GİRİŞ Termik Motorların Gelişmesi Ve Çalışma İlkeleri

Benzer belgeler
SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON

İçten yanmalı motorlarda temel kavramlarının açıklanması Benzinli ve dizel motorların çalışma prensiplerinin anlatılması

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 3

İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ DİZEL MOTORLARI

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 3

Soru 5) Pistonun, silindir içersinde iki ölü nokta arasında yaptığı tek bir harekete ne denir? a) Çevrim b) Vakum c) Basma d) Zaman

8. Silindirlerin Düzenleniş Şekline Göre

İÇTEN YANMALI MOTORLAR 2. BÖLÜM EK DERS NOTLARI

MOTORLAR-5 HAFTA GERÇEK MOTOR ÇEVRİMİ

Temel Motor Teknolojisi

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Halit YAŞAR. Doç. Dr. Makina Mühendisliği Bölümü Otomotiv Anabilim Dalı Öğretim Üyesi

MOTOR KONSTRÜKSİYONU-3.HAFTA

Buji ile ateşlemeli motorlar için teorik çevrimin (Hava Standart OTTO çevrimi) Sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar için teorik çevrimin (Dizel Teorik

DİESEL MOTORLARIN TARİHÇESİ

BENZİN MOTORLARI. (Ref. e_makaleleri, Rafineri Prosesleri)

Bölüm 3 Motor Çalışma Koşullarının Emisyonlara Etkisi

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVAR DERSİ. Yakıt Püskürtme Sistemleri Deneyi

Gemi Diesel Motorları

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MOTORLAR LABORATUARI

Motor kullanıcısı açısından seçimi etkileyen faktörler:

MOTORLU ARACI OLUŞTURAN KISIMLAR

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 11

MOTOR LAB. Deney Föyleri

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Hidromekanik ve Hidrolik Makinalar Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Kompresör Deneyi Çalışma Notu

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

MM430 MOTORLAR MOTOR YAPISI

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 4

POMPALAR, FANLAR VE KOMPRESÖRLER

BASINÇLI HAVANIN ENERJİSİNDEN FAYDALANILARAK GÜÇ İLETEN VE BU GÜCÜ KONTROL EDEN SİSTEMDİR.

SÜLEYMAN DEMĠREL ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MOTORLAR LABORATUARI DENEY FÖYÜ DENEY ADI MOTORLAR DENEYĠ

Hidrolik-Pnömatik. Hazırlayan: Öğr. Gör. Aydın ÖZBEY

Hidrolik Paletli Pompa

DENİZ MOTORLARI. e. Egzoz Sistemi Motor içinde yanma sonrası oluşan kirli gazların dışarı atılmasını sağlayan sistem.

Emme Sistemi Direkt emiş sistemleri:

MAKİNE VE MOTOR DERS NOTLARI 4.HAFTA

Doç.Dr.Ufuk Türker 1

7. Krank Mili 8. Biyel Kolu 9. Pistonlar 10. Segmanlar 11. Kam Mili 12. Subaplar

Otto ve Dizel Çevrimlerinin Termodinamik Analizi. Bölüm 9: Gaz Akışkanlı Güç Çevrimleri

Dört stroklu diesel motor

Şekil 4.1. Döner, santrifüj ve alternatif hareketli pompaların basınç ve verdilerinin değişimi (Karassik vd. 1985)

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 5

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 2

4. ELEKTRONİK YAKIT SİSTEMLERİ

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 4

MAKİNE VE MOTOR DERS NOTLARI 9.HAFTA

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA MOMENT, GÜÇ ve YAKIT SARFİYATI KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Dersin Adı Alan Meslek / Dal Dersin Okutulacağı Dönem/Sınıf/Yıl Süre. Dersin Amacı. Dersin Tanımı Dersin Ön Koşulları

Bölüm 5 KONTROL HACİMLERİ İÇİN KÜTLE VE ENERJİ ÇÖZÜMLEMESİ

OREN3005 HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER

Basınç Ayar Supabının Çalışması :

