KREU VI

6. LOKOMOTIVAT DIESEL

6.1. Të përgjithshme 6.1.1. Pak histori.

Traksioni diesel është arritja e fundit në fushën e traksioneve hekurudhore. Studimet e para teorike janë bërë nga Rudolf Diesel, në 1893. Motori i pare eksperimental u ndërtua në 1898, me 20 HP dhe 160 rrotullime në minutë. Megjithatë, lokomotiva e parë diesel u ndërtua për hekurudhat prusiane ne 1912, me 1000 HP dhe peshë 95 tonë, por nuk pati sukses. E para lokomotive me funksionim të suksesshëm ishte lokomotiva “Atlas”, me 75 HP dhe transmision elektrik, në Suedi, në 1913.

Në 1909, edhe në Rusi u bënë studime mbi përdorimin e lokomotivave diesel në vend të lokomotivave të avullit, veçanërisht në zonën jugore, ku kishte probleme për ujin e kaldajave. Në bashkëpunim me industrinë gjermane, në 1924, u ndërtua një lokomotive me 1200 HP, me transmision elektrik dhe peshë 120 tone, ndërsa në vitin 1925, një lokomotivë me 1100 HP, me transmision mekanik dhe peshë 130 tonë. Provat me transmisionin pneumatik nuk patën sukses, po kështu edhe me transmisionin hidraulik për fuqi të mëdha.

Në 1930, Sulzer ndërtoi lokomotiva me 450 HP për Tunizinë, Tailandën, Mançurinë dhe lokomotiva manovre për Francën e Algjerinë, ndërsa në France u futen në përdorim lokomotiva me 1100 ÷1500 HP, të cilat patën sukses.

Në 1932, filloi shfrytëzimi i trenave artikularë të shpejtë me “Fliegende Hamburger” në linjën Berlin-Hamburg, me aftësi për shpejtësi 150 km/h. Në 1938, në Francë, kemi dy ekzemplarë të rëndësishëm të lokomotivave të shpejta për trena me peshë 500-600 tonë në linjën Paris-Lion, me shpejtësi deri 130 km/ h. Janë dy njësi të lidhura me sistem

2-C-2+2-C-2. E para është pajisur me dy motorë diesel 12 cilindrash, me fuqi 1900 HP dhe 600 rrotullime në minutë, e dyta me 4 motorë diesel, me fuqi 900 HP dhe 630 rr/minutë Në Itali, në 1925, u realizua një lokomotive Bo + Bo, me fuqi 440 HP, nga Fiati për pjesën mekanike dhe Brown-Boveri, për pjesën elektrike.

Por zhvillim me të vërtetë të rëndësishëm të traksionit diesel, veçanërisht me transmision elektrik, pati në USA, duke zëvendësuar gjerësisht traksionin me avull.

Pas luftës së dytë botërore, në Evropë, traksioni diesel mori një zhvillim të shpejtë në të gjitha vendet, veçanërisht në Angli, Gjermani, Francë etj. Nga rreth 2200 lokomotiva diesel dhe rreth 2700 automotrice diesel të fuqive të ndryshme në 1950, brenda 20 vjetëve, arritën në rreth 20.000 lokomotiva dhe rreth 10.000 automotriçe. (Në 17 vendet e C.E.M.T.)

6.1.2. Përparësitë e lokomotivave diesel.

Në krahasim me lokomotivën e avullit, lokomotiva diesel paraqet disa përparësi të rëndësishme:

1. Koeficienti më i madh i punës së dobishme (24 ÷ 30%, në krahasim me 4 ÷ 7% dhe idealisht, deri 10%).

2. Gatishmëria e vazhdueshme për t'u vënë menjëherë në punë dhe mos konsumimi i lëndës djegëse gjatë qëndrimit e fikjes së motorit.

3. Nevoja për sasi të vogla uji.

4. Veprime dinamike më të vogla në linjë, që jep mundësinë për rritjen e ngarkesës me 10-15% të shpejtësisë konstruktive.

5. Rritja e përshkimit vjetor për 1.5 herë më shumë.

6. Shkurtimi i numrit të ndalesave për nevoja të furnizimit me karburant e ujë, me pavarësi për 700-800 km.

Në krahasim me lokomotivën elektrike:

1. Koeficienti më i madh i punës së dobishme.

2. S'ka nevojë për investime të menjëhershme për centrale, stacione, nënstacione e linja elektrike.

3. Puna e pavarur nga linja elektrike në të gjithë linjat hekurudhore.

4. Aktiviteti i madh i punës së pavarur në manovrime;

5. Mundësia e përdorimit të lokomotivës diesel me traksion elektrik, si një central elektrik i lëvizshëm.

Përparësitë e mësipërme bëjnë që traksioni diesel të thjeshtësojë bazën mekanike të traksionit, të lehtësojë punën e personelit dhe të ulë shpenzimet e shfrytëzimit rreth 33% në krahasim me traksionin e avullit.

Një veti e mire e lokomotivave diesel është mundësia për lidhjen në seri të dy e më shumë lokomotivave, me një drejtim të vetëm.

6.1.3. Klasifikimi i mjeteve hekurudhore diesel.

Klasifikimi mund të bëhet:

a- Për nga lloji i shërbimit në:

Lokomotiva për lëvizjen e trenave të mallrave dhe të udhëtarëve, me fuqi N = 1000 ÷ 3000 HP. Për nevoja të fuqive më të mëdha mund të punojnë në seri më shumë se një lokomotivë, ne fuqi të përgjithshme prej 4000 ÷ 5000 HP.

Lokomotiva manovre nëpër stacione të përpunimit të trenave, me fuqi 600 1000 HP, ndërsa për stacione të vogla, lokomotiva me fuqi 50 ÷ 300 HP.

Trena me traksion diesel, me tre ose gjashtë vagonë, ndër të cilët dy vagonët e skajeve janë të motorizuar. Fuqia e secilit motor është 300 ÷ 600 HP.

Automotriçe, vagon pasagjerësh me motor, me fuqi 100 ÷ 600 HP.

