içten yanmalı mot. çalışma prensipler

MOTORLU ARAÇLAR TEKNOLOJİSİ ALANI

İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

http://www.motorsitem.tr.gg http://www.aracteknolojisi.tr.gg

TEKNİK TERİMLER Madde

Genel anlamda, uzayda yer kaplayan ve ağırlığı olan her şeye madde denir. Maddenin bir fiziksel yapıdan farklı bir fiziksel yapıya dönüşmesine maddenin hal değişikliği denir. Örneğin; su buharlaşır.

Cisim

soğutulursa

donar,

ısıtılırsa

Maddenin şekil almış haline cisim denir.

Hava

Yakıtın yanması için kullanılan oksijeni bulundurur. (∼ 0.79 N, ~0.21 O)

Motorin Isı

Hidrojen (H) ve Oksijen’den (O) oluşan, yanmada kullanılan petrol türevidir.

Bir enerji çeşididir. Birimi ise Joule’dir. 239 gr suyun sıcaklığını 1o attırmak için gerekli ısıya 1 joule denir.

Genleşme Madde veya cisim moleküllerinin hareketlerinin hızlanmasıdır.

Sıcaklık (t) Isı enerjisi ile değiştirilebilen bir büyüklüktür.

Birimi santigrat derecedir. (oC) ile gösterilir. Termometre ile ölçülür.

Maddelerin genleşmesi

Maddelerde genellikle ısı ve sıcaklık yükseldiğinde genleşme olur. Genleşme hacimsel bir büyümedir. Çubuk şeklindeki maddelerde boyuna uzama daha belirgin olarak görülür.

Genleşme, maddelerin malzeme yapısına bağlıdır.

Kuvvet (F) Bir cismin bulunduğu konumunu ve şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir. Birimi Newton’ dur (N) ile gösterilir.

1 Kg = 9,81 N

Ağırlık (G)

Yer çekim kuvvetinin maddelere uyguladığı etkiye denir.

Birimi gram’ dır. Genellikle kilogram olarak kullanılır ve Kg ile gösterilir.

Atalet

Cisimlerin yön ve hız değişikliklerine karşı gösterdikleri dirence atalet denir.

Basınç (P) Birim yüzeye etki eden dik kuvvetlere basınç denir.

Birimi bar, atm, kg/cm2 olarak kullanılır.

1 Bar ~ 1 Atm = 1,033 Kg/cm2 1 Bar = 14.5 Psi 1 Atm= 14.7 Psi

İş

Tatbik edilen bir kuvvet etkisi ile cisimlerin yer değiştirmelerine iş denir. İş kaldırma, itme ve çekme şeklinde olur. İş = Kuvvet . Yol

Güç

kgm

Güç konu olduğunda işin yapıldığı zaman dikkate alınır.

Yani birim zamanda yapılan işe güç denir. iş Güç = Zaman =

Kuvvet . Yol Zaman

kgm / sn

Atmosfer basıncı

Havanın ağırlığına yer çekiminin etkisidir. Deniz seviyesinde 1,033 Kg/cm2 ye eşittir.

Yaklaşık olarak 1 Kg/cm2 olarak alınabilir. Atmosfer basıncı, deniz seviyesinden yukarılara çıkıldıkça azalır. (10.000 m’de 0.35 kg/cm 2)

Vakum

Vakum, gerçekte havanın yokluğu olarak ifade edilir. Ancak motorlarda silindir içerisindeki basıncın atmosfer basıncından düşük olması olarak kullanılabilir.

Devir (rpm, d/d) Bir cismin belirli bir noktadan başlayarak dairesel olarak bir tur atmasıdır.

Birimi devir/dakikadır. (d/d) olarak gösterilir.

Motorlarda tork ve güç Pistonu iten kuvvetin artması yanma odasındaki basınca bağlıdır. Bu basınç ana hatları ile motorun devrine, sıkıştırma oranına, silindir içerisine alınan yakıt-hava karışımının miktarına ve yanma verimine bağlıdır. Bu kuvvetin artışı, krank miline uygulanan momenti artırır.

Moment ile güç karıştırılmamalıdır. Motor momenti, devir yükseldikçe belirli bir devire kadar artar ve bu devirden sonra motor devri artırılmaya devam edilirse moment azalmaya başlar. Bunun sebebi hacimsel verimin azalması olarak değerlendirilebilir.

