MAKİNE VE MOTOR DERS NOTLARI 2.HAFTA Hazırlayan: Öğr. Gör. Tuğberk ÖNAL MALATYA 2016
1.MAKİNE Herhangi bir enerjiyi başka bir enerji biçimine dönüştüren veya enerji harcayarak iş yapan düzeneklere MAKİNE denir. Makineler belirli bir işin gerçekleştirilmesinde ya da fiziksel bir işlevin yerine getirilmesinde insan ya da hayvan gücüne yardımcı olmak veya tamamen onların yerini almak üzere geliştirilmişlerdir. Bu özelliği ile makinayı aşağıdaki gibi tanımlamak mümkündür; Kuvvet tesirlerinden yararlanarak belirli bir işi düzgün ve aynı özellikte yapacak şekilde düzenlenmiş aygıtlara MAKİNE denir.
Bu tanımlamaya göre makina aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır: 1) Makina, çalıştırılması için işçi emeğinden en çok tasarruf sağlayacak en basit yapıda olmalı ve işletme tekniği niteliksiz işçiler tarafından bile kolayca kavranabilmelidir. 2) Makina, özellikle seri üretime uygun, belli işlemleri yapacak biçimde geliştirilmiş olmalıdır. Bir makinanın çok farklı işlemleri yapacak şekilde düzenlenmesi, ayarlamada zaman kaybı ve çalışmada iş güvensizliği gibi sakıncalar doğurur. Bununla birlikte, farklı işlemleri yapacak özellikteki makinalara da (genel amaçlı makinalar) ihtiyaç duyulmakta ve bu tip makinalar da yaygınca kullanılmaktadır. 3) Makina, işlemleri kendi kendine otomatik olarak yapacak biçimde geliştirilmiş olmalıdır. Bu durum, zaman ve insan gücü tasarrufu bakımından önem taşır. 4) Makinanın düzgün ve aynı özellikte iş yapabilmesi, yani seri üretimde işlenen ilk parça ile son parçanın şekil ve ölçü yönünden birbirinin aynı olması için ayar düzenlerinin ayarlı ve sağlam bağlantılı olması, kesicilerin uygun nitelik taşıması gerekir.
Makinenin kökeni: Makinalar, canlı organlarına benzetimle tasarlanmış düzeneklerdir. Canlılar, makinalar için orijinal modellerdir. Makinenin geliştirilmesi: Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi, iki ayrı sahada kaydedilen gelişmelerle yakından ilgilidir; Bunlardan biri malzeme, diğeri de enerji dir. Malzeme sahasında demir, enerji sahasında ise kömür bir zamanlar başlıca kaynak iken, daha sonra çeşitli alaşımlar ve enerji kaynakları bulundu. Şekil 1. Buharlı makine
2.MOTOR Bir enerji türünü mekanik işe dönüştüren makinelere olarak motor denir. Dönüştürülen enerji türüne göre ; -Isı ( Termal), -Elektrik, -Nükleer, -Hidrolik olabilmektedir. genel Şekil 2. Isı enerjisi ile çalışan motor örneği
Bu dersin kapsamı içerisinde ısı enerjisini mekanik enerjiye çeviren motorlar üzerinde durulacaktır. Bu motorlarda yakıtların kimyasal enerjisi yanma veya oksidasyon sonucu önce ısı enerjisine dönüşür ve bunun sonucunda gazların basıncı ve sıcaklığı hızla yükselir ve bu gazların genişlemesi ile mekanik iş elde edilir. Görüldüğü gibi yakıtın kimyasal enerjisi iki kademede mekanik işe dönüşmektedir. Yanma veya oksidasyon sonucu ısı enerjisi elde edilir ve ısı enerjisi mekanik işe dönüşür. Isı enerjisinin elde ediliş yerine göre Isı (Termik) motorlar iki ana gruba ayrılır. 1.Dıştan Yanmalı motorlar 2.İçten Yanmalı motorlar