Lokomotorë me 50-100 HP për qendra të ndryshme industriale, etj.

b- Për nga sistemi i rrotave, lokomotivat cilësohen zakonisht me simbole shkronjash si B (2 akse), C (3 akse), Bo+Bo (2+2 akse), Co-Co (3+3 akse).

c- Për nga sistemi i transmisionit, klasifikohen në :

• Lokomotiva me transmision mekanik, kryesisht për lokomotiva me fuqi të vogël;

• Lokomotiva me transmision hidraulik;

• Lokomotiva me transmision elektrik.

Me zhvillimin e shpejtë të traksionit diesel, nga administratat hekurudhore dhe industritë e prodhimit është arritur një farë standardizimi në klasifikimin e lokomotivave diesel. Sipas C.E.L.T. (konstruktorët evropianë të lokomotivave me motorë termikë) dhe O.R.E. (zyra e kërkimeve dhe studimeve të U.I.C.), është studiuar një klasifikim i bazuar në numrin e boshteve të rrotave motorike, ndërsa nënndarjet caktohen në nënklasa sipas peshës minimale të aderencës (4 klasa për lokomotivat e manovrës dhe 9 për lokomotivat e linjës). Sipas U.I.C-it, është e nevojshme që në lëvizjen ndërkombëtare të përdoren dy kabina drejtimi.

Klasifikimi i lokomotivave diesel nga O.R.E.

Klasat Nën

klasat

Pesha në tonë Fuqia

HP

Shpejtësia maksimale

km/h

Forca tërheq. ne ganxhë kG

Maksimale për aks Tonë Tonë Tonë

Lokomotiva manovre e transportit me një kabinë drejtimi C B-B C-C c (3 akse motorike)

c1 c2

45 50

16 18.4

350 500

45 60

6300 8500

d (4 akse motorike)

d1 d2

65 75

18 21

700 1000

60 80

11000 12500

e (6 akse motorike)

Lokomotiva të linjës me një ose dy kabina drejtimit A-A B-B C-C f (4 akse motorike)

f1 f2 f3 f4 f5

55 60 65 70 75

18.4

16 17 18 20 21

1000 1000 1400 1400 2000

90 100 110 120 130

8500 10500 11000

11500/12500 13000

g (6 akse motorike)

g1 g2 g3 g4

90 100 105 110

17 18.4 19.3 20.2

1700 1700 2000 3000

120 120 130 130

13500 16500 17500 18500

6.1.4. Disa nga llojet e lokomotivave diesel në përdorim

Lloji dhe tipi Sistemi i rrotave

Transmi- sioni

Fuqia HP

Forca tërheqëse e vazhdueshme

kG

Pesha tonë

Shpejtësia maksimale

Km/h

Gjatësia m

Shqipëri T-211(çeke manov) T-435(çeke manov) T-69 (çeke transpo) V-200(gjermane)

B Bo-Bo Co-Co Co-Co

Mekanik Elektrik Elektrik Hidraulik

165 750 1350

2x1100

5500

10400

22 60 120

40 60

110

7.24

12.44

Itali D-341 (transportues) D-461 (transportues) D-342 (transportues) Ne-100 (manovrues) D-141 (manovrues) 245 (manovrues) ALN 880(automotr) TEE 448 tren diesel

Bo-Bo Co-Co Bo-Bo C Bo-Bo C Bo-Bo

Elektrik Elektrik Hidraulik Elektrik Elektrik Hidraulik Mekanik

1400 2400 2000 360 700 600 300 980

67

93.6 68 56 64

43.4

110 130 120 30 80 71

14.50 19.00 15.00 9.92

18.24 9.10

Francë 71000 (manovrues) 69000 ( transportues) 70000 (transportues)

B-B B-B C-C

Mekanik Hidraulik Elektrik

140

1515x2 1716x2

55 84 117

80

140 140

11.85 19.00 22.73

Gjermani V60 (manovrues) V100 (manovrues) V160 (transportues) V200 (transportues)

C B-B B-B B-B

Hidraulik Hidraulik Hidraulik Hidraulik

650 1350 1900 2700

50 64 80 84

60

100 120 140

10.45 12.10 16.00 18.50

SHBA DL-600 (transpor) DL-600 (transpor)

C-C

Elektrik Hidraulik

2282

2x2000

30000 45000

170

140 100

20.24

BS

C-C

Hidraulik

2x2000

31000

123

160

22.98

6.2. Përcaktimi i treguesve kryesorë • Raporti midis forcës tangjente në rrotë (Ft) dhe fuqisë (Nt) është:

HP270t

t

F VN

Rezistencat specifike normale të lëvizjes janë :

- Për lokomotivat diesel pa formë aerodinamike:

2'

0 0

13 0.00480.65 0.0093 kG/Th

S Vr V

q q n

- Për vagonët e motorizuar pa formë aerodinamike:

2"

0 0

13 0.00480.65 0.0028 kG/Th

S Vr V

q q n

ku: qo - ngarkesa mesatare e boshtit (çiftit të rrotave), në tonë;

n - numri i boshteve (çifteve të rrotave) të lokomotivës;

S - sipërfaqja e seksionit ballor të lokomotivës ose vagonit, në m2.

Në lokomotivat dhe vagonët motorike me kushineta me rula, për shpejtësi:

- V = 0-10 km/h, dy kufizat e para të formulave zvogëlohen me 50%.:

- V = 10-55 km/h, dy kufizat e para të formulave zvogëlohen me 10%.

- V > 55 km/h, formulat zbatohen pa ndryshim.

Rezistencat specifike për lokomotiva dhe vagonë motorikë me formë aerodinamike llogariten sipas formulave të mësipërme, vetëm se S· V2 zvogëlohet me 50%, pra:

2'

0 0

13 0.00240.65 0.0093 kG/Th

S Vr V

q q n

2'

0 0

13 0.00240.65 0.0028 kG/Th

S Vr V

q q n

Era e fuqishme rrit rezistencat e lokomotivës, gjë që merret parasysh duke rritur shpejtësinë për 18 km/h më shumë.