Moment (Tork) (T) Bir kuvvetin, bir cismi bir eksen etrafında döndürebilmesidir. Burma veya döndürme kuvveti de denir. Birimi Nm’ dir.

T=FXL T = Tork (Nm) F = Kuvvet (N) R = Eksenler arası mesafe (m)

Beygir gücü Yaklaşık olarak 1 saniyede 75 kilogramlık ağırlığı 1 metre yüksekliğe kaldırabilen kuvvete 1 beygir gücü denir.

1 Kw = 1.36 BG

1 BG = 75

Strok Piston hareketinin en alt nokta ile en üst nokta arasındaki mesafeye denir

Ü.Ö.N. (Üst Ölü Nokta) Pistonun silindir içerisinde çıkabildiği ve yön değiştirmek için bir an durakladığı en üst noktaya denir

A.Ö.N. (Alt Ölü Nokta) Pistonun silindir içerisinde inebildiği ve yön değiştirmek üzere bir an durakladığı en alt noktaya denir.

Silindir hacmi

Pistonun, silindir içerisinde A.Ö.N.’dan Ü.Ö.N.’ya çıkarken boşalttığı hacme denir

Sıkıştırma Oranı

750 cc+50cc 50cc

=

800 50

=

Silindir hacmi (Vh) + Yanma odası hacmi (Vc) Sıkıştırma Oranı = Yanma odası hacmi (Vc)

16 1

Yanma odası hacmi

Piston ÜÖN ya ulaştığında silindir içinde kalan hacme denir.

DÖRT ZAMANLI ÇEVRİM

Emme Zamanı Volümetrik Verim =

Silindire giren taze hava miktarı Silindir hacmi Volümetrik Verime Tesir Eden Faktörler 1-Hava filitresi 2-Emme manifoldu 3-Emme supabı 4-Artık gazlar

Silindir içerisindeki Isı 60-100oC Basınç 1 atm altında

Sıkıştırma zamanı

Silindir içerisindeki Isı 500-700oC Basınç 24.5-52.0 kg/cm2

Dizel motorlarında sıkıştırma oranı 1/12 - 1/22 arasındadır

Güç Zamanı

Yanma sonunda silindir içindeki basınç 2.5 kg/cm2 ye Silindir içerisindeki düştüğü zaman eksoz supabı açılarak yanmış gazlar Isı 1600-1700oC Basınç 24.5-52.0 kg/cm2 kendiliğinden dışarı çıkmaya başlar

Eksoz Zamanı

Silindir içerisindeki

Isı 800-1000oC Basınç 1 atm den fazla

Emme

Sıkıştırma

Güç

Eksoz

İKİ ZAMANLI ÇEVRİM

İki Zamanlı Dizel Motorları

Süpürme

Sıkıştırma

Ateşleme

Genleşme Eksoz

Aşırı Doldurma Silindire harici bir kompresörle daha fazla hava basıldığı takdirde gücün arttırılacağı aşikardır. Buna aşırı doldurma denir.

Aşırı doldurmada basınçlı hava ya motorla tahrik edilen rotatif bir körükle, ya da eksoz gazlarının çevirdiği bir türbinle tahrik edilen santrifüj bir kompresörle (turboşarj) temin edilir.

Mekanik doldurucular motor gücüne fazla bir katkıda bulunamazlar çünkü motordan fazla güç çekerler. Buna mukabil turboşarjlar eksoz gazları ile tahrik edildiklerinden motora daha fazla güç temin ederler. Genellikle bir motorda fazla tadilat yapmadan % 25-30 güç artırması temin edecek şekilde aşırı doldurma yapmak mümkündür.

Blower

TurboĹ&#x;arj

İlk hareket kolaylık sistemleri

l- Manifold ısıtıcıları (emme havasını ısıtmak için) a- Alevli 2- Kızdırma bujileri a-Yanma odasında kızgın tel tipi b-Yanma odasında kalem tipi 3- Fitil (küçük stasyoner dizellerde) 4- Daha kuvvetli hızlı marş motorları a- Benzin motoru b- Hava veya hidrolik motoru 5-Eter koklatma düzenleri

Alevli manifold ısıtıcısı

K覺zg覺n tel

K覺zd覺rma bujisi

Eter koklatma d端zeni

Yanma Odaları 1- Açık yanma odalı motorlar a- Direkt püskürtmeli motorlar 2- Bölünmüş yanma odalı motorlar a- Ön yanma odalı motorlar b- Türbülans odalı motorlar

