II II.1 AUTOMJETET Automjetet kryesisht janë të konstruktuara dhe të destinuara për bartjen e njerëzve dhe mallrave të ndryshme, automjetet mund të përdoren edhe për kryerjen e operacioneve të ndryshme punuese si në punët e ndryshme në bujqësi, në rrugë të ndërtuara dhe jashtë saj në kushte të ndryshme të eksploatimit. Pa marr parasysh përdorimin shumë specifik të tyre, të gjitha automjetet kanë përafërsisht këto sisteme themelore, fig. 1: - kornizën, - motorin, - sistemin e transmetuesit të fuqisë, - sistemin e drejtimit, - sistemin e frenimit, - sistemin e lëvizjes, - sistemin e ndriçimit, - karrocerinë dhe - pajisjet speciale etj. Fig. 1 KORNIZA ka për detyrë themelore që ti bashkoj të gjitha sistemet e automjetit në një tërësi dhe njëkohësisht ti pranoj të gjitha ngarkesat në vete. Korniza e automjetet e rënda transportues zakonisht punohet prej dy profileve gjatësore të çelikta, ose prej gypave, të cilët në mes veti lidhen ngurtë me mbajtës tërthor. Te automjetet e udhëtarëve profilet gjatësore 1
dhe tërthore mund të punohen në forma të ndryshme konstruktive, këto profile zakonisht punohen prej llamarine të presuar. Disa automjete të udhëtarëve mund të punohen edhe pa kornizë (mbajtës) nëse konstruksioni i tyre punohet si vetë mbajtës. MOTORI motori me djegie të brendshme dhe me pajisjet e tyre kanë për detyrë që energjinë kimike të lëndës djegëse ta shndërrojnë në punë mekanike dhe si të tillë shërbejnë për ngasjen e automjetit. SISTEMI I TRANSMETIMIT TË FUQISË ka për detyrë që momentin e rrotullimit ta bartë nga boshti punues i motorit e deri te rrotat ngasëse të automjetit. Nënsistemet themelore të sistemit të transmisionit të fuqisë janë: - lidhëset, - transmetuesi mekanik (ndërruesi i shpejtësisë), - transmetuesi nyjor (transmetuesi(boshti) kardanik), - shpërndarësi i fuqisë, - transmetuesi kryesor (ura ngasëse), - diferenciali, - gjysmë boshtet, - reduktorët anësor. Secili nga nën sistemet e përshkruar më lartë të sistemit të transmisionit të fuqisë do të shtjellohen më vonë. SISTEMI I DREJTIMIT sistemi për drejtim të automjeteve ka për detyrë kryesore që ti mundësoj automjetit lëvizjen në kahen e dëshiruar. Pajisja për drejtim është e lidhur për rrotat e përparme të automjetit, dhe për këtë arsye rrotat e përparme quhen rrotë drejtuese, ekzistojnë automjete transportuese të cilat mund të drejtohen edhe me dy apo më tepër ura drejtuese, prandaj te këto automjetet pajisja për drejtim vepron në të gjitha rrota drejtuese. Sistemi i drejtimit mund të jetë: - mekanik dhe - hidraulik Te sistemi mekanik i drejtimit dorëzat e aksit të urës së përparme në mes veti janë të lidhura me anë të levave rregullues të cilat me aksin e urës së përparme formojnë trapez. Sistemet hidraulike përveç mekanizmit për drejtim mekanik kanë të montuar edhe servo- përforcues hidraulik. SISTEMI PËR FRENIM sistemi për frenim ka për detyrë që të sigurojë ndaljen e automjetit me intensitet të ndryshëm të ngadalësimit, varësisht nga kërkesat momentale gjatë 2
lëvizjes së automjetit në kushte të caktuara. Sistemi i frenimit duhet ta siguroj automjetin që të mos lëviz edhe gjatë qëndrimit në vend (freni parkues). SISTEMI I MBËSHTETJES sistemi për mbështetje ka për detyrë që forcat rezistuese që shkaktohen gjatë lëvizjes së automjetit ti zbus ato ose ti shuaj plotësisht, me qëllim që këto forca mos të barten në konstruksionin bartës ë automjetit. Sistemi i mbështetje ndikon shumë në komoditetin edhe stabilitetin gjatë lëvizjes së automjetit. SISTEMI I LËVIZJES ka për detyrë që ti mundësoj lëvizjen e automjetit nëpërmes rrotave me pneumatik ose pa to automjetet me vemëza (zinxhir). PAJISJET ELEKTRIKE kanë për detyrë prodhojnë rrymë elektrike gjatë lëvizjes së automjetit, pastaj kjo rrymë mund të shfrytëzohet për ndriçimin e rrugës, ndriçimin e brendshëm të automjetit, për startimin e motorit si dhe vënien në funksion të shumë pajisjeve të ndryshme (pastrueset e dritareve, nxehësit e motorit, ventilatorin, ndërrimin e tabelës sinjalizuese, radiolidhjet etj.). KARROCERIA konstruksioni i karrocerisë varet nga destinomi i automjetit dhe për këtë arsye karroceria mund të jetë e ndryshme. Forma e karrocerisë gjithnjë e më tepër i përshtatet formës më të mirë aerodinamike. Karroceria duhet konstruktohet në atë formë që qendra e rëndimit të jetë sa më ultë në rrafshin vertikal, përveç kësaj që u tha më lart karroceria duhet ti siguroj vozitësit dukshmëri sa më të mirë në të gjitha drejtimet si dhe vendosje të sigurt të udhëtarëve dhe mallrave dhe njëkohësisht ngarkim dhe shkarkim të lehtë. PAJISJET SPECIALE me pajisje speciale te automjetet motorike nënkuptojmë pajisjet për vetëngarkim dhe shkarkim të mallrave, cilindrat hidraulik, tamburi me litar të çeliktë për vetë tërheqje të automjeteve, përzierëset speciale, pompat e zjarrfikësve, vinçat hidraulik, brushat për pastrimin e rrugëve, dhe shumë pajisje tjera. Pajisjet tjera që mund të montohen në automjet varen nga qëllimi (destinimi) i automjetit. 3
