1. PËRCAKTIMI I FUQISË, MOMENTIT TË RROTULLIMIT DHE SHPENZIMIT TË LËNDËS DJEGËSE TE MDB

Transcript

1 ku janë: 1. PËRCAKTIMI I FUQISË, MOMENTIT TË RROTULLIMIT DHE SHPENZIMIT TË LËNDËS DJEGËSE TE MDB Fuqia definohet si raport në mes punës dhe kohës me shprehjen: P fuqia, A puna, F forca, t koha, s rruga, v shpejtësia A F s P = = = F v (1.1) t t Fuqia mund të definohet edhe në bazë të momentit të rrotullimit dhe shpejtësisë këndore me shprehjen: ku janë: ku është: P = M ω (1.2) M momenti i rrotullimit, ω shpejtësia këndore Shpejtësia këndore mund të definohet në bazë të numrit të rrotullimeve me shprehjen: ω = 2 π n (1.3) n numri i rrotullimeve të motorit Për përdorim të brendshëm, përkatësisht te MDB në vend të (W) apo (kw) përdoren ende njësit si (kf kalë fuqi), (PS gjermanet), (HP anglezet) përdorimin e te cilave duhet shmangur ikur (mos ti përdorim). Përcaktimi i fuqisë, si madhësi e fituar bëhet me matjen e momentit të rrotullimit (M) dhe shpejtësisë këndore (ω), gjegjësisht forcës (F) dhe shpejtësisë (v). Te motorët me djegie të brendshme mund të dallohen disa lloje të fuqive, siç janë: fuqia efektive, fuqia e induktuar, fuqia e fërkimit etj. Posaçërisht duhet të kemi parasysh standardet të cilat i përshkruajnë nivelin e pajisjeve në MDB, gjatë së cilës caktohet fuqia e motorit, si dhe kushtet e rrethinës në të cilat realizohet matja, me qëllim që madhësia matëse mund të korrigjohet në kushte standarde të rrethinës, për krahasime. 1

2 Sipas standardit ISO 1585 Road vehicles Engine test code Net Power (Automjete rrugore shqyrtimet e motorëve fuqia neto, ISO 2534 Road vehicles Engine test code Gross Power (Automjete rrugore shqyrtimet e motorëve fuqia bruto), shumë shpesh përdoret edhe rregullorja UN ECE R85 Uniform Provisions Concerning the Approval of Internal Combustion Engines Intended for the Propulsion of Motor Vehclies of Categories M and N with Regard to the Measurement of the Net Power. Procedura themelore e korrigjimit të fuqisë sipas rregullores UN ECE 85, në varësi nga lloji i motorit, është dhënë në pika të shkurtra në vazhdim. Korrigjimi i fuqisë neto sipas rregullores UNECE 85 Me korrigjimin e fuqisë sipas kësaj rregulloreje nënkuptojmë fuqinë e motorit gjatë kushteve referuese atmosferike e cila definohet me shprehjen: ku janë: P = α (1.4) o P e P o fuqia e korrigjuar e motorit P e fuqia efektive e motorit e realizuar me matje, α faktori korrigjues. Me kushtet referuese atmosferike nënkuptohen vlerat e temperaturës dhe presionit si në vazhdim: - temperatura T o =298 [K]=25 [ 0 C] - presioni i ajrit te thatë p o =99 [kpa] (presioni i ajrit të thatë p o bazohet në shtypjen shumare prej 100 [kpa] dhe shtypjes parciale te avujve te ujit prej 1 [kpa]. Sipas shprehjes (1.4) që të bëhet korrigjimi i fuqisë efektive të motorit e përcaktuar me matje, është e nevojshme që të caktohet edhe faktori korrigjues α, i cili ndryshon për lloje të ndryshëm të motorëve. Në vazhdim, në pika të shkurtra, është përcaktuar mënyra e përcaktimit të faktorit korrigjues α për lloje të ndryshme të motorëve: 1. faktori i korrigjimit të fuqisë α a për motorin me thithje ose me fryrje (turbofryerje) dhe me ndezje të detyruar. Faktori korrigjues shprehet me formulën: ku janë: T α a = (1.5) p S 298 p S presioni parcial i ajrit të thatë [kpa], (presoni shumar barometrik i zvogëluar për presionin e avullit të ujit), T vlera e matur e temperaturës absolute të ajrit të cilën e thith motori [K] 2

3 Në bazë të presionit barometrik të matur p o, është e mundur që përmes shprehjes (1.6) dhe tab. 1.1, ku është paraqitur varësia e presionit parcial të avullit të ujit p w nga temperatura T, të caktohet presioni parcial i ajrit të thatë. p S = p o p w (1.6) Tab.1.1 vlerat e presionit parcial të avullit të ujit kur kemi 100% lagështi në varësi nga temperatura Gjatë matjes së fuqisë kushtet atmosferike nuk duhet të jenë jashtë këtyre kufijve: - temperatura - për motor me ndezje të detyruar 288 [K] T 308 [K], - për motor dizel 283 [K] T 313 [K] - presioni 80 [kpa] p s 110 [kpa] Që matja të konsiderohet në rregull, është e nevojshme që vlera e faktorit korrigjues të jetë në intervalin prej 0.93 α a Në të kundërtën, në raportin për shqyrtime, përveç shënimit të dhënave për matjen e fuqisë është e domosdoshme të jepen vlerat e sakta të temperaturës dhe presionit të cilat kanë mbizotëruar gjatë shqyrtimeve. 2. Faktori korrigjues i fuqisë α d për motor dizel me djegie të brendshme Faktori korrigjues i fuqisë α d për motor dizel me djegie të brendshme gjatë furnizim konstant me lëndë djegëse definohet me shprehjen: ku janë: α = f ( ) m d f a f a faktori atmosferik, (1.7) f m faktori i motorit, i cili merr parasysh parametrat karakteristik të çdo lloji të motorit dhe përshtatjes së tij 2.1 faktori atmosferik f a Ky faktor merr parasysh ndikimin e rrethinës në ajrin i cili thithet në motorit (presionin, temperaturën dhe lagështia) 3

4 Shprehja për përcaktimin e tij dallohet në varësi nga lloji i motorit të shqyrtuar: Motori dizel me djegie të brendshme me thithje dhe me mbi mbushje mekanike T f a = (1.8) ps Motori dizel me turbokompresor dhe me ose pa mesftohje të ajrit T f a = (1.9) ps 298 ku janë: 2.2 Faktori i motorit f m Faktori i motorit f m varet nga prurja e lëndës djegëse q c dhe llogaritet me shprehjen: f m q 1.14 = c q q c = prurja e lëndës djegëse r (1.10) q prurja e lëndës djegëse e shprehur në miligram për cikël dhe litra të vëllimit të plotë punues [mg/l cikël], r raporti i presionit në dalje dhe në hyrje të kompresorit (për motorët me thithje r=1) ose Vc 1 qc = Vh r V c sasia e injektuar e lëndës djegëse [mm 3 /cikël], V h vëllimi shumar punues i motorit [dm 3 ] Shprehja (1.10) mund të shfrytëzohet në rastet kur q c ka vlera në intervalin prej 40 [mg/l cikël] deri 65 [mg/l cikël]. - për rastin kur q c <40 [mg/l cikël] merret f m =0.3, - për rastin kur q c >65 [mg/l cikël] merret f m =1.2 Që matja të konsiderohet e rregullt, është e domosdoshme që vlerat e faktorit korrigjues të gjenden në intervalin 0.9 α d 1.1. Në të kundërtën, në raportin për shqyrtimet, përveç të dhënave për fuqinë e matur është e domosdoshme që të jepen vlerat e sakta të temperaturës dhe presionit që kanë mbretëruar gjatë shqyrtimeve Përcaktimi i fuqisë së motorit përmes momentit të rrotullimit Në praktik më së shpeshti e hasim kalkulimin e fuqisë efektive të MDB sipas shprehjes (1.2), kjo do të thotë se matet momenti i rrotullimit M dhe nuri i rrotullimeve të motorit n. 4

