25
4 Zamanlı Motorlar
1. 4 ZAMANLI MOTORLAR (4 CYCLE ENGİNES)
|
Motorunuzun kaputunu daha önce hiç açtınız mı? Motorunuz ilk bakışta aslında çok komplike ve kafa karıştırıcı bir makina gibi görünebilir. Merakınızdan motorun içinde neler olduğunu merak edebilirsiniz. Bu yazıyı okumanızın nedeni de muhtemelen bu olsa gerek. Yeni bir araba alırken “3000 motor, V6″ vs. veya “çift eksantrik” tarzı ifadeler duyuyorsunuzdur. Eğer tüm bunları merak ediyorsanız, doğru yerdesiniz demektir. Bu yazımızda, bir motorun çalışma prensibinden bahsedeceğiz. Ayrıca, parçaların birbiriyle nasıl uyumlu çalıştığını gösterecek, son olarak ta yaşanabilecek problemlere bakacağız. |
|
2. İŞİN ÖZÜ
| Benzinli bir motorun yaptığı iş, benzin enerjisinden elde ettiği hareketi dönüştürmek ve içinde bulunduğunuz araca hareket vermektir. Şu anda, hareketi benzinden en kolay şekilde elde etmenin yöntemi, benzini bir motor içerisinde yakmaktır. Bu yüzden, günümüzde kullandığımız araçlar “İçten yanmalı motora” sahiptirler, zira yanma motorun içerisinde gerçekleşmektedir. Bu arada, 2 konuya dikkatinizi çekmek istiyoruz: 1- Birçok farklı çeşitte içten yanmalı motorlar mevcuttur. Dizel motorlar, gaz türbinleri, hemi motorlar, rotary motorlar, ve 2 zamanlı motorların hepsi de içten yanmalı motorlardır. Bu motorların herbiri avantaj ve dezavantajlarıyla ön plana çıkarlar. 2- “Dıştan yanmalı motor” diye birşey tabiiki vardır. Eski tip trenlerde bulunan buhar motorları dıştan yanmalı motorlara en iyi örneği teşkil eder. Yakıt (Kömür, odun, yağ vs.), dıştan yanmalı motorlarda motorun dışında yanmakta ve motora buhar sağlamaktadır. Motora hareketi veren ise buhardır. İçten yanmalı motorlar çok daha verimli ve ekonomik makinelerdir. Buna ek olarak, içten yanmalı motorlar çok daha küçüktürler. Bu yüzden günümüz otomobil fabrikalarının ürettiği araçlar arasında buharla çalışan motorlara rastlamak güçtür. |
|
Günümüzdeki araçların nerdeyse hepsi içten yanmalı motor kullanmaktadır. Bunun nedeni, içten yanmalı motorun:
1- Verimli olması (Örn: Dıştan yanmalı motorlara göre)
2- Ucuz olması (Örn: gas turbinli motorlara göre)
3- Yakıt takviyesinin kolay olması (Örn: Elektrikli araçlara kıyasla)
3. ANAHTAR KELİME: YANMA
| İçten yanmalı bir motorun nasıl çalıştığını anlamak için, öncelikle “içten yanma” yı anlamak gerekmektedir.
Buna en güzel örnek, eski tip Savaş Toplarıdır. Bu silahları filmlerde muhtemelen görmüşsünüzdür. Askerler topun içine barut doldurup, üzerine topu yükleyip, arkadan ateşi yakıp patlatıyorlardı. İşte bu içten yanmadır. Motorun içinde meydana gelenler de prensip olarak benzerdir, barut ve top hariç tabiiki Daha özgün bir örnek verelim. 50′lik ve 100 cm uzunluğunda bir su borusunu alın. Ve bir tarafını kapakla kapatın. Diğer taraftan WD-40 veya bir miktar benzin dökün. Borunun diğer ucuna da bir patatez sokuşturun, aynı aşağıdaki resimdeki gibi. (Bunu evde asla denemeyin Burda aslında size bir top yapıp milleti yaralamanızı tavsiye etmiyoruz. Ancak diyelim ki yaptınız :), bu durumda bunun ismi patates topu olacaktır. Yakıt döktüğünüz bölmeye bir kıvılcam çakarsanız, yanma gerçekleşecektir. |
|
Burda asıl ilginç olan, bu topun patatesi 150 metreye kadar uzağa atabilecek olmasıdır. Diğer bir değişle, birkaç damla benzinde inanılmaz bir enerji mevcuttur.
