Asenkron motorlar, endüstride en fazla kullanılan elektrik makineleridir. Çalışma ilkesi bakımından asenkron motorlara endüksiyon motorları da denir. Asenkron motorların çalışmaları sırasında elektrik arkı meydana gelmez. Ayrıca diğer elektrik makinelerine göre daha ucuzlardır ve bakıma daha az ihtiyaç gösterirler. Bu özellikler, asenkron motorların endüstride en çok kullanılan motorlar olmalarına sebep olmuştur. Asenkron makineler endüstride genellikle motor olarak çalıştırılırlar, fakat belirli koşulların sağlanması durumunda generatör olarak da çalıştırılabilirler. Asenkron makineleri senkron makinelerden ayran en büyük özellik, dönme hızının sabit olmayışıdır. Bu hız motor olarak çalışmada senkron hızdan küçüktür. Makinenin asenkron olusu bu özelliğinden ileri gelmektedir.

Asenkron motorlar genel olarak stator ve rotor olmak üzere iki kısımdan yapılmışlardır. Stator, asenkron motorun duran kısmıdır. Rotor ise donen kısmıdır. Asenkron motorun rotoru, kısa devreli rotor (sincap kafesli rotor) ve sargılı rotor (bilezikli rotor) olmak üzere iki çeşittir. Asenkron motor, rotorun yapım biçimine göre bilezikli ve kafesli asenkron motor olarak tanımlanır.

Yazının Devamı…

Aşağıdaki animasyonda 4 silindirli Deutz marka bir balıkçı teknesi motorunun nasıl toplandığını göreceksiniz. Gerçekten emek verilerek yapılmış, çok güzel bir örnek.

Get the Flash Player to see this player.

Gün geçtikçe elektrikli araçların sayısı artıyor. Bunlardan birisi de Fisker Karma…

Araç bünyesinde büyük bir V8 motor barındırıyor. Yolda giderken 80 km/h hıza kadar sadece elektrik motoru görev yapıyor ve tahmin edeceğiniz üzere, ultra sessiz bir sürüş imkanı sağlıyor. Araç safkan bir spor otomobil, aslında bu yönüyle de bir ilk sayılır. Çünkü bugüne kadar üretilen ilk ve tek elektrikli hibrit motor kullanan spor otomobil ünvanını elinde tutuyor.

Bu otomobilin diÄŸer hibrit araçlardan da bir farkı var. Araç 80km/h hıza ulaÅŸana kadar sadece elektrik motoru görev yaptığından çok sessiz çalışıyor. Bu sürücü için iyi fakat sokaktaki insanlar için tehdit edici bir unsur. Sokaktaki insanların araç sesi duymadıklarından aniden yola çıkabileceklerini düşünürsek, kaza ihtimalinin büyük ölçüde artacağı su götürmez bir gerçek. Fisker firması bu sorunu çözmek için aracın dışına ufak hoparlörler yerleÅŸtirmiÅŸ ve 80km/h hıza kadar bu hoparlörlerden dışarıya motor sesi veriliyor. Gerçekten insana ilk baÅŸta garip gelen birÅŸey fakat aksi durumu düşündüğümüzde, ciddi sorunlarla karşılaşılabilmesi de olası. Firma bir bakıma insan hayatına verdiÄŸi deÄŸeri gözler önüne sermiÅŸ ve bunun diÄŸer hibrit araçlara da örnek olmasını umuyoruz. 0-100km/h hızlanmasını 5.8sn gibi çok kısa bir sürede gerçekleÅŸtiren ve 200km/h maksimum sürati olan aracın Kuzey Amerika’da 2009 son çeyreÄŸinde 80.000$’lık fiyat etiketiyle piyasaya çıkması bekleniyor.