5 Momenti i rrotullimit mundet të matet direk në motor, ndërsa pajisjet për matje mund të ndahen : - dinamometër absorbues (frerë) dhe - dinamometër transmetues Dinamometri absorbues (freri) përveç asaj që mundëson matjen e momentit të rrotullimit, incizon edhe fuqinë e motorit dhe e shndërron në nxehtësi ose energji elektrike. Ndërsa dinamometrat transmetues montohen në mes motorit me djegie të brendshme dhe makinës punuese, që praktikisht do të thotë se mat momentin e rrotullimit. Dinamometrat absorbues (frenjë) vendosen në fund të rrjedhës së fuqisë, ndërsa te dinamometrat transmetues fuqia bartet përmes boshtit transmetues deri te makina punuese. Nga kjo që u tha më lartë mund të konstatohet se për matjen e fuqisë së motorit me djegie të brendshme shfrytëzohet dinamometri absorbues (freni) nëse shqyrtimi (matja) e fuqisë bëhet në tavolinën provuese për shqyrtimet e motorëve, ndërsa dinamometri transmetues shfrytëzohet gjatë përcaktimit të fuqisë së motorit i cili veç është i lidhur me makina punuese, kjo do të thotë se shqyrtimi i motorit bëhet në kushtet e eksploatimit Dinamometri apsorbues (freni) Dinamometri absorbues (freri) përdoret për matjen e momentit të rrotullimit dhe njëkohësisht e shndërron fuqinë që e pranon në nxehtësi ose energji elektrike. Në bazë të skemës të paraqitur në fig. 1.1 do të sqarohet puna e dinamometrit absorbues (frenit). Momenti i rrotullimit të motorit përmes lidhëses bartet deri te rotori i frenit. Pastaj përmes mekanizmit transmetues, i cili mund të jetë mekanik, hidraulik ose elektrik, momenti i rrotullimit bartet në statorin e frenit. Statori është i vendosur në atë mënyrë që mund të zhvendoset rreth aksit gjatësor të tij. Përmes dorëzës përkatëse statori mbështetet në peshore. Për shkak të zhvendosjes së statorit në fund të dorëzës (krahu y) lajmërohet forca F e cila e ngarkon peshoren, si pasoj qe do ta ka zhvendosjen e treguesit. Fig. 1.1 Paraqitja skematike e dinamometrit absorbues (frenit) 5

6 Në shkallën e bazhdaruar mund direkt të lexohen momenti i rrotullimit ose fuqia. Zakonisht shkallëzimi është i bazhdaruar në paraqitjen e forcës F, në bazë të së cilës pastaj kalkulohet fuqia në këtë mënyrë: ku janë: F forca N, y krahu i levës m, n numri i rrotullimeve s -1 P = M ω = F y 2 π n (1.11) Nëse përvetësohet gjatësia e krahut të levës y= [m], në bazë të shprehjes së mëparshme kemi: ku janë: P fuqia [kw], F forca [N], n numri i rrotullimeve [s -1 ] F n P = (1.12) 100 Nëse dëshirohet të shfrytëzohet fusha (shkalla) për numrin e rrotullimeve te motorit [1/min] në vend [1/s], merret gjatësia krahut të levës y= [m], dhe në vend të shprehjes (1.12) fitohet shprehja: ku janë: P fuqia [kw], F forca [N], F n P = (1.13) n numri i rrotullimeve [min -1 ] Te frerët e realizimeve të vjetra në përdorim kanë qenë krahët me gjatësi y 1 = m dhe y 2 = m. Për këto gjatësi vlen shprehja: ku janë: F n P = (1.14) 1000 P fuqia [kf] për y 1 dhe P fuqia [kw] për y 2 F forca [kp], n numri i rrotullimeve [min -1 ] 6

7 Në praktik shpesh prodhimi 2 π y shënohet me c dhe paraqet të ashtuquajturën konstant të frenimit. Sipas mënyrës së ndërtimit të frerëve dallojmë: - frerë mekanik, - frerë hidraulik, - frerë me ajër, - frerë elektrik Në vazhdim disa nga këto lloje të frerëve do të analizohen detalisht Freni mekanik Frerët mekanik sot gati thuajse nuk përdoren. Mund të shërbejnë për matjen te motorët me fuqi të vogël dhe me numër të vogël të rrotullimeve. Skema parimore e një freni mekanik është paraqitur në fig. 1.2 Fig. 1.2 Skema parimore e frenit mekanik Ngarkesa e frenit ndryshon me rritjen ose zvogëlimin e shtrëngimit të nofullave (a) fig. 1.2 në tamburin e frenit (b). Fuqia e motorit shndërrohet në energji të nxehtësisë për shkak të fërkimit mekanik në mes tamburit dhe nofullave, dhe vjen deri te nxehja e këtyre pjesëve të frerëve. Ftohja e tamburit dhe nofullave bëhet me ujë. Rezistenca e fërkimit është gati e pavarur nga numri i rrotullimeve të motorit, ashtu që momenti rezistues (M) është vijë e drejtë (M=const), ndërsa fuqia ndryshon sipas vijës së drejtë e cila kalon nëpër fillim të sistemit koordinativ. Për shkak të karakteristikës drejtvizore (lineare) freni mekanik nuk është stabil gjatë ndryshimit të ngarkesës dhe nuk mund të shfrytëzohet nëse janë të nevojshme shqyrtimet e sakta laboratorike. E vetmja përparësi e këtyre frerëve është konstruksioni i thjeshtë dhe çmimi i ulët i tyre. 7

8 Freni hidraulik Frerët më të shpeshtë që përdoren për shqyrtimet e motorëve me djegie të brendshme në tavolinën provuese janë frerët hidraulik të cilët shfrytëzojnë ujin si fluid punues dhe si fluid për ftohje. Grimcat e fluidit lëvizin për shkak të veprimit të rotorit. Grimcat e fluidit fitojnë impuls rrotullues të cilët e bartin në stator dhe tentojnë ta rrotullojnë në kah të njëjtë siç rrotullohet rotori qe pamundësohet pasi statori mbështetet në peshore përmes krahut me gjatësi të caktuar. Në këtë mënyrë momenti i rrotullimit, i cili bartet nga motori i shqyrtuar përmes boshtit kardanik dhe lidhëses hidraulike pa ndryshime bartet deri te statori. Fuqia efektive për shkak të fërkimit të brendshëm të grimcave të ujit dhe fërkimit me mure shndërrohet në energji termike. Freni hidraulik mund të krahasohet me lidhësen viskoze ku pjesa punuese nuk lëviz do të thotë rrëshqitja është 100% dhe shkalla e shfrytëzimit 0%. Për mos me pas nxehje të madhe të ujit është e domosdoshme të sigurohet qarkullim i pa ndërprerë i ujit nëpër lidhëse. Është e nevojshme qe temperatura e uji që hyn në fre të jetë 20 [ 0 C] deri 30 [ 0 C], ndërsa temperatura në dalje të frenit rreth 60 [ 0 C] deri 70 [ 0 C], të cilin e përshkruan secili prodhues i lidhëses hidraulike. Prurja e ujit nëpër fre duhet të rregullohet ashtu që të jetë [dm 3 /kw h]. Në fig. 1.3 është paraqitur karakteristika e fushës punuese të frenit hidraulik. Fig. 1.3 Fusha punuese e frenit hidraulik Fusha punuese e frenit hidraulik është e kufizuar me lakoret A deri E. Lakoret e veçanta janë fituar në këtë mënyrë: Lakorja A Freni punon me mbushje maksimale të ujit (prurja maksimale), Lakorja B Për shkak të arsyeve konstruktive (qëndrueshmëria e materialit) është kufizuar momenti maksimal i rrotullimit. Lakorja C Paraqet lakoren e fuqisë konstante. Është fituar në bazë të prurjes maksimale të ujit dhe ndryshimit maksimal të lejuar të temperaturës së ujit. Lakorja D Për shkak të arsyeve konstruktive (qëndrueshmëria e materialit) është kufizuar numri maksimal i rrotullimit Lakorja E Freni punon pa ujë për shkak të ventilimit dhe rezistencave në kushineta bartet momenti i vogël i rrotullimit. 8