Pompalar: Temel Kavramlar

Elektrik Enerjisi Üretimi. Dr. Öğr. Üyesi Emrah ÇETİN

Yardımcı Hava Akımlı Tarla Ve Bahçe Pülverizatörlerinde Kullanılan Fanlar

Đçten Yanmalı Motor Tasarımı

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ HİDROLİK/PNÖMATİK SİSTEMLER

13. GEMİ MAKİNE SİSTEMLERİ

MALZEME BİLİMİ I MMM201. aluexpo2015 Sunumu

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 10

KONDENSER ÜNİTESİ KATALOĞU

MAKİNE ELEMANLARINA GİRİŞ

Gerçek ve ideal çevrimler, Carnot çevrimi, hava standardı kabulleri, pistonlu motolar

Prof. Dr. Selim ÇETİNKAYA

Bölüm 2 Kirletici Maddelerin Oluşumu

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MOTORLAR LABORATUARI DENEY FÖYÜ DENEY ADI MOTORLAR DENEYİ

O )molekül ağırlığı 18 g/mol ve 1g suyun kapladığı hacimde

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ ELEKTRİK ENERJİ SANTRALLERİ 2.

DEN 322. Diesel Motor Karakteristikleri

EGR (Egzoz Gazı Resirkülasyonu) Sistemi :

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

Pompa tarafından iletilen akışkanın birim ağırlığı başına verilen enerji (kg.m /kg), birim olarak uzunluk birimi (m) ile belirtilebilir.

Pülverizatör Tipleri ve Çalışma İlkeleri

TERMİK MOTORLAR TARIMSAL MEKANİZASYON DERSİ NOTLARI 1. Motorların kıyaslanması. Yakıtların genel özellikleri

IGH. Isı Geri Kazanımlı Taze Hava Cihazı

T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI DENİZCİLİK GEMİ DİZEL MOTORLARI-2 525MT0189

Sıvı soğutma takımları Grasso FX GC PP Soğutma gücü kw. Bakım kitabı (Orijinal metnin Çeviri) L_202523_1

A210 Yeni Nesil Pnömatik Aktüatörler

MAKİNE SOĞUTMA SİSTEMLERİ

TERMODİNAMİK SINAV HAZIRLIK SORULARI BÖLÜM 4

EMEA Aftermarket Press Event Aftermarket Basın Toplantısı, June 17, 2009 Türkiye, 12 Kasım Turbo Hakkında Fundamentals Genel Bilgiler

P u, şekil kayıpları ise kanal şekline bağlı sürtünme katsayısı (k) ve ilgili dinamik basınç değerinden saptanır:

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON-2

YARI OTOMATiK PELET KAZANI. Yeni Nesil Eco Mini Serisi

Anlatım-sunum-laboratuar

YARI OTOMATiK PELET KAZANI. Yeni Nesil Eco Mini Serisi

Gaz Türbinli Uçak Motorları

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ...III 1. BÖLÜM MAKİNA BİLGİSİ BÖLÜM BAĞLAMA ELEMANLARI... 7

IGH. Isı Geri Kazanımlı Taze Hava Cihazı

CMK-202 / CMT204 Hidrolik - Pnömatik. Prof. Dr. Rıza GÜRBÜZ

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR LABORATUVARI BUHAR TÜRBİNİ DENEYİ FÖYÜ

4- Aşağıdakilerden hangisi pnömatik sisteminin parçasıdır? a) Hidrolik pompa b) Kompresör c) Yön kontrol valfı d) Hidrolik motor

Ekim, Bakım ve Gübreleme Makinaları Dersi

PRES ĐŞLERĐNDE HĐDROPNÖMATĐK OLARAK ÇALIŞAN YÜKSEK GÜÇ ARTIRICI ÜNĐTELER

OTO 142 MOTOR TEKNOLOJİSİ DERS NOTLARI

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

Termodinamik Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI

MAK Makina Dinamiği - Ders Notları -1- MAKİNA DİNAMİĞİ

Uçak motorunun ana fonksiyonu uçağa gereken hareketi sağlamaktır. Motorun uçaktaki diğer fonksiyonları ise

Transkript:

GİRİŞ Termik Motorların Gelişmesi Ve Çalışma İlkeleri Prof. Dr. Ayten ONURBAŞ AVCIOĞLU e-mail: onurbas@agri.ankara.edu.tr Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü 2017