II.1.1 MOTORËT ME DJEGIE TË BRENDSHME Shndërrimi i një lloji të energjisë në tjetrën (më të përshtatshëm për përdorim) shpesh mund të realizohet në pajisjet, të cilat në jetën tonë të përditshme quhen motorë. Që një motor të jetë i përdorshëm dhe i dobishëm, duhet që ky shndërrim i një lloji të energjisë në tjetrën të kryhet automatikisht, në mënyrë të sigurt dhe ekonomike. Në bazë të kësaj mund të konkludohet: me termin motor në përgjithësi nënkuptojmë pajisjet, të cilat janë në gjendje automatikisht, në mënyrë të sigurt dhe ekonomike të bëjnë shndërrimin e një lloji të energjisë (që e kemi në dispozitë), në formë më të përshtatshme për shfrytëzim. Varësisht nga forma fillestare e energjisë, që i vihet motorit në dispozitë, do të njohim disa lloje të motorëve; p.sh. motorët hidraulike, elektromotorët, motorët me ajër, motorët termikë etj. Një lëmi të segmentit të jetës së njerëzve bashkëkohorë paraqesin motorët termikë. Për ndryshim nga motorët tjerë, ata energjinë termike që e kanë në dispozitë e shndërrojnë më së shpeshti në energji mekanike. Transformimi i energjisë te motorët termikë nuk kryhet në mënyrë direkte. Energjia termike e fituar me djegie, nga energjia kimike të njërës prej lëndës djegëse që është në dispozitë, ose si pasojë e proceseve termonukleare në reaktorët bërthamorë, bartet dhe shndërrohet në energjinë potenciale të materies punuese (të gazit ose avullit) që pastaj të bëhet shndërrimi i saj nëpërmjet zgjerimit adekuat të materies punuese në punë (energji) mekanike të dobishme. Duke shikuar në tërësi vet sistemin e ndërlikuar të shndërrimit të energjisë në motorë, parimisht mund të ndahet në dy faza: e para, në të cilën do të kryhet shndërrimi i energjisë kimike në atë termike, e pastaj të energjisë termike në energjinë potenciale të materies punuese, dhe të dytën, në të cilën energjia potenciale shndërrohet në punë mekanike të dobishme. Motorët me djegie te brendshme ndahen në : - motor me pistona, - motor me turbinë gazi, - motor reaktiv dhe - motor me pistona te rrotullueshëm. 4
Motori me piston është lloj i motorëve termik, të cilët energjinë e përmbajtur në lëndën djegëse, me djegie në vëllimin e vetë të punës, e shndërrojnë në energji potenciale te produkteve te djegies me zgjerimin e vazhdueshëm, me ndihmën e mekanizmit motorik të caktuar, e shndërrojnë në punë mekanike te dobishme. Fig. 1 Motori me piston Motori me turbinë gazi ndryshon nga motori me piston, sepse energjia potenciale e lëndës së punës shndërrohet në punë mekanike në formë të lëvizjes rrotulluese të boshtit të punës me ndihmën e qarkut të turbinës. Fig. 2 Motori me turbine gazi 5
Fig. 3 Motori reaktiv Fig. 4 Motori tipit Wankel Cikël pune i motorit quhet sasia e proceseve të punës që zhvillohet në cilindrat e tij dhe që shoqërohet me djegien e lëndës djegëse dhe me shndërrimin e pjesshëm të energjisë termike (nxehtësisë) së fituar në energji mekanike - punë të dobishme. 6 Fig. 3 Ciklet te motorët me djegie të brendshme
Në rastin e përgjithshëm te motorët me djegie të brendshme dallojmë katër procese dhe atë: 1. Thithja gjatë këtij procesi futet ajri i freskët ose përzierja e ajrit me lëndë djegëse në cilindër. 2. Shtypja pistoni prej pikës së poshtme fillon të lëviz në drejtim të pikës së epërme dhe e shtyp ajrin e freskët. 3. Zgjerimi - ekspanzioni i produkteve të djegies. 5. Zbrazja bëhet zbrazja e produkteve të djegura. Ndërsa djegia e lëndës djegëse bëhet gjatë fundit të procesit të shtypjes dhe fillimit të procesit të zgjerimit. II.1.1.1 KLASIFIKIMI I MOTORËVE Për klasifikimin e motorëve ekzistojnë shumë kriteriume, mirëpo në vazhdim do të përvetësohen disa prej tyre: sipas llojit të lëndës djegëse të përdorur, mënyrës së ndezjes së përzierjes, principit të punës, mënyrës së ftohjes. Sipas llojit të lëndës djegëse motorët mund të ndahen: me ndezje të detyruar, me xixë elektrike te motorët OTTO, fig.4.a dhe me vetëndezje, te motorët DIZEL, fig.4.b Fig. 4 Ndarja e motorëve sipas lëndës djegës 7
Sipas princit të punës motorët ndahen: dykohësh (dy taktesh), katër kohësh (katër taktesh), Sipas mënyrës së ftohjes motorët ndahen: Motorët me ftohje direke me ajër, Motorët me ftohje indirekte motorët e ftohur me ujë. Fig. 5 Mënyra e ftohjes së motorit a) me ajër dhe b) me ujë II.1.1.2 ORGANET KRYESORE TE MOTORIT Çdo motor ka një serë organesh (sistemesh, mekanizmash, aparaturash), ku çdo njeri prej tyre plotëson detyrën e caktuar gjatë punës. Megjithëse konstruktimi i këtyre organeve dhe i pjesëve përbërëse ndryshon shumë në motorë të ndryshëm në vartësi të ciklit të punës, të përdorimit (destinacionit) dhe të tipit të motorit, në rastin e përgjithshëm ato janë: 8
