T.C. ZONGULDAK KARAELMAS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MOTOR LAB. Deney Föyleri Hazırlayan: Motor I ve Motor II Deneyleri Hakkında; Deneylere Föyü olmadan gelenler alınmayacaktır! Deney başladıktan sonra gelenler alınmayacaktır! Raporlar bilgisayar çıktısı olmayacaktır. Rapor kapağı olarak ekteki son sayfa kullanılacaktır! Raporların teslim edilmediği her gün için 20 puan rapor notundan düşülecektir! Deneye gelemeyen ya da alınmayan öğrenci bu deneyi sadece telafi haftasında yapabilecektir!
MOTOR I Deney Föyü Otto Çevrimi Otto çevrimi kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlar için ideal çevrimdir. Fransız bilim adamı Beau de Rochas tarafından önerilen çevrimi kullanarak 1876 da ilk dört zamanlı motoru başarıyla gerçekleştiren Nikolaus Otto nun adını taşımaktadır. Kıvılcım ateşlemeli motorların çoğunda, piston her termodinamik çevrim için silindir içinde dört strok gerçekleştirir. Bu sırada krank mili ve bağlı olduğu volan da 2 devir yapmış olur. Bu motorlar dört zamanlı içten yanmalı motorlar olarak bilinirler. Teorik Otto Çevrimi Piston üst ölü noktada iken (a) noktasında Emme sübabı açılır. Piston ÜÖN dan AÖN ya doğru harekete geçer. Piston aşağı indikçe hacim büyümesi olacağından, basınç atmosfer basıncının altına düşer. Silindir içerisine atmosfer basıncı yardımıyla yakıt-hava karışımı dolmaya başlar. Piston AÖN ya geldiği anda (b) noktasında emme sübabı kapanır. Emme sübabının kapanması ile pistonun AÖN dan ÜÖN ya hareketiyle sıkıştırma başlar ve (c) noktasına kadar devam eder. Bu noktada sıkıştırılmış olan karışım buji yardımıyla ateşlenir. Yanma sabit hacimde olur. Yanan karışımın basıncı artar (c-d). Artan bu basınç ile piston ÜÖN dan AÖN ya doğru hızla itilir. Piston (d) noktasından (e) noktasına gelinceye kadar basınç en düşük değerine ulaşır. Bu anda piston AÖN da iken egzoz sübabı açılarak yanmış gazların basıncı (e) den atmosferik basınca kadar düşer. Piston ÜÖN ya hareket ederek önündeki yanmış gazları süpürerek dışarı atar. Bu anda basınç, atmosferik basıncın bir miktar üzerindedir. Piston ÜÖN ya geldiğinde (a) bir çevrim tamamlanmış olur. Emme sübabı açılarak diğer bir çevrim başlar.
Sübab Zaman Ayar Diyagramının Çıkarılması Motorlardan maksimum güç elde edebilmek için sübablar tam üst ve alt ölü noktalarda açılmazlar. Motordan maksimum verim sağlayabilmek için zamanlar kaydırılır. Başka bir deyişle, emme ve egzoz sübabları tam üst ve tam ölü noktalarda açılıp kapanmaz. Emme Açılma Avansı: Egzoz strokunun sonlarına doğru daha strok tamamlanmadan silindir içindeki basınç atmosferik motorlarda açık hava basıncına indiği zaman emme sübabının açılmasıdır bu arada egzoz sübabı zaten açık olduğundan yanmış gazlar kendi basınçları ile dışarı çıkarken silindir içinde oluşan vakum ile dolgunun yeniden alınması sağlanır. Egzoz Açılma Avansı: Genleşme strokunun sonlarına doğru strok yolu bitmeden egzoz sübabının açılmasıdır. Aslına bakarsanız bu bir iş kaybı yaratsa da dolgu değişim olayının sürekliliği için geçerlidir. Bu silindir içindeki basınçtan açık hava basıncına düştüğünde gerçekleşir. Ateşleme Avansı: Sıkıştırma strokunun sonlarına doğru daha tam olarak üst ölü noktaya ulaşmadan ateşlemenin olmasıdır. Amaç tam yanmanın üst ölü noktadan sonra gerçekleşmesi içindir. Eğer maksimum basınç krank tam dik konumda iken uygulanırsa krank yuvaları piston pimi veya kol zarar görebilir. Ayrıca bu sayede vuruntu oluşması engellenir. Emme Kapanma Gecikmesi: Sıkıştırma strokunda açık hava basıncına ulaşılana kadar emme sübabının açık kalmasıdır bu arada yine vakum olduğundan emiş devam etmektedir çünkü piston alt ölü noktaya geldiğinde silindir tamamen dolmamıştır. Egzos Kapanma Gecikmesi: Emme strokunun başlarında yanmış gazların yeni dolgu ile atılması amaçlanır. Piston üst ölü noktada iken kapatılırsa içeride yanmış gazlar tamamen atılamamış olur bu ise emmede içeriye alınacak havanın miktarına etki eder.