Wankel motoru 1954 yılında Alman mühendisi Felix Wankel tarafından geliÅŸtirilmiÅŸ bir motordur. Motor 1957 yılında ilk defa Almanya Neckarsulm’daki NSU firması standına getirildi. Ä°lk kez 1963 yılında NSU Spider marka araca mote edildi. 1967 yılında NSU Ro 80 çift diskli wankel motorunu kabul etti. NSU Ro 80 2×497,5 cm3 ‘lük bir motor hacmine sahipti. 5500 d/d’da 136 HP güç üretiyordu. Motorun ağırlığı 103 kg’dı. Sıkıştırma oranı 9/1’di. NSU’dan baÅŸka o yıllarda Japon Toyo Kogyo Firması da wankel motoruyla güç üreten otomobil üretmiÅŸtir. 1972 yılında Amerikan GM firması 5 sene içerisinde Wankel motorunu geliÅŸtirmek için 50 milyon dolar harcayarak 185HP gücünde bir Wankel motorunu geliÅŸtirerek otomobillerinde kullanmaya baÅŸlamıştır. Yine Amerikan Ford firması Wankel motorunun kendi araçlarında kullanılması için çeÅŸitli anlaÅŸmalar yapmıştır. Bunların dışında Hollanda’da Datsun , Ä°ngiltere’de Rolls-Royce ve Ä°talya’da Alfa romeo firmaları Wankel motoruyla ilgilenmiÅŸlerdir.Günümüzde ise Mazda firması RX7 ve RX8 modelinde bu motoru kullanmaktadır.

Wankel motorunun çalışması
Wankel motorunun iç yapısı sanılanın aksine normal bir motordan çok daha basittir. Oval bir gövde içerisinde merkezden kaçık olarak dönen bir rotor (döner piston) (tasarımına göre 2-3-4 rotor da olabilir) ve ekzantrik milidir ( ekzantirk mili 4 zamanlı motorlarda bulunan krank milinin iÅŸini yapmaktadır ). 4 silindirli , 16 subaplı , 2 ekzantirikli modern bir motora göre karmaşık hareketli parçalardan yoksundur. Rotor bir iç v bir dış diÅŸli yardımı ile motorun ana miline baÄŸlıdır. Motor çalıştığı sürece emme , sıkıştırma , iÅŸ ve egzoz zamanları rotorun çevresinde oluÅŸur. Motorun en büyük zorluÄŸu da buradan kaynaklanır. Rotorun etrafının çok çabuk aşınmasından dolayı sıklıkla deÄŸiÅŸtirilmesi gerekmektedir. Genellikle polimerik malzemeden yapılan rotor kenarları aşınması zor bir madde tarafından henüz üretilememiÅŸtir. Yazının Devamı…

İçten Yanmalı Motorlarda Hidrojen Kullanımı
Hidrojen içten yanmalı motorlar için çok iyi bir yakıttır.Hidrojen güçlü içten yanmalı motorlar benzinli motorlara göre %20 daha verimlidir.

İçten yanmalı motorlarda ideal termal verim oranı:

Burada;
r = sıkıştırma oranı
k = Spesifik ısılar oranı (Cp/Cv)
Bu denklem termal verimin spesifik ısılar oranı ya da sıkıştırma oranını arttırmakla arttırılabileceğini gösterir.Hidrojen motorlarında, hidrojenin düşük kendinden ateşleme sıcaklığı ve fakir karışımlarda yanma yeteneği dolayısıyla bu oranlar benzin motorlarına göre daha yüksektir.

Hidrojen Motoru Emisyon Oranı

Benzin Motoru Emisyon Oranları

Hidrojen yakıtının içten yanmalı motorlarda yani otobüs,kamyon,traktör,ile tarım makineleri gibi tüm taşıtlarda kullanılabilmesi,sınırlı rezerve sahip petrol ürünlerinin yerini alması ve çevreye dost bir enerji olması,son yıllarda araç üreten ÅŸirketlerin büyük ilgisini çekmiÅŸtir.Benzin veya mazot yerine motorlarda hidrojen gazı kullanılması motorların yakma sisteminde bir takım deÄŸiÅŸiklikler gerektirmektedir.Hidrojen yakıtlı motor tasarımlarında bugüne kadar kullanılan 3 temel yöntem aÅŸağıda verilmiÅŸtir. Yazının Devamı…

