President Roosevelt urging the U.S. to start a program of nuclear research. This led to the Manhattan Project and the atom bomb that exploded over Hiroshima in 1945. Some people blame the atom bomb on Einstein because he discovered the relation between mass and energy. But that’s like blaming Newton for the gravity that causes airplanes to crash. Einstein took no part in the Manhattan Project and was horrified by the explosion.
Although the theory of relativity fit well with the well with the laws that govern electricity and magnetism, it wasn’t compatible with Newton’s law of gravity. This law said that if you changed the distribution of matter in one region of space, the change in the gravitational field would be felt instantaneously everywhere else in the universe . Not only would this mean you could send signals faster than light (something that was forbidden by relativity), but it also required the absolute or Universal Time that relativity had abolished in favor of personal or relativistic time.
Einstein was aware of this difficulty in 1907, while he was still at the patent office in Bern, but didn’t begin to think seriously about the problem until he was at the German University in Prague in 1911. He realized that there is a close connection between acceleration and a gravitational field. Someone in a closed box cannot tell whether he is sitting at rest in the earth’s gravitational field or being accelerated by a rocket in free space (This being before the age of Star Trek, Einstein thought of people in elevators rather than spaceships. But you cannot accelerate or fall freely very far in an elevator before disaster strikes).
If the earth were flat, one could equally well say that the apple fell on Newton’s head because of gravity or that Newton’s head hit the apple because he and the surface of the earth were accelerating upward. This equivalence between acceleration and gravity didn’t seem to work for a round earth, however; people on the other side of the world would have to be accelerating in the opposite direction but staying at a constant distance from us.
On his return to Zurich in 1912 Einstein had a brainstorm. He realized that the equivalence of gravity and acceleration could work if there was some give-and-take in the geometry of reality. What if space-time – an entity Einstein invented to incorporate the three familiar dimensions of space with fourth dimension, time—was curved, and not flat, as has been assumed? His idea was that mass and energy will warp space-time in some manner yet to be determined. Objects like apples or planets would try to move in straight lines through space-time, but their paths would appear to be bent by a gravitational field because space time is curved.
With the help of his friend Marcel Grossman, Einstein studied the theory of curved spaces and surfaces that had been developed by Bernhard Riemann as a piece of abstract mathematics, without any thought that it would be relevant to the real world. In 1913, Einstein and Grossmann wrote a paper in which they put forward the idea that what we think of as gravitational forces are just an expression of the fact that space-time is curved. However, because of a mistake by Einstein (who was quite human and fallible), they weren’t able to find the equations that related the curvature of space- time to the mass and energy in it.
Einstein continued to work on the problem in Berlin, undisturbed by domestic matters and largely unaffected by the war, until he finally found the right equations, in November 1915. Einstein had discussed his ideas with the mathematician David Hilbert during a visit to the University of Gottingen in the summer of 1915, and Hilbert independently found the same equations a few days before Einstein. Nevertheless, as Hilbert admitted, the credit for the new theory belonged to Einstein. It was his idea to relate gravity to the warping of space-time. It is a tribute to the civilized state of Germany in this period that such scientific discussions and exchanges could go on undisturbed even in wartime. What a contrast to 20 years later.
翻訳 - ギリシャ語 ΜΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΣΤΗΝ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ .
Προς τα τέλη του 19 αιώνα οι επιστήμονες πίστευαν ότι ήταν κοντά σε μία ολοκληρωμένη περιγραφή του σύμπαντος .Φαντάζονταν ότι το διάστημα ήταν γεμάτο παντού από ένα συνεχές μέσο ονομαζόμενο αιθέρας. Ακτίνες φωτός και ραδιοσήματα ήταν κύματα μέσα στον αιθέρα όπως ο ήχος είναι κύματα πίεσης μέσα στον αέρα . Αυτό που χρειαζόταν για να συμπληρωθεί η θεωρία ήταν οι ακριβείς μετρήσεις των ελαστικών ιδιοτήτων του αιθέρα . Μόλις οι μετρήσεις αυτές θα είχαν οριστικοποιηθεί, τότε όλα θα ήταν κατανοητά και ξεκάθαρα .
Σύντομα όμως άρχισαν να διαφαίνονται αντιφάσεις στην θεωρία του διάχυτου αιθέρα .Θα περιμέναμε ότι το φως ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα μέσω του αιθέρα. Αν λοιπόν ταξιδεύατε στην ίδια κατεύθυνση με αυτήν του φωτός θα περιμένατε ότι η ταχύτητά του θα φαινόταν μικρότερη και αν ταξιδεύατε σ’ αντίθετη κατεύθυνση με το φως τότε η ταχύτητά θα φαινόταν ότι είναι μεγαλύτερη. Ωστόσο μια σειρά από πειράματα απέτυχαν να αποδείξουν ότι υπήρχαν διαφορές στην ταχύτητα λόγω της κίνησης διαμέσου του αιθέρα.
Ο Ιρλανδός φυσικός Τζωρζ Φιτζέραλντ (George FitzGerald) και ο Ολλανδός φυσικός Χένρικ Λόρεντζ (Ηeindrik Lorentz) ήταν οι πρώτοι που απέδειξαν ότι σώματα τα οποία κινούνται μέσα στον αιθέρα συστέλλονται και ότι τα ρολόγια επιβραδύνονται . Η συστολή και η επιβράδυνση θα ήταν τέτοια ώστε όλοι θα μετρούσαν την ίδια ταχύτητα του φωτός ανεξαρτήτως του τρόπου κίνησης τους σε σχέση με τον αιθέρα τον οποίο ο Φιτζέραλντ και Λόρεντζ θεωρούσαν ως πραγματική ύλη .
Όμως ένας νεαρός υπάλληλος ονόματι Αλμπερτ Αϊνστάιν ο οποίος εργαζόταν στο γραφείο ευρεσιτεχνιών στην Βέρνη της Ελβετίας , ήταν αυτός που > του αιθέρα και έλυσε το πρόβλημα της ταχύτητας του φωτός μια για πάντα .Τον Ιούνιο του 1905 έγραψε μία από τις τρεις εργασίες του οι οποίες θα τον καθιέρωναν ως έναν από τους πρωτοπόρους επιστήμονες του κόσμου – και στην πορεία θα ξεκινούσαν (οι εργασίες) δύο εννοιολογικές επαναστάσεις οι οποίες άλλαξαν την κατανόησή μας για τον χρόνο, το διάστημα και την πραγματικότητα .
Στην εργασία του το 1905 ,ο Αϊνστάιν επεσήμανε ότι επειδή κάποιος δεν μπορεί να διακρίνει εάν κινείται ή όχι διαμέσου του αιθέρα η όλη αντίληψη για τον αιθέρα ήταν περιττή .Αντί για αυτό ο Αϊνστάιν ξεκίνησε από το αξίωμα ότι οι νόμοι της επιστήμης πρέπει να ισχύουν το ίδιο για όλους τους παρατηρητές που κινούνται ελεύθερα .Συγκεκριμένα ,οι παρατηρητές θα πρέπει όλοι να μετρούν την ίδια ταχύτητα για το φως, ανεξαρτήτως του τρόπου κίνησής τους .
Το αξίωμα αυτό απαιτούσε την εγκατάλειψη της ιδέας ότι υπάρχει ένα παγκόσμιο μέγεθος ονομαζόμενο χρόνος το οποίο μετρούν όλα τα ρολόγια .Αντί για αυτό ο καθένας μας θα είχε το δικό του προσωπικό χρόνο. Τα ρολόγια δύο ανθρώπων θα συμφωνούν αν είναι σε αδράνεια μεταξύ τους αλλά όχι αν κινούνται . Αυτό επιβεβαιώθηκε από έναν αριθμό πειραμάτων συμπεριλαμβανομένου και αυτού κατά το οποίο ένα εξαιρετικά ακριβές ρολόι μεταφέρθηκε αεροπορικώς γύρω από τον κόσμο και κατόπιν συγκρίθηκε με ένα που είχε μείνει ακίνητο στην θέση του . Αν θέλατε να ζήσετε περισσότερο μπορείτε να ταξιδέψετε με αεροπλάνο προς ανατολάς ώστε η ταχύτητα του αεροσκάφους να προστίθεται στην περιστροφή της Γης .Ωστόσο, το μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου που θα κερδίσετε στην ζωή σας θα αντισταθμιστεί από τα γεύματα που θα φάτε στο αεροπλάνο .