Fig. 6 Disa pjesë të motorit me djegie të brendshme 9
Trupi i motorit, i përbërë nga bllok - karteri i cilindrave, koka, kapakët e mbështetëseve të boshtit motorik dhe nënkarteri (fig. 6). Fig. 7. Trupi i motorit me disa pjesë përbërëse të tij Mekanizmi lëkundës (biellë - manivelë) i cili ka aftësinë të shndërrojë lëvizjen alternative të pistonave, që shkaktohet nga veprimi i presionit të trupit të punës në to, në lëvizje rrotulluese të boshtit motorik, si dhe anasjelltas. Pjesët kryesore të tij janë pistonat, spinotat, biellat dhe boshti motorik (fig.8). Fig. 8. Mekanizmi lëkundës (Pistoni dhe pistoneta ose biellë-manivellë) Sistemi i komandimit të organeve të ndërrimit të trupit të punës ose sistemi i shpërndarjes së gazrave, i cili hap dhe mbyll në kohën e duhur organet nëpër të cilat largohen produktet e djegies së çdo cikli dhe futet përzierja e freskët (për motorët me përzierje të jashtme) ose ajri (për motorët me përzierje të brendshme) për ciklet pasardhës. Me shpesh ai përbëhet nga valvulat e thithjes e të zbrazjes, sustat, udhëzueset e valvulave, shtytësit e valvulave, boshti i shpërndarjes (distribucionit) që ve në lëvizje valvulat, bilancieret e valvulave dhe sistemi i dhënies së lëvizjes (transmisionit) nga boshti motorik te boshti i shpërndarjes. Largimi i produkteve të djegies nga 10
cilindrat e motorëve 2 -kohësh dhe futja e përzierjes së freskët ose e ajrit në te bëhet më shpesh pa ndihmën e valvulave, nëpërmjet dritareve të posaçme të përgatitura në cilindra, hapja dhe mbyllja e të cilave bëhet nga vetë pistonat. Fig. 9. Sistemi i komandimit të organeve të ndërrimit të trupit të punës Aparatura e lëndës djegëse, e cila shërben për dërgimin e lëndës djegëse në motor, si dhe për përzierjen e saj me ajrin. Në rastin e motorit DIZEL ajo përbëhet nga depozita (rezervuari), pompat e presionit të ulët dhe të lartë, filtrat e lëndës djegëse, tubacionet dhe injektoret, kurse në rastin e motorit karburator nga depozita, pompa, tubacionet, filtrat dhe karburatori. Fig. 10 Aparatura e lëndës djegëse te motori OTTO 11
Në figurë është paraqitur forma e injektimit të naftës në cilindër, pra shihet se nafta e injektuar është në formë pluhuri apo mjegulle Fig. 11 Aparatura e lëndës djegëse te motori Dizel (1 - Filtri i pastrimit të vrazhdë. 2 - Filtri i pastrimit përfundimtar, 3 - Tubat kthyese, 4 -Tubat e presionit të lartë, 5 Injektori. Sistemet e thithjes dhe të zbrazjes, të cilët shërbejnë për dërgimin e ajrit e të përzierjes së freskët në cilindra, si dhe për largimin e produkteve të djegies prej tyre. Në të bëjnë pjesë kolektorët dhe valvulat e thithjes dhe të zbrazjes (fig. 8), si dhe filtri i ajrit (fig. 9). Sistemi i ftohjes, i cili shërben për largimin e nxehtësisë së tepërt nga pjesët e motorit që nxehën më shumë gjatë punës, si nga cilindrat, koka e motorit, pistonat, valvulat. Ai përbëhet për motorët me ftohje me ujë nga këmisha e ftohjes së cilindrave dhe të kokës, pompa e ujit, ventilatori, termostati dhe ftohësi (radiatori). 12
Fig. 12 Sistemi i ftohjes Në figurë është paraqitur termostati i motorit, qëllimi i të cilit është mbyllja e rrugës së ujit prej motorit në radiator, mirëpo një gjë e tillë ndodh derisa temperatura e motorit është e ulët. Rasti i parë, nën a, është paraqitur termostati i mbyllur, ndërsa rasti i dytë, nën b, është treguar drejtimi i rrjedhjes së ujit kah radiatori. Fig. 13 Termostati Sistemi i lubrifikimit, i cili shërben për lubrifikimin e pjesëve të motorit që punojnë në fërkim. Në të bëjnë pjesë depozita, pompa, dhe filtrat e vajit, valvulat e vajit, marrësi i vajit, tubacionet, ftohësi i vajit, sistemi i komandimit të pompës Fig. 14 Sistemi i Lubrifikimit 13
Sistemi i ndezjes, i cili shërben për ndezjen e lëndës djegëse në motorët me ndezje të detyrueshme. Më shpesh ai përbëhet nga bateria e akumulatorëve, dinamoja, shpërndarësi (distributori), bobina për shndërrimin e rrymës elektrike me tension të ulët në rrymë me tension të lartë, kandelat elektrike dhe fijet elektrike të tensionit të ulët e të lartë. Sistemi i lëshimit të motorit, ku zakonisht bëjnë pjesë starteri, sistemi i komandimit të tij dhe ai për dhënien e lëvizjes së përftuar te motori kryesor. Sistemi i komandimit të motorit, i cili shërben për ndryshimin e fuqisë së motorit sipas regjimeve të dëshiruara të shpejtësisë e të ngarkesës së tij, ku bëjnë pjesë pedali (ose dorëza) e gazit dhe sistemi i levave që jep lëvizjen e tij në aparaturën e lëndës djegëse (në karburator ose pompën e presionit të lartë). Aparatura e kontrollit të punës së motorit, ku përfshihen sistemet e matjes së presionit të vajit, të temperaturës së ujit në sistemin e ftohjes (për motorin me ftohje me ujë) e të treguesve të