1.Dıştan Yanmalı Motorlar Yanma olayı, motorun dışında oluşturuyor ve iş gazlarına enerji iletimi ayrıca bir ısı değiştirici ile yapılıyorsa bunlara dıştan yanmalı motor denilir. Bu gruba pistonlu buhar makinesi, buhar türbini ve stirling motoru girmektedir. Şekil 3. Stirling Motoru
2.İçten Yanmalı Motorlar İçten yanmalı motorlar yakıttın barındırdığı kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren bir enerji dönüşüm makinasıdır. İçten yanmalı motorları, dıştan yanmalı motorlardan ayıran en temel fark yakıtın yanması veya oksitlenmesinin silindir içerisinde gerçekleşmesidir. Günümüzde yakıt tipine bağlı olarak iki tip içten yanmalı motor yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar; 1.Otto motoru 2.Diesel motoru
Şekil 4. Otto ve Diesel motor örnekleri
2.1. Motorların Sınıflandırılması 1. Strok Sayısına Göre 4 Stroklu 2 Stroklu 2. Karışım Teşkiline Göre Hava Yakıt Karışımının Silindir Dışında Oluşturulması Hava Yakıt karışımının Silindir İçinde Oluşturulması 3. Çalışma Çevriminin Karakterine Göre Yanmanın Sabit Hacimde Olduğu (Otto) Yanmanın Sabit Basınçta Olduğu (Diesel) Yanmanın Kısmen Sabit Hacim Kısmende Sabit
4. Kullanılan Yakıta Göre Sıvı Yakıtlı (Benzin, Motorin, Kerozen, Alkol, Bitkisel Yağ) Gaz Yakıtlı (Doğal Gaz, CNG, LPG) 5. Taze Dolgunun Silindirlere Doldurulma Şekline Göre Doğal Emişli Aşırı Doldurmalı 6. Soğutma Şekline Göre Sıvı Soğutmalı -Hava Soğutmalı 7. Piston Hızına Göre Düşük Hızlı Yüksek Hızlı
8. Silindir Yerleştirme Tarzına Göre (a) Tek silindirli motor (b) Sıra Tipi motor (c) V motor (d) Karşı silindirli (Boxer) motor (e) W motor (f) Karşı pistonlu motor (g) Yıldız (radial) motor
2.2. İçten Yanmalı Motorların Tarihçesi İçten yanmalı pistonlu motorlar bugünkü temel yapısıyla ilk defa 1875 yılında Nikolau Ausgust Otto tarafından yapılmıştır. Bu motor sabit hacimde yanma çevrimi ile çalışan 4 zamanlı benzin motoru olup efektif verimi daha 1894 yılında %20-25 e kadar yükseltilmiştir. Bugün ise verim %30-37 arasında değişmektedir. Aynı yıllarda (1982) Rudolf Diesel tarafından sabit basınçta yanma çevrimi ile çalışan 4 zamanlı dizel motoru yapılmıştır. İlk önceleri kara taşıtlarında kullanılan bu motor 1905 yılında gemilerde, 1912 de lokomotiflerde kullanılmaya başlamıştır. Bu motorların verimi %30-50 arasındadır. Ayrıca 1957 yılında Felix Wankel döner pistonlu motorlar üzerinde araştırmalara başlamış ve 1963 yılında 4 zamanlı Wankel benzin motoru NSU firması tarafından üretilmiştir.
2.3.İçten Yanmalı Bir Motorda Bulunan Başlıca Elemanlar 1.Karter: Motor yağlama yağının deposudur.
2.Silindir Bloğu: Krank mili ve pistonlara yataklık yapar.
3.Silindir Kapağı: Bujiler veya enjektörler, subaplar, emme ve egzoz manifoltlarının bağlandığı ve silindir bloğunun üst kısmıdır.
4.Supap Muhafaza Kapağı: Motorun en üst kısmı olup, motor yağlama yağı supap muhafaza kapağının üzerindeki yağ kapağından konur.
5.Krank Mili: Pistonların doğrusal hareketini dairesel harekete çevirir.