9 Ekzistojnë realizime të ndryshme konstruktive të frenave hidraulik, prej të cilëve disa do të paraqiten në vazhdim. Në frenin hidraulik zakonisht shfrytëzohet edhe freni mekanik i cili ka për detyrë matjen e momentit të rrotullimit të motorit me djegie të brendshme te numrat e vegjël të rrotullimeve, të cilën nuk mund ta realizoj freni hidraulik, për shkak te karakteristikës së saj (fusha OA fig. 1.6). Në fig. 1.4 është paraqitur forma konstruktive e frenit hidraulik mekanik të prodhuesit SCHNECK, te i cili statori gjendet në brendësi të rotorit. Kjo është e përshtatshme, pasi që është e mundur në këtë rast të montohet edhe freni mekanik. Fig. 1.4 Freni hidraulik (prodhuesi SCHNECK) Fusha punuese e një freni të tillë është dhënë në fig. 1.5 B 300 C Pe, kw Freni i plotë Parabola kubike A dan Forca e frenim=const Freni i zbraztë D O n, o/min Fig. 1.5 Fusha punuese e frenit hidraulik mekanik 9

10 Në fig. 1.5 lakoret janë fituar në këtë mënyrë: ku janë: 3 Lakorja OA parabolë kubike për prurjen maksimale të ujit ( P = K 1 n ). n numri i rrotullimeve, K 1 koeficienti i proporcionit Fuqia e frenit është proporcionale me shkallën e tretë të numrit të rrotullimeve të rotorit. Lakorja AB kufiri i ngarkesës mbi momentin maksimal të rrotullimit të lejuar për shkak të ngarkesave mekanike të pjesëve të frenit (boshti, rotori etj.). Lakorja BC kufiri i nxehtësisë i përcaktuar me prurje maksimale të ujit, Lakorja CD kufiri i shpejtësisë Lakorja DO paraqet fuqinë minimale të cilën mundet freni i zbraztë plotësisht (pa ujë) ta absorboj. Lakorja e ndërpre OA pjesë e fushës matëse e cila realizohet me ndihmën e frenit mekanik. Lakoret në fushën ne fushën OABCDO paraqesin vijat e frenimit për prurje të ndryshme të ujit nëpër fre. Rregullimi i ngarkesave të këtyre tipave të frerëve bëhet në bazë të rregullimit të prurjes së ujit. Kur është siguruar prurje maksimale e ujit në mes rotorit dhe statorit realizohet unaza e ujit më të trashë e cila mundëson, për atë konstruksion të frerëve, matjen e fuqisë maksimale. Sa më e vogël të jetë prurja më e vogël do të jetë edhe trashësia e unazës së ujit, prandaj edhe fuqia e cila matet në këtë rast është më e vogël. Ky lloj i frerëve përdoret për matjen e fuqisë në intervalin prej 0.1 [kw] deri 1500 [kw] dhe numër të rrotullimeve deri në [min -1 ]. Në fig. 1.6 është paraqitur në përmasa logaritmike familja e karakteristikave për frenat hidro-mekanik të prodhuesit Schenck. 10

11 Fig. 1.6 Familjes e Karakteristika për frenin hidro-mekanik të Schenck Në fig. 1.7 është paraqitur freni hidraulik me spica të prodhuesit JUNKERS. Te këta lloj frerësh rotori është realizuar në formë të tamburit në të cilin janë të vendosura 2 deri në 8 radhë spica me prerje tërthore katërkëndëshe, të cilat lëvizin në mes spicave nga ana e brendshme e statorit. Vibrimet eventuale të spicave shkaktojnë punë jo stabile të frerëve që e kufizon përdorimin e tyre. Përdoren në fushën prej 500 [min -1 ] deri 5000 [min -1 ] dhe për fuqi prej 180 [kw] deri 2200 [kw]. 11

12 Fig. 1.7 Freni hidraulik me spica të prodhuesit JUNKERS 1. hyrja e ujit, 2. dhoma hyrëse, 3. kushineta për pjesët e lëvizshme, 4. kushineta e rotorit, 5. kanali për ujë, 6. dalja e ujit nga statori, 7. shtëpiza, 8. rotori, 9. boshti i rotorit, 10. mbajtësi i pjesëve të lëvizshme, 11. platforma, 12. dalja e ujit nga platforma. Freni hidraulik me spica të prodhuesit JUNKERS vjen me pjesët shtesë të frenit mekanik siç shihet edhe në fig. 1.8 Fig. 1.8 Freni mekanik i cili montohet në frenin e kombinuar mekanik hidraulik të prodhuesit JUNKERS (1. shtëpiza, 2. boshti, 3. shiriti i frenit, 4. tamburi i frenit) 12

13 Të gjithë frerët hidraulik shikuar nga aspekti gjeneral dallohen në punë relativisht të qetë, në fushën e ngarkesave të mëdha dhe numër të madh të rrotullimeve, që rrjedh si pasoj e momentit të frenimit T k =k n 2, i cili rritet me katrorin e numrit të rrotullimeve, ndërsa fuqia rritet me shkallën e tretë të numrit të rrotullimeve P=k n Freni elektrik Në grupin e dinamometrave absorbues bënë pjesë edhe freni elektrik. Këta lloj të frenave janë të shtrenjtë, mirëpo kanë disa përparësi në raport me frerët hidraulik, e kjo shihet me rregullimin e thjeshtë të karakteristikave më te pjerrtë, mè lehtë mbajtja konstantë e numrit të rrotullimeve, si dhe mundësi e ngasjes së jashtme të motorit. Në fig. 1.9 është paraqitur freni elektrik, i cili mbështetet në principin rrymës shakulluese. Te këta frena fusha magnetike e bart momentin e rrotullimit. Në stator është vendosur mbështjellja ngacmuese nëpër të cilën depërton rryma njëkahore e cila kalon edhe nëpër rotor. Gjatë rrotullimit të rotorit në stator lajmërohen rrymat dredhore. Rrymat dredhore të cilat lajmërohen kanë si pasoj krijimin e fushave magnetike të cilat tentojnë ta frenojnë rotorin, prandaj fuqia efektive në këtë mënyrë shndërrohet në nxehtësi. Për këtë arsye është e domosdoshme të ftohet statori, më së shpeshti me ujë. Rryma ngacmuese mund të rregullohet me dore përmes potenciometrit ose në mënyrë automatike në varësi të numrit te rrotullimeve ose momentit të rrotullimit. Fig. 1.9 Freni elektrik me princip të rrymës vihore (prodhimi SCHNECK) 13

14 Karakteristika e frenit elektrik në raport me karakteristikën e motorit mund te rregullohet në atë mënyrë, që gjithmonë mund të vendoset pika e punës stabile. Në fig.1.10 janë paraqitur karakteristikat e frenit elektrik të cilat më së shpeshti shfrytëzohen gjatë shqyrtimeve të motorëve me djegie të brendshme. Fig Karakteristikat e frenit motorik elektrik Për matjen e fuqisë efektive mund të shfrytëzohen edhe gjeneratorët elektrik. Gjeneratorët elektrik e japin mundësin e matjes së fuqisë efektive direk në bazë të matjes të fuqisë elektrike që e jep. Megjithatë në praktik kjo nuk përdoret për arsye të thjesht sepse për këtë mënyrë të matjes është e nevojshme njohja e shkallës së shfrytëzimit të gjeneratorit, i cili ndryshon me ndryshimin e ngarkesës. Për këtë arsye gjatë përdorimit të gjeneratorit elektrik shfrytëzohet metoda indirekte e matjes së fuqisë efektive. Shtëpiza e gjeneratorit vendoset ashtu që ti mundësohet vendosja rreth një pike fig. 1.11, ndërsa krahu i përforcuar për shtëpizën mbështetet në peshore. Momenti i rrotullimit bartet përmes fushës magnetike aktive e cila vepron në mes rotorit dhe statorit. Fuqia efektive e motorit shndërrohet në energji elektrike. Kjo energji elektrike mundet përsëri të kthehet në rrjetin elektrik ose me rezistues shndërrohet në nxehtësi. 14