tjerë. Sistemi i ventilimit të motorit, i cili përdoret në motorët 2 -kohësh për pastrimin më të mirë të cilindrave nga produktet e djegies dhe për mbushjen e tyre më të mirë me përzierje të freskët (ose ajër). Ai përbëhet nga kompresorët që sigurojnë shtypjen paraprake të ajrit (ose të përzierjes së freskët), nga sistemi i thithjes së ajrit nga atmosfera dhe nga ai i dërgimit të tij pas shtypjes në motor. Sistemi i fryerjës, që përdoret për rritjen e fuqisë së motorit duke rritur sasinë e ajrit që futet në cilindra si pasojë e shtypjes së tij në kompresorë të posaçëm. Kjo lejon rritjen e sasisë së lëndës djegëse që digjet për të njëjtin litrazh motori, rrjedhimisht pra edhe rritjen e fuqisë. Në rastin kur ky proces përdoret në motor 2 - kohësh i njëjti kompresor siguron edhe ventilimin e cilindrave. Sipas rastit këto organe mund të mos takohen në të gjitha llojet e motorëve ose mund të zëvendësohen edhe më të tjera. 14
II.1.1.3 KARAKTERISTIKA GJEOMETRIKE TE CILINDRI DHE PISTONI I MOTORIT Në fig. 15 është paraqitur cilindri i motorit me karakteristikat gjeometrike të tij Fig. 15 Vëllimi i plotë i cilindrit (V a ) përbëhet nga dy pjesë: nga vëllimin i dhomës së djegies (V c ) dhe nga vëllimi i punës së cilindrit (V h ) V = V + V [m 3 ] a h c Rruga e pistonit (S) paraqet largësinë në mes dy pikave të skajshme dhe zakonisht ajo është e barabartë me dyfishin rresës së krahut të boshtit motorik (R): S = 2 R Shuma e vëllimeve të punës të gjithë cilindrave të një motori (V m ) është i barabartë me prodhimin e numrit të cilindrave të motorit (z) dhe vëllimin e punës së cilindrit (V h ): V = z [l] m V h Duke shënuar me (D) diametrin e brendshëm të cilindrit dhe me (S) rrugën e pistonit në cilindër e cila është barabartë me dy rreze të boshtit motorik, në këtë rast vëllimi i plotë i një cilindri llogaritet me shprehjen: V h π D = 4 2 S [cm 3 ] Raporti i vëllimit të plotë të cilindrit V a mbi vëllimin e dhomës së djegies V c paraqet shkallën e shtypjes së motorit dhe shënohet me (ε): V ε V a c h = = = 1 c V + V V c V + V h c 15
II.1.1.3.1 Kalkulimi i presionit dhe temperaturës në fund të procesit të shtypjes Presioni p c dhe temperatura T c në fund të procesit të shtypjes mund të definohen me ndihmën e ekuacionit për shtypje sipas politropës: p = c p a ε n 1 ku janë: p a presioni në fillim të procesit të shtypjes, p c presioni në fund të procesit të shtypjes Temperatura në fund të procesit të shtypjes mund të definohet gjithashtu nga ekuacioni i politropës së shtypjes T = ε c T a n1 1 ku janë: T a [ o K] temperatura në fillim të procesit të shtypjes, T c [ o K] temperatura në fund të procesit të shtypjes. Para se të definohen p c dhe T c është e nevojshme të caktohet shkalla e shtypjes (ε) dhe eksponenti n 1. Gjatë kalkulimit të presionit dhe temperaturës gjatë procesit të shtypjes te motorët OTTO eksponenti n 1, mund të definohet me shprehjen: n1 = 1.41 100 n ku është: n [min -1 ] numri i rrotullimeve të boshtit punues të motorit Eksponenti i politropës së shtypjes n 1 : Lloji i motorit n 1 Motori DIZEL i shpejtë pa ftohje të pistonit 1.36 1.42 Motori DIZEL i ngadaltë me ftohje të pistonit 1.34 1.36 Motori OTTO 1.27 1.40 II.1.1.3.2 Kalkulimi i presionit dhe temperaturës në fund të procesit të djegies Shtypja në fund të procesit të djegies: p d = p c α Temperatura në fund të procesit të djegies T d T d = T c α 16
Shkalla e rritjes së presionit gjatë procesit të djegies α dhe shtypja në fund të procesit të djegies p d Lloji i motorit DIZEL të ngadaltë DIZEL të shpejtë Me benzinë Me gaz α 1.3 2.0 1.5 2.5 1.8 2.5 1.8 2.6 II.1.1.3.3 Kalkulimi i presionit dhe temperaturës në fund të procesit të zgjerimit Presioni në fund të procesit të zgjerimit caktohet me shprehjen: p b = p ε d n 2 Temperatura në fund të procesit të zgjerimit përcaktohet me shprehjen: T b T = n d ε 2 1 n 2 eksponenti i politropës së zgjerimit, i cili llogaritet me anë të shprehjes: n2 = 1.22 + 130 n Ndërsa vlerat e këtij eksponenti sillen: Lloji i motorit n 2 Motorët me benzinë 1.25 1.35 Motorët DIZEL të ngadaltë 1.28...1.32 Motorët DIZEL të shpejtë 1.20 1.24 Motorët me gaz 1.25 1.30 17