Duke ditur edhe rezistencat specifike të vagonëve, llogarisim rezistencat e përgjithshme të trenit:

' " ( ) kGh h o h oR r P r Q i P Q

ku: Ро - pesha е lokomotivës në tonë.

Q - pesha e vagonit në tonë.

i - pendenca.

Forca optimale (Fop) llogaritur për shpejtësitë optimale:

- për trena të mallrave Vop = 40 km/h,

- për trenat e udhëtarëve Vop = 80 km/h dhe

- për trenat e shpejtë Vop = 100 km/h,

e rritur në 3÷ 4 herë, përbën Ftmax (që mund të përfaqësojë forcën në shkulje):

max 4t opF F

Gjithashtu

max 1000t aF P

ku : μa - koeficienti i aderencës

1

38 0.035a V

- Zakonisht pesha e lejuar për aks (P) përcaktohet nga tipi i shinës dhe mbishtresa. P.sh. për shinën tip Sh 43 ajo është 20 tonë, ndërsa për lokomotivat diesel me transmision elektrik ose me ingranazhe mund të lejohet 10 ÷ 15% më shumë se në lokomotivat e avullit.

Numri i rrotave motorike n = P/p

• Diametri i rrotës motorike

'1000

pD

p  

ku:

p’=16 ÷ 20, për lokomotivat e mallit dhe

p’=12 ÷ 16 për ato të udhëtarëve.

Vleftat më të vogla merren për: p 20 tonë dhe më të mëdhatë për: p 20 tonë. Në USA ato merren shpesh 20% më të larta, duke përdorur shina më të rënda.

Për: p 20 tone, trashësia e bandazhit është 75 mm dhe diametri në rrethin e takimit: 850, 900, 950, 1050, 1220,

1320, 1500 mm; ndërsa për p 20 tonë, trashësia e bandazhit 90 mm dhe diametri: 1080, 1250, 1350, 1530, 1660, 1750 mm.

Numri i rrotullimeve të rrotës:

max rr/min0.1884rr

Vn

D

Raporti i m

rr

ni

n - raporti i transmisionit.

nm - rrotullimet e motorit

nrr – rrotullimet e rrotës

Forca në rrotë do të jetë :

2

p z i200rr o i

d sF

D

Ku o Mm i b

ηMm - koeficienti nga humbjet mekanike në motor, i barabartë me 0.75 0.82 për motorët 2 kohësh dhe 0.70

0.75 për motorët katër kohësh.

ηi - koeficienti nga humbjet mekanike në transmision, i barabartë me 0.98 0.87 për çdo çift ingranazhesh.

ηb - koeficienti nga humbjet mekanike në mekanizmin e bjellave të rrotave, i barabartë me 0,98 z-1 (z - numri i bjellave).

d - diametri i cilindrit, në cm.

s - hapi i pistonit, në cm.

pi - presioni mesatar indikator, kG/cm2.

z - numri i cilindrave në motor.

= 2 - për motorin dy kohësh e 4 për katër kohësh.

• Pesha në kG për 1 HP, qe = P/Ne, është :

- Për lokomotiva të shpejta, 60 kG për 1 HP ;

- Për lokomotiva udhëtarësh, 60 80 kG për 1 HP ;

- Për lokomotiva malli, 80 100 kG për 1 HP;

- Për lokomotiva manovre, 100 110 kG për 1 HP.

Pjesët mekanike të lokomotivës së shpejtë zënë rreth 43.5 – 45.5 kG për 1 HP, ndërsa pjesët elektrike, rreth 13.7 kG për 1 HP.

Siç kemi theksuar, fuqia e motorit Nt = const, dhe Pt ndryshon sipas hiperbolës Ft V = 270 N = konstant.

Fig.6.1. Diagrami N,F,V, për lokomotivat diesel-elektrikeT-435.

6.3. Motori me djegie të brendshme. 6.3.1. Të dhëna kryesore.

Për mjetet e traksionit diesel përdoren motorë me djegie të brendshme, me naftë, me cikël 2 ose 4 kohësh. Fuqia normale e motorit përbën 80% të fuqisë maksimale, kur motori fillon të ulë numrin e rrotullimeve. Motori i lokomotivës punon në regjim të ndryshueshëm ngarkese dhe rrotullimesh. Ai duhet të përballojë një mbingarkesë prej 10% mbi fuqinë normale për rreth 1 orë e 20% për 10 minuta dhe të punojë me numër të ndryshëm rrotullimesh, deri në minimum të tyre. Përgjithësisht numri i rrotullimeve të motorëve të lokomotivave dhe motovozëve është 600-850 rrot/min. dhe i moto-vagonëve, 1000-1500 rr/min.

Shpejtësia mesatare e lëvizjes së pistonit arrin 6 11 m/sek. Presioni mesatar efektiv për fuqinë normale dhe

numrin normal të rrotullimeve, pe= 5 6 kG/cm2, për motorët katër kohesh dhe pe = 4 5.5 kG/cm2, për ata dykohësh. Për të rritur pe, d.m.th., për të rritur fuqinë e motorit, për të njëjtin koeficient të tepricës së ajrit në procesin e djegies, përdoret mbifryerja e ajrit të kombinuar me djegien e një sasie më të madhe të lëndës djegëse. Nëpërmjet kësaj mënyre është arritur, p.sh. që, motori i lok.T435, me të njëjtat përmasa e numër cilindrash, por me përforcime, nga 750 HP në këtë lokomotivë, të japë 1350 HP në lokomotivën T 691.