Motorlarda Yanma Odaları

Görevi
Piston Ü.Ö.N. de iken üst tarafında kalan boşluğa yanma odası denir. Yanma olayı yanma odasında gerçekleşir. Yanma olayının sonucunda yakıttaki kimyasal enerji önce ısı enerjisine dönüştürülür. Ortaya çıkan ısı enerjisi piston biyel mekanizmasıyla da mekanik enerjiye çevrilir. Motorlarda genellikle yanma odası silindir kapaklarında bulunur. Bazı motorlarda ise yanma odasının bir kısmı piston üzerinde mevcuttur. Motorlarda iyi bir karışımın oluşmasında ve iyi bir yanmanın gerçekleşebilmesinde yanma odaları büyük bir rol oynar. Yanma odaları pürüzsüz ve küçük yüzeyli bir hacme sahip olması gerekir. Yanma odasının şekli genellikle supapların konumuna göre belirlenmektedir.

Temel Yanma
Bir mumdaki alev, motorlardaki yanmanın basit halidir ve temel yanma ile bağıntılıdır. Fakat motorlarda bu daha farklıdır çünkü gaz deÄŸiÅŸim iÅŸlemleri atmosfer basıncının üzerinde gerçekleÅŸir. Motor içinde gerçekleÅŸen yanma biraz karmaşıktır ama temel prensipler geçerlidir. Benzin, hidrokarbon temelli bir yakıttır ve yanma için çok küçük parçalara ayrılması yani bilinen ismiyle atomize edilmesi gerekir. Bu aslında atomlarına ayrışmak demek deÄŸildir fakat bu ÅŸekilde adlandırılmaktadır. Benzin sıvı haldeyken kendi kendine yanamaz. Benzin atomize edildiÄŸinde laminer bir yanma oluÅŸturur ve bu yanma yaklaşık olarak 0.5 m/sn ‘lik bir hıza sahiptir. Bir karşılaÅŸtırma yapmak gerekirse, asetilen-hava karışımı 1.58 m/sn ‘lik bir yanma hızına sahiptir. Bu yavaÅŸ yanma hızı, benzin yakıt olarak kullanıldığında içten yanmalı motorlarda ilginç bir soruna yol açar.

Metrik ölçülerin kabul edilip kullanılmaya baÅŸlandığı zamanda, silindir için 100 mm çap ve yanma için ideal bir bölge verilmiÅŸti. Benzin bu mesafeyi 100 milisaniyede katediyordu. Problem ÅŸu ki, motor 3000 devirdeyken yanmanın gerçekleÅŸebilmesi için sadece 10 milisaniyelik bir zaman dilimi kalıyordu. Bu durumda çalışmayı sürdürebilmek için farklı bir kuvvete ihtiyaç olduÄŸu çok açıktı. Çünkü benzin motorları büyük ölçüde 3000 dev/dk ‘dan daha yüksek hızlarda çalışıyordu. Bu noktada anahtar cümle: yanma hızının arttırılmasıydı.

Zamanla tespit edildi ki, yanma motor içerisinde piston çapı boyunca 10 ila 25 m/sn arası hızlarla hareket ediyordu. Bu hız daha önce tespit edilmiş hızdan çok daha yüksek ve bu da benzinin neden motor yakıtı olarak kullanıldığının en açık cevabıdır. Yanma hızını arttırmak için, mutlaka türbülanslı bir yanma gerçekleştirmek gerekir. Bu türbülansı sağlayabilmek için, başarılı bir yanma odası tasarımına ve sıkıştırma çevrimine ihtiyaç vardır. Yanma sürecinde, türbülanslı hareketin etkisiyle alev yanma olmayan boş bölgeye doğru hızla ilerler. Difüzyon hareketinin büyük ölçüde sıkıştırma ile alakası vardır ve bu dizel motorlarında buji ile ateşleme işlemi olmadığından daha iyi gerçekleşir. İdeal olarak, yakıt çok güzel bir enjektör sistemiyle püskürtülmeli, türbülanslı hava hareketiyle yakıt damlacığındaki buharlaşmış yakıt ve yanma ürünlerini süpürmeli, bu şekilde yanma hızını arttırmalıdır.