II.1.1.4 DISA KARAKTERISTIKA TE MOTORËT DIZEL Vlerat e shkallës së shtypjes te motorët DIZEL të shpejtë në praktikë sillet në intervalin ε=12 22, ndërsa vlera e shkalles së rritjes së presionit te këta lloj motorësh merret në intervalin α=1.5 2.5 Temperatura dhe presioni në pikat karakteristike për ciklin te motorët e shpejtë DIZEL sillen në intervalin: Presioni [bar] Temperatura [K] Procesi i thithjes, pika a 0.95 0.75 300 385 Procesi i shtypjes, pika c 35 45 700 900 Procesi i djegies, pika d 50 80 2000 2200 Procesi i zgjerimit, pika b 3 5 1000 1200 Procesi i zbrazjes, pika r 1.05 1.20 700 900 II.1.1.5 DISA KARAKTERISTIKA TE MOTORËT OTTO Vlerat e shkallës së shtypjes te motorët OTTO në praktikë sillet në intervalin ε = 5 12 Temperatura dhe presioni në pikat karakteristike për ciklin te motorët OTTO sillen në intervalin: Presioni [bar] Temperatura [K] Procesi i thithjes, pika a 0.90 0.70 340 400 Procesi i shtypjes, pika c 7 15 500 600 Procesi i djegies, pika d 18 25 2200 2700 Procesi i zgjerimit, pika b 4 6 1500 1700 Procesi i zbrazjes, pika r 1.05 1.20 800 1100 Në fig. janë treguar vlerat e temperaturave të cilat arrihen në disa pjesë të motorit, duke filluar nga cilindri (2000-2400 0 C), koka e pistonit (250-300 0 C), pjesa e poshtme e pistonit (100-150 0 C), Kmishëza e cilindrit (80-100 0 C), Koka e valvulave (160-220 0 C), Kolektori i thithjes (30-60 0 C), Kolektori i zbrazjes (700-900 0 C). 18
Fig. 16. Pikat karakteristike të temperaturave në motor Detyra 1 Nëse në automjet është i vendosur motori i cili ka vëllim V m =2200 [cm 3 ], motori ka 4 cilindra dhe secili cilindër ka vëllim të dhomës djegëse V c =42 [cm 3 ]. Të përcaktohen vëllimi i përgjithshëm i cilindrit, vëllimi punues i cilindrit dhe shkalla e shtypjes së motorit. Zgjidhje: Duke pas parasysh relacionin e vëllimit të përgjithshëm të motorit, pra V 2200 = = m Vm Vh z Vh = = 550 [cm 3 ] z 4 Tani caktojmë shkallën e shtypjes V ε = V a c Vh + V = V c c 550 + 42 = = 14.095 42 Detyra 2 Të caktohet shkalla e shtypjes së motorit i cili ka cilindrat me këto karakteristika: D=10.2 [cm], S=100 [mm] dhe V c =42 [cm 3 ]. Zgjidhje: Duke pas parasysh vlerat e dhëna, së pari i rregullojmë njësitë, rruga e pistonit e cila është e dhënë në [mm] i kthejmë në [cm], pra S=100 [mm]=10 [cm], pastaj caktojmë vëllimin punues të cilindrit 19
( 10.2) 2 2 π D π 326.851 V h = S = 10 = 10 = 817.128[cm 3 ] 4 4 4 Tani caktojmë shkallën e shtypjes V ε = V a c Vh + Vc = V c 817.128 = = 19.455 42 Detyra 3 Të llogariten: a) Vëllimi punues i cilindrit, b) Vëllimi i përgjithshëm i motorit dhe c) Shkalla e shtypjes. Nëse janë dhënë: D=108 [mm], R=6.4 [cm], V c =0.000068 [m 3 ] dhe z=4. Zgjidhje: Së pari i rregullojmë njësitë matëse, duke i shndërruar të gjitha në [cm] D=108 [mm]=10.8 [cm], V c =0.000068 [m 3 ] Duke ditur se 1[m]=100 [cm], atëherë 3 3 3 3 [ m ] = 100 [ cm ] = 1000000 [ ] 1 cm Prandaj vlera e vëllimi të dhomës djegëse është V c =0.000068 [m 3 ]= 0.000068 1000000=68 [cm 3 ] Ndërsa S=2 R=2 6.4=12.8 [cm] Tani caktojmë: a) Vëllimin punues të cilindrit ( 10.8) 2 2 π D π 366.435 V h = S = 12.8 = 12.8 = 1172.593 [cm 3 ] 4 4 4 b) Vëllimin i përgjithshëm i cilindrit Vm = Vh z = 1172.593 4 = 4690.372 [cm 3 ] c) Shkalla e shtypjes V ε = V a c Vh + Vc = V c 1240.593 = = 18.244 68 20
Detyra 4 Për motorin OTTO të llogaritet presioni në fund të procesit të shtypjes për tri raste, kur presioni në fund të procesit të thithjes është: a) p a1 = 0. 72 [bar], b) p = 0. a2 80 [bar], c) p a3 = 0. 95 [bar]. Shkalla e shtypjes për motorin OTTO është ε = 9. 8, ndërsa eksponenti i politropës n 1 = 1. 39. Zgjidhje: Presioni në fund të procesit të shtypjes definohet me shprehjen: p = c p a ε n1 a) b) c) n1 1.39 pc 1 = p a 1 ε = 0.72 9. 8 p = 17. c1 2 [bar] n1 1.39 pc2 = p a 2 ε = 0.8 9. 8 p =19. c2 1 [bar] n1 1.39 pc3 = p a 3 ε = 0.95 9. 8 p = 22. c3 7 [bar] Detyra 5 Të kalkulohet temperatura në fund të procesit të shtypjes për katër rastet, nëse temperatura në fund të procesit të thithjes është: a) T = a1 268 [K] c) T = a3 293[K] b) T = a2 273 [K] d) T = a4 312 Shkalla e shtypjes për motorin DIESEL është ε = 21, ndërsa eksponenti i politropës n 1 = 1. 32. Zgjidhje: [K] Temperatura në fund të procesit të shtypjes definohet me shprehjen: T = ε c T a n1 1 n 1 d 1 1.32 1 a) T = ε = 268 21 = 710 [K] c1 T a 1 n 1 d 1 1.32 1 b) T = ε = 273 21 = 723. 22 [K] c2 T a 2 n 1 d 1 1.32 1 c) T = ε = 293 21 = 776. 21 [K] c3 T a 3 n 1 d 1 1.32 1 d) T = ε = 312 21 = 826. 54 [K] c4 T a 4 21
Detyra 6 Të caktohet vlera e presionit dhe temperaturës në fund të procesit: të shtypjes, të djegies, të zgjerimit, për rastin kur presioni dhe temperatura në fund të procesit të thithjes është: p a =0.86 [bar] dhe T a =302 [K] Të dhënat tjera: Vëllimi i motorit V m =1998 [cm 3 ], Vëllimi i dhomës djegëse V c =49 [cm 3 ] Numri i cilindrave z=4 Numri i rrotullimeve të boshtit të motorit n=2200 [min -1 ] Shkalla e rritjes së presionit α=2.12 Zgjidhje: Së pari llogarisim presionin për të gjitha proceset: Presioni në fund të procesit të shtypjes: n 1.365 ( 11.192) 23. 241 p = ε 1 = 0.86 = [bar] c p a Fillimisht caktojmë vlerën e shkallës së shtypjes dhe eksponentit të politropës së shtypjes V ε = V a c Vh + V = V c c 499.5 + 49 = = 11.192 49 Duke e ditur vëllimin e motorit, caktojmë vlerën e vëllimit punues të cilindrit V 1998 = = m Vm Vh z Vh = = 499.5 [cm 3 ] z 4 Ndërsa eksponenti n 1 do të jetë: 100 100 n = 1.41 = 1.41 n 2200 1 = 1.365 Presioni në fund të procesit të djegies: p = α = 23.241 2.12 = 49.271[bar] d p c Presioni në fund të procesit të zgjerimit: p p d b = n ε 2 49.271 ( 11.192) 1.279 = 2.244 [bar] Tani caktojmë temperaturat për proceset e cekuar: 22 = Ndërsa eksponentin e politropës së zgjerimit e caktojmë me shprehjen: n 130 130 = 1.22 + = 1.22 + n 2200 2 = 1.279