Açık Yanma Odalı Motorlar (Direkt Püskürtmeli)

Ön Yanma Odalı Motorlar

% 25-40

Türbülans Odalı Motorlar

% 50-80

Açık yanma odalı motorlar

1- Silindir çapı 150 mm’den daha büyük olan motorlarda kullanılır 2- Sınırlı türbülans imkanları ile sabit devirlerde kullanılmaya daha müsaittirler 3- İnce delikli enjektör kullanıldığı için yakıt cinsine ve bakıma daha çok ihtiyaç duyarlar 4- Bütün yakıt ana yanma odasına püskürtülüp yakıldığından daha sert ve vuruntulu çalışır 5- İlk hareketleri daha kolaydır 6- Yakıt sarfiyatları düşüktür

Değişik yanma odalarında kullanılan kızdırma bujileri

Bölünmüş yanma odalı motorlar 1- Yakıt cinsine hassas değildir 2- Yanma kademeli olduğundan motor yumuşak çalışır 3- Yakıt sarfiyatları yüksek ve silindir hacmi başına elde ettiği düşüktür

güç daha

4- Türbülans odalı motorlar yakıt cinsine hassastır ve yüksek devirlerde çalışmaya uygundur 5- Bütün bölünmüş yanma odalı motorlar değişik devir sayılarında çalışmaya elverişlidir

Motor Diyagramları Motorlarda dört zaman oluşurken silindir içindeki basınçların atmosferik basınca göre farklarını göstermek amacı ile çizilen diyagramlara, motor diyagramları denir. Bu diyagramların çiziminde indikatör aleti adı verilen aletten yararlanılır.

indikatör aleti İndikatör aleti ile çizilen diyagramlardan yararlanarak; subapların açılıp kapanma durumları, püskürtmenin zamanında olup olmadığı, motorun kompresyon durumu öğrenilir ve iç güç hesaplanır.

Motor diyagramları Teorik diyagramlar ve Pratik diyagramlar olarak iki grupta incelenir

Benzinli motorun teorik ve pratik diyagram覺

Dizel motorun teorik diyagram覺

G羹癟, Moment ve Yak覺t Sarfiyat Diyagram覺

Subap diyagramı Motordan en yüksek gücün elde edilebilmesi için, piston kursu ve silindir içindeki basınç durumu esas alınarak, subapların açılıp kapanma noktalarını ve püskürtmenin başlangıcı ile bitimini, krank milinin dönüşüne göre gösteren 720o lik çift daire şeklindeki çizime subap ayar diyagramı denir

Emme subapları daima ÜÖN dan önce açılır, AÖN yı geçe kapanır.

Eksoz subaplarıda AÖN dan önce açılır, ÜÖN yı geçe kapanır.

Eksoz subapının açık kalma süresi uzatılarak, eksoz gazlarının dışarı atılması için daha fazla zaman kazanılmış olur.

Emme subapınında açık kalma süresi uzatılarak silindire daha fazla hava alınmış ve hacimsel verim arttırılmış olur.

Dizel Motoru

Benzinli Motor

İcat eden

Rudolf Diesel 1892

Nicholas Otto 1876

Sıkıştırma

Hava

Karışım

Sıkıştırma oranı

14/1 - 22/1

7/1 - 11/1

Sıkış. sonu sıcak.

500-700o

300-500o

Sıkış. sonu basıncı

30-45 bar

10-15 bar

Yakıt sistemi

Pompa/Enjektör

Karbüratör

Ateşleme

Sıcak hava

Buji kıvılcımı

Eksoz gazı Yakıt cinsi

CO miktarı az Motorin

CO miktarı fazla Benzin

Alev alma noktası

65 oC

21oC altında

Döndürme momenti

100-700 Nm

100-150 Nm

Yanma

Sabit basınçta

Sabit hacimde

Yakıt Tüketimi

190-285 g/kwh

285-345 g/kwh

4 Zamanlı Motorlar Motorlar Yapı

Masraflı, pahalı ve daha çok hareketli parça

2 Zamanlı basit, ucuz ve daha az hareketli parça

Çevrim

720o

360o

Aşıntı

1 kat

2 kat

Aşırı Doldurucu

Var

Var X

Güç

1 kat

1.5 kat

Yakıt sarfiyatı

Az

Çok

Maliyeti

Pahalı

Ucuz

Soğutma

Zor

Kolay