Motorlar ve Traktörler Dersinde Yararlanılan Ders Kitabı: SARAL, A. ve A. ONURBAŞ AVCIOĞLU, 2012. Motorlar ve Traktörler. Düzeltilmiş II. Baskı. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları: 1603, Ders Kitabı: 555, 299 s., Ankara Slaytlar, tümüyle yukarıda belirtilen ders kitabından yararlanılarak hazırlanmıştır. Slaytlarda yer alan yazılı ve görsel bilgilere ilişkin kaynaklara bu ders kitabının kaynaklar bölümünden ulaşılabilir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 2

1.TERMİK MOTORLARIN GELİŞMESİ VE ÇALIŞMA İLKELERİ 1.1.Termik Motorların Anlamı ve Özellikleri Yapısında bulunan yanma odasında, yakıtı havanın oksijeniyle yakarak, yakıt enerjisini önce ısı enerjisine ve sonra bu enerjiyi hareketli organları yardımıyla mekanik enerjiye dönüştüren makinelere TERMİK MOTOR denilmektedir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 3

Çok yönlü kullanılmanın önemli nedenleri vardır. 1. Termik motorlar, yakıtın enerjisinden yararlanan diğer makinelere göre, verimi en yüksek olanlardır. 2. Silindirleri her konumda yerleştirilebildiğinden, yapıları yönünden de çeşitli ortamlara uygundurlar. 3. İşletilmeye kolayca ve çabuk hazır olmaları, bakımlarının basit ve ucuz olması, geniş alanlarda yaygın olarak kullanılmalarına neden olmaktadır. 4. Ayrıca, çalıştırılmalarında kullanılan yakıtların kolay taşınır olması da termik motorların üstün yönleridir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 4

1.2.Termik Motorların Gelişmesi Termik makineler, dıştan yanmalı (buhar makineleri) ve içten yanmalı (termik motorlar) diye iki grup altında toplanabilir. Buhar makinelerinin çalışma ilkesinin bulunması ve uygulamaya aktarılması daha öncedir. Bunlarda, yanma silindir dışında olmakta, yakıttan elde edilen ısı enerjisi suya aktarılarak, makinenin basınçlı su buharı ile çalışması sağlanmaktadır (Şekil 1.1) Buhar makinelerinin geliştirilmesi çalışmaları 18. yüzyılın ilk yarısında başlamıştır. Uygulamaya aktarılabilir bir yapının, WATT tarafından, ortaya konması ise 1766 yılında olmuştur. ONURBAŞ AVCIOĞLU 5

-Termik motorların çalışma ilkelerini ve uygulanabilir yapılarını açıklığa kavuşturma çalışmaları 1800 yıllarında başlamıştır. -Bu çalışmalar sonunda, 1860 yılında Paris te LENOIR gaz yakıt ile çalışan, bir motor geliştirmiştir. İçten yanmalı olan bu motor, yapısal yönden, buhar makinesine benziyordu. -OTTO tarafından 1863 yılında ilkeleri belirlenen ve 1867 yılında LANGEN tarafından tam olarak uygulamaya konan serbest pistonlu motor, daha uygun bir verime sahiptir -Çalışma ilkesi 1862 yılında OTTO tarafından bulunan dört zamanlı motor, 1876 yılında imal edilerek işletildi. -İlk aşamada havagazı ile çalışan motorun, akaryakıt ile çalıştırılması 1884 yılında sağlanmıştır. DAIMLER ve MAYBACH bu motoru geliştirerek, yüksek devirli ve otomobillere uygulanabilir yapıyı ortaya koymuşlardır. -Sıkıştırma sonucu sıcaklığı iyice yükselmiş hava üzerine yakıt püskürterek, kendiliğinden tutuşmayı sağlayabilen motor tipini ise DIESEL geliştirmiştir. -Emme zamanında yakıt-hava karışımını özel yapılı silindiri içine alarak, sıkıştırdıktan sonra, bir kıvılcımla sağlanan patlama ile pistonu dönü hareketi yapan motor WANKEL tarafından 1954 yılında bulunmuştur. ONURBAŞ AVCIOĞLU 6

