8 BILANCI TERMIK I MOTORIT ME DJEGIE TË BRENDSHME Me termin bilanci termik te motorët nënktohet shërndarja e nxehtësisë të djegies së lëndës djegëse të ftr në motor. Siç është e njohr, vetëm një jesë e energjisë kimike e ftr me lëndën djegëse në motor, shndërrohet në në të dobishme, gjegjësisht fqi efektive, k jesa tjetër shkon në hmbjet termike, të cilave nk mndemi me j shmang, dhe lajmërohen rregllisht në masë më të madhe ose më të vogël gjatë nës së motorit. Bilanci termik mnd të ërcaktohet në mënyrë ekserimentale në bazë të shënimeve të ërftara gjatë hlmtimit të motorit në tavolinën rovese ose me anë të llogaritjeve në mënyrë analitike. Ai mnd të tregohet në njësi të nës efektive, në njësinë e kohës së nës së motorit - siç raktikohet shesh, ndërsa disa komonentë të tyre mnd të araqiten si ërqindje e sasisë ërmbledhëse të nxehtësisë së rrë me lëndën djegëse. Ne sqarimet e ardhshme në mënyrë të njëasnjëshme do të tregohen të gjitha llojet e ërfitimit, gjegjësisht araqitjes së bilancit termik. Nëse bilancin termik dëshirojmë me e araqit në njësinë e nës efektive, atëherë sasia e energjisë që harxhohet ër ërfitimin e nës njësi në lidhësen e boshtit motorik të motorit, d.m.th. ër ërfitimin e J të nës efektive në lidhësen e boshtit motorit do të araqitet në J/J me këtë shrehje: Gs H Q ge H [ J / J ] (8.) Pe g e [kg/j] - harxhimi secifik efektiv i lëndës djegëse, H [J/kg] - aftësia e lët termike e lëndës djegëse, P e [W] - fqia efektive e motorit gjatë hlmtimit të tij (ose në [KW]). Nëse është sasia e nxehtësisë e lëndës djegëse që harxhohet ër ërfitimin e J të nës në lidhësen e boshtit motorik, e araqitr si shma e sasisë së nxehtësisë, e shndërrar në në efektive dhe hmbje termike, bilanci termik i shrehr në njësinë e nës efektive do të ërftoje këtë formë: Q Qe [ J ] (8.2) Q e - sasia e nxehtësisë që shndërrohet në në efektive që është e barabartë me J/J, Q W - sasia e nxehtësisë, që araqet hmbje termike dhe që dorëzohet me medimin ër ftohje (ji ose ajri) në [J/J], Q PD - sasia e nxehtësisë që araqet hmbje dhe ka të bëjë me rodktet e djegies [J/J], Q - sasia e nxehtësisë që araqet hmbje, bartet me vajin që shërben edhe ër ftohje [J/J], Q T - sasia e nxehtësisë që araqet hmbje dhe është njëvlerës me nën e motorit, që harxhohet ër ërballimin e fërkimit të mekanizmit motorik si dhe ër ngasjen e ajisjeve ndihmëse të motorit [J/J], Q KP - sasia e nxehtësisë që araqet hmbje dhe që largohet me rodktet e djegies të lëndës djegëse si të adjegr [J/J], dhe Q R - sasia e nxehtësisë që araqet hmbje (të nxehtësisë) termike ër shkak të rrezatimit ose me ndonjë mënyrë tjetër [J/J]. Dhet menjëherë të theksohet se të gjitha komonentët e nmërara, që e ërbëjnë bilancin termik nk janë të matshme, or vetëm disa rej tyre, që tregon se nk është e mndshme të vendoset bilanci termik i saktë. Prej komonentëve ërbërës të bilancit termik që mnd të maten janë hmbjet termike njëvlerës me nën e fërkimit, gjendja termike e medimit ër ftohje (ji ose ajri), si dhe nxehtësia e shndërrar në në të dobishme. Por me vështirësi caktohen hmbjet termike gjatë zbrazjes, ndërsa edhe më vështirë hmbjet termike me rrezatim. Dke mbështetr në atë që thamë më lartë, asi që në shrehjen ër bilancin termik vetëm katër anëtaret e arë janë të matshëm (gjatë hlmtimit të motorit në tavolinën rovese), ërcaktimi i saktë i tre anëtarëve të fndit lidhet me vështirësi, dhe ër këtë raktikohet që tre anëtaret e fndit së bashk të shqyrtohen, si një komonent e ërbashkët, anëtar lotëses i emërtar Q mb, që mnd të araqitet me shrehjen: Q Q Q Q [J ] (8.3) mb T KP R 7