Gerçek yanma iÅŸlemi ön alevle baÅŸlar ve pistonla beraber geniÅŸler, bu çevrim pratikte çok karmaşıktır. Bu noktada kimyanın bütün inceliklerini kavramaya gerek yoktur fakat termodinamik kanunlarını, enerjiyi ve enerji dönüşümlerini iyi bilmeye ihtiyaç vardır. Birinci kanun, “enerji tamamen yok edilemez sadece hal deÄŸiÅŸtirebilir” der. Bu motorda basitçe görülür, enerji önce ısıya sonra harekete ve daha sonra tekrar ısıya dönüşür. Ä°kinci kanun çok daha karmaşıktır fakat özetle ÅŸunu biliyoruz ki, enerji sabit bir yönergeyi izler ve asla sapmaz. ÖrneÄŸin, ısı mevcut enerjisi ile dışardan bir kuvvet etkimeden sadece sıcaktan soÄŸuÄŸa doÄŸru hareket eder. Termodinamik kanunları ısı transferinin doÄŸrudan piston kalıbı-kursu ile soÄŸutma sistemi arasında olduÄŸunu ve ısıl verimin bu kalıp içerisindeki sıkıştırma oranıyla deÄŸiÅŸtiÄŸini kabul eder.

Genel ve bilinen motor kıyaslamalarına göre fazla hava pompalanmasının daha büyük bir güç çıkışı saÄŸladığı tespit edilmiÅŸtir. Bu inkar edilemez bir gerçektir fakat hava kendi başına bunu baÅŸaramaz ve mutlaka verimli bir yanma olayının gerçekleÅŸmesi gerekir. Bu sebeple motordaki yanma odasının etkilerini incelememiz gerekir. Yazının Devamı…

Kullanılan Malzemeler
Genellikle gri dökme demirden, yumuşak dökme çelikten, alüminyum alaşımından veya bazı dizel motorlarında olduğu gibi, krom-nikel katkılı çeliklerden ve hadde demirinden yapılır. Gri dökme demirden yapılan pistonlar aşınmaya dayanıklı olmakla beraber, gri dökme demire az miktarda çelik katıldığı zaman, dökme yumuşak çelik elde edilir ki, dayanıklılığı, aşınmaya karşı direnci ve nisbeten hafifliği nedeniyle, piston yapımında tercih edilmektedir. Dökme demir ve çelik döküm pistonları daha çok traktör ve yol makinalarında kullanılan ağır hizmet tipi motorlarda tercih edilmektedir. Çünkü bu motorlarda ani devir değiştirmeler ve birdenbire yüksek devirlere geçiş olmadığı için, bu tip motorlarda pistonun ağır olması önemli bir sakınca teşkil etmemektedir. Bununla beraber alüminyum alaşımı pistonların ısı iletme yeteneği fazla olduğu için, ısıyı bünyelerinde tutmadan geçirirler ve bu nedenle daha düşük sıcaklıklarda çalışırlar. Alüminyum alaşımından yapılan pistonların genleşme katsayısı fazla olduğu için, bu tip pistonlarda silindirle piston arasında dökme demir pistonlara nazaran daha fazla boşluk verilir. Ancak alüminyum alaşım pistonlara bazı özel şekiller verilerek motor soğukken piston vuruntusu yapmadan, motor rejim sıcaklığında çalışırken piston sıkışması yapmadan çalışması sağlanmıştır. Alüminyum alaşımından yapılan pistonlar, bazı firmalarca termik işlemlere tabi tutulduktan sonra, elektrolitik(anodik) işlemler uygulanır. Bu işlemler sonucunda piston yüzeyinde 0.0005mm kalınlığında ince mesamatlı alüminyum oksit tabakası meydana gelir. Bu tabaka pistonun aşınmaya karşı direncini arttırdığı gibi, piston yüzeyinin daha iyi yağlanmasını sağlar. Diğer bazı firmalar ise, piston yüzeyini elektroliz usulü ile kalay veya benzeri yumuşak maddelerle kaplar, bu madenler piston yüzeyinde yağlayıcı bir madde gibi görev yaparak özellikle pistonun ilk alışma devresinin kısalmasını sağlar.

Pistonun Yapısı

Yazının Devamı…