1.3.Termik Motorların Sınıflandırılması Çizelge1.1. Termik motorların çalışma ilkeleri yönünden sınıflandırılması. ONURBAŞ AVCIOĞLU 7

1.4. Dört Zamanlı Motorların Çalışma İlkesi Dört zamanlı motorlarda, motorun çalışmasını sağlayan, termodinamik çevrimlerin oluştuğu kapalı hacim, silindir piston ve silindir kapağı tarafından çevrelenmektedir. Piston silindir içinde gidip gelme hareketi yapmakta olup, piston kolu aracılığıyla, anamile bağlı bulunmaktadır. Pistonun silindir içinde, silindir kapağına en fazla yaklaşabildiği noktaya üst ölü nokta (ÜÖN) ve anamile doğru en fazla yaklaşabildiği noktaya da alt ölü nokta (AÖN) denilmektedir. Ölü noktalar arasında oluşan piston hareketlerine zaman (strok) adı verilmektedir. Dört zamanlı motorlarda, pistonun dört strok almasında bir kez iş zamanı oluşmakta ve bu sırada anamil iki devir yapmaktadır. Zamanların oluşumu şematik olarak Şekil 3.1 de görülmektedir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 8

Şekil 1.1.Dört zamanlı motorlarda zamanların oluşumu. ONURBAŞ AVCIOĞLU 9

Şekilden de anlaşılacağı gibi, dört zaman; emme, sıkıştırma, iş (yanma) ve egzoz olmaktadır. Zamanların başlama ve bitimi supapların açık bulunma süreleri ile ateşlemenin yapıldığı noktaya bağlı olmaktadır. Teorik olarak, zamanlar ölü noktalarda başlar ve biter. Uygulamada ise, verimi artırabilmek için hem supapların açılıp kapanma noktaları, hem de ateşleme zamanı ölü noktalardan kaydırılmış durumdadır. Anamilin yapmış olduğu açıya bağlı olarak, bu noktalar Şekil 1.2'de verilmiştir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 10

Görüldüğü gibi, supapların açılıp kapanma zamanları ve ateşleme noktası, oldukça geniş aralıklarda değişmektedir. Bu bilgilerin ışığı altında, dört zamanın oluşumu aşağıdaki gibi açıklanabilir. Şekil 1.2. Dört zamanlı motorlarda supapların açılıp kapanma zamanları. ONURBAŞ AVCIOĞLU 11

Emme zamanı: Pistonun ÜÖN dan AÖN ya doğru hareketinde hacim büyüyeceğinden, iç basınç 0,1...0,2 bar kadar atmosfer basıncının altına inerek, içten patlamalı motorlarda yakıt-hava karışımının, içten yanmalılarda ise, havanın emilmesini sağlar. Emme supabı, ÜÖN ya 0...30 o kala (anamil açısı olarak) açılmakta ve AÖN yı 40...60 o geçe kapanmaktadır. Emme supabının ÜÖN dan önce açılması ve AÖN dan sonra kapanması ile, emme süresi olanaklar ölçüsünde uzun tutularak, silindirin tam dolması amaçlanmaktadır. Sıkıştırma zamanı: Emme supabı kapandığında piston AÖN dan ÜÖN ya doğru hareket halindedir. Kapalı hacim giderek küçüleceği için içerdeki yakıt-hava karışımı (içten yanmalılarda yalnız hava) sıkıştırılmış olmaktadır. Sıkıştırma sonunda ulaşılan basınç ve sıcaklık içten patlamalı motorlarda 10...18 bar, 400...500 o C arasında içten yanmalı motorlarda ise 30...55 bar, 700...900 o C arasında olmaktadır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 12