Sistemi i vendosjes së cilindrave mund të jetë vertikal, horizontal ose në formën e germës V. Numri i cilindrave varet kryesisht nga thjeshtësia e balancimit, gabariti, fuqia e lejuar për çdo cilindër, ulja e peshës, rezistenca e boshtit motorik (kollodokut) dhe mundësia e ndezjes së motorit nga çdo pozicion i pistonave. Përgjithësisht numri i cilindrave

është 6, 8 ose 10 në sistemin e vendosjes vertikalisht në radhë dhe 12 ose 16 në sistemin V. Në cilindrat me Ne 150 HP

në motorët katër kohësh pa mbifryrje dhe N 1 5 HP në motorët dy kohësh, pistoni prej gize nuk ka nevojë për sistem ftohjeje të detyruar, ndërsa e kundërta duhet për fuqi më të mëdha.

Shkalla e shtypjes (ε) në motorët pa mbifryrje arrin 16 18, ndërsa në ata me fryrje 13 14.

Raporti i hapit të pistonit me diametrin e tij është S/d = 1 1.4 ndërsa i rrezes së qafës me gjatësinë e bjellës

r/l= 1/4.

Konsumi i lëndës djegëse për fuqi dhe rrotullime normale luhatet nga 160 220 gr /HPh.

Presioni i vajit 1.5 4 atm, temperatura e tij 40 70°C, konsumi, 2.5 7 gr/HPh.

Ndezja e motorit bëhet me ajër ose elektrike (në rastin e fundit nga gjeneratori, i cili për një periudhë punon si elektromotor).

Temperatura e ujit 60°C 80°C dhe maksimumi 90°C. Motori është i pajisur me rregullator të rrotullimeve sipas ngarkesës që i jepet atij.

Fig. 6.2. Diagrami të motorëve me naftë (cikli Sabate) - Motori 4 kohësh.

Nuk po zgjatemi më tej në teorinë e përgjithshme të funksionimit dhe konstruksionit të motorit me djegie të brendshme, sepse ajo i takon një kapitulli të veçantë dhe mendojmë ta trajtojmë në librin “ automobili “. Këtu do të mjaftohemi të japim vetëm disa veçori specifike të motorëve të lokomotivave.

6.3.1. Mbifryrja e motorit me ajër

Mbifryrja e motorit përfaqëson furnizimin e tij me ajër, me presion më të lartë se ai atmosferik në kohën e thithjes, që realizohet me anën e fryrësit, në formën e ventilatorit tip Rut ose të kompresorëve rotativë, me shpejtësi

rrethore në lopatat 320 380 m/sek., që vihen në lëvizje në mënyrë mekanike, elektrike ose me anën e gazrave që dalin nga motori. Mbifryrja siguron fuqi më të madhe dhe ulje të peshës specifike të motorit për 1 HR.

Fig. 6.3. Skema e aparatit fryrës

1-cilindri; 2- tubi i shkarkimit të gazrave; 3- dhoma e turbinës së gazit; 4- rrota e turbinës së gazit; 5-fryrësja centrifugale; 6- filtër i ajrit; 7- tubacioni i ajrit të komprimuar; 8- ftohësi i ajrit; 9- tubacioni i thithjes.

Fryrja mund të bëhet me të njëjtën shkallë shtypje të motorit (ε) ose më të vogël.

Presioni përfundimtar i shtypjes në cilindër

na

sh a ash

Vp p p

V

ku: Pa dhe Va - presioni dhe vëllimi specifik i ajrit në fillim të shtypjes;

n - tregues i politropës së shtypjes;

Vsh’ - vëllimi i shtypjes. (Vëllimi i punës i cilindrit ' ( 1) )n shV V

Pesha e ajrit të thithur gjatë një hapi të pistonit për Pn, Tn dhe koeficientin e mbushjes ηv:

4

288( 1) (1 ) 0.0341 ( 1) (1 )

10f f

v sh v shf f

P PG V y V

T T

ku: = 1.183 kG/m3 - pesha specifike e ajrit në pa = 104 kG/m2.

p f - presioni i fryrjes;

To- 288° K, në lagështirë 60% (273 + 15)° K.

Δ - pesha shtesë e ajrit të pulverizuar.

Sasia e nxehtësisë në një hap të pistonit për sasinë teorike të ajrit për 1 kG karburant (Lo) dhe tepricën e tij, do të jetë:

0.0341 ( 1) (1 )v sh fi

o f

V Pg

L T

Puna indikatore për një hap të pistonit, në njësi nxehtësie:

410i i h i i nA L A p V g Q

ku: Q n - fuqia kalorifike më e ulët e lëndës djegëse;

ηi - koeficienti i punës indikatore;

pi - presioni mesatar indikator;

4

(1 )14.6

10i v f

i no f

pp Q

L T

ηv - koeficienti i dhënies ;

2

1

1 1fa

vf a

Tp

p T

Prandaj:

24

(1 )14.6 kG/cm

10 ( 1) (1 )i a

i no g a

pp Q

L T

Nga sa më sipër del:

1 - për vlera të pandryshueshme të ε, α, dhe Ta, pi. - është në përpjesëtim të drejtpërdrejtë me presionin e thithjes, pa;

2- Kur zvogëlohet ε dhe nuk ndryshojnë α dhe Ta rritja e presioni pi bëhet pjesërisht për llogari të pa dhe

pjesërisht nga zvogëlimi i ;

3- Në të dy rastet, pi rritet për llogari të zvogëlimit të koeficientit të mbetjes së gazrave g;

4- Me rritjen e pi, rritet ηM, prandaj, praktikisht, në motorët e mëdhenj Ne rritet në përpjesëtim të drejtë me presionin e fryrjes pf, ndërsa në motorët e vegjël rritet në raport 0.9 pf

Mbifryrja me presione të ulta pf~ 1,3 kG/cm2 bëhet pa qenë nevoja e ftohësit dhe forcimit të pjesëve të motorit të zakonshëm. Për pf > 1.3 kG/cm2, kërkohet ftohje dhe forcimi i pjesëve të motorit. Praktika tregon se është më ekonomike

që mbifryrja të fillojë pas arritjes të fuqisë prej 0.75 Ne . Presioni i fryrjes në motorët dy kohësh p = 1.1 6 atm, ndërsa në

motorët katër kohësh pf = 1.1 15 atm.

