Benzin motorları günümüzde en çok kullanılan motor tipi olup, %20′lik verimi aÅŸamasa da halen kullanılmaya devam edilmektedir. Artık elektrik motorlarına yönelinmesini savunsam da petrol bitmediÄŸi sürece içten yanmalı motorlar da tarih olmayacaktır. Tabi hidrojen kullanan otomobiller de aynı tip içten yanmalı motor kullanmakta fakat yapıları biraz daha farklıdır. 1876 yılında Alman mühendis Nikolaus Otto tarafından bulunan benzin motorları o dönemlerdeki %3-5′lik verimden bugün en iyi bir Ferrari motorunda %20′lere kadar çıkartılmıştır fakat yine de yakıtın oluÅŸturduÄŸu kuvvetin yaklaşık %10′u aktarma organalarına(arkadan itiÅŸli bir otomobil için), %5′i pistonların ataletine, %5′i sürtünmeye ve %60 kadarı da ısı olarak dışarı atılıp tamamen boÅŸa harcanmaktadır. Yani tekerleklere iletilebilen verimli güç ancak harcanan yakıtın oluÅŸturduÄŸu enerjinin %20’si kadar olabilmektedir. Benzin motorlarını yeterince kötüledikten sonra, biraz da çalışma sistemine bakacak olursak; en çok kullanılan motor tipi olarak enjeksiyonlu motorları görmekteyiz. Enjeksiyonlu motorlar karböratörlü motorlara nazaran daha homojen bir yakıt + hava karışımı gerçekleÅŸtirebildiÄŸinden tercih edilmektedir. Günümüz benzinli motorlarında tümüyle enjeksiyon sistemine geçilmiÅŸtir.Benzinli bir motorun çalışmasını en basit haliyle şöyle ifade edebiliriz; motorun emme kanalına dışarıdan alınan temiz hava, yine emme kanalının bitiminde bulunan enjeksiyon ucundan yakıtın püskürtülmesiyle silindir içerisine yakıt + hava karışımı olarak alınır. Silindirde yanmanın gerçekleÅŸtiÄŸi ve yanma odası olarak adlandırılan pistonun silindirin en üst kısmındaki alanında homojene yakın bir hava + yakıt karışımı sıkıştırılarak buji ile ateÅŸlenir. AteÅŸlemenin etkisiyle hızla geniÅŸleyen silindir hacmi ve buna baÄŸlı olarak pistonun aÅŸağıya itilmesi, pistona baÄŸlı olan krank-biyel mekanizmasını harekete geçirir. Biyel, piston kolu demektir. Krank ise, aracın hareketi için gerekli momentumu saÄŸlayan bir mildir. Pistona baÄŸlı biyel mekanizması, pistondan aldığı doÄŸrusal hareketi krank mili üzerine dairesel harekete çevirerek iletir. Krank mili de ÅŸanzımana baÄŸlı olup, tekerleklere giden gücün ayarlanması saÄŸlanır.
Yanda görülmekte olan dört zamanlı bir motorun çalışma safhalarıdır. Bunlar;
1. Emme: Temiz hava + benzin karışımı üstte sol taraftaki emme kanalındaki sübapın açılmasıyla ve pistonun aşağıya doğru hareketinden oluşan vakum etkisiyle silindir içerisine alınıyor.
2. Sıkıştırma: Silindir içerisine alınan hava + yakıt karışımı pistonun yukarı hareketiyle sıkıştırılarak hen sıcaklığı hem de basıncı yükseltilip çok ufak bir hacme hapsediliyor. Bu esnada her iki sübap ta tam kapalı konumda olup, yalıtım sağlanmaktadır.
3. Yanma: Sıkıştırılan benzin + hava karışımı sübapların tam ortasında yer alan buji(kıvılcım üreten eleman) ile ateşlenerek yanma gerçekleşir. Aracın hareketini sağlayan güç bu anda üretilir.
4. Egsoz: Yanma sonrasında piston yukarı geri gelirken, yanmış artık gazlar üst sağ tarafta yer alan egsoz sübabının açılmasıyla dışarıya atılır. Ardından pistonun aşağıya tekrar gelmesi esnasında 1. çevrim yani emme safhası tekrar başlar.
Motorun sarsıntı yapmaması için dikkat edilen en önemli faktör silindir sayısıdır. Örneğin V-tipi bir motorda 5 silindir uygulamaya kalkarsanız, bir tarafta iki diğer tarafta üç silindir bulunmak zorunda olacağından inanılmaz bir titreşim oluşur ve motor çalışamaz.
