Benzin motorları günümüzde en çok kullanılan motor tipi olup,
%20′lik verimi aşamasa da halen kullanılmaya devam edilmektedir. Artık
elektrik motorlarına yönelinmesini savunsam da petrol bitmediği sürece
içten yanmalı motorlar da tarih olmayacaktır. Tabi hidrojen kullanan
otomobiller de aynı tip içten yanmalı motor kullanmakta fakat yapıları
biraz daha farklıdır. 1876 yılında Alman mühendis Nikolaus Otto
tarafından bulunan benzin motorları o dönemlerdeki %3-5′lik verimden
bugün en iyi bir Ferrari motorunda %20′lere kadar çıkartılmıştır fakat
yine de yakıtın oluşturduğu kuvvetin yaklaşık %10′u aktarma
organalarına(arkadan itişli bir otomobil için), %5′i pistonların
ataletine, %5′i sürtünmeye ve %60 kadarı da ısı olarak dışarı atılıp
tamamen boşa harcanmaktadır. Yani tekerleklere iletilebilen verimli güç
ancak harcanan yakıtın oluşturduğu enerjinin %20’si kadar
olabilmektedir. Benzin motorlarını yeterince kötüledikten sonra, biraz
da çalışma sistemine bakacak olursak; en çok kullanılan motor tipi
olarak enjeksiyonlu motorları görmekteyiz. Enjeksiyonlu motorlar
karböratörlü motorlara nazaran daha homojen bir yakıt + hava karışımı
gerçekleştirebildiğinden tercih edilmektedir. Günümüz benzinli
motorlarında tümüyle enjeksiyon sistemine geçilmiştir.Benzinli bir
motorun çalışmasını en basit haliyle şöyle ifade edebiliriz; motorun
emme kanalına dışarıdan alınan temiz hava, yine emme kanalının
bitiminde bulunan enjeksiyon ucundan yakıtın püskürtülmesiyle silindir
içerisine yakıt + hava karışımı olarak alınır. Silindirde yanmanın
gerçekleştiği ve yanma odası olarak adlandırılan pistonun silindirin en
üst kısmındaki alanında homojene yakın bir hava + yakıt karışımı
sıkıştırılarak buji ile ateşlenir. Ateşlemenin etkisiyle hızla
genişleyen silindir hacmi ve buna bağlı olarak pistonun aşağıya
itilmesi, pistona bağlı olan krank-biyel mekanizmasını harekete
geçirir. Biyel, piston kolu demektir. Krank ise, aracın hareketi için
gerekli momentumu sağlayan bir mildir. Pistona bağlı biyel mekanizması,
pistondan aldığı doğrusal hareketi krank mili üzerine dairesel harekete
çevirerek iletir. Krank mili de şanzımana bağlı olup, tekerleklere
giden gücün ayarlanması sağlanır.
Yanda görülmekte olan dört zamanlı bir motorun çalışma safhalarıdır. Bunlar;
1. Emme: Temiz hava + benzin karışımı üstte sol
taraftaki emme kanalındaki sübapın açılmasıyla ve pistonun aşağıya
doğru hareketinden oluşan vakum etkisiyle silindir içerisine alınıyor.
2. Sıkıştırma: Silindir içerisine alınan hava +
yakıt karışımı pistonun yukarı hareketiyle sıkıştırılarak hen sıcaklığı
hem de basıncı yükseltilip çok ufak bir hacme hapsediliyor. Bu esnada
her iki sübap ta tam kapalı konumda olup, yalıtım sağlanmaktadır.
3. Yanma: Sıkıştırılan benzin + hava karışımı
sübapların tam ortasında yer alan buji(kıvılcım üreten eleman) ile
ateşlenerek yanma gerçekleşir. Aracın hareketini sağlayan güç bu anda
üretilir.
4. Egsoz: Yanma sonrasında piston yukarı geri
gelirken, yanmış artık gazlar üst sağ tarafta yer alan egsoz sübabının
açılmasıyla dışarıya atılır. Ardından pistonun aşağıya tekrar gelmesi
esnasında 1. çevrim yani emme safhası tekrar başlar.
Motorun sarsıntı yapmaması için dikkat edilen en önemli faktör
silindir sayısıdır. Örneğin V-tipi bir motorda 5 silindir uygulamaya
kalkarsanız, bir tarafta iki diğer tarafta üç silindir bulunmak zorunda
olacağından inanılmaz bir titreşim oluşur ve motor çalışamaz.
Genel olarak kullanılan silindir düzenlemeleri şöyledir:
http://www.bilgiustam.com/resimler/2008/05/1.gif">
Sıra tipi silindirleri olan bu motorlar genellikle önden çekişli
ekonomi sınıfı araçlarda kullanılır. Dört silindirli olan bu motor
tipinin kullanımı çok yaygındır. Fazla yer kaplamaz, buna karşılık
istenilen gücü fazlasıyla karşılayabilir.
http://www.bilgiustam.com/resimler/2008/05/2.gif">
V tipi olarak bilinen bu motorlar ise birbirine genellikle 90 derece
ile konumlandırılmış simetrik ve aynı sayıdaki silindirlerden oluşur.
Örneğin yukarıda bir V6 motorunu görmektesiniz. karşılıklı üçer
silindir bulunan bu motor yüksek güç üretmesi için tasarlanmış spor
veya yarış otomobillerinde yaygın olarak kullanılır. V8, V12 ve V16
şeklinde daha güçlü versiyonları da vardır. Bu motorlar sıra tipli
motorlardan çok daha sarsıntısız ve pürüzsüz çalışırlar. Çünkü
pistonların hareketiyle oluşan merkezkaç ve atalet kuvvetleri
karşılıklı olarak birbirlerini sönümler. Çekişin yani torkun güçlü ve
sürekli olduğu bu tip motorlar yakıt ekonomisi yönünden sınıfta
kalırlar. Bu nedenle günümüzde kullanım alanı azdır.
http://www.bilgiustam.com/resimler/2008/05/3.gif">
Silindirlerin yatay olarak konumlandırıldığı bu tip motorların
kullanım alanı azdır. Sadece birkaç marjinal otomobil firması
tarafından(örneğin Subaru) kullanılır. Bu motorların şu avantajı
vardır; dikey duran silindirler içerisinde piston hareket ederken
pistonun kendi ağırlığından kaynaklanan büyük bir atalet kuvveti
oluşur. Pistonlar yatay olduğunda yerçekimi etkisi altında oluşan
piston ağırlıkları motora değil silindir yüzeylerine biner. Bu da
oluşan ataleti azalttığı gibi pistonun ağırlığı neredeyse yokmuş gibi
çalışarak daha yüksek devirle ve rahat hareket ettirilmesi sağlanır...
|