Το αξίωμα του Αϊνστάιν το οποίο καθορίζει ότι οι νόμοι της φύσης πρέπει να φαίνονται το ίδιο για όλους τους ελεύθερα κινούμενους παρατηρητές ,απετέλεσε την βάση της θεωρίας της σχετικότητας, αποκαλούμενη έτσι γιατί δέχεται ότι μόνο η σχετική κίνηση είναι σημαντική .Η ομορφιά της και η απλότητά της ήταν πειστική για πολλούς επιστήμονες και φιλοσόφους . Αλλά υπήρχε σημαντική αντίδραση σε αυτήν .Ο Αϊνστάιν κατέρριψε δύο από τις Απόλυτες συνθήκες (με κεφαλαίο Α) της επιστήμης του 19 αιώνα, την Απόλυτη Αδράνεια, όπως αντιπροσωπευόταν από τον αιθέρα και τον Απόλυτο ή Παγκόσμιο Χρόνο που όλα τα ρολόγια μετρούσαν. Μήπως αυτό σήμαινε, ρωτούσε ο κόσμος, ότι δεν υπήρχαν απόλυτες ηθικές αξίες, ότι όλα ήταν σχετικά ;
Η αβεβαιότητα αυτή συνεχίστηκε κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 20 και 30. Όταν το 1921 απενεμήθη στον Αϊνστάιν το βραβείο Νόμπελ η εύφημος μνεία ήταν για την πολύ σημαντική-αλλά βάσει των αξιών του Αϊνστάιν συγκριτικά ήσσονος αξίας – εργασία η οποία είχε διεξαχθεί το 1905 .Δεν είχε καν αναφερθεί η θεωρία της σχετικότητας η οποία θεωρούνταν τότε πολύ αμφιλεγόμενη. Ακόμη λαμβάνω 2-3 γράμματα την εβδομάδα που μου γράφουν ότι ο Αϊνστάιν έκανε λάθος .Όπως και να έχει το θέμα ,η θεωρία της σχετικότητας είναι απολύτως αποδεκτή από την επιστημονική κοινότητα και οι προβλέψεις της έχουν επαληθευθεί σε αμέτρητες εφαρμογές .
ΜΙΑ ΠΟΛΥ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ συνέπεια της θεωρίας της σχετικότητας είναι η σχέση μεταξύ μάζας και ενέργειας. Το αξίωμα του Αϊνστάιν το οποίο καθορίζει ότι η ταχύτητα του φωτός πρέπει να φαίνεται η ίδια σε όλους σημαίνει ότι τίποτα δεν μπορεί να κινείται ταχύτερα από τη ταχύτητα του φωτός. Αυτό που συμβαίνει είναι ότι καθώς χρησιμοποιείται ενέργεια για να επιταχύνει ένα σωματίδιο ή ένα διαστημόπλοιο ,η μάζα του αντικειμένου αυξάνεται, δυσκολεύοντας έτσι την περαιτέρω επιτάχυνση του .Είναι αδύνατο να επιταχυνθεί το αντικείμενο ώστε να φθάσει την ταχύτητα του φωτός γιατί θα απαιτούσε μία άπειρη ποσότητα ενέργειας. Η ισοδυναμία μεταξύ μάζας και ενέργειας συνοψίζεται στην πολύ γνωστή εξίσωση του Αϊνστάιν E=mc2, ίσως η μόνη εξίσωση της φυσικής που αναγνωρίζεται από οποιονδήποτε .
Μεταξύ των συνεπειών αυτού του νόμου είναι ότι αν ο πυρήνας ενός ατόμου ουρανίου διασπασθεί σε δύο πυρήνες με ελαφρώς μικρότερη ολική μάζα, εκλύεται μία τεράστια ποσότητα ενέργειας. Το 1939 ,με τον Β’ Παγκόσμιο πόλεμο προ των πυλών, μία ομάδα επιστημόνων που συνειδητοποίησαν τις επιπτώσεις αυτού του νόμου, έπεισαν τον Αϊνστάιν να ξεπεράσει τους ειρηνόφιλους ενδοιασμούς του και να γράψει ένα γράμμα στον πρόεδρο Ρούζβελτ προτρέποντας τις Ηνωμένες Πολιτείες να ξεκινήσει ένα πρόγραμμα πυρηνικής έρευνας . Αυτή η κίνηση είχε σαν αποτέλεσμα το Πρόγραμμα Μανχάταν και την ατομική βόμβα η οποία εξερράγη πάνω από την Χιροσίμα το 1945. Μερικοί άνθρωποι επιρρίπτουν την ευθύνη για την ατομική βόμβα στον Αϊνστάιν γιατί ανακάλυψε την σχέση μεταξύ μάζας και ενέργειας .Αυτό όμως είναι σαν να επιρρίπτεις την ευθύνη στον Νεύτωνα για τη βαρύτητα η οποία προκαλεί την πτώση των αεροσκαφών. Ο Αϊνστάιν δεν είχε ανάμειξη στο πρόγραμμα Μανχάταν και τρομοκρατήθηκε από τις συνέπειες της έκρηξης .
Παρόλο που η θεωρία της σχετικότητας ταιριάζει καλά με τους νόμους που διέπουν τον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό , δεν ήταν συμβατός με τον νόμο του Νεύτωνα για τη βαρύτητα .Ο νόμος αυτός ορίζει ότι αν αλλαχθεί η κατανομή της μάζας σε μια περιοχή του διαστήματος η αλλαγή στο πεδίο βαρύτητας θα γίνει αισθητή ακαριαία σε οποιοδήποτε άλλο σημείο του σύμπαντος. Αυτό όχι μόνο θα σημαίνει ότι μπορείς να στείλεις σήματα ταχύτερα από την ταχύτητα του φωτός (κάτι που απέκλειε η θεωρία της σχετικότητας ) αλλά απαιτούσε επίσης τον Απόλυτο ή Παγκόσμιο Χρόνο τον οποίο η θεωρία της σχετικότητας είχε καταργήσει υπέρ του προσωπικού η σχετικιστικού χρόνου .
Ο Αϊνστάιν γνώριζε αυτήν τη δυσκολία από το 1907, ενώ δούλευε ακόμη στο γραφείο ευρεσιτεχνιών της Βέρνης αλλά δεν ασχολήθηκε σοβαρά με το πρόβλημα μέχρι την έλευσή του στο Γερμανικό πανεπιστήμιο της Πράγας το 1911 .Συνειδητοποίησε ότι υπήρχε μια πολύ στενή σχέση μεταξύ επιτάχυνσης και του βαρυτικού πεδίου . Κάποιος σε κλειστό χώρο δεν μπορεί να διακρίνει αν είναι σε αδράνεια στο πεδίο βαρύτητας της Γης η αν επιταχύνεται με έναν πύραυλο στο διάστημα ( Ευρισκόμενοι χρονικά πριν την εποχή του Στάρ Τρέκ ο Αϊνστάιν φανταζόταν ανθρώπους σε ανελκυστήρες παρά σε διαστημόπλοια. Αλλά δεν μπορείς να επιταχυνθείς η να πέσεις σε ελεύθερη πτώση με ένα ανελκυστήρα για πολύ πριν γίνει η καταστροφή) .
Αν η Γη ήταν επίπεδη, θα μπορούσε κάποιος κάλλιστα να πει είτε ότι το μήλο έπεσε στο κεφάλι του Νεύτωνα λόγω της βαρύτητας ή το κεφάλι του Νεύτωνα κτύπησε το μήλο επειδή εκείνος και η επιφάνεια της Γης επιταχύνονταν προς τα επάνω. Αυτή η ισοδυναμία μεταξύ της επιτάχυνσης και της βαρύτητας δεν φαίνεται να ίσχυε για την σφαιρική Γη , ωστόσο άνθρωποι στην άλλη πλευρά του πλανήτη θα έπρεπε να επιταχύνονται προς την αντίθετη κατεύθυνση αλλά να παραμένουν και σε σταθερή απόσταση από εμάς.
Το 1912 όταν ο Αϊνστάιν επέστρεψε στην Ζυρίχη είχε ένα καταιγισμό ιδεών. Συνειδητοποίησε ότι η ισοδυναμία της βαρύτητας και της επιτάχυνσης θα μπορούσε να ισχύσει αν μπορούσαν να γίνουν κάποιες παραδοχές στη γεωμετρία της πραγματικότητας. Αν όμως ο χωροχρόνος –μία οντότητα την οποία επινόησε ο Αϊνστάιν για να συμπεριλάβει στις τρεις γνωστές διαστάσεις του διαστήματος και μία τέταρτη διάσταση , τον χρόνο - ήταν κυρτός και όχι επίπεδος , όπως είχε υποτεθεί ; Η άποψή του ήταν ότι η μάζα και η ενέργεια θα στρεβλώσουν τον χωροχρόνο κατά κάποιο τρόπο που έπρεπε να καθορισθεί . Αντικείμενα όπως μήλα η πλανήτες θα προσπαθούσαν να κινηθούν σε ευθείες γραμμές μέσα στο χωροχρόνο αλλά οι τροχιές τους θα φαίνονται ότι στρεβλώνουν από το βαρυτικό πεδίο γιατί ο χωροχρόνος είναι καμπύλος .