Deneyde ölçülen değerler: Emme Açılma Avansı : Emme Kapanma Gecikmesi : Ateşleme Avansı : Egzoz Açılma Avansı : Egzoz Kapanma Gecikmesi : NOT: Strok mesafesinden ya da volanın çevresinden yola çıkılarak deneyde bulunan uzunluklarla açılar hesaplanır ve sübab zaman ayar diyagramı oluşturulur. Örneğin; DENEY RAPORUNDA İSTENİLENLER!!!! 1) İdeal Otto çevrimi ve gerçek çevrim hakkında bilgi veriniz. 2) Motor parçaları hakkında bilgi veriniz. 3) Avans ve Kapanma gecikmeleri açılarını hesaplayınız. 4) Açı ölçer yardımıyla Sübab Zaman Ayar Diyagramını çiziniz. 5) Sübab Bindirmesi, Sente, Vuruntu hakkında bilgi veriniz.
MOTOR II Deney Föyü Motor Karakteristik Eğrilerinin Belirlenmesi Motorun dönem momenti ve buna bağlı olarak efektif gücünün ölçülmesi için güç frenlerinden yararlanılır. Frenlerin başlıca tipleri, 1)Hidrolik Frenler: Bunlara su freni de denir. Çünkü bu dinamometrelerde devreden sıvı daima sudur. Hidrolik dinamometrelerde frenleme; motor volanına bağlanan bir rotor üzerindeki kanatçıkların, cihazın içine gönderilen suya çarpması sonucunda oluşur. Frenleme sonucunda oluşan moment miktarı saptanarak motorun gücü ölçülür. 3000 BG ne kadar olan motorların güçleri bu dinamometreler ile ölçülebilir. 2)Havalı (Pnömatik Frenler): Dönen veya lineer hareket eden komponentlerdeki enerjinin sönümlenmesinde veya bu komponentlere enerji transferinin önlenmesinde sürtünme ve baskı prensibi ile çalışan hava uyarılı cihazlardır. Sabit ve hareketli olmak üzere iki kısımdan oluşurlar. 3)Prony (Mekanik Sürtmeli Frenler) Freni: En eski ve en basit güç ölçme cihazıdır. Azami gücü 100 BG ne kadar ve devir sayısı da 1000 dev/dak geçmeyen motorlara uygulanabilir. Bu sistemde, Şekil-1 de görüldüğü gibi motor volanını saran frenleme şeridinin içinde sürtünme katsayısı yüksek frenleme pabuçları frenleme miktarını saptayan baskül ve bağlantı kolları vardır. Motor tam gazda ve yüksüz olarak en yüksek devire çıkarılır. Sıkma vidalan yavaş yavaş sıkılarak motor yüklenir. Motorun devri düşmeden çekebileceği en fazla yük baskülde bulunur. Saptanan değerler kullanılarak motorun faydalı gücü hesaplanır. 4)Elektrikli Frenler: Bir çok laboratuarlarda motor gücünün ölçülmesinde elektrikli dinamometreler kullanılır. Bu cihaz, güç ölçümü sırasında motor tarafından döndürülen bir elektrik dinamosu veya jeneratördür. Denemede dinamonun ürettiği akım miktarı; dinamoyu döndüren motor gücünün ölçülmesini sağlar. Motor tam yükte iken dinamonun ürettiği akımın volt ve amperini ölçerek motorun faydalı gücü hesaplanır. Deneyin Yapılışı Deneye başlamadan önce motor çalışma sıcaklığına erişinceye kadar boşta çalıştırılmalıdır. Sonra motora tam gaz verilerek, tam gazda en az 3 dakika çalıştırıldıktan sonra ölçümlere başlanmalıdır. Önce frene su akıtmadan tam gazda yüksüz durumda, terazi düz durumda iken devir ölçülür. Teraziyi dengeleyen ağırlık belirlenir. Aynı anda motorun haznedeki yakıtı tükettiği zamanda kronometre ile belirlenir. Sonra teraziye su verilerek terazinin altındaki vana ile motorun yüklenmesi sağlanır. Motor yüklendikçe devir sayısı düşer, terazi kefesine ağırlık koyarak düz duruma getirildikten sonra en az 5 ölçüm alınır. Motor devri 1000d/d düşünceye kadar, yukarıda anlatılan işlemler tekrarlanır. Her yük durumunda devir sayısı ölçülür ve teraziyi dengeleyen ağırlık belirlenir. Aynı anda yakıt tüketim zamanı da belirlenir. Tam tersi düşük devirden yüksek devire arttırılarak da yapılabilir.
Moment ve özgül yakıt sarfiyatına motor karakteristikleri denir. Moment Dış, yakıt sarfiyatı ise iç karakteristik eğrilerini oluşturur. Deneyde ölçülen değerler: Ölçüm n (dev/dk) Ağırlık (gr) t (s) 1 2 3 4 5 DENEY RAPORUNDA İSTENİLENLER!!!! 1) Hidrolik Fren dışında Fren Tipleri ve hesapları hakkında bilgi veriniz. 2) Yakıtın alt ısıl değeri ve üst ısıl değeri kavramları hakkında bilgi veriniz. 3) Ölçümler için hesaplamaları yapınız. 4) Döndürme Momenti,Efektif Güç,Özgül Yakıt Sarfiyatı ve Yakıtın teorik verimini grafik halinde çiziniz.
GRUP= Aldığı Rapor= Notu T.C. ZONGULDAK KARAELMAS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MOTOR LAB. DENEY RAPORU Ders Sorumlusu: Deneyin Adı : Deney Tarihi ve Saati : Raporu Hazırlayanın; Adı Soyadı : Numarası :