MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENSİLİĞİ BÖLÜMÜ MOTORLARDA SİSTEMLER

Transkript

1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENSİLİĞİ BÖLÜMÜ MOTORLARDA SİSTEMLER Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

2 Motor Elektriği Motor Elektriği Akü Marş Motoru (Marş sistemi) Alternatör (Şarj sistemi) Ateşleme bobini (Ateşleme sistemi) Kontak anahtarı Gösterge paneli Sensörler

3 Akü Elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden ve devresine alıcı bağlandığı zaman bu enerjiyi tekrar elektrik enerjisine çevirerek dış devreye veren bir üreteçtir.

4 Akü Araç motoru çalışmadığı zamanlarda kullanılacak alıcılara akım göndermek. (Radyo, kalorifer, sigara yakacağı, lambalar gibi alıcılar.) Motorun ilk anda çalışabilmesi için marş motoruna elektrik akımı vermek. Motor çalışırken elektrik sisteminde voltaj ve amperaj dengelemesi yapmak (Yani yüksek devirlerde alternatörün üreteceği voltaj bazen fazla yükseleceğinden alıcıların zarar görmesine sebep olabilir). Bu durumda akü alternatörün oluşturduğu akımın bir kısmını üzerine alarak aşırı voltajın yükselmesini önler. Ayrıca taşıt çalışırken motordan hareket alan şarj sistemi alıcıları besleyebilse de motor durduğu anda bazı gereksinimler için yine elektrik enerjisine ihtiyaç vardır. Bu fonksiyonlar araçta akü ile sağlanmaktadır.

5 Motor Elektriği Akü Motor çalışmazken elektrik ihtiyacını karşılar UYARI: Akü bakımı elektrolit seviye kontrolü ve elektrolit yoğunluğu kontrolünü içerir. DİKKAT: Aküyle ilgili aşağıdaki konulara dikkat edin. Akü şarjı esnasında hidrojen gazı çıkar ateşle yaklaşmayın. Elektrolitin içerisinde sülfürik asit vardır. Vücudunuzdan ve giysilerinizden uzak tutun. Negatif terminal Havalandırma tapası Şarj göstergesi: Şarj durumunu ve elektrolit seviyesini gösterir. (Sadece bir eleman için) Pozitif terminal Elektrolit Eleman Plakalar (Pozitif ve negatif plakalar vardır.)

6 Benzinli Motor Sistemleri - Motor Elektriği - Akü Referans Deşarj Sülfürik asit kurşun plakalarla kimyasal reaksiyona girerek elektrik üretir ve oluşturur. Bu esnada sülfürik asit kurşun plakayla birleşerek kurşun sülfata dönüşür. Şarj Sülfürik asit kurşun plakalardan ayrılarak elektrolitle karışır ve elektrolitin yoğunluğunu artırır. Pozitif plakalar kurşuna negatif plakalar ise kurşun dioksite dönüşür. Deşarj amperajı Şarj amperajı H2SO4: Sülfürik asit H2O: Su H2: Hidrojen O2: Oksijen

7

8 Marş Sistemi Motorun kendiliğinden çalışabilmesi gibi bir özelliği olmadığından, krankı çevirebilmek ve çalışmasını sağlamak için dışarıdan bir kuvvete gereksinim vardır. Birçok marş sisteminde, otomobillerde bir elektrikli motor kullanılmaktadır. Bu motor, bir pinyon dişliyi volan dişlisi üzerine geçirip çıkaracak şekilde bir marş selenoidine sahiptir. Mars motoru aküden temin edilebilecek sınırlı güçle, büyük bir tork oluşturmalıdır. Aynı zamanda, hafif ve küçük olmalıdır. Bu nedenlerle, DC (Doğru akım) serisi motorlar kullanılır. Motor kendi başına, emme, sıkıştırma, yanma ve egzoz stroklarını, devamlı olarak tekrarlayıncaya kadar tam olarak çalışmaz. Motorun çalıştırılmasındaki ilk aşama, motoru çevirerek, ilk yanma zamanını oluşturmaktır. Bu sebeple marş motoru, en az ilk yanmayı oluşturabilecek minimum motor devrini sağlayacak kapasitede olmalıdır. Bir motoru çalıştırabilmek için gereken minimum döndürme hızı, motorun yapısına ve çalışma koşullarına bağlı olarak değişir, fakat genellikle bir benzinli motor için d/d ve bir dizel motor için d/d'dir.