4. İÇTEN YANMA
Patates topu, içten yanmalı motorların prensipi ile çalışmaktadır. Eğer bir kapalı hazneye bir miktar benzin döküp ateşlerseniz, genleşme şeklinde ortaya inanılmaz bir enerji çıkacaktır. Bu enerji, bir patatesi 150 metreye fırlatmaya yetecek bir enerjidir. Bu durumda, ısı enerjisi patates hareketine dönüştürülmüştür. Bu enerjiyi aynı zamanda daha ilginç amaçlar için kullanabilirsiniz. Mesela, bu patlamayı dakikada birkaç yüz kez gerçekleştirme imkanı olursa, ve bu enerjiyi faydalı şekilde toplayabilirseniz, o zaman otomobil motoruna yakın birşey yapmış olursunuz.
Günümüzdeki nerdeyse tüm araçlar “4 zamanlı yanma” üzerine kuruludurlar. Bu sistem, benzinden alınan ısı enerjisini hareket enerjisine dönüştürmektedir. 4 zamanlı yanma, 1867 yılında Nikolaus OTTO tarafından icad edilmiştir. Her bir zaman aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:
Zamanları Anlayalım: 1- Emme 2- Sıkıştırma 3- Ateşleme 4- Egzoz
|
|
|
Yukarıdaki şekilde de görüldüğü üzere, patatesin yerini bu durumda piston almış bulunuyor. Piston, Piston kolu aracılığı ile krank mili denilen bir parçaya bağlanmaktadır. Krank mili döndükçe, daha önce bahsettiğimiz topu tekrar doldurma gibi bir işleve sahip olmaktadır.
İşte yanma zamanları esnasında motor içinde oluşanlar:
1- Piston seyahatine en tepeden başlıyor. Emiş valfleri açılıyor, bu sırada piston aşağıya iniyor ve yanma odasına hava ve yakıt karışımını emiyor. Buna “Emme” zamanı deniyor. Bu aşamada, çok az bir miktarda benzin karışımı dahi yanmayı sağlamak için yeterli olacaktır.
2- Ardından, emiş valfleri kapanıyor ve piston tekrar yukarı çıkarak içeri alınan yakıt ve hava karışımını sıkıştırıyor. “Kompresyon”, yani sıkıştırma tabir ettiğimiz bu zaman sayesinde, yanma çok daha verimli hale geliyor.
3- Piston, strokunun en üst noktasına erişince, buji tam o sırada kıvılcım ile sıkıştırılmış karışımı ateşliyor. İçerdeki karışım patlıyor (daha doğrusu, hızlı bir şekilde yanıyor). Bu sayede, pistonu aşağıya doğru hareket ettiriyor.
4- Piston alt ölü noktaya erişince, egzoz valfi açılıyor ve yanmış gazların tahliyesini sağlıyor. Yanmış gaz burdan egzoz borusu vasıtasıyla atmosfere karışıyor.
Böylece, motor bir sonraki turu için hazırlanmış oluyor, ve dolayısı ile bir parti daha hava ve yakıt karışımı emiyor.
Dikkat ettiyseniz, motorun hareketi bir rotasyondan ibarettir. Oysa, patates topunun hareketi lineer idi (Düz çizgi). Bir motorda, pistonun lineer hareketi krank mili sayesinden dairesel harekete çevrilebiliyor. Dairesellik bu konuda esastır zira tekerlerin hareketi de daireseldir.
Şimdi bu hareketi sağlayan tüm parçalara bakalım.
5. SİLİNDİR SAYISI
Motorun en önemli parçası, pistonun içinde yukarı aşağı gidip geldiği silindirdir. Yukarıda anlattığımız motor sadece tek bir silindirden ibarettir, örneğin, bir çim biçme makinasınınki olabilir. Ancak, motorların çoğunda birden fazla silindir vardır. (4, 6, ve 8 silindirli motorlar en yaygın olanlarıdır). Çok silindirli bir motorda, silindirler aşağıda gösterilen şekillerde, yani genelde 3 farklı tarzda sıralanmıştır:
Düz, “V”, veya yatay (boxer).
|
|
|
|
|
|
Farklı konfigürasyonların avantajları ve dezavantajları da beraberinde gelmektedir. Faktörler arasında sarsıntısız çalışma, üretim maliyeti, ağırlık, ve şekil vardır. Her motorun en verimli şekilde kullanıldığı bir araç mutlaka mevcuttur.