15 Fig Skema e frenit elektrik në principin te gjeneratorit 1. rotori, 2. statori, 3. mbajtëset e frenit, 4. kufizuesit, 5. krahu i frenit, 6. kundërpeshat ndihmëse, F- pesha - forca e frenimit Një nga kërkesat themelore e cila lidhet me frerët motorik për shqyrtimet e motorit paraqet aftësinë e tij për mbajtjen e pikës punuese stabile, respektivisht regjimit stabil të shpejtësisë gjatë ndryshimit të rastësishëm të momentit të rrotullimit të motorit ose momentit rezistues të frenimit. Aftësia e frenit në aspektin e ruajtjes së regjimit punues të vendosur, respektivisht vetia e tij për rregullim të pavarur me qëllim të ruajtjes së regjimit punues varet nga rrjedha e karakteristikës së shpejtësisë së saj, fuqisë së absorbuar P e =f 1 (n) respektivisht momentin rezistues M= f 2 (n) gjatë pozitës së pandryshuar ose intensitetit të faktorit rregullues të frenit. Freni është më shumë stabil, sa më e pingule të jetë lakorja. Në fig janë paraqitur karakteristikat krahasuese të frerëve mekanike, hidraulike dhe elektrike, si dhe karakteristikat përkatëse të shpejtësisë të motorëve me djegie të brendshme. Nëse për çdo arsye do te vjen deri te ndryshimi i karakteristikave dalëse te motorit (fig. 1.12, p.sh. ndryshimi i momentit nga M 1 ne M 2 ), regjimi i ri punues i vendosur i frenave do te ndryshoj nga numri me i hershem stacionues i rrotullimeve n A. Te freni hidraulik ndryshimi prej regjimit te shpejtësisë do te jene me te vogla, te ajo elektrike, ne raport me atë hidraulike ndryshimi me i madhe, ndërsa te freni mekanik shume me i madhe. Ne rastet e zvogëlimit te ngarkesës se motorit, freni mekanik mund te shkaktoje dhe fikjen e MDB. Fig Karakteristikat e fuqisë dhe momentit të frenit për shqyrtimet e motorit 15

16 1.1.2 Dinamometri Transmetues Për dallim nga dinamometri absorbues, me dinamometër transmetues mund te definohet fuqia efektive e motorit pa ndërprerë rrjedhën e fuqisë në mes motorit dhe makinës punuese. Përbëhet prej boshtit i cili është i ngarkuar me momentin e motorit, dhënësit dhe pjesët elektrike të cilat shërbejnë për rritjen dhe përpunimin e sinjalit të marr. Gjatë përcaktimit të fuqisë përmes efektit transmetues në parim shfrytëzohet faktori që gjatë ngarkimit të boshtit me momentin rrotullimit vjen deri te: - përdredhja e prerjes tërthore të boshtit, - zgjatja e sipërfaqeve të boshtit, - ndryshimi i përqendrueshmërisë relative magnetike të materialit të boshtit. Gjatë përcaktimit të fuqisë efektive të motorit me djegie të brendshme shfrytëzon dy faktorët e cekur më parë të cilët në vazhdim do të përshkruhen. a) Përdredhja e prerjes tërthore të boshtit Në fushën e deformimeve elastike vlejnë shprehjet e njohura nga rezistenca e materialeve, sipas fig ku janë: M L ψ = (1.15) G I p ψ këndi i përdredhjes M momenti i rrotullimit, G moduli i elasticitetit, L distanca në mes prerjeve tërthore, 4 d I p = π momenti polar i inercionit për prerjen e plotë tërthore të boshtit. 32 Fig Përdredhja e prerjes tërthore të boshtit 16

17 Nëse nga shprehja (1.15) nxirret momenti M kemi: G I M = L p ψ ku është G I p = L konst për kushtet konkrete (1.16) Nga shprehja (1.16) rrjedh se matja e momentit të rrotullimit shndërrohet ne matjen e këndit të përdredhjes. Boshti matës, megjithatë, duhet të vendoset në atë mënyrë që të fitohet përdredhje sa më e madh, natyrisht duke pasur parasysh që boshti të ketë qëndrueshmëri të mjaftueshme ashtu që me siguri mund të bart momentin e rrotullimit matës. Në rastet kur është e mundur të montohet (ndërtohet) në mes motorit me djegie të brendshme dhe makinës punuese, boshti matës, shfrytëzon të ashtuquajturin, dinamometri transmetues me dhënëset transformues induktiv, i cili në mënyrë skematike është treguar në fig Fig Skema principjele e dinamometrit transmetues me dhënësin transformator Gjeneratori frekuentues jep tensionin me frekuencë të lartë, nga disa volt dhe frekuencën bartëse deri 100 [khz]. Nëpërmes mbështjellësit unazor të palëvizshëm 1, bartet tensioni ne mbështjellësin unazor 2, i cili rrotullohet së bashku me boshtin, dhe atë në mënyrë të transformatorit, do të thotë pa kontakt. Nga mbështjellësi 2, tensioni më tutje përcillet deri te mbështjellësi i dhënësit 3. Mbështjellësi i dhënësit 3, është i lidhur ngurtë me pjesën e djathtë të boshtit matës. Në anën e kundërt e të dhënësit të mbështjellësit 3, vetëm disa milimetra ndodhet dhënësi i mbështjellësit 4, i cili është i lidhur ngurtë me pjesën e majtë të boshtit matës. Nëse për shkak të veprimit të momentit të rrotullimit vjen deri te përdredhja e boshtit matës vjen deri te ndryshimi ne lidhjen e transformatorit në mes mbështjellësit 3 dhe 4, qe paraqet madhuesin me te cilën përcaktohet intensiteti i përdredhjes të boshtit matës dhe në të njëjtën mënyrë edhe fuqia e motorit me djegie të brendshme. Sinjali në atë mënyrë i fituar, me principin e transformatorit pa kontakt bartet në mbështjellësit 5 dhe 6 deri te zmadhuesi, gjegjësisht instrumenti regjistrues në këtë rast në formë të treguesit analoge me shkallë të bazhdaruar. 17

18 b) Zgjatja e sipërfaqes së boshtit Për shkak të veprimit të momentit në boshtin matës do të vjen deri te përdredhja e tij, pika C, në sipërfaqen e boshtit zhvendoset në pikën C', fig Fig Zgjatja e sipërfaqes së boshtit matës Si pasojë e përdredhjes distanca fillestare l, në mes pikës A dhe C, rritet për Δl (distanca në mes pikave AC'), ashtu që zgjatja mund të shprehet si raport: Δl ε = (1.17) l Zgjatimi ε mund të shprehet edhe përmes këndit të përdredhjes ψ. Nëse shprehet varësia e këndit të përdredhjes nga momenti i rrotullimit, fitohet shprehja për vlerën e momentit të rrotullimit në funksion të zgjatjes. Në gjendje të pa ngarkuar pikat A, B dhe C, paraqesin ne sipërfaqe te boshtit trekëndëshit kënddrejtë. Për shkak të përdredhjes së boshtit pika e shqyrtuar C, zhvendoset në pikën C', ku pastaj fitohet trekëndëshi shtesë ACC'. Nëse në trekëndëshin e krijuar përdorim teoremën e kosinusit mund të shkruhet: ( + Δl) = l + r ψ 2 l r ψ cos( 180 γ ) l l, gjegjësisht ( 90 α ) l Δl + Δl = l + r ψ 2 l r ψ cos nëse neglizhojmë vlerën ( Δ l) 2 dhe r 2 ψ 2 fitojmë: gjegjësisht, 0 ( 90 ) Δl = r ψ cos +α (1.18) Δl = r ψ sinα (1.18.a) Δl r ψ sinα ε = = (1.19) l l duke e shfrytëzuar shprehjen: fitojmë: l = L cosα M L dhe ψ = (1.19.a) G I p 18