6.3.1. Karakteristikat e motorit Fuqia e motorit:

1

2250e M

S s p n zN

ku: S- sipërfaqja e seksionit të pistonit, në cm2;

s - hapi i pistonit, në m ;

z - numri i cilindrave ;

- kohët e motorit.

Temperatura e daljes së gazrave është zakonisht 400 500°C. Temperatura e daljes për çdo cilindër tregon cilësinë e punës së motorit. Koeficienti bruto i punës së motorit merr parasysh humbjet mekanike në kushinetat,

pistonat, mekanizimin e shpërndarjes, në pompat e ujit e vajit, në kompresor, që përbëjnë 12 16% të fuqisë së motorit,

eMb

i

N

N b

ndërsa koeficienti neto:

eMn

ib h

N

N N

Ku: Nh - humbjet hidraulike, ku përfshihen ato në hyrjen e ajrit, daljen e gazrave, ujit e vajit në sistemin e

qarkullimit (ndonëse këto të fundit janë tepër të vogla). Humbjet mekanike dhe hidraulike arrijnë 20-30% të Nih.

a) Karakteristika të motorit katër kohësh: (fig.6.4.)

Fig. 6.4a Treguesit ηMn dhe ηMb dhe ηe në motorët 4 kohësh: për η = konstant , dhe pe të ndryshueshëm.

Fig. 6.4b Treguesit ηMn dhe ηMb ge dhe ηe në motorët 4 kohësh: a) për p1 = konstant , dhe η të ndryshueshëm.

a)

b) Karakteristika të motorit dykohësh

Në motorët dy kohësh humbjet hidraulike janë të barabarte me humbjet në fryrësin (kompresuesin)e ajrit, d.m.th.,

Nh Nt.

1( ) 427

75 60p o

kk n

G c t tN

ku : G - sasia e ajrit që jepet nga fryrësi, në kG/min;

ηk – 0.70 (i kompresorit);

ηn – 0.90 (koeficienti i transmisionit të kompresorit).

Koeficienti mekanik, duke përfshirë edhe humbjet mekanike në fryrësin, ηMn = 0.87.

ib e M kN N N N

in e M ib kN N N N N

eMb

ib

N

N e

Mnin

N

N

ndërsa: 2koh. 4koh. (1 )i ip p

(1 ) - përfaqëson raportin e hapit të dobishëm të pistonit ndaj hapit të tërë.

6.3.4. Rregullatori i punës së motorit

Për mbajtjen e rrotullimeve të motorit në nivelin e kërkuar shërben rregullatori centrifugal.

Fig. 6.5. Parimi i punës së rregullatorit

Ekuilibrimi i pozicionit të rregullatorit bazohet në parimet e D'Alambertit:

2GC x

g

ku: G - pesha e një koke të rregullatorit, në kG;

- shpejtësia këndore e rregullatorit;

x - largësia e qendrës së kokës nga boshti i rrotullimit, në m.

a

Q a C b C Qb

Në motorët e vegjël përdoren edhe rregullatorë me veprim të drejtpërdrejtë mekanik mbi të, por përgjithësisht rregullatorët punojnë me veprim jo të drejtpërdrejtë, me anën e pistonave me vaj, ndërsa në transmisionin elektrik komanda jepet nga elektroservo-motori.

E rëndësishme është që në këtë kompleks rregullimi i rrotullimeve është i lidhur edhe me ndryshimin e njëkohshëm të ngarkesës së motorit.

Në motorët e lokomotivave diesel ekziston edhe një rregullator tjetër mekanik, stop-rregullatori, i cili vepron në rastet kur motori tejkalon rrotullimet maksimale të lejuara, duke mbyllur astat e pompave deri në “ 0 “ dhe duke ndalur kështu përfundimisht punën e motorit.

6.3.5. Ftohja e motorit

Sistemi i ftohjes në motorët me djegie të brendshme përbëhet nga radiatorët e ujit dhe të vajit, ventilatori me transmisionin e tij, pompat e ujit e të vajt, me tubacionet, filtrat dhe rezervuarët. Sasia e nxehtësisë që largohet nga motori

është rreth 600 kkal/HPh të fuqisë normale, nga të cilat, 80% për ftohjen e cilindrave dhe kokave të motorit (qc), 15% për

ftohjen e pistonave (qp) dhe 5% për ftohjen e vajit (qv). Në motorët pa ftohje të pistonave i kalon ujit 92% dhe vajit 8% e nxehtësisë.

Në lokomotivat me transmision mekanik i kalon vajit një nxehtësi për 1 HP/h prej:

(1 ) 632 kkal/HP htra mq

Në lokomotivat me transmision hidraulik i kalon vajit nxehtësia sipas formulës së mësipërme :

(1 ) 632 kkal/HP htra hq

ku: ηh – koeficienti i transmisionit hidraulik.

Sasia e përgjithshme e nxehtësisë që kalon nëpërmjet ujit ose vajit:

max(1 )h eQ N

Nxehtësia qe kalon ne radiator me ujin ose vajin:

' '1 2 1 2

2 2r

t t t tQ K S

ku: tt, t2 dhe t1’,t'2 - temperaturat e hyrjes dhe daljes së lëngut (ujë ose vaj) dhe ajrit nga radiatori.

k - koeficienti i transmisionit të nxehtësisë gjatë kalimit nëpër tubat e lëmuara:

1 2

11 1

K

α1 е α2 koeficientet е transmetimit të nxehtësisë nga lëngu në faqet e tubove dhe nga këto faqe në ajër, në kcal/m2 °C;

- trashësia e mureve (spesorit) të tubit, në m ;

- koeficienti i përçueshmërisë së faqeve të tubit, në kkal/mh °C.

Për faqe te pastra: 1 2

1 2

K

, ndërsa për ujin, me shpejtësi W =0.5 m/sek, mund të merret k α2.

Mbi këto baza përcaktohen sipërfaqet e ftohjes, numri dhe përmasat e tubove të radiatorëve.