Με την βοήθεια του φίλου του Μαρσέλ Γκρόσμαν (Marcel Grossman), ο Αϊνστάιν μελέτησε τη θεωρία των καμπύλων χώρων και επιφανειών η οποία είχε αναπτυχθεί από τον Μπέρναρντ Ρίμαν (Bernhard Riemann) ως ένα μέρος των αφηρημένων μαθηματικών , χωρίς να φαντασθεί ότι θα είχαν εφαρμογή στη πραγματικότητα . Το 1913 ο Αϊνστάιν και ο Γκρόσμαν έγραψαν μια εργασία στην οποία παρουσίασαν την άποψη ότι αυτό πού εκλαμβάνουμε ως δυνάμεις βαρύτητας είναι απλώς μία έκφραση του γεγονότος ότι ο χωροχρόνος είναι κυρτός.. Ωστόσο από ένα λάθος του Αϊνστάιν (ο οποίος σαν άνθρωπος και αυτός έκανε λάθη ) δεν μπόρεσαν να βρουν τις εξισώσεις που σχετίζουν την καμπυλότητα του χωροχρόνου με την μάζα και την ενέργεια μέσα σε αυτόν .
Ο Αϊνστάιν συνέχισε να εργάζεται στο συγκεκριμένο πρόβλημα στο Βερολίνο , ανενόχλητος από τα οικογενειακά του προβλήματα και σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστος από τον πόλεμο , έως ότου βρήκε τελικώς τις σωστές εξισώσεις το Νοέμβριο του 1915 .O Αϊνστάιν συζήτησε τις θεωρίες του με τον μαθηματικό Νταβίντ Χίλμπερτ (David Hilbert) σε μία επίσκεψή του στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν (Gottingen ) το καλοκαίρι του 1915 , αν και ο Χίλμπερτ είχε ανακαλύψει τις ίδιες εξισώσεις ανεξάρτητα από τον Αϊνστάιν λίγες ημέρες πριν . Εντούτοις όπως παραδέχθηκε και ο Χίλμπερτ , η αναγνώριση για την ανακάλυψη της νέας θεωρίας ανήκε στον Αϊνστάιν . Ήταν δική του η ιδέα να συσχετίσει την βαρύτητα με την στρέβλωση του Χωροχρόνου . Είναι μία ιδιαίτερη τιμή στο πολιτισμένο κράτος της Γερμανίας εκείνη την περίοδο διότι τέτοιες επιστημονικές συζητήσεις και ανταλλαγές ιδεών συνέχιζαν να γίνονται ανενόχλητα ακόμη και σε περίοδο πολέμου .Τι αντίθεση μ’ αυτό που συνέβη 20 χρόνια μετά !
Τον Απρίλιο του 2007, η εταιρεία ¨………………….. Α.Ε.Β.Ε.¨ με όρισε ως Τεχνικό της Σύμβουλο, προκειμένου να αποφανθώ ως ειδικός Πραγματογνώμων του Τ.Ε.Ε. (επισυνάπτεται σχετική βεβαίωση) και Δικαστικός Πραγματογνώμων του Πρωτοδικείου Αθηνών, σχετικά με την καταστροφή του πετρελαιοκινητήρα μάρκας…….., τύπου D12D - A MG και ως εκ τούτου προχώρησα στην διενέργεια της πραγματογνωμοσύνης.
2. ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ
Ο Τεχνικός Διευθυντής του κλάδου Ναυτικών και Βιομηχανικών κινητήρων της εταιρείας ¨………………………… Α.Ε.Β.Ε.¨ κ. Δημήτριος
…………………………, μου δήλωσε ότι η εταιρεία ¨Α. Γ. ……..& Υιοί Ν.Ε.¨ αγόρασε στις 20-01-05 καινούργιο πετρελαιοκινητήρα - γεννήτρια, για τις ανάγκες παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος στο ναυαγοσωστικό σκάφος ¨…………………… ¨. Ο με αύξοντα αριθμό 1012465652 κορμός του εν λόγω κινητήρα, υπέστη στις 19-02-07 σοβαρή και μη επισκευάσιμη βλάβη, τουτέστιν ολική καταστροφή.
Σκοπός αυτής της τεχνικής έκθεσης είναι ο μακροσκοπικός έλεγχος του κατεστραμμένου πετρελαιοκινητήρα, καθώς επίσης και η ανάλυση των πιθανότερων αιτίων της βλάβης αυτής, βάσει των απόψεων των δύο εμπλεκομένων πλευρών, των προδιαγραφών χρήσης και συντήρησης της…………, των ευρημάτων μετά την βλάβη και ασφαλώς των κανόνων της Τέχνης και της Επιστήμης.
-3-
3. ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΕΠΑΦΩΝ & ΑΥΤΟΨΙΕΣ
Κατόπιν της προκαταρκτικής τηλεφωνικής ενημέρωσής μου, απαραίτητη έκρινα την ανάγκη αυτοψίας του κατεστραμμένου πετρελαιοκινητήρα, με σκοπό την συγκομιδή και την καταγραφή των απαραίτητων για την ορθή σύνταξη και διεκπεραίωση της παρούσας στοιχείων.
Την 20η Απριλίου 2007, παρουσία αφ’ ενός του κ. Δ. …………………..και αφ’ ετέρου των Μηχανικών της εταιρείας ¨Α. Γ. ………………& Υιοί Ν.Ε.¨ κ.κ. Π. ………….και Γ……………….., έγινε η πρώτη αυτοψία και φωτογράφηση του επίμαχου πετρελαιοκινητήρα, στις εγκαταστάσεις της εταιρείας ¨…………….. Α.Ε.Β.Ε.¨.
Κατά την διενεργηθείσα πρώτη αυτοψία, διαπιστώθηκαν τα κάτωθι :
1) Ο αποσυναρμολογημένος υπερτροφοδοτούμενος εξακύλινδρος πετρελαιοκινητήρας και τα λοιπά περιφερειακά του εξαρτήματα ήταν διαθέσιμα προς επιθεώρηση (βλ. φωτο 1).
Φωτο 1.
-4-
2) Ο εξακύλινδρος εν σειρά κινητήρας, εμφανίζει πλήρη καταστροφή του εμβολοχιτωνίου του πέμπτου κατά σειρά κυλίνδρου καύσης και ρήξη μέρους του τοιχώματος του κορμού του, στο ύψος του στροφαλοφόρου άξονα (βλ. φωτο 2 & 3).
Φωτο 2.
Φωτο 3.
-5-
3) Εξετάζοντας με την σειρά τα υπόλοιπα εμβολοχιτώνια του πετρελαιοκινητήρα, παρατηρούμε ότι δεν εμφανίζονται μεν στοιχεία κρουστικής καύσης αλλά υφίστανται ενδείξεις ατελούς καύσης από τις επικαθίσεις άνθρακα επί των κεφαλών των εμβόλων κατά φθίνοντα τρόπο, αρχής γενομένης από τον πρώτο προς τον τελευταίο κύλινδρο (βλ. φωτο 4, 5, 6, 7 & 8).
Φωτο 4.
-6-
Φωτο 5.
Φωτο 6.
-7-
Φωτο 7.
Φωτο 8.
-8-
4) Ειδικότερα ως προς τον κατεστραμμένο πέμπτο κύλινδρο, παρατηρείται ότι ο πείρος του εμβόλου έχει μετά την θραύση προξενήσει βαθιές αυλακώσεις στα τοιχώματα του κυλίνδρου, ενώ μικρότερη επιφανειακή φθορά έχει υποστεί ο διωστήρας του εμβόλου (βλ. φωτο 9 & 10).
Φωτο 9.
Φωτο 10.
-9-
5) Παρόμοια κατάσταση συναντάται και στην κυλινδροκεφαλή του πετρελαιοκινητήρα (βλ. φωτο 11), όπου οι βαλβίδες εξαγωγής του πέμπτου κατά σειρά κυλίνδρου έχουν σπάσει στο ύψος της κεφαλής τους, ενώ έδρες και βαλβίδες εισαγωγής έχουν υποστεί ανεπανόρθωτη φθορά (βλ. φωτο 12).