9 Marş Sistemi Motorun belirli bir hıza ulaşıncaya kadar çalışmamasının nedenleri şunlardır: Düşük hızlarda yakıt tam olarak atomize olmaz. Bir benzinli motorda, hava emiş hızının düşük olması karbüratör çalışmasını etkiler. Dizel motorlarda, enjeksiyon pompa devrinin düşük olması, yakıtın komple atomize olmasını engeller. Sıcaklık çok düşüktür. Bir benzinli motorda, düşük silindir sıcaklığı yakıtın atomize olmasını engeller. Bir dizel motorda, silindir içine sıkıştırılan havanın sıcaklığı yükselinceye kadar, yakıt tutuşamayabilir. Mars motorunun, çalıştırma sırasında düşük bir devir vermesine karşın yüksek bir akım çekme özelliğinden dolayı, akü kutupları arasındaki voltaj düşmesine bağlı olarak, marş esnasında ateşleme sistemi (Benzinli motor için) yeterli gücü alamayabilir. Eğer bu olursa, ateşleme bobininin primer sargısında yetersiz voltaj oluşacağından, bujilere yetersiz sekonder voltajı gönderilecek ve ateşleme performansı düşecektir.

10 Marş sistemi Akü Kontak anahtarı Marş motoru

11 Marş sistemi Günümüz otomobillerinde kullanılan marş motoru, pinyon dişliyi volan üzerindeki dişlere geçirip çıkaracak bir marş selenoidiyle donatılmıştır. Referans Dört tip marş motoru vardır. Klasik tip Redüksiyon tip Planet tip D Redüksiyon tipe göre daha kompaktır. Endüvi bobini küçüktür böylece toplam boy kısaltılmıştır.

12 Marş Sistemi Düşük sıcaklıklarda motoru çalıştırmak için daha büyük bir tork gerektiğinden, soğuk ülkeler için tasarlanan otomobillerde redüksiyonlu tip marş motoru kullanılır. Bu tipte motorun ağırlığı ve boyutlarına oranla daha fazla tork üretmek mümkün olduğundan, günümüzde sıcak ülkelerde de birçok otomobilde bu tip kullanılmaya başlanmıştır. Otomobiller genellikle 12 V akü kullandığından, marş motorları bu voltaja göre tasarlanırlar. Bazı dizel motorlu araçlar, seri şekilde bağlı iki adet 12 V luk akü (12 V + 12 V = 24 V) ve çalıştırma performansını arttırmak için 24 V luk marş motoru kullanırlar. 24V luk mars motorunun yapısı, çalışması ve arızacılığı temelde 12 V luk modelleriyle aynıdır.

13 Redüksiyon Tip Marş Motorunun Yapısı Bu tip marş motorlarında; bir marş selenoidi, küçük bir yüksek devirli motor, çeşitli redüksiyon dişlileri, bir pinyon dişli, bir marş kavraması vs. bulunur. Ekstra dişliler marş motoru devrini 3 veya 4 kat düşürerek pinyon dişliye aktarırlar. Selenoid rodu aynı eksende bulunan pinyon dişliyi direkt olarak iterek volan dişliyle kavrastırır. Bu tip marş motorları, ölçü ve ağırlıklarına oranla, klasik tipe göre daha büyük tork üretirler.

14 Planet Tip Marş Motorunun Yapısı Planet tip marş motoru, redüksiyonlu tipte olduğu gibi endüvinin dönme devrini düşürmek için bir planet grubu kullanır ve pinyon dişli klasik tipte olduğu gibi bir tahrik levyesiyle volan dişlisine geçirilir. Endüvi mili devrinin düşürülmesi, üç planet pinyon dişli ve bir çevre dişli tarafından gerçekleştirilir. Endüvi mili dönerken, planet pinyon dişliler ters yönde dönerek, çevre dişlinin dönmesine neden olurlar. Bununla beraber çevre dişli sabit olduğundan planet pinyon dişliler kendiliğinden çevre dişli içinde dönmeye başlarlar. Planet pinyon dişliler, planet pinyon dişli miline bağlı olduğundan, planet pinyon dişli milini de birlikte döndürürler. Endüvi mili dişlisinin, planet pinyon dişlilerine ve çevre dişliye, dişli oranları, sırasıyla 11:15:43'tür. Bu dişli grubunda devir düşümü yaklaşık 5 oranında olduğundan, pinyon dişli devri de 1/5 oranındadır.