6.4. Shasia dhe pjesët lëvizëse Përbëhen nga shasia, çiftet e rrotave me kutitë e kushinetave, karetat e rrotat drejtuese, sistemi i balestrave,

elektromotorët në transmisionin elektrik ose sistemi i bjellave në transmisione të tjera, sistemi i shtytjes e tërheqjes, sistemi i frenave mekanike e pneumatike.

6.4.1. Shasia, përbëhet nga dy korniza anësore me pllaka çeliku të trasha, me vendosje të brendshme, për

sistemin e transmisionit me bjella dhe të jashtme, për sistemin elektrik. Për lokomotiva me fuqi Ne 1000 HP ato bëhen

me pllaka, me trashësi 100 125 mm, me prerje të ndryshme për lehtësim. Në lokomotivat me kareta shasia kryesore është plotësisht e ngurtë dhe mbështetet mbi shasinë e karetave. Mbi shasi vendosen motori, gjeneratori, kompresori, kabina e posti i drejtimit, sistemi i ganxhimit dhe i shtytjes.

Për vendosjen e mbërthimin e motorit duhet të merren parasysh të gjitha forcat që veprojnë.

Qendra e rëndesës së peshës (G) të motorit është afërsisht në distancë a = 1.6 s (ku : s- hapi i pistonit).

- Forca centrifugale e motorit 2

23.6

G VC

g R

gjatë kalimit të lokomotivës në kthesë.

- Forca normale 2

0.14 nd

dN p

(p – presioni ne momentin e shkrepjes)

Shuma e momenteve ndaj pikës së mbërthimit A:

2( ) ( ) 02

bN c h C a h R b G

nga: 2

( ) ( )2b

G N c h C a hR

b

Fig. 6.6. Skema e mbërthimit të motorit

Ndërsa ndaj pikës B :

1( ) ( ) 02

bN c h C a h R b G

1

( ) ( )2b

G N c h C a hR

b

Shuma e gjithë forcave në horizontale:

1 2 0S S N C

1 2 2

N CS S S

6 . 4 . 2 . Boshti dhe rrotat

Boshtet dhe rrotat e lokomotivave diesel janë të ngjashme me ato të lokomotivave të avullit dhe tipi i tyre varet nga sistemi i transmisionit. Në lokomotivat me transmision me bjella ato kanë kundërpesha dhe qafa të bjellave, ndërsa në lokomotiva me transmision elektrik nuk kanë të tilla dhe forma e boshteve varet nga mënyra e vendosjes së motorëve elektrikë. Zakonisht statori i elektromotorit peshon mbi qafat e boshtit dhe varet në shasinë e karetës, ndërsa rotori vë në lëvizje boshtin nëpërmjet pinjonit të presuar në të. Boshtet vendosen në dritaret e shasisë me anën e kushinetave dhe kutitë e tyre, me mundësi për lëvizje vertikale dhe me një hapësirë transversale, që bën të mundur zhvendosjen e tyre në kthesë.

6 . 4 . 3 . Karetat

Dallohen dy lloje karetash:

- mbajtëse ose drejtuese dhe

- lëvizëse ose motorike.

Vendosja e gjithë boshteve të rrotave të lokomotivës në një shasi të vetme do ta bënte atë tepër të ngurtë dhe do të krijonte vështirësi për të kaluar nëpër kthese. Prandaj, para dhe mbrapa lokomotivës vendosen kareta me 1 ose rrota, të cilat nuk janë motorike, por vetëm mbajtëse e drejtuese. Në këtë rast akset motorike vendosen në shasinë kryesore dhe lidhen me bjella (transmision me bjella). Në raste të tjera, veçanërisht në sistemin e transmisionit elektrik, përdoren kareta me 2 ose 3 akse motorike. Këto janë kareta motorike.

6.5. Sistemet e transmisionit 6.5.1. Lokomotivat me transmision mekanik

Transmisioni mekanik përfaqëson një lidhje të ngurtë mes motorit dhe rrotave të lokomotivës në një interval të caktuar shpejtësie. Kjo lidhje kryhet nëpërmjet rrotave me dhëmbë dhe muftës së freksionit.

6.5.1.1. Numri i intervaleve të shpejtësisë ose i shkallëve të transmisionit varet:

- nga lloji i punës së lokomotivës (udhëtarësh, mallrash, manovre) ;

- nga elasticiteti në punë i motorit që arrin nga 2 5, sipas llojit të motorit dhe sistemit të ushqimit të tij;

- nga profili i linjës.

0.1884 r nD nV

i

ku V - shpejtësia, në km/h;

Dr - diametri i rrotës, në m ;

nm - numri i rrotullimeve të motorit në minutë;

m

rr

ni

n '

Për të thjeshtuar kalimin nga një shpejtësi në një tjetër është e nevojshme të merren shpejtësitë sipas progresionit gjeometrik:

31 2

2 3 4

0.45 0.70VV V

C constV V V

Ndarja e shkallëve të transmisionit bëhet sipas fuqisë (Ni). Duke siguruar C = konstante në çdo shkallë për ηmax të

motorit, sigurohet fuqia normale (Ni )= const., ndërsa forca e tërheqjes (Ft ) në çdo shkallë është sipas hiperbolës

270 /l iF N V

Fig. 6.7 Shpejtësitë dhe forcat ne shkallë të ndryshme te transmisionit mekanik

Fig. 6.8. Skema e transmisionit mekanik me 4 shkallë shpejtësie

Në fig.6.8. paraqitet skema e transmisionit mekanik me 4 shkallë shpejtësie. Boshti A merr rrotullimet nga motori dhe nëpërmjet pinjonit 1 ve në lëvizje koronën 2 (sipas drejtimit të lëvizjes) në boshtin B, i cili nëpërmjet rrotave me dhëmbë të raporteve të ndryshme i jep përfundimisht rrotullimet boshtit E, sipas shkallës së caktuar, që vë në lëvizje rrotat. Për çdo shkallë bashkëveprimi i ingranazheve është si më poshtë :

- Shkalla e I-rë e shpejtësisë, 1 2 3 4 5 6Ii i i i .

