İçten yanmalı motorlar 100 seneden fazladır popüler olarak kullanılan, düşük verimi, çevre kirliliğe neden olması, ağır ve hantal olması gibi birçok eksi yönüne rağmen vazgeçilemeyen sistemler olmuştur. Günümüzde son derece komplike şekilde ve ince ayarlara dayalı biçimde çalışan bu motorlar, genel olarak Otto Motoru yani benzin motoru olarak bilinir. İçten yanmalı motorların en önemli örneği olan bu tip motorlar, yanma odası içerisine emme kanalından alınan hava-yakıt karışımının buji ile ateşlenmesi sonucunda pistonu aşağı ittirmesi prensibine dayalı olarak çalışır. Ateşleme gelişigüzel bir şekilde yapılmaz, distribütör tarafından ayarlanmış bir düzeni vardır ve bujiler bu sıraya göre ateşleme yaparlar. En çok kullanılan motor tipi dört zamanlı olandır. Aşağıda dört zamanlı bir motorun çalışma çevrimini açıklayacağım.
Emme Zamanı
Piston en üst seviyede bulunur ve o esnada emme sübabı açılır. İçerideki basınç bu anda turbosuz atmosferik bir motorda dış basınca eşitti ve ilk etapta temiz hava girişi olmaz. Piston aşağıya doğru hareket ettikçe silindir içerisinde hava için ayrılan alan genişler ve basıncın düşmesiyle yüksek basınçlı atmosferik ortamdan silindir içerisine temiz hava akışı olur. Piston en alt noktaya gelene kadar bu vakum oluşumu ve hava girişi devam eder. En alt noktada emme subabı hemen kapanmaz ve bir miktar daha hava alınabilmesi için piston yukarı bir miktar çıkarken de açık kalır. Bunun amacı silindir içerisine mümkün olduğunca fazla miktarda hava alınmasıdır. Çünkü ne kadar fazla temiz hava alınır ve sıkıştırılırsa, patlama da o kadar kuvvetli gerçekleşir.
Sıkıştırma Zamanı
Emme sübabı kapatılıp piston yukarıya doğru hareket ederken hiçbir sübap açık olmaz ve sıkıştırma başlar. Piston en üst noktaya geldiğinde hem sıkıştırmayla oluşan ısı sonucunda hava 500C’ye varan sıcaklığa ulaşır hem de silindir hacmi minimum hale yani ateşeleme için en uygun konuma gelir. Burada sıkıştırma oranı olarak bilinen oran önemlidir. Sıkıştırma oranı küçüldükçe sıkıştırma ve oluşan basınç daha da artar. Isınan ve basıncı artan hava ve emme kanalından yanma odasına püskürtülen yakıt partikülleri hava + yakıt karışımı oluşturmuş olur. Eğer buradaki yakıtın miktarı iyi ayarlanmamışsa, zengin veya fakir karışım olur. Zengin karışımda yanmamış yakıt partikülleri fazladır ve yakıtın bir kısmı kullanılamadan atılmış ve daha da kötüsü silindir çeperlerine yapışmış olur. Bu birikintilerin artması ile sıkıştırma sonucunda artan basınç ve sıcaklıkla beraber daha buji ateşlemeden patlama olabilir. Araçta vuruntu olarak hissedilen bu yanma olayı eğer birkaç pistonda aynı anda veya çok aksi bir zamanda olursa, krank milinin kırılmasına ve motor bloğunun çatlamasına varabilecek çok büyük hasarlara neden olabilir. Tutuşma sıcaklığı düşük olan yakıtların kullanımı ve optimum yakıt + hava karışımının sağlanması bu durumun engellenmesi için alınacak en etkili önlemlerdir. Dizel motorlarda sıkışan hava üzerine enjektörle yakıt püskürtüldüğünden bu tarz sorunlar bulunmaz.