19 r M L sinα r M sin 2α ε = = (1.20) G l L G 2 p l p Zgjatimi e arrin vlerën e saj maksimale pozitive për këndin α=45 0 respektivisht α=225 0, ndërsa vlerën e saj maksimale negative për α=135 0 respektivisht α= Për këtë arsye në këto dy drejtime bëhet matja e ngarkesës. Nëse në shprehjen (1.20) zëvendësohet α=45 0 fitohet shprehja e cila jep varësin e momentit të rrotullimit nga zgjatimi: 2 G l M = r p ε (1.21) Për matjen e momentit të rrotullimit në këtë princip si dhënës përdoren shiritat matës të cilët ngjiten në boshtin transmetues. Në fig është paraqitur skema në princip e shiritit matës për matjen e momentit të rrotullimit. Shiritat matës në boshtin matës ngjiten në këndin prej 45 0, respektivisht 135 0, në raport me aksin e boshtit dhe lidhen në urën e WHEATSON-it, fig Për shkak të zgjatjes të boshtit matës, shiritat matës deformohen, gjegjësisht telat e shiritave matës zgjaten ose shkurtohen ku si pasoj e kësaj ndryshon rezistenca elektrike e saj. Si pasoj në pikën 1 dhe 3 të shiritave matës fitohet tensioni matës i cili është proporcional me momentin e rrotullimit. Ura furnizohet me tension njëkahshe stabilizuese e cila fitohet në rregullimin e tensioni kënddrejtë. Tensioni kënddrejtë me ndihmën e dy spiraleve të vendosura në mënyrë të koncentruar, me princip të transformatorit bartet nga shtëpiza e palëvizshme në shiritin matës. Sinjalet matëse të tensionit në elektroniken matëse modulohen dhe me metodën e principin të kapacitetit, përsëri transformohen (pa kontakt) dhe barten në shtëpizë. Pas kësaj sinjali forcohet dhe me rrugë elektronike për përpunimin e sinjaleve matëse fitohet vlera e momenteve të rrotullimit. Me ndihmën e kësaj vije matëse është e mundur përveç momenteve konstant kohor te maten dhe momentet që ndryshojnë shpejt në kohë. 19

20 Fig Dinamometri me boshtin transmetues dhe shiritave matës si dhënës 20

21 1.2 Përcaktimi i shpenzimeve të lëndës djegëse AJRIT dhe energjentëve tjerë Parametra të përgjithshëm dhe shumë të rëndësishëm janë parametrat e shpenzimeve, respektivisht prurjes së fluidit te ndryshëm punues të motorëve me djegie të brendshme. Para se gjithash lendes djegëse, ajri, fluidi për ftohje, gazrat dalëse etj. Në kuadër të këtij nën titulli janë sqaruar principet themelore të cilat shfrytëzohen gjatë përcaktimit të prurjes së tyre Përcaktimi i shpenzimeve të lëndës djegëse Gjatë shqyrtimit të motorëve me djegie te brendshme në tavolinën provuese në përgjithësi janë të pranueshme dy metoda për matjen e shpenzimeve të lëndës djegëse: - metoda vëllimore, - metoda e gravitetit (peshës) Metoda vëllimore Metoda vëllimore e matjes së shpenzimeve të lëndës djegëse mbështetet në matjen e kohës për të cilën motori me djegie të brendshme do të harxhoj, të definuar më parë vëllimin e lëndës djegëse. Në fig është treguar skema e pajisjes matëse me metodën vëllimore të matjes së shpenzimeve të lëndës djegëse. Fig Matja e lëndës djegëse te motorët me djegie të brendshme me metodën vëllimore 21

22 Përveç pajisjes së paraqitur në mënyrë skematike në fig për matjen e shpenzimeve të lëndës djegëse është e nevojshme edhe ora qe mat qindtat e sekondave. Përmes valvuleve 1 dhe 2, fig. 1.17, lëshohet lënda djegëse nga rezervuari deri te pajisja matëse, ku valvuli 3, mbetet i mbyllur. Ajri i cili gjendet në pajisjen shtypet në enën rrjedhëse. Presioni i ajrit në enën rrjedhëse rritet me hyrjen e lëndës djegëse në pajisjen matëse. Kur të barazohen presioni i lëndës djegëse dhe presioni i fituar i ajrit, lënda djegëse nuk rrjedhë më në pajisjen matëse. Për realizimin e matjeve është shumë me rëndësi që niveli i lëndës djegëse të jetë së paku disa milimetra mbi shenjën më të lartë të pajisjes. Nëse kjo nuk arrihet, me hapjen e shkurtër të valvule 3, sigurohet zvogëlimi i presionit në enën rrjedhëse, respektivisht mundësohet prurja e lëndës djegëse në pajisjen matëse. Me qëllim të matjes së harxhimit të lëndës djegëse mbyllet valvuli 1 ashtu që motori me djegie të brendshme shpenzon lëndën djegëse e cila gjendet në enën matëse. Me matjen e kohës për të cilën sipërfaqja e lirë e lëndës djegëse kalon nga njëra deri te shenja tjetër matëse, fitohet koha për të cilën motori me djegie të brendshme e shpenzon vëllimin e caktuar të lëndës djegëse, gjegjësisht harxhimin e lendes djegëse te motorit me djegie të brendshme. Niveli në enët matëse bien ndërsa niveli i lëndës djegëse në enën rrjedhëse rritet. Përmes gypit rrjedhës, lënda djegëse nga ena rrjedhëse futet në enën matëse, mirëpo pas përfundimit të matjes. Në fig është paraqitur skema nëpërmes të cilës është e mundur të automatizohet matja e kohës për të cilën motori me djegie të brendshme do ta shpenzoj saktësisht vëllimin e caktuar të lëndës djegëse. Te ky sistem në vend të valvulit 1, fig. 1.17, vendoset valvuli elektromagnetike. Kyçja dhe shkyçja e orës bëhet përmes impulseve elektrike të cilët rrjedhin si pasoj e kalimit të sipërfaqes së lirë të fluidit në shenjat matëse. Për krijimin e impulseve elektrike në dispozicion janë zgjidhje të ndryshme. Në fig janë paraqitur zgjidhjet me sonda foto elektrike. Gjatë kalimit të sipërfaqeve të lira të fluidit pran shenjave matëse, fluidi e ndryshon drejtimin e dritës nga burimi ashtu që mos të vjen deri te foto qelia, ndërpritet qarku i rrymës të foto qelisë, ashtu që në atë mënyrë fitohet impulsi për fillimin e matjeve. Impulsi për përfundimin e matjeve fitohet në mënyrë identike, me shenjen matëse të radhës. Të metat e metodës për matjeje vëllimore të lëndës djegëse: matja e domosdoshme e densitetit të lëndës djegëse, mbajtja e temperaturës e lendes djegëse në kufijtë e caktuar etj. mund të tejkalohen me shfrytëzimin e metodës të matjes me gravitet. 22

23 Fig Automatizimi i matjes së shpenzimit të lëndës djegëse metoda vëllimore Metoda e gravitetit (peshës) Te metoda e gravitetit shfrytëzohet peshorja për matjen e lëndës djegëse. Principi i matjes qëndron në atë se të matet koha e nevojshme që motori me djegie të brendshme, të shpenzon sasinë saktë e masës së lëndës djegëse të definuar më parë. Pajisjet të cilat e shfrytëzon këtë mënyrë në kohët e fundit janë plotësisht të automatizuara, fig