Φωτο 11.
Φωτο 12.
-10-
6) Επί της επιφάνειας των υπόλοιπων 5 θόλων των χώρων καύσης, παρατηρούμε επίσης επικαθίσεις άνθρακα κατά την ίδια φθίνουσα λογική αξιολόγησης, αρχής γενομένης από τον πρώτο προς τον τελευταίο κύλινδρο (βλ. φωτο 13, 14, 15, 16 & 17).
Φωτο 13.
Φωτο 14.
-11-
Φωτο 15.
Φωτο 16.
-12-
Φωτο 17.
7) Εν τέλει, οι όψεις των ακροφυσίων των εγχυτήρων καυσίμου, παρουσιάζουν συναφή εικόνα αντίστοιχων επικαθίσεων (βλ. φωτο 18, 19, 20, 21, 22 & 23).
Φωτο 18. Φωτο 19.
-13-
Φωτο 20. Φωτο 21.
Φωτο 22. Φωτο 23.
-14-
8) Στον εκκεντροφόρο άξονα του κινητήρα (βλ. φωτο 24) και συγκεκριμένα στο έκκεντρο επί του ζύγωθρου των σπασμένων βαλβίδων εξαγωγής του πέμπτου κυλίνδρου, παρατηρείται κρατήρας με αξιοσημείωτη απόσπαση μέρους του υλικού του, ενώ οι ακέραιες επιφάνειες των υπολοίπων έκκεντρων αξιολογούνται ως ικανοποιητικώς λιπαινόμενες.
Φωτο 24.
-15-
9) Στους διαύλους του συστήματος κυκλοφορίας του ψυκτικού νερού δεν παρατηρούνται φαινόμενα έμφραξης ή σοβαρών επιστρώσεων αλάτων που θα εμπόδιζαν την διαδικασία ψύξης των κυλίνδρων του κινητήρα.
10) Τα φίλτρα του συστήματος λίπανσης (βλ. φωτο 25), είναι μάρκας ΜΑΝΝ - εφάμιλλης της ………..- και ως εκ τούτου δεν κρίνονται ως ακατάλληλα.
Φωτο 25.
Μετά το πέρας της πρώτης αυτοψίας, συμφωνήθηκε να διενεργηθεί δεύτερη αυτοψία στο μηχανοστάσιο του ναυαγοσωστικού σκάφους ¨Μέγας Αλέξανδρος¨, προκειμένου να εξετασθούν τα περιφερειακά στοιχεία της εγκατάστασης του κινητήρα, καθώς και μέρος των θραυσμάτων του ζημιωθέντος πέμπτου κυλίνδρου.
Επί πλέον, ο κ. Δημήτριος ………………………..μου παρέδωσε προς μελέτη γνωμάτευση ελέγχου της κατάστασης των εγχυτήρων από την εταιρεία ¨Π.Ε.Α.Κ. Ε.Π.Ε.¨, εγχειρίδιο χρήσης και λοιπά τεχνικά στοιχεία του εν λόγω πετρελαιοκινητήρα (οδηγίες συντήρησης, επισκευών κ.λ.π.) και αντίγραφα εγγράφων της αλληλογραφίας με την εταιρεία ¨Α. Γ. ………….& Υιοί Ν.Ε.¨ (βλ. συνημμένα).
-16-
Κατά την διενεργηθείσα στις 23-04-07 δεύτερη αυτοψία, παρουσία των κ.κ. Π. ……………….και Γ……………… διαπιστώθηκαν τα κάτωθι :
11) Μεταξύ της δεξαμενής και του κινητήρα (βλ. φωτο 26 & 27), μεσολαβούν δύο επί πλέον φίλτρα συγκράτησης νερού εκ του καυσίμου.
Φωτο 26.
Φωτο 27.
-17-
12) Η χοάνη απαγωγής των καυσαερίων του κινητήρα (βλ. φωτο 28) δεν υποδηλώνει εξ όψεως παράγωγα ακραίας καύσης.
Φωτο 28.
13) Τα διαθέσιμα περισυλλεχθέντα από την ζημία θραύσματα, ανήκουν σε τμήματα του εμβόλου, το οποίο υπέστη τις μεγαλύτερες πλαστικές παραμορφώσεις, σε τμήματα του χιτωνίου και σε τμήματα του περιβλήματος του κορμού του κινητήρα (βλ. αντιστοίχως ομάδες Α, Β και Γ στην φωτο 29).
14) Στο μηχανοστάσιο βρίσκονται παραπλεύρως εγκατεστημένες και οι δύο θορυβώδεις (λόγω μεγέθους απόδοσης) κινητήριες μηχανές του σκάφους.
-18-
Φωτο 29.
Μετά το πέρας και της δεύτερης αυτοψίας, συμφωνήθηκε να ανοιχθεί το κάρτερ του κινητήρα στις εγκαταστάσεις της εταιρείας ¨……….. ……………Α.Ε.Β.Ε.¨, προκειμένου να συγκεντρωθούν και να εξετασθούν και τα υπόλοιπα θραύσματα.
Κατά την διενεργηθείσα στις 27-04-07 τρίτη αυτοψία, παρουσία αφ’ ενός του Μηχανολόγου του τμήματος ποιοτικού ελέγχου του εργοστασίου κ. ……………………και του κ………………………….. και αφ’ ετέρου του κ. ………………..και του Τεχνικού Συμβούλου της εταιρείας ¨Α. Γ. …………….& Υιοί Ν.Ε.¨ κ. Ζαχόπουλου, ο οποίος συνέταξε και σχετική με το συμβάν τεχνική έκθεση, διαπιστώθηκαν τα κάτωθι :
15) Στην ελαιολεκάνη του πετρελαιοκινητήρα (βλ. φωτο 30 & 31), βρέθηκε συγκεντρωμένο πλήθος θραυσμάτων, τα οποία κατέπεσαν μετά την ζημία.
-19-
Φωτο 30.
Φωτο 31.
-20-
16) Οι κεφαλές των βαλβίδων εξαγωγής του πέμπτου κυλίνδρου (βλ. φωτο 32 & 33) δεν φαίνεται να έχουν καταπονηθεί θερμικά, παρά μόνον έχουν παραμορφωθεί από τα κτυπήματα που δέχθηκαν, μετά από την θραύση στο ύψος των στελεχών τους (βλ. φωτο 34).
Φωτο 32. Φωτο 33.
Φωτο 34.
-21-
17) Παρομοίως, ανώτερα τμήματα του τεμαχισμένου κατά την θραύση εμβόλου, έχουν πολλαπλά παραμορφωθεί από τα αλλεπάλληλα κτυπήματα αλλά δεν υποδηλώνουν διάτρηση της επιφάνειας της κεφαλής του από κρουστική καύση (βλ. φωτο 35 & 36).
Φωτο 35.
Φωτο 36.
-22-
18) Στα κατώτερα κυρτά τμήματα του εμβόλου και κοίλα του χιτωνίου, παρατηρούνται έντονες κατακόρυφες χαραγές από την μεταξύ τους τριβή, ενώ αντιθέτως δεν συμβαίνει το ίδιο στις ανώτερες επιφάνειες (βλ. φωτο 37 & 38).
Φωτο 37.
Φωτο 38.
-23-
19) Τα μοναδικά δύο υπολείμματα των ελατηρίων πίεσης και λαδιού του εμβόλου (βλ. φωτο 39), δεν φέρουν ενδείξεις ότι αστόχησαν πριν από τον τεμαχισμό του εμβολοχιτωνίου.
Φωτο 39.
20) Εν κατακλείδι, παρακάμφθηκε ο έλεγχος του συστήματος λίπανσης, καθ’ όσον είναι αναμενόμενο ότι η προκύψασα σεβαστή ποσότητα μικροσκοπικών μεταλλικών θραυσμάτων και ρινισμάτων, που με βεβαιότητα έχουν εισχωρήσει μετά την θραύση στα φίλτρα και στους αγωγούς λαδιού, δυσχεραίνει την έρευνα και καθιστά εξαιρετικά δύσκολο τον εντοπισμό ενδεχόμενων αιτίων βλάβης στο εν λόγω σύστημα.
Μετά το πέρας και της τρίτης αυτοψίας, συμφωνήθηκε η αποπεράτωση της παρούσας έκθεσης, εν αναμονή της αναφοράς του εργοστασίου για τα ευρήματα των ενδεχομένων καταγεγραμμένων βλαβών από την κεντρική ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) του εν λόγω κινητήρα, η οποία εστάλη προς εξέταση.
