İçeriğe atla

İçten yanmalı motor

İçten yanmalı benzinli motorun çalışma prensibi

İçten yanmalı motorlar, yakıt'ın motor içinde yanma odası adı verilen sınırlı bir alan içinde yakılması ile oluşan basıncın, piston denen parçayı hareket ettirmesi ile oluşan makinelerdir.

İçten yanmalı motorların öncülü sayılan, içinde bir piston bulunan metalik silindirden oluşan bir düzenek 1673’te Paris’te fizikçi Christiaan Huygens ve asistanı Denis Papin tarafından geliştirilmiştir. Belçikalı mühendis Étienne Lenoir 1859’da “Gazlı ve genleşmiş havalı motor” adı altında iki zamanlı içten yanmalı bir motorun patentini almış ve 1860 yılında elektrik ile ateşlenen ve su soğutmalı ilk içten yanmalı motoru geliştirmiştir.[1]

Bu motorlara içten yanmalı motor adının verilmesinin sebebi, yanma olayının motor içerisinde gerçekleşmesindendir. Dıştan yanmalı motorlar da ise dışarıda yanma gerçekleştiğinden bunlara dıştan yanmalı motorlar denilmiştir. Örneğin: Buhar makinesi.

İçten yanmalı motorlarda yanma odasının motorun içine taşınmasıyla birlikte oldukça kompakt motorlar üretilebilmiştir ve otomobillerin oluşması sağlanmıştır.

Bir enerji formunu (elektrik, kimyasal enerji, benzin, tiner, LPG vb.) mekanik enerjiye çeviren makineye "motor" denir.

Sınıflandırma

İçten yanmalı motorlar birkaç şekilde sınıflandırılır:

Pistonlu motorlar

ateşleme türüne göre:

Mekanik/termodinamik döngüye göre[3]):

Döner motorlar

Sürekli içten yanmalı motorlar

  • Gaz türbini motoru
    • İtici nozül aracılığıyla Turbojet
    • Kanal fanı aracılığıyla Turbofan
    • Genellikle değişken hatveli, kanalsız pervaneli Turboprop
    • İtme kuvveti yerine mekanik tork üretmesi için optimize edilmiş gaz türbini, Turboşaft
  • Ramjet,[4] turbojet'e benzer ancak havayı sıkıştırmak için kompresör yerine araç hızını kullanılır.
  • Scramjet, süpersonik yanma kullanan bir ramjet çeşidi.
  • Roket motoru

Pistonlu motorlar

Yapı

Bir V8 motorun silindir bloğu
Piston, segman, piston pimi ve biyel kolu

Pistonlu içten yanmalı motorun gövdesi, genellikle dökme demir (aşınmaya karşı direnci ve düşük maliyeti nedeniyle)[5] veya alüminyum'dan yapılan motor bloğu'dur. Alüminyum motor bloğunda, silindir gömlekleri dökme demirden veya çelikten[6] veya nikasil veya alusil gibi kaplamalardan yapılır. Motor bloğu silindirleri içerir. Birden çok silindirli motorlarda genellikle ya 1 sıra (düz motor) veya 2 sıra (Boksör tipi motor veya V tipi motor) düzenlenir; Çağdaş motorlarda ara sıra 3 sıra (W tipi motor) kullanılır.

Tek silindirli motorlar, motosikletlerde ve hafif makine motorlarında kullanılır. Silindirin dış tarafında soğutma sıvısı içeren pasajlar motor bloğunun içine basınçlı dökümle dökülürken, bazı ağır hizmet motorlarında ise pasajlar sökülebilir ve değiştirilebilen silindir kovanı tipleridir.[5]

Su soğutmalı motorların motor bloğunda soğutma sıvısının dolaştığı pasajları vardır (su ceketi). Bazı küçük motorlar hava soğutmalıdır ve silindir bloğunda su ceketi yerine ısıyı doğrudan havaya aktarıp motoru soğutan hava kanatçıkları vardır. Silindir duvarları genellikle çapraz tarama elde etmek için honlamayla bitirilir böylece silindir daha çok yağ tutabilir. Çok pürüzlü silindir iç yüzeyi, pistonun aşırı aşınmasıyla motora hızla zarar verir. Silindr bloğu denge mili, blok ısıtıcı, çap, biyel kolu, karter, karter havalandırma sistemi, krank pimi, krank mili, çekirdek tıkacı, silindir silindir sırası, motor konfigürasyonu, motor deplasmanı, volan, ateşleme sırası, strok, ana yatak, piston, piston sekmanı, marş halkası dişlisi'nden oluşur.