6.Piston: Silindir içerisinde doğrusal hareket ederek; 4 zamanı oluşturur: Emme-Sıkıştırma-Ateşleme-Egzoz 7.Piston Kolu: Pistonu krank miline bağlar.
8.Sekman: Sızdırmazlığı sağlayan piston üzerindeki çelik halkalara sekman denir. Kompresyon ve yağ sekmanı olmak üzere iki çeşit sekman vardır.
9.Subap: 4 zamanın oluşumu sırasında emme ve egzoz işlemlerinin oluşturulabilmesi için açılıp kapanan kapakçıklara subap denir. Eksantrik mili tarafından çalıştırılır. Silindir başına bir emme ve bir egzoz olmak üzere en az iki adet subap bulunur.
10.Eksantrik (Kam) mili: Asıl görevi subapların açılıp kapanmasını sağlamaktır. Bunun yanında eksantrik mili; yağ pompası, distribütör ve yakıt otomatiğini de çalıştırabilir. Dört zamanın oluşumu sırasında krank mili 2 tur dönerken eksantrik mili 1 ( bir ) tur döner.
11.Yağ Pompası: Eksantrik milinden aldığı hareketle karterden emdiği motor yağını motorun yağlanacak kısımlarına pompalar.
12.Radyatör: Motor Soğutma suyunun deposu ve aynı zamanda suyun soğutulmasını sağlar.
13.Devir daim ( su pompası ): V kayışı ile krank kasnağından almış olduğu hareketle Soğutma suyunu motor içerisinde ve radyatörde basınçlı bir şekilde dolaşımını sağlar.
14.Vantilatör veya FAN: Radyatördeki soğutma suyunun soğutulmasını sağlar.
15.Termostat: Önce motorun erken ısınmasını sağlar, motor ısındıktan sonra motorun çalışma sıcaklığını sabit tutar.
16.Marş Motoru: Akümülatörden aldığı elektrik enerjisi ile motora ilk hareketi veren elektrik motoruna marş motoru denir.
17.Şarj Dinamosu(Alternatör): Motor çalışırken araç için gerekli olan elektriği üretir. Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir.
18.Emme Manifoltu: Silindirler içerisine taze hava veya taze benzinhava karışımının gönderilmesini sağlayan kanallardır.
19.Egzoz Manifoltu: Silindirlerden çıkan Egzoz gazlarının toplanarak egzoz borusuna ve susturucusuna iletilerek dışarı atılmasını sağlar. Egzoz borusunda veya Susturucuda delik, çatlak vs. varsa araçtan anormal bir şekilde sesler çıkar.
20.Hava filtresi: Motora giden havayı temizler. 21.Yağ Filtresi: Motor yağlama yağını temizler.
22.Yakıt filtresi: Benzin veya dizel yakıtı temizler.
23.Distribütör: Endüksiyon bobininden gelen yüksek voltajı ateşleme sırasına göre bujilere dağıtan parçadır. Eksantrik milinden hareket alır. 24.Buji: Distribütörden gelen yüksek voltajla ateşleme sağlar.
25.Enjeksiyon Pompası (Mazot Pompası): Besleme pompasından gelen mazotu çok yüksek basınçlarda püskürtme sırasına göre enjektörlere gönderir.
26.Enjektör: Dizel yakıtı ince zerreler ve toz halinde sıkıştırılmış havanın üzerine püskürterek ateşlemeyi sağlar. https://www.youtube.com/watch?v=zzfnajr4jrk
Kaynaklar 1. https://tr.wikipedia.org 2. hbogm.meb.gov.tr/mtao/3elektrikbilgisi/unite03.pdf 3. Deniz O. İçten Yanmalı Motorlar Ders Notları Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul,2008 4. Buji ateşlemeli motorlar atölyesi teknoloji ders notları, Z.K.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi Otomotiv Öğretmenliği, Karabük 5. Ergenç A. T., Motorlar Dersi ders Notları,Yıldız Teknik Üniversitesi,İstanbul. 6. Üçüncü K. Makine Bilgisi ll. Baskı,