Το σύντομο μήνυμα του εργοστασίου (βλ. συνημμένα), στάλθηκε τελικώς στις 14-05-07 και αναφέρεται αποκλειστικά σε βλάβη του αισθητήρα ανίχνευσης ποσοτήτων νερού στο καύσιμο του κινητήρα.
-24-
4. ΑΠΟΨΕΙΣ ΕΜΠΛΕΚΟΜΕΝΩΝ ΠΛΕΥΡΩΝ
Οι άνθρωποι της εταιρείας ¨Α…………………… & Υιοί Ν.Ε.¨ καθώς και ο Τεχνικός της Σύμβουλος, πιστεύουν ότι η βλάβη επήλθε συνεπεία κακής ρύθμισης βαλβίδων και εγχυτήρων από το συνεργείο της εταιρείας ¨………………………………… Α.Ε.Β.Ε.¨, αφού όπως ισχυρίζονται η παρακολούθηση και συντήρηση του επίμαχου κινητήρα γινόταν από τους ίδιους κανονικά και με επιμέλεια.
Από την άλλη πλευρά, τα στελέχη του Τεχνικού Τμήματος της εταιρείας ¨………………….. Α.Ε.Β.Ε.¨, έχουν την πεποίθηση ότι η σχετική περιεκτικότητα νερού στις δεξαμενές καυσίμου του σκάφους, είχε ως αποτέλεσμα την φθορά σε οξείδωση και δυσλειτουργία των εγχυτήρων και ως επακόλουθο την κακή καύση του κινητήρα, με συνέπεια την γνωστή κατάληξη.
-25-
5. ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
5.1 Βιβλιογραφία και πηγές πληροφοριών
Για τους περαιτέρω συλλογισμούς, βασίζομαι στην κάτωθι διεθνώς αναγνωρισμένη βιβλιογραφία :
1. Κ. Δ. Ρακόπουλος : ΜΕΚ ΙΙ (Έκδοση 2000). ¨ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΦΟΥΝΤΑΣ¨.
2. Ευθ. Α. Βουσούρας : ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ.
3. Π. Α. Γιαννόπουλος : ΜΗΧΑΝΑΙ.
4. Ηλ. Δημόπουλος : ΜΗΧΑΝΕΣ DIESEL (Έκδοση 3η). Εκδόσεις ¨ΟΔΗΓΟΣ¨.
5. Ηλ. Δημόπουλος : ΒΛΑΒΕΣ - ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Πρώτος Τόμος. Εκδόσεις ¨ΟΔΗΓΟΣ¨.
6. Edward Ralbovsky : ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ (Δεύτερη έκδοση 2003). Εκδοτικός Όμιλος ¨ΙΩΝ¨.
7. Θ. Α. Κουζέλης, Π. Χ. Παναγιωτίδης : ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ. (Έκδοση 1989). Ευγενίδειο Ίδρυμα.
8. M. Bohner, R. Gscheidle, W. Keil, S. Leyer, W. Saier, H. Schmidt, P. Siegmayer, A. Wimmer, H. Zwickel : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ (2η Ελληνική έκδοση, 2000). Εκδοτικός Όμιλος ¨ΙΩΝ¨.
9. Μ. Δ. Καλλικούρδης, Ε. Δ. Βάος : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ (Τόμος Α΄) Έκδοση 1990, Ευγενίδειο Ίδρυμα.
10. Π. Χρ. Παναγιωτίδης : ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΗΧΑΝΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ (Τόμος Α΄) Έκδοση 1988, Ευγενίδειο Ίδρυμα.
11. Γ. Καπετανάκης, Π. Καραμπίλας, Θ. Ζαχμάνογλου, Γ. Πατσιαβός : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ – ΠΟΡΕΙΑ ΠΡΟΣ ΤΟ 2000 Έκδοση 1990, Βάσος Δ. Παπαθανασίου Α.Ε.
12. John B. Heywood : INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUNDAMENTALS 1989, McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS.
-26-
5.2 Σύντομη περιγραφή χαρακτηριστικών και λειτουργίας κινητήρα
Ο τετράχρονος εξακύλινδρος πετρελαιοκινητήρας (Diesel), χωρητικότητας 12.130 cc, διαθέτει ισχύ 338 kW (460 ίππων) στις 1.500-1.800 στρ/λεπτό και ροπή 2.200 Nm στις 1.100-1.450 στρ/λεπτό, με τέσσερεις βαλβίδες ανά κύλινδρο, με συμπίεση 18,2:1, με υπερπλήρωση (Τurbo) και με απ’ ευθείας έγχυση καυσίμου (Direct Injection), μέσω ηλεκτρονικώς ελεγχόμενης υψηλής πιέσεως αντλίας παροχής καυσίμου.
Οι κύλινδροι του πετρελαιοκινητήρα διαθέτουν εσωτερικά αντικαταστάσιμα εμβολοχιτώνια (βλ. φωτο 40, 41 & 42), τα οποία χρησιμεύουν στην αποφυγή της κοστοβόρου επισκευής ή ακόμη και αντικατάστασης ολόκληρου του κορμού του κινητήρα, σε περίπτωση βλάβης ή αυξημένης φθοράς των τοιχωμάτων των χιτωνίων και των ελατηρίων των εμβόλων, πέραν του επιτρεπτού ορίου.
Φωτο 40. Φωτο 41.
-27-
Φωτο 42.
Τα έμβολα και τα χιτώνια των κυλίνδρων καταπονούνται από υψηλές πιέσεις, τριβές και θερμοκρασίες. Ειδικά κατά τον χρόνο της ανάφλεξης του μείγματος και εκτόνωσης των αερίων της καύσης, παράγονται μεγάλα ποσά θερμότητας και ωστικές δυνάμεις που επιδρούν πρωτίστως στην επιφάνεια της κεφαλής του εμβόλου και ακολούθως στα ανώτερα τοιχώματα των χιτωνίων του κυλίνδρου. Προς τούτο, τα έμβολα κατασκευάζονται ως γνωστόν με κωνική μορφή (βλ. σχέδιο 1) και διαθέτουν ιδιάζουσα χάρη συναρμογής, προκειμένου παρά την θερμοδιαστολή να εφαρμόζουν ορθά.
Σχέδιο 1.
-28-
Οι ανοχές λοιπόν του εμβόλου με το χιτώνιο, δεν είναι ίδιες κατά μήκος της πλευρικής του επιφάνειας, αλλά βαίνουν φθίνουσες στο κατώτερο τμήμα, καθώς η μεγαλύτερη διαστολή από τα παραγόμενα θερμικά φορτία λαμβάνει χώρα κυρίως στο ύψος της κεφαλής του και χάρις στην περιμετρική υδρόψυξη των χιτωνίων, η θερμοκρασία (και κατ’ επέκταση η διαστολή του ανώτερου τμήματος του εμβόλου) διατηρείται σε ανεκτά επίπεδα.
Παρ’ όλα αυτά, η κατασκευή απαιτεί σταθερή θερμοκρασία και στο κατώτερο τμήμα, προκειμένου κατά την λειτουργία του κινητήρα να εξασφαλίζονται και οι μικρότερες ανοχές. Αυτό επιτυγχάνεται επικουρικά ως προς την κύρια ψύξη, μέσω ακροφυσίων (nozzles) λαδιού, τα οποία αδιαλείπτως ψεκάζουν κάτωθεν ικανή ποσότητα λιπαντικού, ψύχοντας επαρκώς τον διωστήρα, τον πείρο και τα κοίλα εσωτερικά τοιχώματα του εμβόλου (βλ. σχέδιο 2).
Σχέδιο 2.
Δυσλειτουργία τινός φυσητήρα από χαλάρωση της σύνδεσής του με τον κορμό και τυχόν μετατόπιση της στόχευσης, φραγή ή μειωμένη πίεση έκχυσης, προκαλεί άμεσο κόλλημα του εμβόλου με καταστροφικές για την αντοχή της κατασκευής προεκτάσεις.
-29-
Στον εν λόγω πετρελαιοκινητήρα, η ρύθμιση των μηχανικών βαλβίδων γίνεται με τον κλασικό τρόπο (βλ. σχέδιο 3), ενώ για την ρύθμιση των εγχυτήρων χρησιμοποιείται ειδικό εργαλείο της………….., με κωδικό 9998583 (βλ. σχέδιο 4).
Σχέδιο 3.
Σχέδιο 4.