Pistonlar, sıkıştırılmış havanın ve yanma ürünlerinin yüksek basıncına karşı silindirin bir ucunu kapatan ve motor çalışırken sürekli olarak silindirin içinde kayan kısa silindirik parçalardır. Küçük motorlarda pistonlar alüminyumdan yapılmıştır; daha büyük uygulamalarda genellikle dökme demirden yapılırlar.[5] Pistonun üst duvarına "taç" denilir ve genelde düz veya içbükeydir. Bazı iki zamanlı motorlarda, saptırıcı kafalı pistonlar kullanır. Bütünleşik takviye yapısı dışında pistonların altı açık ve oyuktur. Motor çalışırken, yanma odasındaki gaz basıncı piston tacına kuvvet uygular ve bu kuvvet, piston pim'ine aktarılır. Her pistonun çevresine segmanlar takılmıştır ve bunlar çoğunlukla gazların krank karterine veya yağın yanma odasına sızmasını önler.[7] Karter havalandırma sistemi, normal çalışmada pistonlardan kaçan az miktarda gazı yağ karterinden dışarı atarak motor yağını kirletecek ve korozyon yapacak şekilde karterde biritirmez.[5] İki zamanlı benzinli motorlarda karter hava-yakıt yolunun bir parçasıdır ve sürekli akışı nedeniyle iki zamanlı motorlarda ayrı bir karter havalandırma sistemine gerek yoktur.

Bir Dizel motor silindir kafasının üzerindeki valf dizisi. Bu motor, külbütör kullanır ancak külbütör çubuğu kullanmaz.

Silindir kapağı motor bloğuna çok sayıda cıvata veya saplama cıvataları ile vidalanmıştır. Birkaç işlevi vardır. Silindir kapağı, pistonların karşı tarafındaki silindirleri kapatır; emme ve egzoz için kısa kanalları ve silindirin taze hava ile doldurulmasına izin vermek için açılan ilgili giriş supapları ve yanma gazlarının çıkmasına imkan vermek için açılan egzoz supapları vardır. Ancak, 2 zamanlı karter süpürmeli motorlar, gaz portlarını supapları olmadan doğrudan silindir duvarına bağlar; bunun yerine piston açılmalarını ve kapanmalarını kontrol eder. Silindir kapağı aynı zamanda buji ateşlemeli motorlarda buji'yi ve doğrudan enjeksiyon kullanan motorlarda enjektör'ü tutar. Tüm Dizel (sıkıştırma ateşlemeli) motorlar, genellikle doğrudan enjeksiyon olmak üzere yakıt enjeksiyonu kullanır, ancak bazı motorlar bunun yerine indirekt enjeksiyon kullanır. Kıvılcım ateşlemeli (SI) motorlar, karbüratör veya port enjeksiyonu veya direkt enjeksiyon olarak yakıt enjeksiyonu kullanabilir. Çoğu SI motorunun her silindirde tek bujisi vardır ancak bazılarında 2 tane vardır. Silindir kapak contası, silindir kafası ile motor bloğu arasında gaz sızıntısını önler. Supapların açılıp kapanması bir veya birkaç kam mili ve yay tarafından kontrol edilir veya bazı motorlarda yay kullanmayan bir desmodromik mekanizma tarafından kontrol edilir. Kam mili, doğrudan supap gövdesine bastırabilir veya yine doğrudan veya külbütör çubuğu aracılığıyla külbütör üzerinde hareket edebilir.

Motor bloğunun aşağıdan görünüşü. Silindirler, yağ püskürtme memesi ve ana yatakların yarısı açıkça görülüyor.