- Shkalla e II-të e shpejtësisë, 1 2 8 9 5 6IIi i i i .

- Shkalla e III-të e shpejtësisë, 1 2 8 11 7 6IIIi i i i .

- Shkalla e IV-të e shpejtësisë, 1 2 8 11 12 13IVi i i i .

6.5.1.2. Drejtimi i lëvizjes sigurohet nëpërmjet kthimit të sensit të transmetimit të rrotullimeve të boshtit motorik në disa mënyra:

Fig. 6.9. Ndryshimi i drejtimit të rrotullimeve.

6.5.1.3. Transmetimi i rrotullimeve nga kutia e shpejtësisë në boshtin motorik të rrotave bëhet në disa mënyra:

a) drejtpërdrejt, nga kutia e shpejtësisë në boshtin motorik të rrotave nëpërmjet rrotës me dhëmbë të vendosur në të. Lëvizja e rrotave të tjera bëhet me anën e bjellave.

b) jo drejtpërdrejt, por nga kutia e shpejtësisë nëpërmjet një boshti pasiv me ingranazh ndërmjetës në rrotën me dhëmbë të boshtit të rrotave. (Për të mbuluar distancën mes boshtit fundor të daljes nga kutia e shpejtësisë deri në boshtin e rrotave).

c) nëpërmjet boshtit dhe kryqeve kardan, kur distanca në fjalë është e konsiderueshme.

Fig. 6.10. Lidhja e kutisë së shpejtësisë me boshtin e rrotave.

6.5.1.4. Konstruksioni i kutisë së shpejtësisë varet nga forca që transmeton (P).

P c b t

Ku : b - gjerësia e dhëmbit të ingranazhit;

t - ndarja e dhëmbëve ;

c - koeficient.

45010

Net

C i n

b

b t k m km

ku : m - moduli i ingranazhit;

k - zakonisht merret 10 15 ;

c - zakonisht për shkallën e I-rë të (V) është 400 500, ndërsa për shkallët e tjera më të larta, 250 350.

6.5.1.5. Llogaritja e boshtit kardanik gjithashtu varet nga forca që transmeton gjatësia dhe shpejtësia këndore:

2( )P k y m e y

3

48 E Ik

l

ku : k - koeficienti i proporcionalitetit;

I - momenti i inercisë;

P- gjatësia e tubit;

- shpejtësia këndore ;

y - madhësia e përkuljes.

2

2 krit

m e ky

k m m

6.5.7.6. Kinematika e sistemit paraqitet më poshtë :

Fig. 6. 1 1 . Skema e kinematikës së sistemit.

2

=tg II II

I

A B

B O

2sin cos cosII II IIA R B O R

sin 1tg

cos cos cos cos

R tgtg

R

1( )cos

arctg tg

2 2

cos

1 sin cosW s

Për max

10 ,

cosW s

Për min90 , cosW s

2, e u

e s

N N Mk

N I

6.5.1.7. Lidhja ose stakimi i transmetimit të rrotullimeve të motorit në kutinë e shpejtësisë kryhet me anën e nyjës së lidhjes me freksion (me fërkim). Në momentin e nisjes së lëvizjes dhe të ndërrimit të shkallëve të shpejtësisë, nyja e lidhjes, e stakuar më parë, takohet gradualisht deri në lidhje të plotë. Lidhja sigurohet nëpërmjet fërkimit të disqeve metalike të boshtit që del nga motori dhe disqeve të veshura me feroda dhe të fiksuara në trupin që lidhet me kutinë e shpejtësive. Afrimi ose largimi i këtyre disqeve bëhet në disa mënyra : mekanik, pneumatik, hidraulik ose elektrik.

- Rrotullimet e motorit - nm ,

- Rrotullimet e freksionit - nf

- Rrëshqitja në freksion : m f

m

n n

n

Fig. 6.12 Freksioni

Momenti:

2o sM P

3 3

2 2

2 sin

3j b

sj b

R R

R R

3 3

2 2

1

3j b

sj b

D D

D D

2 2

4

n

j b

P P

S D D

3 32; 0.2

3 4o n j bM D D

3 3 ; 0.730

bo j b

j

DM D D

D

5.5.2. Transmisioni hidraulik.

Për transmetimin e rrotullimeve të motorit deri në ingranazhet që venë në lëvizje çiftin e rrotave dhe për të ndryshuar momentin rrotullues e shpejtësinë përdoret me sukses transmisioni hidraulik, i përbërë nga një ose më shumë nyje transmetimi (lidhëse), të cilat kryejnë njëkohësisht edhe funksionin e freksionit.

Funksionimi i këtyre nyjave mbështetet në parimin e turbinave me vaj të veçantë makinash, me viskozitet të ulët, temperature të lartë flakërimi e temperaturë të ulët ngrirjeje dhe që nuk shkumon.

a) nyjë hidraulike transmetuese (thjeshtë turbine) e cila transmeton rrotullimet dhe jep të njëjtin moment që merr nga motori :

1- pompa (impeler)

2- turbina (repeler)

b) nyjë hidraulike transmetuese e transformuese (thjeshtë transformator), e cila, nëpërmjet transmetimit të rrotullimeve i transformon ato dhe momentin që merr nga motori, duke e rritur atë :

1) pompa (impeler);

2) turbina (repeler) që transmeton rrotullimet.

3) reaktor ose rrota drejtuese.

Pjesë te nyjave hidraulike që paraqiten në skicën 6.13 janë rrota (elika) me lopata, nëpërmjet të cilave vaji transmeton lëvizjen. Parimi i funksionimit bazohet në qarkullimin e vajit nga impeleri në repeler, që nëpërmjet lopatave transmeton rrotullimet nga i pari tek i dyti.

Fig. 6.13. Skicë e nyjave të transmisionit hidraulik.