Temperatura në fund të procesit të shtypjes: n 1.365 1 ( 11.192) 729. 219 T = ε 1 = 302 = [K] c T a Temperatura në fund të procesit të djegies: T = α = 729.219 2.12 = 1545.945 [K] d T c Temperatura në fund të procesit të zgjerimit: T T 1545.945 d b = = n2 1.279 1 ε ( 11.192) = 754.516 [K] 23
II.1.2 SISTEMI ELEKTRIK Sistemi elektrik te automjetet është ndërtuar nga shumë sisteme të veçanta, siç janë: sistemi i ndezjes së motorit, sistemi i ndriçimit, sistemi elektronik etj. II.1.2.1 SISTEMI ELEKTRIK I STARTIMIT TË MOTORIT Një sistem elektrik i ndezjes së motorit duhet të rritë tensionin, nëpërmjet bobinës, për të krijuar xixën (shkëndin) në kandelë. Motorët që punojnë me benzinë, mund të lëshohen ose të ndizen dhe të mbahen në punë vetëm me një sistemi elektrik që inicion procesin e fillimit të djegies së lëndës djegës në përfundim të procesit të shtypjes. Në motorët që punojnë me naftë, për shkak te presionit dhe temperaturave të lartë që krijohen në cilindrin e motorit, lënda djegies (nafta) vet ndizet dhe nuk kërkohet sistem elektrik për dhënien e xixës. Pjesët kryesore të një sistemi elektrik të motorit janë: Fig. 17 a) Kandela, që shërben për të krijuar xixën ndërmjet dy elektrodave të saj, anodës dhe katodës, për të iniciuar ndezjen e përzierjes në mes ajrit dhe lëndës djegëse. 24
Fig. 18 b) Përçuesit e kandelave ose përcjellësit sekondar me izolim të trashë, që përcjellin rrymën me tension të lartë nga distributori ose shpërndarësi në kandela. Fig. 19 c) Kapaku i distributorit, është i përgatitur prej materiali izolues, që shpërndan rrymën me tension të lartë nga rotori në përçuesit e kandelave sipas një renditje te caktuar. Fig. 20 25
d) Rotori, një bashkues elektrik i rrotullueshëm, që furnizon me tension të lartë secilin terminal (pol) të kapakut të distributorit dhe në përçuesit e kandelave. Fig. 21 e) Distributori ose shpërndarësi, është një mekanizëm që drejton dhënien e xixës, rrotullon rotorin, i përcaktuar me shpejtësinë e rrotullimit të boshtit motorik dhe ndihmon punën e bobinës nëpërmjet hapjes dhe mbylljes së pikave të kontaktit. Fig. 22 f) Moduli i drejtimit të dhënies së xixës, qarku elektronik që së bashku me sensorin e shpejtësisë, takon dhe s takon rrymën primare në bobinën. g) Aparati ose pajisja për matjen e shpejtësisë së rrotullimit, sensori që vështron shpejtësinë e boshtit motorik për ta përshtatur si duhet momentin e dhënës së xixës nga kandelat. 26
Fig. 23 h) Bobina e dhënies së xixës, një transformator pulsant, që rrit tensionin e baterisë nga 12 në 30000 volt edhe më shumë. Fig. 24 i) Përçuesi i bobinës, përçuesi sekondar me izolim të trash, që përcjell rrymën me tension të lart nga bobina për në kapakun e distributorit ose direkt në kandela, në sistemet pa distributor. Fig. 25 j) Përçuesi primarë, përçuesit me seksione të hollë, që përcjellin rrymë me tension të ulët nga bateria në mbështjellën primare të bobinës dhe në pjesë të tjera. 27
Fig. 26 k) Çelësi i lëshimit ose çelësi i kuadrit, i cili drejton kalimin e rrymës nga bateria në bobinën dhe në disa raste edhe në pjesë të tjera. Fig. 27 II.1.2.2 ALTERNATORI Alternator destinohet të ndryshoj energjinë mekanike në energji elektrike, nëpërmjet lëvizjes rrotullues që i transmetohet nga rripi, që merr lëvizjen nga pulexha (makaraja) e montuar në boshtin motorik fig. Pjesët kryesore të alternatorit janë rotori dhe statori. Fig. 28 Një sistem elektrik në një automjet, është e projektuar të punoj vetëm me rrymë të vazhduar ose të drejtuar në një drejtim, dhe nuk mund të punojë me rrymën alternative që del ose që përcillet nga mbështjellat e alternatorit. 28
Rryma që prodhohet nga alternatori, duhet të shndërrohet në rrymë të vazhduar DC, përpara se të hyjë në sistemin elektrik. Rryma alternative (AC) shndërrohet nga diodat në rrymë të vazhduar (DC). Dioda është një pjesë elektronike, gjysmë përcjellëse, që shërben për të përcjellë rrymën në një drejtim. Ajo vepron si një valvul e drejtimit të rrymës. II.1.2.2.1 RREGULLATORI I TENSIONIT Rregullatori i tensionit, drejton ose kontrollojnë vlerën e rrymës që përcillet në bobinë e rotorit të alternatorit, fig. Çdo ndryshim i rrymës në bobinën e rotorit nëpërmjet rregullatorit, do të pasohet me rritjen ose zvogëlimin e forcës së fushës magnetike që vepron në stator. Rregullatori mban nën kontroll prodhimin e tensionit të alternatorit, i cili zakonisht duhet të jetë ndërmjet vlerave 13 deri në 15 volt, kur qarku i mbushjes së baterisë është i kompletuar me një bateri të tipit të vjetër me tension 12.6 volt, dhe 13.2 volt me një bateri të tipit të ri. Fig. 29 Pa një rregullator tensioni në qark, ose edhe kur ai nuk punon në kushte normale, bateria mbingarkohet, niveli i tensionit në sistemin elektrik, mund të arrijë në atë shkallë sa që mund të digjen llambat, siguresat dhe pjesë të tjera të qarkut. Kontrolli i tensionit është veçanërisht i rëndësishëm për mbrojtjen e pllakave të kompjuterëve dhe aparateve të tjera elektronike dhe digjitale, mikroprocesorëve, sensorëve dhe çelësave, të cilët dëmtohen me lehtësi nga ndryshimet e tensionit dhe nivelet e larta të tij. 29