Genel olarak kullanılan silindir düzenlemeleri şöyledir:
Sıra tipi silindirleri olan bu motorlar genellikle önden çekişli ekonomi sınıfı araçlarda kullanılır. Dört silindirli olan bu motor tipinin kullanımı çok yaygındır. Fazla yer kaplamaz, buna karşılık istenilen gücü fazlasıyla karşılayabilir.
V tipi olarak bilinen bu motorlar ise birbirine genellikle 90 derece ile konumlandırılmış simetrik ve aynı sayıdaki silindirlerden oluşur. Örneğin yukarıda bir V6 motorunu görmektesiniz. karşılıklı üçer silindir bulunan bu motor yüksek güç üretmesi için tasarlanmış spor veya yarış otomobillerinde yaygın olarak kullanılır. V8, V12 ve V16 şeklinde daha güçlü versiyonları da vardır. Bu motorlar sıra tipli motorlardan çok daha sarsıntısız ve pürüzsüz çalışırlar. Çünkü pistonların hareketiyle oluşan merkezkaç ve atalet kuvvetleri karşılıklı olarak birbirlerini sönümler. Çekişin yani torkun güçlü ve sürekli olduğu bu tip motorlar yakıt ekonomisi yönünden sınıfta kalırlar. Bu nedenle günümüzde kullanım alanı azdır.
Silindirlerin yatay olarak konumlandırıldığı bu tip motorların kullanım alanı azdır. Sadece birkaç marjinal otomobil firması tarafından(örneğin Subaru) kullanılır. Bu motorların şu avantajı vardır; dikey duran silindirler içerisinde piston hareket ederken pistonun kendi ağırlığından kaynaklanan büyük bir atalet kuvveti oluşur. Pistonlar yatay olduğunda yerçekimi etkisi altında oluşan piston ağırlıkları motora değil silindir yüzeylerine biner. Bu da oluşan ataleti azalttığı gibi pistonun ağırlığı neredeyse yokmuş gibi çalışarak daha yüksek devirle ve rahat hareket ettirilmesi sağlanır.
Aşağıdaki animasyonda 4 silindirli bir motorun bütün parçalarıyla sıfırdan toplanmasını izleyebilirsiniz:
Get the Flash Player to see this player.
Bu animasyonda da, motorun çalışmasını ve ateşleme sisteminin işleyişini detaylı biçimde izleyebilirsiniz:
Get the Flash Player to see this player.
10 Yorum Yazılmış
muradu 3 Mayis 2008 Saat 16:35hocam naptın ya, %20 verim çok az oldu. motor dersinde bize günümüz motorları en az %30-35 civarı dediler. Zaten vw’nin TSI, FSI motorları da bunu göstermiyor mu? 1.4 lt 170bg.
MaTaDoR 3 Mayis 2008 Saat 17:54BahsettiÄŸin 1.4lt 170bg olan motorda dışarıdan basınçla daha fazla havanın emilip yanma odasında sıkıştırılması saÄŸlanıyor. Bazı küçük hacimli fakat güçlü motorlarda ise, yakıtın içerisine her noktada yanmayı saÄŸlayacak partiküller ekleniyor. Bu sayede daha ÅŸiddetli yanma saÄŸlanıp, güç arttırılıyor. Fakat bu durumda o bir atmosferik motor olmuyor. Bir nevi turbojarj gibi bir sistemle çalışıyorlar. Benim bahsettiÄŸim %20′lik verime sahip olan tipik atmosferik bir benzin motorudur. Piyasadaki alt ve orta segmentteki binek otomobillerin çoÄŸu da bu ÅŸekildedir. 1.4 litre motorda 85hp, 1.6 litrede ise 110hp üretebilirler. Atmosferik bir benzin motoruyla asla %35 gibi verimliliklere ulaÅŸamazsınız.
ali ihsan kabakçı 13 Mayis 2008 Saat 23:01motorun maksimum gücü ile motorun verimi arasında kurdunuz şaşırdım
yani 1.4 lt 170ps motor 1.6 115 ps motordan daha azmı verimli oluyor ??
MaTaDoR 13 Mayis 2008 Saat 23:16@ali ihsan kabakçı;
“Tekerleklere İletilen Güç / Harcanan Yakıtın Yanma Enerjisi x 100 = Motorun Verimi” oluyor. Buradan motorun gücü ile verimi arasındaki baÄŸlantıyı kurabilirsiniz. 1.4 litre 170 beygirlik motorun verimi elbette daha fazladır fakat bunu yaparken motora havanın giriÅŸi için ekstra tahrik yapılmıştır, o nedenle verimi buna baÄŸlıdır demek istemiÅŸtim.
muradu 13 Mayis 2008 Saat 23:56@ali ihsan: Asıl ben, sizin, bu bağlantıyı nasıl kuramadığınızı anlamadım
Matador kardeşim güzelce açıklamış.