24 Fig Peshorja për matjen e lëndës djegëse metoda e gravitetit Nëpër valvulet elektromagnetike të hapur 1 dhe 2, (fig a) lënda djegëse me një pjesë e mbush enën matëse, ndërsa më pjesën tjetër e furnizon motorin me sasinë e nevojshme të lëndës djegëse. Me mbushjen e enës matëse ana e djathtë e levës së peshores ngritët. Në çastin kur aksi E mbizotëron forcën në sustë dhe e mbyll kontaktin F, valvuli elektromagnetik 2 e ndërpret prurjen e lëndës djegëse në enën matëse. Peshorja për matjen e lëndës djegëse është e gatshme për përdorim. Me dhënien e sinjalit për fillimin e matjes së harxhimit të lëndës djegëse mbyllet valvuli 1, ndërsa hapet valvuli 2. Në këtë mënyrë motori shpenzon lëndën djegëse e cila gjendet në enën matëse. Pas kohës fillestare përgatitore, e cila mundet të rregullohet me ndihmën e sustës, për shkak të zvogëlimit të sasisë së lëndës djegëse në 24

25 enën matëse leva e peshores lëshohet, dhe vjen deri te hapja e kontaktit F, me çka jepet sinjali për fillimin e vërtet të matjes. Pas hapit të levës për disa dhjetëra milimetra, pesha (tegu) mbështetet në mbështetëse, fig b. Ena matëse edhe më tutje zbrazet gjithnjë deri sa leva nuk ndahet nga pesha (tegu) dhe në atë mënyrë e hap kontaktin D. Në këtë mënyrë fitohet impulsi për ndërprerjen e matjes. Për periudhën e kohës matëse është shpenzuar ajo sasi e masës së lëndës djegëse sa është masa e peshës dhe levës së bashku. Ena matëse, varësja dhe pesha mund të ndryshojnë ashtu që masa matëse e lëndës djegëse mund të përshtatet nevojave të shqyrtimeve. Hapja dhe mbyllja e kontaktit bartet (transmetohet) si sinjal drejtues elektrik, nëpërmes kyçjeve A, B dhe C deri te njësia drejtuese, ku sinjali i pranuar përpunohet. Paraqitja e rezultateve të matjes mund ti përshtatet nevojave, është e mundur paraqitja në njësit kohore ose paraqitja direkt e shpenzimeve të lëndës djegëse. Në rezervuarin e lëndës djegëse me vendosjen e notuesit rregullues mbahet niveli i njëjtë i lëngut, ashtu që gjithnjë sigurohet sasi e nevojshme e lëndës djegëse për ngasjen e motorit me djegie të brendshme Matja e prurjes së fluidit punues Parametër shumë i rëndësishëm gjatë shqyrtimit të motorëve me djegie të brendshme paraqet prurja në dhe nga motori i fluideve punuese, siç janë: ajri, uji për ftohje, gazrat dalëse etj. Në parim ekzistojnë numër i madh i principeve të ndryshme të matjeve për caktimin e prurje së fluidit. Në vazhdim jepen vetëm disa prej tyre me shpesh te hasur dhe përdorur të matja e prurjes së fluidit te motorët me djegie të brendshme. Me prurje nënkuptojmë sasinë e fluidit (të lëngët ose të gaztë) e cila kalon nëpër prerjen e shqyrtuar në njësi të kohës. Dallojmë: a) prurjen vëllimore: 3 dv m V = dt (1.22) s ku për prurje stacionare mund të shkruajmë ekuacionin: ku janë: V prurja vëllimore, V V Δ = = A v (1.23) Δt A sipërfaqja e prerjes tërthore në rrafshin matës, v shpejtësia mesatare e fluidit në prerjen A. 25

26 b) prurja në masë prandaj për rastin e prurjes stacionare dm kg m = dt s, (1.24) dm m = dt fitohet: Δm m = (1.25) Δ t lidhja në mes prurjes ne masë dhe vëllimore mund të shprehet si: ku është: ρ densiteti i fluidit m = V ρ = A v ρ (1.26) Matësit indirekt të prurjes Matësit indirekt të prurjes së fluidit matin prurjen e fluidit në atë mënyrë që fluidi i shqyrtuar në pajisjen matëse e shtyp murin e lëvizshëm të caktuar dhe ja jep atij lëvizjen rrotulluese ose drejtvizore. Gjatë kësaj kohe nëpër pajisjen matëse kalon sasia saktë e caktuar vëllimore e fluidit të shqyrtuar. Prurja caktohet në atë mënyrë që numri i zhvendosjeve të murit të lëvizshëm ndahet me kohen për të cilën është realizuar ky numër i zhvendosjeve. ku janë: n V V = t V prurja vëllimore, n numri i zhvendosjeve të mureve lëvizëse, V vëllimi i cili shtyhet gjatë një zhvendosje të murit lëvizës, t koha në të cilën është realizuar n ndryshime të mureve të lëvizshme. Për matjen e prurjes së ujit dhe vajit shfrytëzohen matësit vëllimor me rrota ovale, fig

27 Fig Matësit vëllimor me rrota ovale Fluidi gjatë tejkalimit kushtëzon rrotullimin e dy rrotave ovale. Rrotat gjenden në lidhje të përhershme (ingranim). Për çdo rrotullim nëpër pajisjen kalojnë katër vëllime referuese. Numëratori tregon numrin e realizuar të rrotullimeve. Matësit e prurjes në rrota ovale mund të shfrytëzohen për prurje deri 1200 [m 3 /h]. Rënia e presionit në pajisjen matëse në të shumtën varet nga ngarkesa dhe viskoziteti dhe mund të jetë deri në 1 bar. Saktësia e matjes është 0.5%. Prurja e ajrit dhe gazrave shumë shpesh maten në të ashtuquajturin matës të prurjes më pistona rrotullues, fig Për shkak të rrjedhës së fluidit nëpër matësin e prurjes vjen deri te rrotullimi i të dy pistonave. Këta dy pistona rrotullohen pa kontaktin në mes veti, prandaj fërkimi mekanik lajmërohet vetëm në kushineta dhe dhëmbëzor të cilët mundësojnë rrotullimin e pistonave. Matësit e prurjes me pistona rrotullues përdoren për matjen e prurjes prej 7 deri m 3 /h. Rënia e presionit në pajisjen matëse, në varësi nga ngarkesa, është 9 mbar, (90 mmh 2 O). Gabimi gjatë matjes, nëse zgjidhet madhësia e caktuar e pajisjes, mund të jetë edhe me e vogël se 1%. 27

28 Fig Matësi i prurjes me piston rrotullues Për matjen e prurjes së ajrit dhe gazrave është shumë i përshtatshëm i ashtuquajturi matësi i lagët i prurjes ose matësi i prurjes me tambur, fig Fig Matësi i lagët i prurjes (matësi me tambur) Shtëpia e matësit të lagët të prurjes mbushet me ujë, diçka më shumë se gjysma e vëllimit, dhe shërben si mjet për pengimin e depërtimit të gazit. Në cilindër janë përforcuar lopatat të cilat së bashku me ujin përbëjnë vëllimin saktë të caktuar. Gazi në pajisje futet në mes, e mbush hapësirën e lopatave dhe pastaj rrotullohet tamburin në kahun e akrepave të orës. Mbushja e njërës hapësirë ka përfunduar kur hyrja A zhytet në ujë. 28