Çalışma prensibi

Yakıt, karbüratör ya da yakıt enjeksiyonu sistemiyle belli bir oranda hava ile karıştırılarak yanma odası denilen silindirin içine gönderilir. Karışım piston tarafından sıkıştırılarak buji yardımıyla ateşlenir. Dizel motorlarda ateşleme buji yerine yüksek basınç altında havanın sıkıştırmasıyla yapılır. Karışım karbondioksit (CO2) ve karbonmonoksit (CO)'e dönüşür. Bu reaksiyon hacim ve ısı yaratır. Bu da pistonların salınım hareketi krank mili yardımıyla mekanik enerjiye dönüştürülerek iş yapılmış olur. Yakıt olarak önceleri gaz yağı kullanılmış günümüzde ise benzin, mazot ve LPG (Sıvılaştırılmış Petrol Gazı) oldukça yaygındır. Günümüz teknolojisinde "hibrit" otomobiller üretilmeye başlanmıştır. Bu otomobillerde iki farklı türden motor bulunur. Yani hibrit adı, biri yanmalı ve diğeri elektrikli olan iki motor tipine sahip olmasından gelir.

Günümüzde kullanılan içten yanmalı motorların ezici çoğunluğu 4 zamanlı içten yanmalı motorlardır. 4 zaman ifadesi piston işlevlerinin bir sınıflandırmasıdır. Bu zamanlar ve işlevleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

1. Emme: Temiz hava ve benzin karışımı üstte sağ taraftaki emme kanalındaki supapın açılmasıyla ve pistonun aşağıya doğru hareketinden oluşan vakum etkisiyle silindir içerisine alınır
2. Sıkıştırma: Silindir içerisine alınan hava ve yakıt karışımı pistonun yukarı hareketiyle sıkıştırılarak hem sıcaklığı hem de basıncı yükseltilip çok ufak bir hacme hapsedilir. Bu esnada her iki supap da tam kapalı konumda olup, yalıtım sağlanmaktadır.
3. Yanma: Sıkıştırılan benzin ve hava karışımı supapların tam ortasında yer alan buji ile ateşlenerek yanma gerçekleşir. Aracın hareketini sağlayan güç bu anda üretilir.
4. Egzoz: Yanma sonrasında piston yukarı geri gelirken, yanmış artık gazlar üst sol tarafta yer alan egzoz supapının açılmasıyla dışarıya atılır. Ardından pistonun aşağıya tekrar gelmesi esnasında 1. çevrim yani emme safhası tekrar başlar.

Enerji verimi

Enerji verimi, tüketilen yakıtın kimyasal enerjisinin üretilen mekanik enerjiye oranı olarak tanımlanır ise, Modern turboşarjlı motorların yaklaşık verimi %20'dir.

İçten yanma termodinamik olayının teorik maksimum verimi %35 olduğu göz önüne alınırsa, geri kalan %15'lik enerji kaybı yakıtın sıkıştırılmasında, pistonların sürtünmesinde ve diğer işlemlerine gerçekleştirilmesine harcanır.

Diğer bileşenler

Kaynakça

  1. ^ "Arşivlenmiş kopya". 27 Nisan 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Nisan 2020. 
  2. ^ "Two Stroke Cycle Diesel Engine". First Hand Info. 23 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Eylül 2016. 
  3. ^ Haseli, Yousef. "Atkinson Cycle". Science Direct. 8 Mayıs 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Mayıs 2022. 
  4. ^ Hall, Nancy. "Editor". NASA. 22 Ocak 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Haziran 2020. 
  5. ^ a b c d Heywood 2018, s. 11
  6. ^ Denton 2011, s. 109
  7. ^ Yamagata 2005, s. 6

Ayrıca bakınız

Wikimedia Commons'ta İçten yanmalı motor ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Dizel motor</span> motor çeşiti

Dizel motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha özel bir tanımla, dizel motor oksijen içeren bir gazın sıkıştırılarak yüksek basınç ve sıcaklığa ulaşması ve silindir içine püskürtülen yakıtın bu sayede alev alması ve patlaması prensibi ile çalışan bir motordur. Bu yüzden benzinli motorlardan farklı olarak ateşleme için bujiye ve yakıt oksijen karışımını oluşturmak için karbüratöre ihtiyaç yoktur.

<span class="mw-page-title-main">Benzinli motor</span>

Benzinli motor, bir tür içten yanmalı motordur. Benzinli motorlarda kullanılan yakıt benzin olup, yakıt dizel motordan farklı olarak karbüratör adı verilen bir düzenek sayesinde, sıvı olarak değil buharlaşıp hava ile karışarak silindire girer.