Bi tarafta 1.4′lük motordan üretilen 140bg var diÄŸer taraftan 1.4′lük motordan üretilen atıyorum 75bg. DiÄŸer motor daha verimli ki, ürettiÄŸi güç daha fazla… Yaktığı yakıtta fazla diyeceksiniz, o zaman bunun için defter kalem gerekir ki oturup hesaplamanız lazım. Hesaplarken de göreceksiniz ki, 1.motor daha verimli.
muradu 14 Mayis 2008 Saat 0:00ayrıca şimdi aklıma geldi, formula 1 araçları da atmosferik emişli. Ama onların güçleri 900-1000 bg buluyor bazı zaman (o anki hava koşullarına göre). Motor hacmide 6 lt idi yanlış hatırlamıyorsam. Bu durumda verim yine artmış olmuyor mu?
MaTaDoR 14 Mayis 2008 Saat 4:02@muradu;
Formula 1 araçları V10 motor kullanırken yani 2006 sezonunda dediÄŸiniz gibi 1000HP’ye varan güçler üretebiliyordu. Fakat 2007′den itibaren FIA V8 motor kullanma zorunluluÄŸu getirdi ve araçların motor hacimleri yine 3000cc’yi geçmiyor. Haklısın F1′deki motorlarda atmosferik fakat o kadar yüksek devirlere çıkılabilmesinin nedeni ultra hafif pistonlar kullanılması. Zaten bu devirlerde inanılmaz genleÅŸen alüminyum alaşım pistonlar, sadece 2 yarış çıkartabilecek ÅŸekilde tasarlanıyor. Ama günlük hayatta kullanılan otomobil motorlarında böyle pistonlar kullanılamaz. Bu motorlar uzun ömürlü yani asgari 1.000.000km yapabilecek ÅŸekilde tasarlanır.
ali ihsan kabakçı 14 Mayis 2008 Saat 11:57gerçekten 2 yorumla benim 2 dönem okuduğum termodinamik dersini nekadar gereksiz olduğunu gördüm :)) çok net bir şekilde beygirgücü ile verim arasında hiç bir bağlantı yoktur.yazdığınız gibi en basit ifade ile alınan enerji/verilen enerji*100 bu doğru fakat bu formülde ne beygirgücü var ne motor hacmi var. otto çevriminin verimi sadece sıkıştırma oranının fonksiyonudur yani sadece sıkıştırma oranına bağlıdır ve motor hacmi beygirgücü gibi büyüklüklerden tamamen bağımsızdır.siz bir motorun maksimum güç üretirken yanmada silindire nekadar yakıt gönderdiğini nerden biliyorsunuz da bu motor daha verimli diyebiliyorsunuz anlamak çok güç.
aldığın/verdiğin oranını arttırmak istiyorsunuz sizin amacınız verimi arttırmak aldığınız güç artarken verdiğiniz enerji sabit kalmıyorki o da artıyor.
170hp lik motor 140hp motordan daha verimli diye birşey kesinlikle sözkonusu değildir.öyle olsa kimse 170hp lik motorlardan çekinmezdi fakat herkesinde adı gibi bildiği bi durum 1.4lt 170hp lik motorlu araçlar bir elin parmağını geçmez.
aşırı besleme konusuna gelince de bu verimi arttırmaz sadece motorun düşük devirlerde de yeterli gücü sağlamasına yardımcı olur.peki neye yarar ? normal kullanım devirlerinde yani 2700 3000 d/d civarında atmosferik motorların 4000 d/d de elde ettiği gücü elde etmesine yardımcı oluyor bu sayede düşük devirlerde daha düzgün bir yanma elde edilir.motordan aşırı beslemeyi sökün aynı şartlarda aynı devirde çalıştırın aynı verimi yine elde edersiniz fakat daha düşük bir güç elde edersiniz.