29 Zbrazja e hapësirës së lopatave vjen në momentin ku dalja B del nga uji. Rrotullimi i cilindrit nëpërmes lidhëses magnetike bartet në numërator. Rënia e presionit te këto pajisje sillet prej 0.5 deri 1 mbar, (5 deri 10 mmh 2 O). Gabim gjatë matjes është shumë i vogël në të gjitha fushat punuese dhe është nën 1%. Nuk janë të përshtatshëm për matjen e prurjeve më të mëdha pasi që në këto raste përmasat e pajisjes janë shumë të mëdha. Si e metë e kësaj pajisje mund të ceket se lagështia e gazit, i cili nëpër të kalon, rritet pasi që është në kontakt të drejtpërdrejtë me ujin. Për matjen e prurjes së gazrave shfrytëzohet edhe i ashtuquajturi matësi i thatë i prurjes ose matësi i prurjes me membrana. Në fig është treguar pajisja matëse me dy membrana. Fig Matësi i thatë i prurjes Secila nga këto membrana, fig. 1.23, me anë të pjatës së membranës ndahet në dy pjesë. Hyrjen dhe daljen e gazit në dhe prej dhomave matëse e dirigjon rrëshqitësi drejtues. Gazi qe hyn dhe del nga dhoma matëse shkakton lëvizjen e pjatave, te cilët vejnë në lëvizje rrëshqitëset drejtues, dhe përmes boshtit bregor numëratorin. Gazi nga hyrja E, rrymon nëpër hapësirën e hapur 1, në dhomën matëse 2. Aty e zhvendos pjatën e membranës lart dhe njëkohësisht e shtyp gazin i cili gjendet në dhomën 3, përmes vrimës 4 në dalje të pajisjes A. Kur pjata e arrin pozitën e saj më të lartë, rrëshqitësi drejtues e ka arrit atë pozitë që dhomën 2, e lidh direkt me gypin dalës 5, gjegjësisht daljen A, njëkohësisht hap kalimin e gazit kah dhoma matëse 3. Procedura e mbushjes dhe zbrazjes pastaj përsëritet në mënyrë kontinuale. Rënia e presionit të matësit të prurjes në membranë sillet rreth 1 mbar, (10 mmh 2 O), ndërsa saktësia 2%. 29

30 Matja e prurjes me ngushtues Matësit e prurjes me ngushtues bëjnë matjen direkt të prurjes së fluidit pa matjen e kohës. Te motorët me djegie të brendshme shfrytëzohet për matjen e prurjes së ajrit dhe gazit. Si ngushtues mund të përdoren dizna, kufizuesit ose injektohet venturial. Mënyra e matjes mbështetet në princip që gjatë rrymimit të fluidit nëpër gyp, shpejtësia e tij rritet, respektivisht presioni statik zvogëlohet, gjatë kalimit nëpër ngushtues. Nëse matet rënia e presionit në vendin e ngushtuar fitohet masa e rritjes së shpejtësisë së fluidit, respektivisht prurjës së saj. Në fig është paraqitur ndërtimi i diznes matëse në gyp. Fig Matja e prurjes me dizne Në pikat 1 dhe 2 (fig. 1.24) matet presioni statik, gjegjësisht matet ndryshimi i presionit Δp = p 1 p 2. Nëse janë të njohura dimensionet e gypit dhe diznës, mund të shkruhet barazimi i vazhdimësisë me shpejtësitë e panjohura c1 dhe c 2. ku janë: c c shpejtësia e fluidit, 1 A1 = c2 A2 A sipërfaqja e prerja tërthore e gypit (1.28) Nëse për vendet matëse 1 dhe 2 e shkruajmë barazimin e Bernulit (ekuacioni i energjisë) për fluid të pa shtypshëm viskoz kemi: ku janë: p presioni statik, ρ densiteti i fluidit ρ p1 + c = p 2 ρ + c (1.29) 30

31 dhe nëse shpejtësia c 1 shprehet përmes shpejtësisë c 2 duke shfrytëzuar barazimin (1.28) fitohet që prurja është e barabartë: 2 ( p p ) A A 1 2 = c2 A2 = 1 2 ρ 2 2 A1 A (1.30) 2 V Për matjen e prurjes së gazrave real shprehja (1.30) nuk mund të përdoret. Në këtë rast përdoret shprehjet më të komplikuara, p.sh. shprehja sipas standardit DIN1952. ku janë: V prurja vëllimore, α koeficienti i rrjedhjes, ε numri i zgjerimit, 2 V = α ε m A1 ρ (1.31) 1 ( p p ) A 1 sipërfaqja e prerja tërthore e gypit para ngushtimit ρ 1 densiteti në vendin e ngushtimit p 1 -p 2 ndryshimi i presionit statik para dhe prapa ngushtimit 1 Koeficienti i rrjedhës α merr parasysh fërkimin i cili lajmërohet në rrymimin real të fluidit. Varet nga lloji i ngushtimit (dizes), nga raporti i diametrit të gypit dhe diametrit të ngushtimit (dizes) dhe nga numri i Reynolds-it. Numri i zgjerimit ε merr parasysh shtypshmërinë te gazrat. Për shkak të cilëve ndryshon densiteti i gazit gjatë kalimit nëpër ngushtimin (dizë). Varet nga lloji i ngushtimit, raporti i diametrit të gypit dhe diametrit të ngushtimit, nga raporti i presionit para dhe pas ngushtimit si dhe nga eksponenti i izentropes. Vlerat e koeficientit të rrjedhjes dhe numri i zgjerimit janë dhënë në standardet përkatëse, në këtë rast në standardin DIN Matëset e prurjes me turbinë Matëset e prurjes me turbinë punon në parimin që rryma e fluidit që kalon nëpër të kushtëzon lëvizjen e qarkut me lopata. Shfrytëzohen zgjidhje të ndryshme konstruktive të qarkut me lopata, ndërsa në fig është treguar konstruksioni i matësit për prurje me turbinë me aksin horizontal. 31

32 Fig Matësit e prurjes me turbinë me aks horizontal Për një rrotullim të rotorit (turbinës) nëpër matësin e prurjes do të rrjedh vëllimi i caktuar saktë i fluidit ΔV. Në bazë të numrit të rrotullimit n, fitohet qe prurja e matësit është e barabartë: V = ΔV n (1.32) Numri i rrotullimeve të qarkut regjistrohet me dhënësin induktiv, (fig. 1.25). Pajisja shfrytëzohet për matjen e prurjeve të vogla prej [m 3 /h], ndërsa rënia e presionit të matësit të prurjes është i vogël. Si zgjidhje konstruktive e paraqitur në fig është paraqitur matësi i prurjes në turbinë me aksin vertikal. Fig Matësi i prurjes me aks vertikal 1. Spiralja me frekuencë të lartë, 2. Mbështjellësi i bakrit, 3. qarku me krah, 4. mbështetësi 2. 32

33 Matësi i prurjes me trup (rotometer) Rotometri shërben për matjen e prurjes si lëngjeve ashtu edhe gazrave. Këto pajisje tregojnë direkt vlerën e prurjes, pa matjen e kohës. Gjatë shqyrtimeve të motorëve me djegie të brendshme rotometri shfrytëzohet më së shpeshti për matjen e depërtimit të gazrave nga hapësira punuese (cilindri) në shtëpizën e motorit me djegie të brendshme. Në fig është treguar skema e lidhjes të këtij rotometri ne motorin me djegie të brendshme. Pasi që motori është makinë ciklike nuk mund të pritet prurje stacionare, ashtu që është e nevojshme të kihet parasysh, që para futjes së gazit në pajisjen matëse duhet të sigurohet qetësimi i rrymimit të gazrave, fig. 1.27, përmes enës. Me rëndësi për shembullin e dhëne është të sigurohet pastrimi i gazrave, prurja e të cilave matet, sepse papastërtia dhe vaji që mund të gjendet në ato gazra mund të përlyejnë (bëjnë të papastër) pajisjen që do të ndikoj në saktësinë e saj. Principi i punës së rotometrit do të sqarohet duke e shfrytëzuar fig Pjesët kryesore të matësit të prurjes janë: gypi konik i tejdukshëm dhe trupi i lëvizshëm. Shkalla për leximin e prurjes shpesh vendoset direkt në gyp. Gazi, prurja e të cilit matet, hyn në gypin konik nga ana e poshtme dhe gjatë kësaj kohe ngritët trupi i lëvizshëm deri në lartësinë e caktuar e cila varet nga prurja e gazit. Fig Kyçja e rotometrit me qëllim të matjeve të lëshimit të motorit Gazi, prurja e të cilit matet, futet në gypin konik nga ana e poshtme dhe ngritët trupi i lëvizshëm deri në një lartësi të caktuar, e cila varet nga prurja e gazi. Pozita e trupit të lëvizshëm paraqet përmasën për përcaktimin e prurje së gazit. 33