<span class="mw-page-title-main">Piston</span> pistonlu motorların bir silindir tarafından tutulan ve piston segmanları tarafından gaz sızdırmaz hale getirilen hareketli bileşeni

Piston veya itenek, bir silindir içine 1000'de 7 boşluk olacak şekilde yerleştirilmiş disk şeklinde parça. Motor, pompa ve kompresör gibi makinelerde silindirden dışarı uzanan (biyel) piston koluna bağlı olarak kullanılır. Motorlu araçlarda kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çeviren düzenektir.

<span class="mw-page-title-main">Wankel motoru</span> Felix Wankel tarafından bulunmuş "Döner Motor" olarak da bilinen ekzantrik döner tasarıma sahip, yanma basıncını döner harekete çeviren içten yanmalı bir motor

Wankel motoru; ekzantrik döner tasarıma sahip, yanma basıncını döner harekete çeviren içten yanmalı bir motordur. Bu motorlarda diğer içten yanmalı motorlardan farklı olarak, kenarları yayvanlaştırılmış üçgen şeklinde döner pistonlar kullanılır. Güç iletiminin doğrudan piston üzerine bağlı mil yardımı ile gerçekleştirilmesi sayesinde yapıları diğer motorlara göre daha az karmaşıktır. Pistonlu motorların aksine tüm parçalar aynı yönde döner. Bu motorun diğer avantajları harekette akıcılık, kompaktlık ve daha yüksek güç-ağırlık oranıdır.

Brayton çevrimi, genel olarak gaz türbinlerinde kullanılan, periyodik bir prosestir. Günümüzde geçerli olan gaz akışkanlı güç çevrimleri içinde önemli bir yer tutar. Diğer içten yanmalı güç çevrimleri gibi açık bir sistem olmasına rağmen; termodinamik analiz için egzoz gazlarının ikinci bir ısı değiştirgecinden geçtikten sonra içeri alınıp tekrar kullanıldığı farzedilir ve kapalı bir sistem gibi analize uygun hale gelir. İsmini, mucidi olan George Brayton’dan almıştır. Aynı zamanda Joule çevrimi olarak da bilinir.

<span class="mw-page-title-main">Stirling motoru</span>

Stirling motoru, sıcak hava motoru olarak da bilinir. Dıştan yanmalı motorlu bir ısı makinesi tipidir. Isı değişimi prosesi, ısının mekanik harekete dönüşümünün ideal verime yakın olmasına izin verir.

Sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar. Bu tip motorlar yakıt ve hava karışımının yüksek basınç ve sıcaklığın etkisi ile tutuşmasıyla çalışır.

<span class="mw-page-title-main">Dört zamanlı motor</span>

Dört zamanlı motorlar, pistonun bir çevriminin (cycle) 4 aşamada tamamlandığı motor tipleridir. İçten yanmalı motorlar (internal combustion engines) sınıfında yer alırlar.

Değişken Zamanlamalı Supap Kontrol Sistemi Değişken supap zamanlaması, motor işletim sisteminin hangi devire göre hangi supap zamanlamasının kullanılacağını belirlenmesi ve her devirde en verimli çalışmayı sağlamasıdır Böylece motor düşük devirlerde az yakıt tüketirken yüksek devirlerde de iyi bir performans sunmaktadır. Motor devri yükseldikçe kayar pimli eksantrik milleri subaplara daha büyük bir kam lobuyla hareket iletmekte ve hava yakıt oranının yeniden düzenlenmesine imkân tanımaktadır. Bu motor teknolojisini Honda bulup geliştirmiştir ve onun tarafından kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">İki zamanlı motor</span> Motor tipi

İki zamanlı motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha yaygın olarak kullanılan dört zamanlı motordan farkı, pistonun doğrusal hareketlerinde 4 yerine 2 stroka sahip olmasıdır. İki zamanlı motorlarda emme ve sıkıştırma 1 strokta, yanma ve egzoz 1 strokta yapılır. Dört zamanlı motorlarda ise her iş için 1 strok gerekir.

<span class="mw-page-title-main">Motor</span>

Motor, bir enerji formunu mekanik enerjiye çeviren makinedir. Motorlar kuvvet makineleridir.