İş (yanma) zamanı: İçten patlamalı motorlarda piston ÜÖN ya varmadan 0...40 0 önce, ateşleme sisteminin ürettiği bir kıvılcım aracılığıyla tutuşma sağlanarak, yakıt yüksek hızla (20...30 m/s), patlama biçiminde yanmaktadır. Yanma hızının yüksek olması nedeniyle, yanma sırasında hacmin değişmediği kabul edilmektedir. Yakıtın taşıdığı kimyasal enerji, yanma ile ısı enerjisine dönüşerek, sisteme verilmiş olmaktadır. Yanma sonucu, iç basınç 30...60 bar ve sıcaklık 2000...2500 o C değerlerine varabilmektedir. İç basıncın en büyük değerine, piston ÜÖN dan AÖN ya hareket ettikten az sonra ulaşılmaktadır. İçten yanmalı motorlarda, yakıt, sıkıştırılmış hava üzerine, piston ÜÖN ya 20...30 o kala püskürtülmektedir. Yakıtın kendiliğinden tutuşabilmesi için kısa bir zamana gerek vardır. Bu süre içinde, piston ÜÖN'ya varmakta ve yanma süresince, AÖN'ya doğru hareket etmektedir. Hacmin giderek büyümesi nedeniyle, yanmanın eş basınç altında olduğu kabul edilmektedir. Yanma sırasında ulaşılan en yüksek basınç 65...90 bar arasında olmaktadır. Dört zamanlı motorlarda, yanma sonunda oluşan yüksek basınç pistonu hızla AÖN ya doğru iterek, piston kolu ve anamil aracılığıyla ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşmüş olmaktadır. Genleşme sonunda, iç basınç 3...4 bar ve sıcaklık 800...900 o C arasına düşmektedir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 13

Egzoz zamanı: Egzoz supabının açılması, piston AÖN ya varmadan 40...60 o kadar önce olmaktadır. Bu sırada iç basınç atmosfer basıncından daha yüksek olduğu için, yanmış gazlar hızla dışarı atılmaya başlar. Pistonun AÖN dan tekrar ÜÖN ya doğru hareketi süresince de iç basınç yüksek kalarak gazların dışarı atılması sürdürülür. Egzoz supabı, piston ÜÖN yı 5...30 o kadar geçtiğinde kapanır. Bu arada, emme supabı da ÜÖN ya 0...30 o kala açıldığından emme ve egzoz aynı anda yapılabilmektedir. Bu işlemin sağlanması, özellikle yüksek devirli motorlarda, emme ve egzoz gazlarının kazanmış olduğu hızdan dolayı sahip oldukları kinetik enerji yardımıyla olmaktadır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 14

1.5. İki Zamanlı Motorların Çalışma İlkeleri İki zamanlı motorlar, çalışma ilkeleri ve yapıları yönünden, dört zamanlı motorlardan farklıdırlar. Bu motorlarda, anamilin bir devrinde (pistonun AÖN ile ÜÖN arasında bir gidip gelmesinde) emme, sıkıştırma, iş ve egzoz işlemleri tamamlanmaktadır. İki zamanlı içten patlamalı motorlarda yakıt hava karışımının emilmesinde, motorun karter kısmından da yararlanılmaktadır (Şekil 1.3). Piston AÖN dan ÜÖN ya hareket ederken, emme ve egzoz kanalları kapanıncaya kadar, silindir içindeki yanmış gazlar dışarıya atılırken, içeriye de karterden yakıt hava karışımı dolmaktadır. Emme ve egzoz kanalları kapandıktan sonra yakıt hava karışımı adyabatik olarak sıkıştırılır. Bu sırada karter bölmesine de karışım emilir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 15

Şekil 1.3. İki zamanlı içten patlamalı motorun çalışma ilkesi. ONURBAŞ AVCIOĞLU 16

Piston ÜÖN ya varmadan biraz önce, ateşleme ile, sıkışmış karışım tutuşturulur. Teorik olarak eş hacim altında gerçekleşen yanma sonucu iç basınç yükselir. Piston ÜÖN dan AÖN ya doğru hareket ederken gazların genleşmesi ile iş yapılmış olur. Şekil 1.4 den anlaşılacağı gibi, piston AÖN ya varmadan bir süre önce egzoz kanalı, hemen arkasından da karter bölmesini silindire bağlayan emme kanalı açılmaktadır. Karter bölgesine sıkışmış bulunan yakıt hava karışımı hızla silindire dolarken içerdeki yanmış gazları süpürerek dışarıya atarlar. ONURBAŞ AVCIOĞLU 17

Şekil 1.4. Emme ve egzoz kanallarının açılıp kapanma zamanları ONURBAŞ AVCIOĞLU 18