Ekzistojnë katër lloje te rregullatorëve të tensionit: 1. Rregullator i montuar në alternator. 2. Rregullator elektronik i montuar në pjesën e prapme të alternatori. 3. Rregullatori elektronik i zhvendosur nga alternatori. 4. Rregullatorë të llojit me pika kontakti, që praktikisht nuk përdoren, ato i takojnë automjeteve të llojeve të vjetra. Fig. 30 II.1.2.3 AKUMULATORËT Bateritë janë pjesët më të rëndësishme të sistemeve elektrike dhe elektronike të automjetit. Ato luajnë një rolë të rëndësishëm në lëshimin e motorit, akumulimin e energjisë, dhënën e xixave nga kandelat, ndriçimin dhe furnizimin me energji të pjesëve të ndryshme te automjetit kur motori nuk punon. Në këtë pjesë, jepen njohurit mbi ndërtimin e baterive që përdoren në automjete dhe pjesët kryesore të tyre, përshkrimi i procesit të shkarkimit dhe të mbushjes, dhe tensioni që prodhon një element i saj, tregohet ndryshimi në strukturën e baterive të reja dhe jepen njohuri tjera, që janë të domosdoshme dhe që duhet të dihen. Një bateri kryen disa funksione kryesore: siguron tension dhe është një burim rryme për automjetin, plotëson rrymën në qark gjatë punës të motorit, kur harxhimi është më i madh se ajo që prodhon alternatori. Në fig. 31 jepet një pamje e vendosjes së baterisë në automjet dhe lidhjet e saj me përçuesit kryesor që furnizojnë me rrymë qarkun ose rrjetin elektrik. 30
Fig. 31 II.1.2.3.1 PARIMI I PUNËS SË AKUMULATORIT Parimi i punës së akumulatorit është i bazuar në kthimin e energjisë elektrike në energji kimike (në mbushje) dhe në të kundërt kthimin e energjisë kimike në energji elektrike (në shkarkim). Pra një bateri e automjeti është një pajise elektro-kimike, që shërben për të ruajtur dhe për të prodhuar rrymë elektrike. Emërtimi elektro-kimike, do të thotë që bateria për të punuar përdorë energji elektrike dhe energji kimike. Bateria e automjetit prodhon rrymë të vazhduar (DC), ato kanë një potencial për të çliruar rrymë te madhe. Bateria e automjetit është gjithashtu shumë e sigurt dhe mund të punoj për disa vite pa i kryer ndonjë shërbim. Shkarkimi i baterisë ndodh kur nga bateria kalon rrymë për në konsumator të ndryshëm. Nga pikëpamja e transformimit të energjisë, shkarkimi ndodh kur energjia kimike shndërrohet ose kthehet në energji elektrike, për vënien në punë disa pajisje elektrike. Mbushja e baterisë është një proces i kalimit të rrymës nga një burim tjetër, në rast te automjetit nga alternatori, në bateri. Gjatë mbushjes së baterisë përcillet një rrymë pak me e lartë se ajo që ka bateria. Kjo energji e akumuluar në llojin e energjisë kimike, mund të shndërrohet përsëri në energji elektrike, në qoftë se është e nevojshme. 31
II.1.2.3.2 ELEMENTET E BATERISË Elementi bazë i baterisë, mund të përgatitet nga përdorimi i dy pllakave me ngarkesa të ndryshme, të vendosura në një enë të mbushur me një tretje në mesë ujit të distiluar dhe acid sulfurik, H2O+H2SO4, kjo tretje quhet elektrolit. Njëra nga pllakat është pllakë e cila paraqet polin pozitiv të baterisë dhe quhet anodë dhe tjetra është pllaka e cila parqet polin negativ dhe quhet katodë. Materialet aktive të ndryshme të pllakave do të bëj të mundur që elektronet të kalojnë nga një pllakë në tjetrën, dhe kjo lëvizje bëhet burimi i prodhimit të rrymës elektrike. Ndërmjet pllakave, për mënjanimin e takimit vendosen fletë ndarëse. Ato përgatiten nga materiale sintetike. Kur qarku është i hapur, dhe nuk ka ngarkesë, tensioni i elementit të baterisë është 2.1 volt, dhe për bateritë e tipit të ri 2.2 volt. Përderisa elementët në bateritë e automjeteve janë të lidhur në seri, tensioni i baterisë varet nga numri i elementeve. Një bateri 12-volt, që prodhon me qark të hapur 12.6 volt, dhe në bateritë e tipit të reja prodhon 13.2 volt, ka gjashtë elemente dhe quhet në përgjithësi bateri 12 volt. Bateritë e vjetra kishin vetëm 3 elemente dhe prodhonin një tension prej 6 volt. Bateritë e prodhuar më vonë, si dhe bateritë e llojeve të reja, kanë gjashtë elemente dhe prodhojnë një tension prej 12. Fig. 32 32