-30-
Η κακή ρύθμιση των βαλβίδων επιφέρει κυρίως χαμηλής ποιότητας καύση, με υπερβολικές εναποθέσεις άνθρακα και μειωμένη απόδοση ισχύος.
Από την άλλη πλευρά, η κακή ρύθμιση των εγχυτήρων μπορεί επί πλέον των ανωτέρω να προκαλέσει κρουστική καύση συνοδεία έντονων ηχητικών οχλήσεων (¨κροτάλισμα¨ του κινητήρα), υπερθέρμανση και φθορά σε βάθος εξ αιτίας της αυξημένης τριβής μεταξύ των επιφανειών και εφ’ όσον δεν υποπέσει εγκαίρως στην αντίληψη του χρήστη να οδηγήσει σε μείωση της αντοχής των υλικών, με αποτέλεσμα ακόμη και την διάτρηση της κεφαλής των εμβόλων (βλ. παραδείγματα στην φωτο 43).
Φωτο 43.
Ως τόσο, κατά την εξέταση των θραυσμάτων του εμβόλου, δεν προέκυψαν ευρήματα κρουστικής καύσης και συμπερασματικά τέτοιο φαινόμενο δεν φαντάζει ως πιθανή αιτία της βλάβης.
5.3 Προδιαγραφές συντήρησης και καταλληλότητα λιπαντικού και καυσίμου.
Οι προδιαγραφές του εργοστασίου επιβάλλουν περιοδική συντήρηση σε καθορισμένα χρονικά πλαίσια. Συγκεκριμένα, με την χρήση του προτεινόμενου από τον κατασκευαστή συνθετικού λιπαντικού, τύπου ποιότητας VDS2 και VDS3, το ανώτατο διάστημα λειτουργίας του κινητήρα ορίζεται στις 500 ώρες άνευ αλλαγής, ενώ με χρήση λιπαντικού υποδεέστερων χαρακτηριστικών και συναρτήσει πάντα της περιεκτικότητας του καυσίμου σε θείο, προτείνεται συχνότερη αλλαγή (βλ. κάτωθι απόσπασμα εγχειριδίου συντήρησης).
-31-
Απόσπασμα εγχειριδίου συντήρησης.
Η εταιρεία ¨………………………. & Υιοί Ν.Ε.¨ χρησιμοποίησε για την λίπανση του πετρελαιοκινητήρα λάδι μάρκας Shell, τύπου Sirius 15W-40, με αντικατάσταση κάθε 250 ώρες λειτουργίας, όπως από το τηρούμενο χρονοδιάγραμμα συντήρησης προκύπτει (βλ. συνημμένα).
Επειδή κατά τις αυτοψίες δεν διαπιστώθηκε ανησυχητική φθορά στις τριβόμενες επιφάνειες (π.χ. του μηχανισμού των βαλβίδων), το εν λόγω λιπαντικό καθώς και τα διαστήματα αλλαγής δεν μπορούν να κριθούν ως αντικανονικά. Κατά συνέπεια, η ζημία στον πετρελαιοκινητήρα δεν οφείλεται σε ακαταλληλότητα του λιπαντικού.
Επίσης, η εταιρεία χρησιμοποίησε καύσιμα τύπου Gas Oil, με ειδικό βάρος 0,8450, 0,8378 και 0,8581. Τα συγκεκριμένα καύσιμα διασφαλίζουν ικανοποιητική καύση και σχεδόν απροβλημάτιστη λειτουργία, με την προϋπόθεση ότι δεν είναι νοθευμένα.
Μετά την βλάβη, οι δύο πλευρές προέβησαν σε ανάλυση της ποιότητας του καυσίμου, με δειγματοληψία από διαφορετικά σημεία.
-32-
Η εταιρεία ¨…………………… & Υιοί Ν.Ε.¨ συνέλεξε δείγμα από την δεξαμενή του σκάφους, ενώ η εταιρεία ¨……………………… Α.Ε.Β.Ε.¨ από το φίλτρο συγκράτησης νερού του κινητήρα.
Τα αποτελέσματα των δύο αναλύσεων διαφέρουν. Για το δείγμα της εταιρείας ¨………………. & Υιοί Ν.Ε.¨ προέκυψε αρνητικό αποτέλεσμα αφού στο καύσιμο της δεξαμενής ανιχνεύθηκε ποσότητα ύδατος εντός των επιτρεπτών ορίων, σε αντίθεση με το δείγμα της υδατοπαγίδας, όπου η περιεκτικότητα σε νερό ήταν εξαπλάσια της κανονικής, χωρίς όμως κατά την λειτουργία του κινητήρα αυτό να γίνει αντιληπτό, εξ αιτίας της διαπιστωμένης από το εργοστάσιο προαναφερθείσας βλάβης του ειδικού αισθητήρα.
Επομένως, η χρήση αλλοιωμένου καυσίμου, επικίνδυνου για την μακροζωία του μηχανικού συνόλου, θα προκαλούσε αρχόμενες ορατές βλάβες σε όλους τους κυλίνδρους και όχι σε έναν και μοναδικό κύλινδρο. Ως εκ τούτου, η καταστροφή του εμβολοχιτωνίου δεν μπορεί να αποδοθεί στην ακαταλληλότητα του καυσίμου.
Εν τέλει, θα ήταν χρήσιμο να αναφέρουμε την αστοχία της αντοχής των υλικών (δύσκολα ανιχνεύσιμη μεταλλουργικά σε τόσο μεγάλο πλήθος θραυσμάτων), ως μία ενδεχόμενη αιτία βλάβης με αυξημένες πιθανότητες.
5.4 Συμπερασματική κρίση.
Δεδομένου ότι η βλάβη (συναρτήσει του μεγέθους της και της εκ της ολοσχερούς καταστροφής εξαφάνισης αποδεικτικών στοιχείων - ιχνών) μπορεί να αποτελεί ένα συνδυαστικό φαινόμενο, ο προσδιορισμός των πραγματικών αιτίων της θραύσης παρουσιάζει δυσκολίες και δεν μπαίνει σε καλούπια με την έννοια ¨συνταγολογίου¨. Τα συμπεράσματα αυτής της πραγματογνωμοσύνης είναι πολύπλευρα και κατά την κρίση μου δεν μπορεί να γίνει λόγος για ενισμό (προσπάθεια αναγωγής των πάντων σε μία αρχή και αιτία).
-33-
5. ΠΟΡΙΣΜΑ ΠΡΑΓΜΑΤΟΓΝΩΜΟΣΥΝΗΣ
Λαμβάνοντας υπ’ όψιν :
α) τις διενεργηθείσες αυτοψίες,
β) τα ανωτέρω στοιχεία και τα εξ αυτών απορρέοντα συμπεράσματα,
γ) τις απόψεις των δύο πλευρών και
δ) την προσωπική μου εμπειρία,
εκτιμώ βάσιμα ότι :
Η εμφανισθείσα βλάβη, ως συνέπεια της τάχιστης καταπόνησης σε θλίψη και θραύση των κινουμένων μερών του κατεστραμμένου πέμπτου κατά σειρά κυλίνδρου, οφείλεται είτε σε απουσία ψύξης του κατώτερου τμήματος του εμβόλου εξ αιτίας ανεπαρκούς ψεκασμού από τον φυσητήρα λαδιού, είτε σε αστοχία της αντοχής των υλικών εμβόλου και χιτωνίου, είτε ακόμη και σε συνδυασμό των δύο εκδοχών.
Βύρωνας, 17 Μαίου 2007
Ο συντάξας
Συνημμένα : 7
-34-
翻訳 - 英語 CONTENTS
Page
1. Legalization of the expert……….…………………………....3
2. Summary of the subject valuation……….…………………....3
3. History record of contacts and inspections…...…..…………..4
4. Opinions of the parties involved………….……………….....25
5. Technical description and Data………………………….…..26
6. Valuation of the findings..……………...……………………34
-2-
1. LEGALIZATION OF THE EXPERT.
On April 2007 the …………….Commercial and Industrial Corporation appointed me as a Technical Advisor in order to express my opinion as a special expert registered by the Greek Chamber of Commerce and Industry (attaching relative certificate ) and as a legal expert of the Athens Court of common pleas concerning the destruction of the Diesel Engine model D12D-AMG manufactured by…….., and consequently I proceeded in carrying out the valuation .