Fig. 6.14. Transmisioni hidraulik 3 shkallësh

6.5.2.1. Transmisioni i mësipërm tri shkallësh përbëhet nga transformatori ( A ) , nyja e I-rë (B) dhe nyja e dytë (C). Boshti (1) nga motori, nëpërmjet ingranazheve 2 dhe 3 vë në lëvizje pompat (P) të tre nyjave (P, P1 , P 2 ) (nëpërmjet boshtit (4), ku ato janë fiksuar). Turbina e transformatorit (T) lidhet me turbinën (T1) të nyjës ( A ) dhe nëpërmjet ingranazheve (7), (8) e me radhë, ve në lëvizje rrotën e lokomotivës (11). Drejtimi para ose prapa realizohet me anën e ingranazheve (81, 82 dhe 83, 84). Për furnizimin e sistemit me vaj shërben pompa centrifugale (N) që vihet në lëvizje nga motori nëpërmjet ingranazheve. Vaji dërgohet në pompat e turbinave nëpërmjet shpërndarësve (17) dhe (18), që komandohen nga rregullatori (15), i cili merr rrotullimet nga boshti i transmisionit.

Në fillim ndizet motori që ve në lëvizje pompat (P, P1 P2) të transmisionit dhe pompën e vajit (N). Nëpërmjet rregullatorit në postin e drejtimit ngrihet lart pistonçini (16), vaji nëpërmjet tubit (20), (21) e (22), hyn nën pistonin e shpërndarësit (17) dhe nëpërmjet tubit (27) mbushet me vaj transformatori ( A ) . Për ftohje, vaji nga transformatori shkon në shpërndarësin (18). Nga rrotullimet e pompës ( P ) dhe mbushja me vaj e transformatorit ( A ) rrotullohet turbina (T), e cila vë në lëvizje lokomotivën. Me arritjen e shpejtësisë deri në regjimin e caktuar, rregullatori (15) tërheq pistonçinin që hap njëkohësisht kanalet për tubacionet (31) e (32). Nëpërmjet tubit (31), vaji futet mbi pistonin e shpërndarësit (17), duke e ulur atë poshtë dhe nëpërmjet tubit (32), nën pistonin e shpërndarësit (18), duke e ngritur atë lart. Në këtë moment, vaji nga pompa nëpërmjet tubit (26) futet në pjesën e mesit të shpërndarësit (17) e prej aty, nëpërmjet tubit (34), në pjesën e mesit të shpërndarësit (18). Prej këtu, nëpërmjet tubit (35) futet në nyjën (B) dhe ve në lëvizje turbinën (T1), duke rritur kështu shpejtësinë e lokomotivës. Kur arrihet shpejtësia e caktuar, rregullatori tërheq pistonçinën, mbyllen kanalet e tubove (32) dhe (21) dhe vaji kalon nëpërmjet tubit (31) mbi pistonin e shpërndarësit (17), duke e ulur atë poshtë. Vaji, nga pjesa e mesit të shpërndarësit (18), nëpërmjet tubit (39), futet në nyjën (C), në kohën që ndërpritet futja e vajit në nyjën (B) dhe ajo boshatiset nëpërmjet kanalit të caktuar. Nga ky moment rritet shpejtësia e lokomotivës nëpërmjet vënies në lëvizje të shkallës më të shpejtë të transmisionit. Ulja e shpejtësisë bëhet në mënyrë të anasjelltë.

Karakteristika e një transmisioni të tillë paraqitet në figurën e më poshtme:

Fig. 6.15. Karakteristika e lokomotivës diesel me transmision hidraulik (shembull)

6.5.2.2. Disa karakteristika.

FtM - forca tërheqëse në manovër.

FtI - forca tërheqëse në regjim treni

V – shpejtësia

nM - rrotullimet e motorit.

ηt - koeficienti i transmisionit.

Koeficienti i dobishëm, duke marre parasysh rrëshqitjen në nyjën hidraulike, arrin në 0.97 0.98, ndërsa në

transformator, 0.80 0,85. Koeficienti i dobishëm i fuqisë së transmisionit hidraulik është rreth 0.90, dhe duke marre parasysh fuqinë e përdorur për pompën etj.

Fuqia e transmetuar nga transmisioni hidraulik:

0.9 75t e

Q HN N N

Ku: - pesha specifike e lëngut (vajit) = 850 920 kG/m3.

Q - sasia e lëngut në një sekondë: m /sec

22 2 3 / sec4 j b rQ D D m

(Dj dhe Db) - diametri i jashtëm dhe diametri i brendshëm i turbinës.

H- presioni i shtytjes, që përafërsisht:

2

m 2 60

u D nH k u

g

Në pompë (impeler):

- Presioni i shtytjes : 21000

mi i ii

s

n NH

n

- Sasia e dhënies së vajit: 375

m /seci i

i

NQ

H

ku: Ni dhe ni - fuqia dhe numri i rrotullimeve në minutë të pompës (impelerit)

ηi. - 0,95 0,98 - koeficienti i dobishëm i pompës ;

- pesha specifike e lëngut;

ns - koeficienti, 200-300.

- Diametri i boshtit të impelerit:

314.4 ib

i

Nd cm

n

- Diametri i hyrjes në (pompë)

1 ; (1.3 1.8)2

o bokbok b

D DD d d

4o bok

m

QD d

C

- Shpejtësia e hyrjes:

2mC a g H

- Diametri i daljes nga impeleri

2

2

60pp

p

uD

n

- Numri i lopatave = 17 19.

• Në turbinë (repeler) :

- Diametri i hyrjes 1 2 (10 20)T pD D mm .

- Gjerësia e turbinës 1 2 3 T pb b mm .

- Numri i lopatave = 18 20.

• Në elikën drejtuese ose reaktor :

- Numri i lopatave 22 24.

- Në krahasim midis dy njësive:

1. 1 1 1, ,N D n

2. 2 2 2, ,N D n

3. Raporti është: \5

5 3

5 31 1 1

2 2 2

; N D n

N k D nN D n

Fig. 6.16. Karakteristika e nyjës së lidhjes hidraulike (muftës) (a) dhe e transformatorit (b)