İş Zamanı
Sıkıştırma sonucunda iyice ısınan ve basıncı artan hava yakıt karışımı buji ile ateşlenir ve patlama ile piston aşağıya doğru itilir. Pistonun krank miline gücü ilettiği an bu andır. Dört zamanlı motorlarda her piston bir kez ateşlemeyle aşağıya iner, ardından biyel mekanizmasının momentiyle ve diğer pistonların sağladığı krank itki gücüyle bir kez boş döner. Daha sonra tekrar emme ve sıkıştırma yapılarak ikinci ateşleme gerçekleşir. Boşta gidilen çevrim yanma sonucu oluşan artıkların egsozdan dışarı atılması içindir. Pistonların kranka bağlı kısımlarındaki yarı-dairesel bölüme karşı ağırlık denir. Bu kısım pistonun boşta döndüğü andaki momentini korumasına yardımcı olur yani hareketin sekteye uğramamasına yardımcı olmak üzere tasarlanmıştır.
Egsoz Zamanı
İş zamanı sonunda hızla aşağıya inen piston karşı ağırlığın da etkisiyle tekrar yukarı çıkar ve çıkarken emme sübabı hala kapalıdır, sadece egsoz sübabı açılır ve piston en üst noktaya gelene kadar açık kalarak yanma sonrası artık gazlar yanma odasından dışarı atılır. Bu dört zamanlı motorlara has bir çevrimdir. Çünkü dört zamanlı motorlarda her çevrimde değil, iki çevrimde bir ateşleme yapılır. İki zamanlı motorlarda ise, her çevrimde ateşleme yapılır ve bu nedenle egsoz gazları rahat atılamadığından kötü bir yanma gerçekleşir ve bunun neticesinde düşük verimlilik olur. Fakat her çevrimde ateşleme yapıldığından daha fazla güç alınırken, iki misli fazla yakıt sarfiyatı olur. Egsoz zamanında mümkün olduğunca fazla yanmış gaz atımı için, iş zamanının sonuna doğru egsoz sübabı açılır. Aynı şekilde emme yapılmaya başlandığı anda da az bir süre açık kalır ve silindire alınan havanın oluşturduğu basınçla bir miktar daha artık gaz egsoz sübabından dışarı atılmış olur. Yani emme ve egsoz sübapları çok kısa bir süre de olsa beraber aynı anda açık kalmış olurlar.
Motordaki bu dört zaman gerçekleştiğinde çevrim tamamlanmış olur. Bu her piston için ayrı ayrı gerçekleştiğinden bunu bir düzen içerisinde sırayla yapmak gerekir. İşte bu sıralamayı yapan distrübütördür. Yanda distribütörün bujilere bağlantısını ve hareketli bir anahtar mekanizması gibi çalışan şeklini görmektesiniz. Kırmızı daire içerisinde gözüken distribütör kolu döndüğü esnada saatin 12, 3, 6 ve 9 konumlarına denk geldiğinde, bağlı olduğu bujide kıvılcım oluşturur. Dört buji olduğuna göre bu dört silindirli bir motor demektir. Her bir silindir distribütörün 90 derecelik açısına denk gelen sürelerde birer birer ateşlenirler. Distribütör kolu ilk ateşlediği bujiyi tekrar ateşlemeye geldiğinde piston sırasıyla iş, egsoz, emme ve sıkıştırma zamanını gerçekleştirmiş ateşlenmeye hazır konumda bulunur. Distribütör hareketini krank miline bağlı olan eksantrik milinden alır. Bu sayede motorun devrine göre ateşleme sıklığı anlık olarak ayarlanmış olur. Motorun devri arttıkça piston dört zamanı daha hızlı gerçekleştirecek ve daha sık ateşlemeye ihtiyaç duyacaktır. Bu da son derece hassas bir denge ile ayarlanmıştır.
Piston en üst seviyede bulunur ve o esnada emme sübabı açılır. İçerideki basınç bu anda turbosuz atmosferik bir motorda dış basınca eşitti ve ilk etapta temiz hava girişi olmaz. Piston aşağıya doğru hareket ettikçe silindir içerisinde hava için ayrılan alan genişler ve basıncın düşmesiyle yüksek basınçlı atmosferik ortamdan silindir içerisine temiz hava akışı olur. Piston en alt noktaya gelene kadar bu vakum oluşumu ve hava girişi devam eder. En alt noktada emme subabı hemen kapanmaz ve bir miktar daha hava alınabilmesi için piston yukarı bir miktar çıkarken de açık kalır. Bunun amacı silindir içerisine mümkün olduğunca fazla miktarda hava alınmasıdır. Çünkü ne kadar fazla temiz hava alınır ve sıkıştırılırsa, patlama da o kadar kuvvetli gerçekleşir.