8 Nga shrehja (3) bie në sy që me atë është ërfshi dhe komonenti Q T dhe me lotë drejt mnd të araqitet yetja se edhe kjo komonent është ftr në komonentët e mbetr Q mb? Edhe se në shikim të arë na dket se na në rezistencat vetanake të motori mnd lehtë të ërcaktohen si diferenca e fqisë indikatoriale dhe efektive P i - P e, araqitet një moment tjetër ër të cilin jemi të obligar të jaim sqarim. Siç është e njohr tërë na e fërkimit shndërrohet në nxehtësi, që araqet shkakn kryesorë ër gabimin që mnd të araqitet te bilanci termik. Konkretisht na e fërkimit të istonit e shndërrar në nxehtësi, kryesisht, i dorëzohet medimit ër ftohje të motorit, që do të thotë se ajo edhe ër të dytën herë do të ftet nëërmjet komonentit tjetër në bilancin termik, që do të shkaktonte gabim në te. Me këtë sqarim të shkrt vijmë në ërfndim se edhe kjo komonent Q T e ka vendin në Q mb. Nëse sasia e nxehtësisë është dhënë në njësinë e kohës atëherë bilanci termik do të araqitet me këtë shrehje: Q Qe ose Q Qe (8.4) Në këtë shrehje të gjitha komonentët e bilancit termik kanë domethënie të njëjtë si te araqitja e bilancit termik në njësinë e nës efektive. lerat e komonentëve të veçanta të bilancit termik mnd të ërcaktohen në këtë mënyrë:. Sasia ërmbledhëse e nxehtësisë që harxhohet ër s: Q G s H (8.5) 2. Sasia e nxehtësisë që shndërrohet në në efektive gjatë s ër fqinë efektive W : Qe Pe (8.6) 3. Sasia e nxehtësisë që largohet me medimin ër ftohje ër s: GW ( Td Th ) (8.7) G w [kg/s] - harxhimi në sekondë, gjegjësisht në orë, e medimit ër ftohje, C [J/kg K] - nxehtësia secifike e medimit ër ftohje, ër jin C=486 [J/kg K], T d [K] - temeratra e medimit ër ftohje në dalje rej motorit, dhe T h [K] - temeratra e medimit ër ftohje në hyrje në motor. 4. Sasia e nxehtësisë që largohet me rodktet e djegies: '' Gs ( M 2 TPD M To ) (8.8) G s [kg/s] - harxhimi në sekondë, gjegjësisht në orë i lëndës djegëse, C " [J/kg K] - nxehtësia secifike e mesme molare e rodkteve të djegies ër =const, C [J/kg K] - nxehtësia secifike mesme molare e mbshjes së freskët ër =const, T PD [K] - temeratra e gazrave dalës (rodkteve të djegies), dhe T o [K] -temeratra e ambientit. Sasia e nxehtësisë që largohet me rodktet e djegies mnd të ërcaktohet edhe me këtë shrehje: '' ge M gaz ( TPD To ) (8.9) g e [kg/j] - harxhimi secifik efektiv i lëndës djegëse, M gaz - sasia molare e gazrave që formohen me djegien e kg të lëndës djegëse. C " [J/kg K] -nxehtësia secifike e mesme molare e rodkteve të djegies ër =const, T PD [K] -temeratra e gazrave dalës (rodkteve të djegies), dhe T o [K] -temeratra e ambientit. Sasia e nxehtësisë e largar me gazrat dalëse mnd të ërcaktohet dhe me matje direkt me ndihmën e kalorimetrit të veçantë. 5. Sasia e nxehtësisë që largohet me vajin mnd të ërcaktohet me metodën e matjes së sasisë së nxehtësisë, të cilën vaji ia dorëzon jit në ftohës (radiator) ër vaj ose me ndihmën e shrehjes: Q G ( T T ) (8.0) d h
9 G v [kg/s] - harxhimi në sekondë, gjegjësisht në orë, i vajit ër lbrifikim, C v [J/kg K] - nxehtësia secifike e vajit, T d [K] - temeratra e vajit në dalje rej motorit, dhe T h [K] - temeratra e vajit në hyrje në motor. 6. Komonenti Q KP që araqet sasinë e nxehtësisë që largohet me rodktet e djegies të lëndës djegëse të adjegr, ër vlerat e λ, nk llogaritet or ftet në komonentin e ërbashkët Q mb, or në rastin kr është λ <, nxehtësia e ashfrytëzar ër shkak të djegies jo të lotë kimike llogaritet me këtë shrehje: 6 QKP H 20 0 ( ) Lo (8.) Disa ator këtë komonent gjatë llogaritjeve ia shtojnë komonentit Q PD, që në një mënyrë është e logjikshme, asi që kjo sasi e nxehtësisë ka të bëjë gjithasht me gazrat dalëse. Komonenti i ërbashkët Q mb, caktohet nga bilanci termik si ndryshim të sasisë ërmbledhëse të nxehtësisë e rrë me lëndën djegëse në motor dhe shmës së katër anëtarëve të arë të cilët mnd të matën: Q ( Qe ) (8.2) Bilanci termik i araqitr në njësinë e lëndës djegëse të harxhar, në J/kg do ta merre këtë formë: ' ' ' ' ' ' Q Qe [ J / kg] (8.3) - sasia e nxehtësisë e ftr me lëndën djegëse që është e barabartë me aftësinë e lët termike të lëndës djegëse: ' Q Q H [ J / kg] (8.4) - ekivalenti termik i nës efektive të motorit: ' Qe Pe Qe (8.5) Gs - sasia e nxehtësisë e largar me medimin ër ftohje: ' GW ( Td Th ) [ J / kg] (8.6) - sasia e nxehtësisë e largar me rodktet e djegies: ' (8.7) - sasia e nxehtësisë e largar me vaj: ' Q G Q ( Td Th ) [ J / kg] (8.8) - sasia e nxehtësisë njëvlerës me nën në fërkim, nxehtësisë së dorëzar me rrezatim dhe nxehtësia e hmbr me lëndën djegëse të adjegr, ky anëtar i ërfshin të gjitha hmbjet tjera termike: ' (8.9) Bilanci termik mnd të shrehet dhe në ërqindje, nga sasia e tërësishme e nxehtësisë e cila ftet me lëndën djegëse në motor: Qe Q q 00 q 00 q 00 q 00 Q Q Q Q e W PD qmb 00 (8.20) Q gjegjësisht: 00 q q q q q (8.2) e W PD mb
20 Në tabelën 6 janë tregar fshat në të cilat lëvizin ndarjet rocentale të nxehtësisë te motorët me djegie të brendshme. Tabela 6. Lloji i motorit q e q W q PD q KP q mb Oto me benzinë Dizel Oto me gaz 20.. 30 24.. 42 23.. 25 2.. 27 5.. 35 20.. 25 30.. 55 25.. 45 35.. 55 0.. 45 0.. 5 0.. 5 3.. 0 2.. 5 5.. 0 Madhësia e nxehtësisë të komonentëve të veçanta te bilanci termik varet nga lloji i motorit, ërmasat e tija, ngarkesa e motorit, shkalla e shtyjes, mënyra e ftohjes dhe rënia e temeratrës në jin ër ftohje, kalitetit të ërnimit, sistemit dhe kalitetit të lyerjes si dhe nga një nmër faktorësh tjerë. Sasia relative e nxehtësisë që largohet me jin ër ftohje, me rritjen e ngarkesës zvogëlohet. Sasia e nxehtësisë që largohet me rodktet e djegies te mbingarkesa e motorit si dhe te rasti i djegies së vazhdar në rocesin e zgjerimit rritet. Kjo sasi e nxehtësisë rritet gjithasht edhe me rritjen e temeratrës së rodkteve të djegies. Te motorët me benzinë ër shkak të temeratrave të larta të gazrave dalës, kjo madhësi është ërafërsisht 40. Me qellim të realizimit të shfrytëzimit sa më të mirë të nxehtësisë dhet që gjatë eksloatimit të motorit të rhet regjimi termik i nës së motorit, të shikohen haësirat në mbështetës, të sigrohet kaliteti i mirë i ërzierjes ër djegie, këndi otimal i aranderjes - ara injektimit të lëndës djegëse, që të zvogëlohet djegia e tij e vazhdeshme në rocesin e zgjerimit, të sigrohet lyerja normale e vet motorit. Bilanci termik mnd të araqitet dhe grafikisht me të ashtqajtrin diagramin e SANKY-es, dhe atë në formë të thjeshtëzar ose në formë të lotë. Në fig. 8. është tregar diagrami i SANKY-es në formë të lotë, në të cilin janë vizatar të gjitha komonentët (të detajara) të bilancit termik. Fig. 8. Diagrami i SANKY-es në formë të lotë ër MDB Legjenda ër fig. 8.. Q - nxehtësia që ftet me lëndën djegëse në motor, Q - nxehtësia që ftet me lëndën djegëse dhe ërzierjen e nxehr,
Q i - nxehtësia njëvlerës me nën indikatoriale të motorit, Qe -nxehtësia njëvlerës me nën efektive të motorit, Q sasia e nxehtësisë e absorbar me medimin ër ftohje, Q PD - nxehtësia që bartet me gazrat dalëse. Q PD - sasia ërmbledhëse e nxehtësisë që bartet me gazrat dalës, Q KP - jesa e nxehtësisë e hmbr ër shkak të djegies jo të lotë të lëndës djegëse, Q mb - hmbjet e nxehtësisë që ërfshijnë hmbjet tjera që nk janë ërfshi me ato të lartat, Q 2 - nxehtësia ër nxehjen e mbshjes së freskët Q 3 - nxehtësia e cila i dorëzohet mreve, që e kfizon vëllimin e brendshëm të cilindrit, Q 4 - nxehtësia të cilën e ërmbajnë rodktet e djegies te valvla e zbrazjes, Q 5 - nxehtësia njëvlerës me nën e harxhar ër ërballimin e fërkimit dhe ngasjen e ajisjeve ngasëse, Q 6 - nxehtësia e dorëzar mbshjes së freskët nga medimi ër ftohje Q 7 - nxehtësia e dorëzar mbshjes së freskët nga rodktet e djegies Q 8 - nxehtësia e dorëzar medimit ër ftohje, ër shkak të fërkimit të istonit dhe nazave te istonit, Q 9 - nxehtësia që bartet me gazrat dalëse në sistemin e ftohjes të vendosr në kanalin zbrazës, Q 0 - nxehtësia që i ërgjigjet energjisë kinetike të gazrave dalës, Q - energjia e hmbr ër shkak të rrezatimit, 2