15 Şarj Sistemi Elektrik ile ilk keşifi yapan İngiliz bilim adamı Michael Faraday 19. yüzyılın ilk yarısında yaptığı deney ve çalışmalar sonucunda manyetik enerjiden elektrik akımı elde edilebileceğini keşfetmiş ve ilk elektrik dinamosunu yapmıştır. O zamandan bu güne kadar çeşitli aşamalardan geçen dinamolar, otomobilin icat edilmesiyle otomobile de şarj sistemi olarak yerleşmiştir. Otomobille birlikte gelişen şarj sisteminde önce üç fırçalı dinamolar ve daha sonrada iki fırçalı şönt dinamolar kullanılmıştır. Şarj sistemi Aküyü doldurur ve elektrikli alıcıları besler. Alternatör Akü Şarj uyarı lambası Kontak anahtarı

16 Şarj Sistemi Alternatör motordan gelen mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Mekanik enerji motordan bir kasnak vasıtasıyla alınır ve rotor döndürülerek, stator sargılarında alternatif üretilmesi sağlanır. Bu alternatif akım diyotlar tarafından doğru akıma çevrilerek aküye gönderilir. Alternatörün temel parçaları elektro mıknatıslanmayı akımını üreten stator ve akımı doğrultan diyotlardır. oluşturan rotor, elektrik Bunlara ek olarak, aynı zamanda manyetik oluşturulması için rotora akım geçiren fırçalar, rotorun yumuşak bir şekilde dönmesini sağlayan rulmanlar ve rotoru, statoru ve diyotları soğutmak için bir fan bulunmaktadır. Tüm bu parçalar ön ve arka kapak tarafından birleştirilir.

17 Şarj Sistemi

18 Şarj Sistemi Parçaları Alternatör Kasnakla birlikte dönen rotor statör sargılarında elektrik üretilmesini sağlar. Kasnak Rotor Statör Diyotlar IC regülatör Terminal B

19 Şarj Sistemi Şarj sistemi üç temel elemandan oluşmaktadır; batarya/akü, alternatör ve regülator. Alternatör aküyle birlikte çalışarak taşıt çalıştığında elektrik ihtiyacını karşılar. Alternatörde alternatif akım üretilir ve daha sonra bu akım doğru akıma dönüştürülerek akünün ve elektriksel ekipmanların beslenmesinde kullanılır.

20 Şarj Sistemi Şarj sisteminde dört kablo alternatöre bağlanır. B alternatör çıkışı aküyü elektrik akımıyla besler. IG alternatör/regülatör dönüşümünü sağlar. S akü şarj voltajının kontrolü için regülatör tarafından kullanılır. L regülatör tarafından kullanılan uyarı lambasının toprak hattıdır.

21 Şarj Sistemi Alternator Terminal Tanımları S Terminal Senses Battery Voltage F Terminal Regulator Bypass Full Field Testing IG Terminal Ignition Switch Signal Turns Regulator ON L Terminal Grounds Warning Lamp B Terminal Alternator Output Terminal to Battery

22 Şarj Sistemi Ön Kapak Etiket Arka Kapak Tahrik Kasnağı Regulator, Diod & Fırça Kapağı Sürkülasyon Deliği Montaj Kulağı Alternator B+ Çıkış Terminali

23 Şarj Sistemi Şarj uyarı lambası: Şarj sistemi elektrik üretmediği zaman bu lamba yanar.

24 Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi ECU çeşitli sensörlerden gelen bilgilerle en uygun zamanda bujide güçlü bir kıvılcım oluşturarak benzin hava karışımını yakar. Kontak anahtarı Akü Ateşleme bobini ve ateşleyici Buji Motor ECU su Kam mili konum sensörü Krank mili konum sensörü 24

25 Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi - Türleri Primer terminal (+) Primer terminal (-) Primer bobin Demir çekirdek Sekonder bobin Sekonder terminal Ateşleyici Buji Tip A Her silindir için bir ateşleme bobini ve bir ateşleyici vardır. Tip B Her iki silindir için bir ateşleme bobini ve bir ateşleyici vardır. Sistemde yüksek gerilim kablosu kullanılır. Ateşleme bobini ve ateşleyici Buji Yüksek gerilim kablosu 25

26 Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi - Türleri Klasik Tip Ateşleme bobini ve ateşleyiciden elde edilen yüksek voltaj distribütör vasıtasıyla bujilere dağıtılır. IIA (Entegre ateşleme sistemi) Tip: Ateşleme bobini ve ateşleyici distribütörün içindedir. Distribütör Distribütör kapağı Rotor Ateşleme bobini Ateşleyici Motor ECU su Sinyal rotoru Sinyal bobini 26

27 Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi - Türleri Buji Merkez ve şasi elektrotları arasında güçlü bir kıvılcım oluşturur. Merkez elektrot Şasi elektrotu V-kanalı U-kanalı Uzun buji Çok elektrodlu bujiler Bujinin ömrünün uzaması için şasi elektrotu sayısı artırılmıştır. Oluklu buji elektrodu Orta elektrodda veya şasi elektrotda U veya V şeklinde bir oluk vardır. Rölantide, düşük hızda ve düşük yükte alevin yayılmasını iyileştirir. Uzun elektrdlu bujiler Yanmayı iyileştirmek için elektrodlar uzun yapılmıştır. Buna uygun tasarlanmış motorlarda kullanılmalıdır. 27