İki zamanlı motorlarda, karışımın silindire dolması ve egzoz gazlarının dışarıya atılması, dört zamanlı motorlara göre, daha kısa bir sürede yapılmaktadır. Bunun sonucu olarak, silindir içinin iyice temizlenerek taze karışımla dolmasında etkinlik azalmaktadır. Temizleme ve dolma derecesini artırmak için kullanılan başlıca iki yöntem; doğru akımlı ve çapraz akımlı süpürme yöntemleridir (Şekil 1.5). Şekil 1.5. İki zamanlı motorlarda süpürme yöntemleri; a. Doğru akımlı süpürme, b. Çapraz akımlı süpürme. ONURBAŞ AVCIOĞLU 19

Doğru akımlı süpürme yönteminde, karterden emme kanalı ile egzoz kanalı karşılıklı yerleştirilmiştir. Pistonun burunlu yapısı, emilen karışımın yanma odasına doğru hareketini sağlamakta ve yanmış gazlar adeta süpürülerek dışarıya atılmaktadır. Piston AÖN ya indiğinde, süpürme direkt egzoz kanalına doğru olacağından, taze karışım ile yanmış gazlar az da olsa birbirine karışacaklardır. Çapraz akımlı süpürme yönteminde, karterden emme kanalı iki tane olup, egzoz kanalının sağına ve soluna yerleştirilmiş durumdadır. Emme kanalının yönlendirmesiyle, yakıt-hava karışımı, egzoz kanalının karşısında silindir çeperlerini yalayarak yükselir ve önüne kattığı egzoz gazlarını süpürerek, dışarıya atılmalarını sağlar. Süpürme işlemi, egzoz kanalına göre çapraz biçimde tüm silindir içini kat ettiğinden, daha iyi olmakta ve yanmış gazların büyük bir oranda dışarıya atılmaları sağlanmaktadır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 20

İki zamanlı içten yanmalı motorlarda, silindire sadece havanın emilmesi, silindir içini temizlemede kolaylık sağlamakta ve egzoz gazlarıyla kaçacak hava fazla sakınca yaratmamaktadır. Ateşleme zamanında, püskürtülen yakıtın kendiliğinden tutuşabilmesi için, dolma derecesinin iyi ve sıkıştırma oranlarının yeterli olması gerekmektedir. Bu nedenle, iki zamanlı içten yanmalı motorlarda, havanın silindirlere alınması genellikle bir kompresörden yararlanılarak sağlanmaktadır (Şekil 1.6). Bazı tiplerinde, egzoz kanalı yerine, egzoz supabı bulunabilir. İçten patlamalı motorlarda olduğu gibi, karterden yararlanarak emme yöntemini uygulayan firmalar da bulunmaktadır. Şekil 1.6. İki zamanlı içten yanmalı motorun çalışma ilkesi. ONURBAŞ AVCIOĞLU 21

1.6. Döner Pistonlu Motorların Çalışma İlkeleri Döner pistonlu motorlara, bulucusundan dolayı Wankel motorları da denilmektedir. Bunların üstün yönleri, dört zamanlı motorlar gibi sıkıştırma yapabilmeleri ve pistonlarının sürekli dönü hareketi yaparak güç geliştirmesidir. Alternatif (gidip-gelme) hareketi olmadığı için, darbeli çalışma ve titreşim bu motorlarda yoktur. Buna bağlı olarak, çok yüksek devirlere ulaşma olanağı da ortaya çıkmış olmaktadır. Üçgen prizma yapısındaki pistonun her devrinde, üç iş zamanının bulunması birim hacimden alınacak gücü artırmış ve motorların küçük yapılı olması sağlanmıştır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 22

Motorun genel yapısı Şekil 1.7 de ve çalışma ilkesi şematik olarak Şekil 1.8de görülmektedir. Üçgen kesitli piston, oval yapılı silindir içinde dönü hareketi yapmaktadır. Pistonun merkezinde bulunan içten dişli, silindir yan kapaklarına sabit olarak bağlanmış bulunan küçük dişli üzerinde yuvarlanmaktadır. Bu dişlilerin diş sayıları arasındaki oran 3/2 olup, merkezleri birbirinden farklıdır. Şekilde ( ) işareti motor mili üzerindeki eksantrik çıkıntının (pistonun) merkezini, (+) işareti ise küçük dişlinin (motor milinin) merkezini göstermektedir. Bu düzenlemeler sayesinde üçgen kesitli pistonun her bir köşesi sürekli olarak silindir yüzeyi ile temas halindedir. ONURBAŞ AVCIOĞLU 23

