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. ÖrneÄŸin V-tipi bir motorda 5 silindir uygulamaya kalkarsanız, bir tarafta iki diÄŸer tarafta üç silindir bulunmak zorunda olacağından inanılmaz bir titreÅŸim oluÅŸur ve motor çalışamaz. Yazının Devamı…

Etiketler: ateşleme, biyel, buji, egsoz, emme, kam mili, Krank, krank mili, motor, Nasıl Çalışır?, Otomobil, piston, silindir, sıkıştırma, yanma, yanma odası

Otomobillerde egsozun görevi sesi absorbe edip, ses kirliliğinin önüne geçilmesidir. Temel prensip egsoz borusundan susturucuya gelen sesin, birbirleri üzerine yansıyarak kendilerini sönümlemesidir. Bu sönümleme tam verimle gerçekleşemez, dolayısıyla ses azaltılarak dışarı atılmış olur. Egsozu olmayan bir aracın sesi insan kulağını son derece zorlayacak bir şiddettedir. Eğer araçlar böyle çalışsaydı, sokaklarda insanlar birbirlerini duyamaz hale gelirdi.

Ses dalgaları motordaki egsoz valfları açıldığı anda dışarıya yüksek basınçla çıkmak isterler. Dışarıya atılan yanmış gaz artıklarının arasında ses dalgaları ilerler ve dışarıda insan kulağına çarpıp kulak zarını titreştirirler. Biz de bunu ses olarak algılarız. Bu noktada insan kulağı iki şeye dikkat eder; bunlar ses dalgası frekansı ve havanın basınç seviyesidir. Yüksek frekans motorun yüksek devirde çalışmasıyla yani ses dalgası sıklığının arttığı anlarda ortaya çıkar. Yüksek hava basınç seviyesi de ses dalgalarının havanın geniş bir alanına yayılıp ta kulağa gelmesine işaret eder. Yani yüksek ses anlamına gelir.

Ä°nsan kulağına zarar veren frekans ve basınçtaki bu ses dalgalarını engellemek veya seviyesini düşürmek için egsoz sistemi geliÅŸtirilmiÅŸtir. Ses dalgaları birbiri üzerine binip artarak ilerleyebilir veya karşı karşıya gelip birbirlerini sönümleyebilirler. Bu iki özellik de modern teknoloji alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Egsozdaki sistem de birbirini sönümleyen ses dalgalarının hareketidir. Yazının Devamı…

Etiketler: absorbe, artık gaz, egsoz, egzoz, eksoz, ekzoz, manifold, Nasıl Çalışır?, Otomobil, susturucu, valf, yankılayıcı, yanma, yanma odası

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…

Etiketler: motor, Nasıl Çalışır?, Otomobil, patlama, yanma, yanma odası