34 Fig Skema parimore e rotometrit Lartësia e trupit të lëvizshëm është e atillë që forcat të cilat veprojnë në të janë në ekuilibër. Për shkak të rrymimit të gazit paraqitet forca e cila është e drejtuar lartë. Kësaj force duhet të shtohet edhe forca përpjetë. Të dyve këtyre forcave i kundërvihet forca e peshës së trupit. Mund ta shkruajmë kushtin e ekuilibrit si: ku janë: W + A = G, (1.33) π 2 ρ M 2 W = c Ds w forca për shkak të rrymimit të gazit, 4 2 A = V g ρ M forca përpjetë, G = V g ρs pesha e trupit D s diametri i trupit të lëvizshëm, V vëllimi i trupit të lëvizshëm, ρ M dendësia e mediumi, c koeficienti i rezistencës, w shpejtësia e rrymimit të gazit, g graviteti tokësor, ρ s densiteti i trupit të lëvizshëm. Nëse në shprehjen (1.33) duke e shfrytëzuar ekuacionin e kontinuitetit, shpejtësinë e rrymimit e zëvendësojmë me sipërfaqen e prerjes tërthore të gypit dhe prurjen do të fitohet shprehja për llogaritjen e prurjes si: 1 tan 2 V π ρ s α = V g 4 tanα 1 h + h (1.34) 4 c ρ M Ds Shprehja (1.34) jep varësin e prurjes së gazit nga lartësia h të trupit të lëvizshëm. Gjatë shfrytëzimit të kësaj shprehje duhet të kemi parasysh që koeficienti i rezistencës c ndryshon me prurjen etj d.m.th me numrin e Reynolds-it, dhe është e rekomandueshme njohja e tij. 34

35 Ne suaza te këtij kapitulli janë paraqit pajisjet dhe principet e matjes së parametrave më të rëndësishëm motorik, ashtu qe ne vazhdim do te paraqitet stacioni për shqyrtimin e motorëve me djegie te brendshme. 1.3 Stacioni për shqyrtimin e MDB Stacioni për shqyrtimin e motorëve me djegie të brendshme mund të paraqitet si bashkësi e pajisjeve, instrumenteve, sistemeve dhe nënsistemeve të cilat në mënyrë të sinkronizuar duhet të punojnë ashtu që të realizohet qëllimi kryesor i saj, shqyrtimi dhe matja e të gjithë parametrave relevant të motorëve me djegie të brendshme, sa më tepër që është e mundur afër kushteve reale të simuluar. Në varësi nga qëllimit dallojmë disa lloje të stacioneve për shqyrtimin e motorëve me djegie të brendshme: - Stacioni i lëvizshme për shqyrtimin e MDB, - Stacioni për shqyrtimin e MBD për qëllime te përgjithshme (shqyrtime universale), - Stacione të specializuara për shqyrtimin e MDB të destinuar për zhvillim dhe shqyrtime - Stacione prodhuese për shqyrtimin e MDB Për Stacionet e lëvizshme për shqyrtimin e MDB-më tepër kishte me ju përgjigj shprehja tavolina provuese e lëvizshme për shqyrtime, pasi që para se gjithash shfrytëzohet në fushën e shqyrtimeve të MDB ku nuk ka arsyeshmëri financiare për ndërtimin e objektit të përhershëm për stacione. Këto stacione për shqyrtimin e MDB vendosen në hapësira të cilat sigurojnë kushte minimale për punë të rregullt të tavolinës provuese siç janë: prurja dhe largimi i ujit, vendosja e sistemit të lëvizshëm për furnizim me lëndë djegëse, ventilimi i përshtatshëm, vendosja e sistemit të përshtatshëm për largimin e gazrave dalëse, izolimi ndaj minimal i nevojshëm ndaj zërit, sigurimi adekuat kundërzjarrit dhe sigurimi i përgjithshëm i mjaftueshëm gjatë punës. Në fig është paraqitur një shembull i stacionit të lëvizshëm për shqyrtimin e MDB. Këto stacione përdorimin e vet te shqyrtimet ne teren pas riparimit te kryer ose remontit te motorit, te përforcimit te motorit me djegie te brendshme (përgatitja për gara), remontit te automjeteve ushtarake, shqyrtimin e gazrave dalës sipas dispozitave ligjore etj. 35

36 Fig Stacioni i lëvizshëm për shqyrtimin e MDB Stacioni për shqyrtimin e motorëve me djegie të brendshme për qëllime te përgjithshme janë stacione të cilat i hasim më së shpeshti në përdorim. Në fig është paraqitur pamja e mundshme e një stacioni të tillë, me skemën themelore të instalimeve e cila është paraqitur në fig

37 Fig Skema e instalimit të ujit, lënda djegëse dhe gazrat dalëse në stacionin universal për shqyrtimin e MDB Motori i cili duhet të shqyrtohet futet në stacionin për shqyrtim nëpër dyert e mëdha hyrëse dhe vendoset në bazament special i cili mundëson pranimin e spektrit shumë të gjerë të tipave të ndryshëm të motorëve dhe i zbut bartjen e vibrimeve (dridhjeve) nga MDB në rrethinë. Përmes lidhjeve përkatëse kardanike, motori i vendosur në bazament, lidhet me dinamometrin e fiksuar (frenin) për shqyrtime. Në kuadër të stacionit janë siguruar të gjitha sistemet relevante të domosdoshme për punën e MDB siç janë: - sistemi për prurjen e ajrit të freskët për furnizim të MDB, - sistemi për furnizim me lëndë djegëse, - sistemi për ftohjen e MDB etj. 37

38 Në kuadër të stacionit për shqyrtim gjenden edhe të gjitha pajisjet matëse të domosdoshme të cilat mundësojnë incizimin e parametrave të dëshiruar të MDB siç janë: - tymimi, - shpenzimet e lëndës djegëse, - momentin e rrotullimit të motorit, - presioni në cilindër të MDB etj. Udhëheqja dhe mbikëqyrja gjatë shqyrtimeve të MDB bëhet nga dhoma e veçantë e cila përmes dritares me qelq special mundëson kontaktin vizual. Sinjalet matëse nga të gjithë dhënësit e shfrytëzuar vendosen ne atë dhome ne te cilën vendosen dhe instrumentet tregues. Zakonisht në këto stacione është e paraparë edhe vinçi i cili mundëson manipulimin më të lehtë më MDB, vendosjen dhe heqjen e tij nga bazamenti. Këto stacione përdorimin e vet e gjejnë: te ndërmarrjet qe merren me zhvillimin e MDB dhe pjesëve te pajisjeve për MDB, te laboratorët e pavarura qe merren me zhvillim dhe shqyrtim, gjate krijimit te lubrifikueseve dhe krijimin e standardeve et shqyrtimeve, gjatë aftësimit të kuadrove etj. Stacionet e specializuara për shqyrtimet e MDB për zhvillim dhe hulumtim këto stacione i hasim kryesisht te prodhuesit e MDB si dhe te prodhuesit e vajrave dhe yndyrave për motor. Dallim i këtyre stacioneve në raport me stacionet universale për shqyrtimin e MDB, në parim shihet në përshtatshmërinë e tyre për shqyrtimin sistemeve ose komponentëve të caktuara të MDB, ashtu që në to nuk është e mundur të bëhen shqyrtime të përgjithshme të MDB, para se gjithash për shkak të pajisjeve matëse me specializim te ngushtë. Stacionet e këtyre tipave zakonisht punohen në rend njëra afër tjetrës, dhe rrethina e krijuar në këtë mënyre kërkon kushte te veçanta për sigurimin e emergjenteve përkatës ujit, rrymës etj. Te sistemit që do të mundësoj pune të mirë të secilit stacion për shqyrtim veç e veç. Kujdes i veçantë i kushtohet mënyrës së vendosjes së MDB në platformë, e cila duhet të jetë e standardizuar dhe e realizuar ashtu që të mundësoj lidhjen e shpejt dhe sa më të thjesht me dinamometër dhe linjat matëse përkatëse, fig