Şekil 1.7. Döner pistonlu motorun genel yapısı. ONURBAŞ AVCIOĞLU 24

Motorun genel yapısı Şekil 1.7 de ve çalışma ilkesi şematik olarak Şekil 1.8de görülmektedir. Şekil 1.8. Döner pistonlu motorun çalışma ilkesi. ONURBAŞ AVCIOĞLU 25

1.7. Motorların Zorunlu Doldurulması Termik motorun gücü, yanma zamanında kullanılmak için, silindir içine emme zamanında doldurulabilen taze havaya bağlı olmaktadır. Emme zamanında silindire alınan taze dolgu miktarının, teorik olarak silindire alınabilecek dolgu miktarına oranı dolma derecesi (dolma oranı- L ) olarak ifade edilmektedir. Dolma derecesi, doğal emişli dört zamanlı motorlarda 0,7 0,9 ve iki zamanlı motorlarda 0,5 0,7 kadardır. Zorunlu doldurmalı motorlarda ise, bu değer 1,2 1,6 arasındadır. Motor gücünü yükseltmek için, silindire alınan havayı artırmak gerekmektedir. Doğal emişli motorlarda dolma oranı düşük olduğundan, gücü artırmak için, ya devir sayısı ya da silindir hacmi artırılmalıdır. Silindir hacmini artırmak, motorun büyük yapılı ve ağır olmasına neden olmaktadır. Devir sayısının artırılması ise, aşılması gereken pek çok teknik sorunu da birlikte getirmektedir. Motorun devir sayısı ve hacmini değiştirmeden, gücünü belirli bir oranda artırmak zorunlu doldurma ile mümkündür. ONURBAŞ AVCIOĞLU 26

Yabancı zorunlu doldurmalı motorlarda; hava ya da hava-yakıt karışımı silindir dışında ön sıkıştırma ile depolanmaktadır. Zorunlu doldurma, genel olarak, egzoz gazından yararlanarak ya da mekanik yöntemle bir kompresörün çalıştırılmasıyla sağlanmaktadır. Egzoz gazı yardımıyla zorunlu doldurma (turbo-şarj) yapan motorlarda, egzoz gazı türbini çevirmektedir. Türbinin çevirdiği kompresör ise emme gazlarını manifolda sıkıştırmaktadır. Emme manifoldu etrafından dolaştırılan soğutma suyu, ön sıkıştırma sonucu açığa çıkan ısı enerjisini ortamdan uzaklaştırarak, sıcaklığın yükselmesini engellemektedir. Böylece, silindirlerin dolma derecesi daha da yükseltilmiş olmaktadır. Turbo-şarj sistemi, dört ana parçadan oluşmaktadır. Bunlar; gövde, türbin, kompresör, mil ve yataklarıdır (Şekil 1.9). Türbin fanı, yüksek sıcaklıklara dayanabilen, austenit kristal yapıda dökme çelikten yapılmaktadır. Türbin fanının bağlı bulunduğu mil gövdeye yatak-landırılmış olup, milin diğer ucunda kompresör fanı bulunmaktadır. Kompresör fanı, alüminyum alaşımlarından hassas döküm yöntemiyle imal edilmektedir. Türbin ve kompresör fanları aynı mil ile birbirine direkt bağlı olduklarından, devir sayıları eşit olmaktadır. Yapılarına bağlı olarak devir sayıları 50 000...240 000 d/d arasında değişmektedir. Bu yüksek devir sayıları nedeniyle, her iki, fanın da şekil, yüzey pürüzlülüğü ve balanslama gibi sorunları giderilmiş olmalıdır. Ayrıca, mil ve yataklar iyi bir biçimde, motorun basınçlı yağlama sistemiyle yağlanmalıdır. Türbin tarafında, egzoz gazları nedeniyle oluşan ısı enerjisinin, kompresör tarafına iletilmemesi için, araya ısı yalıtımı sağlayan bir perde yerleştirilmiştir. Türbin gövdesi dökme demirden ve kompresör gövdesi hafif metal alaşımlarından imal edilmektedir. Her iki gövde ana gövdeye cıvatalarla bağlanmıştır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 27