2. SUMMARY OF THE SUBJECT VALUATION .
The Technical Manager of the Department of Marine and Industrial Engines of the ………………….C.I.S.A. corporation Mr ………..stated to me that the company ……………… and sons Maritime Company on the 20th of January 2005 bought a new Diesel Generator Set in order to cover the electricity power demand of the salvage boat “………………. The short block of the reference engine with serial number 1012 4656 52 on February 19th 2007 suffered a severe damage beyond any repair i.e. a total loss .
The aim of this technical report is the microscopic inspection of the damaged Diesel engine as well as the analysis of the most possible causes of this failure, based on the point of views of the two parties involved , on the user and maintenance specifications , the findings after the failure and certainly on the rules of science and technology.
-3-
3. HISTORY RECORD OF CONTACTS AND INSPECTIONS.
Following my preliminary telephonic briefing, I considered as necessary the need to inspect the damaged Diesel Engine , aiming to the collection and listing of data necessary for the correct compilation and completion of this report.
On April 20th 2007 , in the presence, on the one hand of Mr D. ………….and on the other hand the engineers of ……………. and sons Marine Company messrs …………………………, it was carried out the first inspection and photographing of the subject Diesel Engine in the premises of the ………… ……………….. corporation.
During the first inspection the following were observed :-
1) The disassembled supercharged six cylinder Diesel Engine and the rest subassembly parts were available for inspection (see photo 1 ).
Photo 1.
-4-
2) The six cylinder on line engine shows a complete destruction of the piston and cylinder liner at the fifth combustion cylinder and rupture in part of the block wall at the height of the crankshaft (see photos 2&3 ).
Photo 2.
Photo 3.
-5-
3) Inspecting in turn, the liners of the rest of the cylinders of the Diesel Engine, we observe, that there are no signs of detonation combustion but there are signs of incomplete combustion from the carbon deposits at the top of the pistons, in a declining manner, starting from the first cylinder to the last (see photos 4,5,6,7 & 8 )
Photo 4.
-6-
Photo 5.
Photo 6.
-7-
Photo 7.
Photo 8.
-8-
4) Especially ,as far as the destruction of the fifth cylinder is concerned ,we can observe that the gudgeon pin of the piston, after its breakage, has created deep grooves on the cylinder walls while less damage was created to the connecting rod (see photo 9 & 10 ).
Photo 9.
Photo 10.
-9-
5) A similar situation exists also on the cylinder head of the Diesel Engine (see photo 11) where the exhaust valves of the fifth cylinder are broken at their stem, while the valve seats and inlet valves are irreparably damaged (see photo 12 ).
Photo 11.
Photo 12.
-10-
6) On the surface of the remaining five combustion chambers , we observe carbon deposits with the same declining evaluation logic, starting from the first towards the last cylinder (see photos 13,14,15,16&17) .
Photo 13.
Photo 14.
-11-
Photo 15.
Photo 16.
-12-
Photo 17.
7) Finally the injector tips present a similar picture of relevant deposits (see photos 18,19,20,21&23 ) .
Photo 18. Photo 19.
-13-
Photo 20. Photo 21.
Photo 22. Photo 23.
-14-
8) On the camshaft of the engine (see photo 24 ) and in particular on the cam touching the rocker arm of the broken exhaust valves of the fifth cylinder we observe a crater with a considerable amount of material chipped off, while the remaining cams with their surface full in tact ,are considered that they were sufficiently lubricated .
-15-
9) In the pipes and hoses of the cooling system no serious lime deposits or blockage was observed which could cause insufficient cooling of the engine cylinders .
10) The oil filters of the lubrication system (see photo 25 ) are manufactured by MANN – as good as the ….. filters – and consequently they are not considered unsuitable .
Photo 25.
Following the completion of the first inspection it was agreed to carry out a second inspection in the engine room of the salvage boat “ Alexander the Great ” , in order to inspect the peripheral parts of the engine installation, as well as part of the fragments of the damaged fifth cylinder.
In addition Mr ……………………………….handed over to me, in order to study, the experts technical report issued by PEAK Pty Ltd on the condition of the injectors , a users manual and miscellaneous technical data of the reference Diesel Engine (instructions for maintenance, repairs etc ) and copies of correspondence documents with the ……….& sons Marine Company (see attached documents ).
-16-
During the second inspection on the 23-04-07 in the presence of messers ………….. and ………… the following were ascertained :-
11) Between the fuel tank and the engine (see photos 26& 27 ) intervenes two additional water trap filters in order to separate the water from the fuel .
Photo 26.
Photo 27.
-17-
12) The Engine exhaust funnel (see photo 28 ) by the looks of it does not indicate derivatives of extreme combustion .
Photo 28.
13) The fragments from the damage which were available, were collected and are parts of the piston, which suffered the biggest plastic deformation, parts of the cylinder liner and parts of the body of the cylinder block (see corresponding groups A,B & C photo 29 ).
14) In the engine room are installed side by side , the two main engines of the boat, both of them noisy (due to their performance magnitude ).
-18-
Photo 29.
Following the second inspection it was agreed to dismantle the oil sump of the engine in the premises of ……….Bros C.&I.Corp. in order to gather and inspect the remaining fragments .
During the third inspection on the 27-04-07 in the presence ,on the one hand the factory Quality Control Mechanical Engineer ……………………….and Mr ………………………. and on the other hand Mr……………….. and the Technical Advisor of the a.g. ……………….. & Sons Marine Company, Mr ……………. ,who compiled a technical report relevant to the incident , the following were ascertained :-
15) In the engine oil pan (see photos 30 & 31 ) were found gathered plenty of fragments, which were dropped after the damage occurred.
-19-
Photo 30.
Photo 31.
-20-
16) The exhaust valve heads of the fifth cylinder (see photos 32 & 33) do not indicate that they were thermally fatigued, but they are deformed from the hammering received following their breakage at their stem .
Photo 32. Photo 33.
Photo 34.
-21-
17) Similarly the top parts of the fragmented piston during breakage , are multiple distorted from the repeated hammering but do not reveal that the piston head surface was pierced due to detonation (see photos 35 & 36 )
Photo 35.
Photo 36.
-22-
18) On the lower part of the piston and the curved part of the liner we observe intense vertical impressions due to friction between them, while on the contrary it didn’t happen the same on the upper surfaces ( see photos 37& 38 ) .
Photo 37.
Photo 38.
-23-
19) The only two remains of the compression and oil scraper rings (see photo 39) do not indicate that they failed before the break up of the piston and liner .
Photo 39.
20) Finally , we skipped the inspection of the lubricating system since it was expected that the considerable quantity of microscopic metal fragments and swarf , which we are convinced that they penetrated, following the breakdown, into the filters and oil pipes , complicates the investigation and makes it extremely difficult to track down the possible cause of failure in the subject system.
Following the completion of the third investigation it was agreed to complete this report, waiting for the factory report ,on the findings of possible trouble codes registered in the Electronic Control Unit (ECU) of the reference engine , which was dispatched for inspection
The short report of the factory (see attachment) was finally sent on the 14-05-07 and exclusively mentions the failure of the detection sensor for the quantity of water in the engine fuel.
-24-
4. OPINIONS OF THE PARTIES INVOLVED .
The personnel of the “………………& sons Marine Company as well as their Technical Advisor believe that the failure was caused due to bad valve and injector adjustment by the ………..Bros company since as they claim the maintenance and attendance of the reference engine, was carried out by them regularly and with utmost care .
From the other side the senior staff of the Technical Department of ………………… company, are convinced that the relative quantity of water in the fuel tanks of the boat, had as a result, due to oxidization, the wear and malfunction of the injectors and consequently, as a result, bad combustion which led to the known results .
-25-
5. TECHNICAL DESCRIPTION AND DATA .
5.1 References and Sources of Data .
Further reasoning was based on the following worldwide accepted bibliography .
1. Κ. Δ. Ρακόπουλος : ΜΕΚ ΙΙ (Έκδοση 2000). ¨ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΦΟΥΝΤΑΣ¨.
2. Ευθ. Α. Βουσούρας : ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ.
3. Π. Α. Γιαννόπουλος : ΜΗΧΑΝΑΙ.
4. Ηλ. Δημόπουλος : ΜΗΧΑΝΕΣ DIESEL (Έκδοση 3η). Εκδόσεις ¨ΟΔΗΓΟΣ¨.
5. Ηλ. Δημόπουλος : ΒΛΑΒΕΣ - ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Πρώτος Τόμος. Εκδόσεις ¨ΟΔΗΓΟΣ¨.
6. Edward Ralbovsky : ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΩΝ (Δεύτερη έκδοση 2003). Εκδοτικός Όμιλος ¨ΙΩΝ¨.