II.1.2.3.3 NDËRTIMI I BATERISË Bateria është e ndërtuar duke pasur parasysh ndikimin e disa faktorëve gjatë përdorimit të saj dhe për t i rezistuar atyre. Si për shembull, lëkundjet, temperaturat e ulëta dhe të larta, nxehtësinë e motorit, veprimet korrozive të kimikaleve, shkarkimit të menjëhershëm, sidomos gjatë vënies në punim të disa shpenzuesve që punojnë me rrymë të lartë si motori i lëshimit ose starterit e ndonjë tjetër, dhe për zgjatjen e periudhës së përdorimit të tyre: Fig. 33 1. terminalet (polet) e fundit, 2. lidhja e dy qelive fqinje, 3. vrima e qelisë për largimin e gazrave, futjen e acidit dhe ujit të distiluar, 4. kapaku i bllokut të akumulatorit nga dylli artificial, 5. shenja për lartësinë e nevojshme të thartirës në qeli, 6. lidhësja e pllakave (elektrodave) të polaritetit të njëjtë, 7. elektrodat negative plumbi i përhimët (Pb), 8. elektrodat pozitive (PbO2), 9. hapësira për mbledhjen e fundërrinës e cila bie nga pllakat e cila mund të shkaktojë lidhjen e shkurtër, 10. seperatori nga materiali sintetik, 11. brinjët në fundin e enës së akumulatorit, 12. ena e akumulatorit nga goma e fortë ose materiali sintetik (polipropilen) me muret ndarëse. 33
II.1.2.4 STARTERI Në momentin e startimi të automjetit, duhet që boshti kryesor i motorit të tij nga jashtë të pranoj fuqi lëvizëse rrotulluese. Kjo fuqi rrotulluese e transmetohet pistonave të motorit, kështu që ata do të vihen në veprim. Kjo do të thotë se, në këtë moment motori lëvizjen e tij e fillon nën veprimin e fuqisë së starterit motorinës. Starteri është elektromotor i cili vihet në veprim me ndihmën e kontakt çelësit, i cili është i vendosur pranë timonit të automjetit dhe të cilin ngasësi e kyç në veprim ne momentin e shartimit të motorit. Në anën fundore të boshtit të starterit është i vendosur një dhëmbëzor i vogël, i cili kur merr urdhër nga rryma elektrike e baterisë, lëvizet automatikisht përgjatë boshtit të starterit dhe në këtë mënyrë ingranohet me kurorën e dhëmbëzuar ne volanin e motorit. Dhëmbëzori i starterit, ka numër të caktuar të rrotullimeve dhe pasi që ai në këtë moment është i dhëmbëzuar me volanin e motorit, atëherë do ta vërë në lëvizje atë. Starteri ose motori i lëshimit quhet edhe motor i rrotullimit. Ai ndryshon ose kthen energjinë elektrike në energji mekanike rrotulluese të boshtit motorik. Ai është një motor elektrik i ngjashëm me motorë te tjerë por i ndryshëm prej tyre sepse kryen një rrotullim me fuqi të madhe. Fusha magnetike krijohet nga vijat e forcës së padukshëm të cilat kalojnë midis poleve të një magneti permanent (përhershëm) ose për rreth anës së jashtëm të një bobine (mbështjella) nëpërmjet të cilës kalon rrymë. 1. Boshti, 1. Boshti 2. Unazat rrëshqitëse 3. Dhëmbori 4. Xhunta e gjirove të larta 5. Leva për zhvendosje 6. Solenidi 7. Terminali prej baterisë 8. Kushineta e Komutatorit 9. Mbajtësi i furçave 10. Komutatori 11. Armatura Fig. 34 12. Magneti i përhershëm 34
13. Mbulesa (shtëpiza) e statorit 14. Susta 1. Dhëmbëzori ngasës (pinion) 2. Xhuntoja e gjirove te larta 3. Leva zhvendosësh 4. Solenidi 5. Armatura (rotori i starterit) 6. Kapaku i starterit 7. Statori i starterit Fig. 34 35
II.1.2.5 STARTERT ME REDUKTOR (TRANSMETUES) Ky tip motori lëshimi ose starterit përdor ingranazhe të veçantë që e ulin shpejtësinë e rrotullimit por rritin momentin rrotullues të pinionit (dhëmborit ngasës) që zbatohet në dhëmbëzorin e volanit. Fig. 35 1. Boshti 2. Unazat rrëshqiste, 3. Dhëmbzori (pinioni) 4. Xhunta e gjirove të larta 5. Susta 6. Leva zhvendosje 7. Ndërprerësi solenoidi 8. Mbështjellat e solenoidit 9. Tërheqja (influenca) e mbështjellave 10. Susta kthyese 11. Ndërprerësi i kontaktit 12. Ndërprerësi i kontaktit 13. Mburoja e komutatorit 14. Lidhja me energji 15. Komutatori 16. Mbajtësi i furçave 17. Armatura 18. Magneti 19. Shtëpiza e statorit 20. Dhëmbzorët planetar Në fig. 35, paraqitet starteri ku janë përdorur ingranazhe planetarë për zvogëlimin e shpejtësisë dhe rritjen e momentit rrotullues. Ingranazhet planetarë janë të montuar ose lidhur në një mbajtëse, i cili vendoset brenda unazës të dhëmbëzuar. Ingranazhi diellor i cili ve në lëvizje ingranazhet planetare është i vendosur në boshtin e armaturës. II.1.2.5.1 SOLENOIDËT E STARTERIT Kur solenoidi montohet në starter, i cili është i tipit veprues, kryhen tri funksione: 1. Mbyll qarkun, për të lejuar kalimin e rrymës nga bateria në starter 2. Shtyn dhëmborin ngasës për ta ingranuar me volanin e motorit të automjetit. 3. Përcjell rrymën për në qarkun e sistemit të ndezjes, duke anashkaluar (by pass) rezistencën. 36
1. Bërthama ankeri i elektromotorit; 2. Mbështjella e cila e krijon fushën elektromagnetike dhe tërheq bërthamën (1); 3. Bërthama e magnetit; 4. Susta për mbajtjen e kontaktit; 5. Sipërfaqet kontaktuese; 6. Bulonat për lidhje 7. Ura kontaktuese 8. Aksi për kyçje 9. Susta kthyese Fig. 33 37