Turbo-şarj sistemi ONURBAŞ AVCIOĞLU 28

Turbo-şarj yöntemiyle zorunlu doldurma yapan bir motorda, çalışma ilkesi, Şekil 1.10 verilen şema yardımı ile açıklanabilir. Kompresör, havayı, hava filtresi, benzin püskürtme sisteminin karışım regülatörü ve emme borusu üzerinden emmekte, soğutucu ile emme manifolduna basmaktadır. Basma sisteminin motorla uyum sağlayabilmesi için, basınçlı havanın sıkıştırılma basıncının ayarlanması gerekmektedir. Bu basınç, motor tiplerine göre, atmosfer basıncının 0,4...0,8 bar kadar üstünde olmaktadır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 29

Kompresörün sürekli olarak soğutucu ve emme manifolduna sıkıştırdığı havanın basıncı yükseldiğinde, kısa devre supabı ile bağlantıyı sağlayan kumanda borusunda ve supaptaki basınç da yükselmektedir. Basınç artmasıyla meydana gelen kuvvet, yay kuvvetini yendiğinde, kısa devre supabı açılmaktadır. Bu durumda, egzoz gazlarının bir kısmı türbine uğramadan susturucuya gitmektedir. Emme manifoldundaki basıncın istenen düzeye inmesiyle, kısa devre supabı tekrar kapanarak, basma hattında kararlı bir basınç düzeyi sağlanmaktadır. Motor devir sayısının hızla yükselmesi durumunda, emme manifoldunda meydana gelen düşük basınç nedeniyle, kompresör devir sayısı artma eğilimi gösterecektir. Devir sayısının kararlı kalabilmesi için, düşük basınçtan etkilenen dengeleme supabı açılmakta ve kompresörün emme hattı ile basma hattı arasında geçiş sağlanmaktadır. Böylece, kompresör devir sayısındaki belirgin değişmeler engellenmiş olmaktadır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 30

Mekanik yöntemle kompresörü çalıştırarak zorunlu doldurma yapılan motorlarda, hareket, motorun uygun bir noktasından alınmaktadır. Kompresör için gerekli gücün motordan sağlanması, bu sistemin sakıncalı yönü olmaktadır. İki ya da üç dönücü elemanı bulunan bu kompresör (Roots kompresörü) hava veya hava-yakıt karışımını, dişli pompada olduğu gibi sürekli olarak emme manifolduna pompalamaktadır (Şekil 1.11). ONURBAŞ AVCIOĞLU 31

Zorunlu doldurmanın sağladığı yararlar aşağıdaki gibi sıralanabilir: 1. Motor gücü ve dönme momenti yükselir. 2. Motor verimi artar, özgül yakıt tüketimi azalır. 3. Egzoz gazındaki zararlı bileşikler azalır. Turbo-şarjlı motorlarda, özgül yakıt tüketimi de orta ve büyük devir sayılarında, normal emişli motorlara göre daha düşük olmaktadır. Silindirlerin iyi dolması sırasında, karışımın girdap hareketleriyle iyice karışması sonucu vuruntulu çalışma da azalmaktadır. Egzoz gazlarındaki zararlı artıklar zorunlu doldurmalı motorlarda daha düşük oranlardadır. Turbo-şarjlı sistemlerde, egzoz gazı yolundaki türbin bir ön susturucu görevi yaparak, gürültü düzeyini düşürmektedir. Normal emişli motorlarda, yüksekliğe bağlı güç düşmesi, her 1000 m başına % 10 dolayında iken, zorunlu doldurmalı motorlarda bu oran % 1...2 kadar olmaktadır. Motordan alınacak gücün, zorunlu doldurma ile daha da artırılmasını, motor elemanlarının termik ve mekanik zorlanmaları sınırlamaktadır. ONURBAŞ AVCIOĞLU 32