6. MOTOR HACMİ
Yanma odası, kompresyon ve yanmanın gerçekleştiği yerdir. Piston yukarı çıkıp aşağıya indikçe, yanma odasının hacminin sürekli olarak değiştiğini söylemek mümkündür. Odanın bir maximum bir de minimum hacmi vardır. Bu maximum ve minimum hacim arasındaki fark “Motor Hacmi” olarak tabir edilir. Motor hacmi, Litre veya CC ile ölçülür. (1000cc = 1.0 L)
Birkaç örneğe bakalım:
1- Motorlu testerenin 40cc bir motoru olabilir.
2- Bir motosikletin 100cc ile 1000cc arası motoru olabilir.
3- Amerikan otomobillerinin silindir sayısı ve motor hacimleri çok daha yüksektir. Bu motorlar 7000cc-8000cc’ye kadar çıkmaktadır.
Günümüzde kullanılan araçların motor hacmi genellikle 1200cc ile 3000cc arasında değişmektedir.
Eğer 4 silindirli bir motora sahipseniz, ve her bir silindirin hacmi yarım litre ise, bu durumda motorunuzun hacmi, 4 x 0.5 = 2 Litre olmaktadır.
Eğer 6 silindirli bir V motora sahipseniz ve her bir silindir yarım litre hacimli ise, bu durumda motorunuz 3.0L V6 dır.
Genelde, motor hacmi bizlere motorun ne kadar güçlü olduğunu söyler. Yarım litre hacime sahip bir silindir, 250cc hacime sahip bir silindirden 2 kat daha fazla yakıt/hava karışımı içine alır. Bu nedenle, mantıken büyük silindirden 2 katı daha fazla güç çıkmasını beklemek doğaldır (eğer tüm diğer parçalar aynıysa). Özetle, 2000cc bir makina, 4000cc bir makinadan yarı yarıya daha güçsüzdür diyebiliriz.
Bir motorun hacmini arttırmak için, silindir sayısı yükseltilebilir veya silindir hacimleri genişletilebilir, veya her ikisi de yapılabilir.
7. MOTORDAKİ DİĞER PARÇALAR
|
|
Bujiler: Bujiler, yakıt/hava karışımını ateşlenmesini ve yanmasını sağlayan kıvılcımı sağlamaktadırlar. Güç elde edilebillmesi için, kıvılcımın doğru zamanda meydana gelmesi gerekmektedir.
Valfler (Supaplar): Emiş ve egzoz valfleri doğru zamanda açılıp kapanmalıdırlar ki yanma odasına yakıt/hava karışımı girebilsin ve yandıktan sonra atık gazlar çıkabilsin. Sıkıştırma ve Ateşleme evresinde, her iki valf te kapalı kalmaktadır.
Pistonlar: Piston, gömlek içinde gelip giden silindir şeklinde bir metalden oluşmaktadır. Etkili yalıtım için, piston etrafında conta görevini gören metal segmanlar bulunmaktadır.
Segmanlar: Segmanlar, pistonun dış yüzeyi ile silindirin iç yüzeyi arasında kayar bir yalıtım sağlamaktadır. Segmanların 2 görevi vardır:
1- Sıkıştırma ve Ateşleme devresinde, yanma odasındaki yakıt/hava karışımının yanma odasında kalmasını ve yağın bulunduğu kartere sızmamasını sağlamak
2- Karterde bulunan yağın yanma odasına sızmasını ve dolayısı ile yanarak azalmasını engellemek.
Örneğin, yağ yakan motorların problemi, segman ve silindirlerin aşınmış olması nedeniyle yanma odasına yağ alıp yakmalarıdır.
Piston Kolları: Piston kolları, pistonların krank miline bağlanmasını ve hareket vermesini sağlar. Piston kolları, krank üzerindeki yataklarında hareket eder ve 360 derece rotasyon sayesinde, pistonun lineer hareketini dairesel harekete çevirir.
Krank Mili: Krank mili, pistonun yukarı-aşağı hareketini dairesel harekete çevirmek için tasarlanmıştır.
Karter: Karterin görevi, motorun içindeki parçaların yağlanmasını sağlayan yağ için depo görevi yapmaktır. Karter aynı zamanda yağın soğumasını da sağlamaktadır.