<span class="mw-page-title-main">Karbüratör</span> motorun silindirlerinde yanacak benzin-hava karışımını sağlayan aygıt

Karbüratör, içten yanmalı motorlarda, motorun silindirlerinde yanacak benzin-hava karışımını sağlayan aygıt.

<span class="mw-page-title-main">Silindir kapağı</span> içten yanmalı motor parçası

Silindir kapağı, motor bloğunun arasına silindir kapak contası konularak üstten kapatacak şekilde imal edilen motor parçasıdır. Silindir kapağı üzerinde emme manifoldu, egzoz manifoldu ve bujiler bulunur. Supap sistemine de yataklık etmektedir. Otomobil motorlarında genelde tüm bloku kaplayan bir tane silindir kapağı bulunmaktadır. Büyük motorlarda ise her silindirin kendi silindir kapağı vardır. Genelde dökme demir veya aluminyumdan yapılır, üst kısmına kam mili yerleştirilir.

<span class="mw-page-title-main">Turboşarj</span> Motora daha fazla hava pompalayıp güç üreten parça

Turbo, içten yanmalı motorlarda pistonların hızlı hareketleri esnasında azalan hava emişini, yani pistonlara ihtiyaç duydukları havayı pompalayan atmosfer basıncına ek basınç yaratan bir mekanizmadır.

<span class="mw-page-title-main">Supap</span>

Supap, yay yardımıyla gergin tutulup yatağın düzlemine dik olarak gidip gelme hareketi yaparak bir akışkanın geçişini ayarlamaya yarayan kapağa denir. Supap, boru sistemlerinde gaz veya sıvı, motorlarda ise gaz geçişini kontrol etmeye yarar.

<span class="mw-page-title-main">Silindir bloğu</span> içten yanmalı motor parçası

İçten yanmalı bir motorda motor bloğu, silindirleri ve diğer parçaları içeren yapıdır. Eski bir otomotiv motorunda, motor bloğu yalnızca ayrı bir karterin takıldığı silindir bloğuydu. Modern motor bloklarında genellikle karter silindir bloğu ile tek parça olarak birleştirilmiştir. Motor bloklarının soğutma sıvı geçişleri ve yağ galerileri gibi kısımları da kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Motor freni</span> fren türü

Motor freni, sürtünme freni veya manyetik fren gibi ek harici frenleme mekanizmaları kullanmak yerine, bir motorlu taşıtın motorunun içindeki yavaşlatma kuvvetleri kullanıldığında meydana gelir.

<span class="mw-page-title-main">Atkinson çevrimi</span> Termodinamik döngü

Atkinson çevrimi, 1882'de James Atkinson tarafından icat edilen bir içten yanmalı motor türüdür. Atkinson çevrimi, güç yoğunluğu pahasına verimlilik sağlamak üzere tasarlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Motor kontrol ünitesi</span>

Motor kontrol ünitesi ya da sıkça kullanılan diğer adıyla motor kontrol modülü , optimum motor performansını sağlamak için içten yanmalı bir motordaki bir dizi aktüatörü kontrol eden bir tür elektronik kontrol ünitesidir. Temel amacı motor fonksiyonlarını yönetmek, performansı iyileştirmek ve sürekli kontrol altında tutmaktır. Bu görevini yerine getirmek için motor bölmesi içindeki çok sayıda sensörden gelen değerleri okur, bu değerleri çok boyutlu performans haritalarını kullanarak yorumlar ve buna göre de motordaki bileşenlerde gerekli ayarlamaları yapar. ECU'lar araçlarda kullanılmaya başlamadan önce hava-yakıt karışımı, ateşleme zamanlaması ve rölanti devri gibi parametreler mekanik olarak ayarlanıyor; mekanik ve pnömatik elemanlar gibi çeşitli kontrolörler vasıtasıyla da dinamik olarak kontrol ediliyordu.

<span class="mw-page-title-main">Kamera motoru</span>

Kamera(Kam) motorlarında, diğer içten yanmalı motorlarından farklı olarak bağlantı çubukları ve krank mili yoktur, bunun yerine piston hareketinin, normal krank yerine bir kam ve silindir vasıtasıyla yapıldığı bir motordur.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.