7. Θ. Α. Κουζέλης, Π. Χ. Παναγιωτίδης : ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ. (Έκδοση 1989). Ευγενίδειο Ίδρυμα.
8. M. Bohner, R. Gscheidle, W. Keil, S. Leyer, W. Saier, H. Schmidt, P. Siegmayer, A. Wimmer, H. Zwickel : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ (2η Ελληνική έκδοση, 2000). Εκδοτικός Όμιλος ¨ΙΩΝ¨.
9. Μ. Δ. Καλλικούρδης, Ε. Δ. Βάος : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ (Τόμος Α΄) Έκδοση 1990, Ευγενίδειο Ίδρυμα.
10. Π. Χρ. Παναγιωτίδης : ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΗΧΑΝΩΝ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ (Τόμος Α΄) Έκδοση 1988, Ευγενίδειο Ίδρυμα.
11. Γ. Καπετανάκης, Π. Καραμπίλας, Θ. Ζαχμάνογλου, Γ. Πατσιαβός : ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ – ΠΟΡΕΙΑ ΠΡΟΣ ΤΟ 2000 Έκδοση 1990, Βάσος Δ. Παπαθανασίου Α.Ε.
12. John B. Heywood : INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUNDAMENTALS 1989, McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS.
-26-
5.2 Concise description of operation and engine characteristics .
The four stroke six cylinder Diesel Engine of total swept volume 12,130 cc develops a power output of 338 Kw (460Hp) at 1500-1800 rev/min and torque 2200Nm at 1100 to 1450 revs/min ,with 4 valves per cylinder and compression ratio 18.2 : 1, with turbo and direct injection through a high pressure electronically controlled fuel pump .
The engine cylinders are fitted internally with replaceable liners (see photos 40,41 & 42 ) which are used in order to avoid costly repairs or the need to replace the whole engine block in case of failure or excessive wear beyond the permissible limits to the cylinder bore and piston rings .
Photo 40. Photo 41.
-27-
Φωτο 42.
The pistons and cylinder liners are stressed from high pressures ,frictions and temperatures . Especially during ignition time the mixture (air and fuel) and the exhaust of the combustion gases, create big amounts of heat and thrust forces ,which are exerted firstly on the surface of the piston head and further to the top of the cylinder piston liner .
For the above reasons the pistons are manufactured ,as it is well known, in a conical shape (see sketch 1 ) and possess a special assembly clearance in order to fit properly irrespective of their expansion due to heat .
Sketch 1.
-28-
The tolerances between piston and liner are not the same across the surface of its side but they decrease towards the lower part since the biggest expansion due to the produced heat load takes place at the top of its head and due to the peripheral cooling of the liners ,the temperature (and as a result the expansion of the top of the piston) is kept to an acceptable level .
Despite of all these , the manufacturer demands constant temperature also in the lower part, so that during engine operation, to be able to secure even the lowest tolerances . This is achieved ,and as an addition to the main cooling, through oil nozzles , which continuously spray under the piston, sufficient quantity of oil, cooling adequately ,the con-rod , the gudgeon pin and the concave internal walls of the piston (see sketch 2 )
Sketch 2.
Malfunction of any of the cooling nozzles due to becoming loose from its fixing to the engine body or possible misaiming , or due to blockage or low injection pressure, creates immediate seizure of the piston with devastating for the strength of the structure results .
-29-
For the reference diesel engine, the setting of the mechanical valves is done the classical way (see sketch 3 ) while for the setting of the injectors a Volvo special tool with code 9998583 is used (see sketch 4) .
Sketch 3.
Sketch 4.
-30-
Bad setting of the valves result in mainly low quality combustion with excessive carbon deposits and reduced power output .
On the other hand bad adjustment of the injectors could, apart of the above,
cause detonation followed by acute noise annoyance (pinking of the engine) ,overheating and heavy damage due to excessive friction between surfaces and if this it doesn’t come early to the notice of the user , could lead in reduced strength of the material and could even result in the piercing of the piston (see examples of photo 43 ).
Photo 43.
However from the examination of the piston fragments , no signs of detonation were traced and conclusively such phenomenon is not considered the possible cause of failure .
5.3 Maintenance specifications and oil and fuel suitability.
The manufacturers specifications impose regular maintenance in predetermined periods .In specific by using the specified by the manufacturer synthetic oil, quality type VDS2 and VDS3, the maximum period of engine operation without oil change is 500hrs, while using oil of lower characteristics and depending on the sulfur content of the fuel, it is recommended a more frequent change (see abstracts from the maintenance manual ).
-31-
Abstracts from the maintenance manual.
The …………..& sons marine company, used for the engine lubrication , Shell oil with brand name Sirius 14W-40, changing the oil every 250hrs of operation as it can be seen from the maintained service timetable (see attachment ) .
Since during the inspections no alarming wear of the rubbing surfaces was observed (i.e. the valve mechanism) the reference lubricant as well as the oil change periods cannot be considered as irregular (out of specs). Consequently the damage of this Diesel Engine is not due to oil irregularity.
The company also used fuel, type Gas Oil, with specific gravity 0,8450, 0,8378 and 0,8581. The reference fuel ensures adequate combustion and trouble free operation, provided the fuel is not falsified.
Following the damage, the two parties concerned, proceeded in an analysis of the fuel quality, taking samples from different points .
-32-
The ………….and sons marine company, took a sample from the fuel tank of the boat, while the ………….Bros from the water trap filter of the engine.
The results of the two analysis differ . For the sample of …………….marine company ,the results were negative since in the fuel of the tank a quantity of water was traced, which was within the acceptable limits, in contrast with the water trap filter , where the water content was six times more than the permitted limit, without however this been noticed during engine operation due to the faulty special sensor which was pinpointed by the factory , as it was mentioned earlier.
Consequently the use of bad fuel , dangerous for the life expectancy of the engine, would have produced visible initial damage in all cylinders and not only in one cylinder . As a result the damage of the piston and liner cannot be attributed to bad fuel .
Finally it will be useful to mention the failure of the material strength (difficult to trace by metallurgy having such a big amount of fragments) very likely is the possible cause of failure .
5.4 Deductive reasoning .
Given that the damage (related to its size and due to the complete destruction of loss of evidence – traces) could be a combination of reasons and the determination of the real cause of breakage present difficulties and cannot be framed on a recipe concept . The conclusions of this evaluation are many sided and according to my opinion cannot be a deal of monism ( try to attribute everything in one cause and principle ).
-33-
6 VALUATION OF FINDINGS
Taking into consideration :
a) The inspections carried out ,
b) above data and the conclusions resulting from them,
c) the views of both sides, and
d) my personal experience ,
I soundly assess that :
The damage developed as a result of rapid fatigue in crashing and rupture of the moving parts of the damaged fifth cylinder , was due to lack of cooling of the lower part of the piston ,caused by insufficient spraying of oil from the oil nozzle or due to failure in the strength of material of the piston and liner or even as a combination of both .
Athens, 17th May, 2007
The author of the report . .
-34-
CONTENTS
Page
1. Legalization of the expert……….…………………………....3
2. Summary of the subject valuation……….…………………....3
3. History record of contacts and inspections…...…..…………..4
4. Opinions of the parties involved………….……………….....25
I was born in Africa from Greek parents (two generations back). I am a native Greek and English speaker. I have lived , studied and worked in the Republic of South Africa.
I worked for 14 years for General Motors Overseas Distribution Corporation (G.M.O.D.C.) based in Athens and travelling in the Middle East Area from Greece up to and including Pakistan. Due to my work I had to translate a lot of documents from English to Greek and vice-versa.
I also worked for an Opel Dealer in Greece for 14years, as an After Sales Manager.
My knowledge spreads in numerous fields such as :-
1) Automotive Engineering for cars and trucks and off road equipment.
2) Compilation of service manuals for the above.
3) Translating technical articles.
4) Mechanical Engineering.
5) Engineering in General.
6) Electrical and Electronic Equipment operational & service manuals.
7) Home appliances, operation booklets and service manuals.
8) Technical certificates/Diplomas.
9) Marketing brochures and booklets.
As of January 2008 I work as a full time freelance translator.
My language pairs are English>Greek - Greek>English for translation.
I have the necessary computer skills for windows 2007, office 07, office 2010 , excel 2010, Trados 07, Trados 2017.
My Daily Production is 1000 to 1500 words, the speed depending on the difficulty and complexity of the text.
You can contact me through ProZ.com or e-mail :[email protected] or [email protected].
Phone number: Skype "stam.fasoulakis11". Local time GMT+2Hours.
専門知識分野 
positive