8. PROBLEM NERDE OLABİLİR?
Bir sabah aracınızın yanına indiniz, anahtarı kontağa taktınız, marş bastınız fakat o da ne? Motor çalışmıyor!!! Problem nerde olabilir?
Motorun çalışma prensibini öğrendikten sonra, problemin nerde olduğunu anlamak çok daha kolay
Motor çalışmıyorsa, problem 3 noktada oluşabilir:
1- Yakıt / Hava problemi
2- Kompresyon problemi
3- Ateşleme problemi
Bu belli başlı problemler dışında, binlerce ufaklı tefekli sorun da motorda oluşmuş olabilir. Daha önce tartıştığımız basit motora bakarak, bu problemlerin motorunuzu nasıl etkileyebileceğine bakalım:
YAKIT / HAVA PROBLEMİ - Kötü yakıt karışımı birkaç şekilde meydana gelebilir:
1- Yakıtınız bitmiştir, dolayısı ile motorunuz sadece hava emmektedir
2- Hava emişi tıkanmış olailir, dolayısı ile motorunuza sadece benzin gitmektedir
3- Yakıt sistemi, yanma odasına çok zengin veya çok fakir karışım ile beslemektedir, dolayısı ile ideal yakıt/hava karışımı elde edilememektedir
4- Yakıt saf değildir. İçinde olmaması gereken yabancı maddeler vardır (su, yağ vb.)
KOMPRESYON PROBLEMİ - Eğer yakıt ve hava karışımı etkili bir şekilde sıkıştırılamazsa, yanma verimli bir şekilde gerçekleşmeyecektir. Kompresyon yetersizliği aşağıdaki nedenlerden kaynaklanabilir:
1- Segmanlarınız aşınmıştır (yanma odasındaki sıkışan karışım segmanlardan kartere sızar)
2- Emiş ve Egzoz valfleriniz tam olarak kapanmıyorlar ve karışımın yanma odası dışına sızmasına neden oluyorlardır
3- Silindirde bir delik olabilir
Silindir kapağı, silindir blokunun üzerine monte edilen, valf ve bujileri üstünde bulunduran bir parçadır. Genelde, bu iki parça birbirine arasına “silindir kapak contası” tabir edilen ince bir conta konularak vidalanmaktadır. Eğer contada problem varsa, sıkıştırma zamanı esnasında aradan sızıntılar meydana gelecektir.
ATEŞLEME PROBLEMİ - Ateşleme mevcut değil veya yetersiz gelmektedir:
1- Bujileriniz eskimiştir
2- Buji kablolarınız kopmuş veya hasar görmüştür. Dolayısı ile, kıvılcımı oluşturacak akım bujilere iletilememektedir.
3- Ateşleme çok erken veya çok geç meydana gelmektedir (örn. ateşleme avans ayarı bozulmuştur). Böylece, yakıt /hava karışımı zamanında ateşlenmeyecek ve peşi sıra problemler ortaya çıkacaktır.
DİĞER PROBLEMLER
Motor karmaşık bir mekanizmadır ve daha birçok problemin meydana gelme olasılığı vardır. Örneğin:
1- Akünüz bitmiştir dolayısı ile motora ilk hareketi verecek marş sistemi çalışmıyordur
2- Krank mili bilyaları bozulmuş ise, krank mili ve pistonlar hareket edemiyorlardır
3- Valf zamanlaması şaşmış ise, karışım silindire zamanında girip zamanında çıkamıyordur
4- Eğer muzur bir arkadaşınız egzoza bir patates tıkıştırmışsa, atık gazla yanma odasından çıkamayacak, dolayısı ile motorunuz çalışmayacaktır
5- Eğer motordaki yağ bitmişse, pistonlar ve krank rahat hareket edemeyecek, motorunuz yatak sarıp stop edecektir
Normalde, tüm bu faktörler için üreticiler toleranslar tanımıştır. Ancak limitler aşıldığında problemler ortaya çıkmaktadır.
Bir motor da yakıtı harekete çevirmeyi sağlayan birçok sistem mevcuttur. Tüm bu sistemler sorunsuz ve ahenk içinde çalışmalıdır. Sistemlerin işlevi temel olarak aynı olmasına rağmen, günümüzde yeni teknolojiler kullanılmaktadır (elektronik ateşleme, enjeksiyon, motor kontrol üniteleri vs.)
Add A Comment