Sıkıştırma Zamanı
Emme sübabı kapatılıp piston yukarıya doğru hareket ederken hiçbir sübap açık olmaz ve sıkıştırma başlar. Piston en üst noktaya geldiğinde hem sıkıştırmayla oluşan ısı sonucunda hava 500C’ye varan sıcaklığa ulaşır hem de silindir hacmi minimum hale yani ateşeleme için en uygun konuma gelir. Burada sıkıştırma oranı olarak bilinen oran önemlidir. Sıkıştırma oranı küçüldükçe sıkıştırma ve oluşan basınç daha da artar. Isınan ve basıncı artan hava ve emme kanalından yanma odasına püskürtülen yakıt partikülleri hava + yakıt karışımı oluşturmuş olur. Eğer buradaki yakıtın miktarı iyi ayarlanmamışsa, zengin veya fakir karışım olur. Zengin karışımda yanmamış yakıt partikülleri fazladır ve yakıtın bir kısmı kullanılamadan atılmış ve daha da kötüsü silindir çeperlerine yapışmış olur. Bu birikintilerin artması ile sıkıştırma sonucunda artan basınç ve sıcaklıkla beraber daha buji ateşlemeden patlama olabilir. Araçta vuruntu olarak hissedilen bu yanma olayı eğer birkaç pistonda aynı anda veya çok aksi bir zamanda olursa, krank milinin kırılmasına ve motor bloğunun çatlamasına varabilecek çok büyük hasarlara neden olabilir. Tutuşma sıcaklığı düşük olan yakıtların kullanımı ve optimum yakıt + hava karışımının sağlanması bu durumun engellenmesi için alınacak en etkili önlemlerdir. Dizel motorlarda sıkışan hava üzerine enjektörle yakıt püskürtüldüğünden bu tarz sorunlar bulunmaz.
İş Zamanı
Sıkıştırma sonucunda iyice ısınan ve basıncı artan hava yakıt karışımı buji ile ateşlenir ve patlama ile piston aşağıya doğru itilir. Pistonun krank miline gücü ilettiği an bu andır. Dört zamanlı motorlarda her piston bir kez ateşlemeyle aşağıya iner, ardından biyel mekanizmasının momentiyle ve diğer pistonların sağladığı krank itki gücüyle bir kez boş döner. Daha sonra tekrar emme ve sıkıştırma yapılarak ikinci ateşleme gerçekleşir. Boşta gidilen çevrim yanma sonucu oluşan artıkların egsozdan dışarı atılması içindir. Pistonların kranka bağlı kısımlarındaki yarı-dairesel bölüme karşı ağırlık denir. Bu kısım pistonun boşta döndüğü andaki momentini korumasına yardımcı olur yani hareketin sekteye uğramamasına yardımcı olmak üzere tasarlanmıştır.
İş zamanı sonunda hızla aşağıya inen piston karşı ağırlığın da etkisiyle tekrar yukarı çıkar ve çıkarken emme sübabı hala kapalıdır, sadece egsoz sübabı açılır ve piston en üst noktaya gelene kadar açık kalarak yanma sonrası artık gazlar yanma odasından dışarı atılır. Bu dört zamanlı motorlara has bir çevrimdir. Çünkü dört zamanlı motorlarda her çevrimde değil, iki çevrimde bir ateşleme yapılır. İki zamanlı motorlarda ise, her çevrimde ateşleme yapılır ve bu nedenle egsoz gazları rahat atılamadığından kötü bir yanma gerçekleşir ve bunun neticesinde düşük verimlilik olur. Fakat her çevrimde ateşleme yapıldığından daha fazla güç alınırken, iki misli fazla yakıt sarfiyatı olur. Egsoz zamanında mümkün olduğunca fazla yanmış gaz atımı için, iş zamanının sonuna doğru egsoz sübabı açılır. Aynı şekilde emme yapılmaya başlandığı anda da az bir süre açık kalır ve silindire alınan havanın oluşturduğu basınçla bir miktar daha artık gaz egsoz sübabından dışarı atılmış olur. Yani emme ve egsoz sübapları çok kısa bir süre de olsa beraber aynı anda açık kalmış olurlar.
Okuduğunuz Konu Alıntıdır...
Yorumlar
Yorum Gönder