anlattıklarıma inanmadığınız takdirde dünyanın en ünlü mühendislik okulu olan
massachusetts institue of technology nin internet sitesinden ilgili ders notunun linkini kooydum efficiency of otto cycle dan bulabilirsiniz
http://web.mit.edu/16.unified/www/SPRING/propulsion/notes/node25.html
Motor mühendisi adayı 26 Mayis 2008 Saat 0:20Arkadasım şunu belirtmek isterim ki,turbobeslemeli motorlar herzaman daha verimli olmak zorunda değil.Motor turbobeslemeli yapacaksan vuruntuyu engellemek için ya sıkıştırma oranını düşüreceksin yada daha fazla yakıt püskürteceksin.Bu yüzden turbo arabalar daha fazla yakar.(tamamen alev hızını yüksek tutmakla ilgili) .sıkıştırma oranını azaltırsan termik (teorik verim) azalır.Ama matadorun dediği gibi içeriye daha fazla miktarda hava alırsın ki bu da volumetrik verimi arttırır.Motor verimi o kadar çok değişkene bağlıdır ki konuşarak artar yada azalır demek doğru değil.Şu da var Motorun verimi krank milinden aldığın gücün Efektif gücün, verilen yakıtın sağladığı enerjiye oranıdır.1.6 lt 115 Bg motor ile Golf TSI (1.4 lt 170 Bg) nin verimini karşılaştırmak için püskürtülen yakıt miktarını bilmek gerekir.Arkdaşım onu bunu boşverin bir motorda ben Pme ye bakarım.Çünkü bu değer birim hacimde motoru ne kadar etkin kullandığını söyler.
MaTaDoR 26 Mayis 2008 Saat 1:23Burada verim konusunda kafalar karışmış sanırım. 1.4 Lt 170HP üreten motor elbette daha verimlidir. Çünkü krank milinden bir miktar güç çekilerek yanma odasına verilen ekstra hava, çok daha verimli bir yanma yani yakıtın daha fazla enerji üretmesini sağlar. Tabi bu yanma odasından çıkan artık gaz miktarını yani egsoz emisyonunu düşürdüğü gibi katalitik konverterin de daha rahat iş görmesini dolayısıyla aracın daha rahat nefes almasını sağlar. Tabiki vuruntu olmaması için sıkıştırma oranı bir miktar düşürülmeli veya sürekli çok yüksek oktan benzin kullanmak gereklidir. Fakat ne olursa olsun turbo şarj devreye girdiğinde alınan ekstra güç hem yanan yakıt fazlasını hem de sıkıştırma oranının düşüklüğünden kaynaklanan güç kaybını fazlasıyla telafi eder.
Size bunu güncel bir örnek ile açıklayayım;
http://www.porsche.com/usa/models/cayenne/cayenne-s/featuresandspecs/?gtabindex=1 bu linkte 2008 model Porsche Cayenne S marka jipin teknik özelliklerini görmektesiniz. Turbosuz 4.8 lt hacmindeki motoru 12.5:1 sıkıştırma oranı ile 385HP güç üretmekte ki V8 bir motor için oldukça güzel bir deÄŸer.http://www.porsche.com/usa/models/cayenne/cayenne-turbo/featuresandspecs/?gtabindex=1 bu linkte ise, Porsche Cayenne Turbo’nun teknik özelliklerini görmektesiniz. Cayenne S’tekinin sadece Turbo eklenmiÅŸ hali olan bu motor bu sefer 10.5:1 sıkıştırma oranı ile 500HP güç üretebiliyor. Yani turbo kullanılarak motorun gücü %30 arttırılırken yine aynı sayfalarda “environment” sekmesine tıkladığınızda ÅŸehir için ve uzun yol kullanımlarında iki motorun da aynı miktarda benzin harcadığını göreceksiniz. Hatta turbo’lu motorun yakıt tüketiminin ÅŸehir içinde düşük devirlerde zengin hava karışımı yapması sayesinde daha bile az tükettiÄŸini görüyorsunuz. İşte olaya sadece bu yönden yani verilen yakıt sonucunda alınan güç olarak baktığınızda hangisinin daha verimli olduÄŸunu apaçık göreceksiniz.
Yani herÅŸeyi aynı olan iki motordan turbolu olan daha düşük sıkıştıma oranına sahip olmasına raÄŸmen aynı miktar yakıt ile %30 daha fazla güç üretilmesine imkan tanıyor. Dolayısıyla krank milinden turbo ÅŸarj için çekilen güç + sıkıştırma oranının düşüklüğü olsa bile aynı miktar yakıt püskürtmesiyle %60-70 seviyesinde daha güçlü yanma saÄŸlandığından sonuçta turbosuz motora göre %30 fazla güç elde edilebiliyor. Ayrıca bu yanma kuvveti tabiki torku doÄŸrudan etkilediÄŸinden torktaki artış %40 oluyor. Bu da çok daha esnek ve ara hızlanmaları kuvvetli bir motor olduÄŸunu gösteriyor. Her yönden çok daha verimli bir motor demek oluyor ki, turbo verimi arttırır. 1.4lt’lik 170HP üreten motorda yapılan da tam olarak bu.





Son Yorumlar