Benzin Motoru(Otto Motoru) Nedir? Nasıl Çalışır?

0
16

Benzin motorlar? günümüzde en çok kullan?lan motor tipi olup, %20?lik verimi a?amasa da halen kullan?lmaya devam edilmektedir. Art?k elektrik motorlar?na yönelinmesini savunsam da petrol bitmedi?i sürece içten yanmal? motorlar da tarih olmayacakt?r.

Tabi hidrojen kullanan otomobiller de ayn? tip içten yanmal? motor kullanmakta fakat yap?lar? biraz daha farkl?d?r. 1876 y?l?nda Alman mühendis Nikolaus Otto taraf?ndan bulunan benzin motorlar? o dönemlerdeki %3-5?lik verimden bugün en iyi bir Ferrari motorunda %20?lere kadar ç?kart?lm??t?r fakat yine de yak?t?n olu?turdu?u kuvvetin yakla??k %10?u aktarma organalar?na(arkadan iti?li bir otomobil için), %5?i pistonlar?n ataletine, %5?i sürtünmeye ve %60 kadar? da ?s? olarak d??ar? at?l?p tamamen bo?a harcanmaktad?r. Yani tekerleklere iletilebilen verimli güç ancak harcanan yak?t?n olu?turdu?u enerjinin %20?si kadar olabilmektedir. Benzin motorlar?n? yeterince kötüledikten sonra, biraz da çal??ma sistemine bakacak olursak; en çok kullan?lan motor tipi olarak enjeksiyonlu motorlar? görmekteyiz. Enjeksiyonlu motorlar karböratörlü motorlara nazaran daha homojen bir yak?t + hava kar???m? gerçekle?tirebildi?inden tercih edilmektedir. Günümüz benzinli motorlar?nda tümüyle enjeksiyon sistemine geçilmi?tir.Benzinli bir motorun çal??mas?n? en basit haliyle ?öyle ifade edebiliriz; motorun emme kanal?na d??ar?dan al?nan temiz hava, yine emme kanal?n?n bitiminde bulunan enjeksiyon ucundan yak?t?n püskürtülmesiyle silindir içerisine yak?t + hava kar???m? olarak al?n?r. Silindirde yanman?n gerçekle?ti?i ve yanma odas? olarak adland?r?lan pistonun silindirin en üst k?sm?ndaki alan?nda homojene yak?n bir hava + yak?t kar???m? s?k??t?r?larak buji ile ate?lenir. Ate?lemenin etkisiyle h?zla geni?leyen silindir hacmi ve buna ba?l? olarak pistonun a?a??ya itilmesi, pistona ba?l? olan krank-biyel mekanizmas?n? harekete geçirir. Biyel, piston kolu demektir. Krank ise, arac?n hareketi için gerekli momentumu sa?layan bir mildir. Pistona ba?l? biyel mekanizmas?, pistondan ald??? do?rusal hareketi krank mili üzerine dairesel harekete çevirerek iletir. Krank mili de ?anz?mana ba?l? olup, tekerleklere giden gücün ayarlanmas? sa?lan?r.4-stroke-engine.gifYanda görülmekte olan dört zamanl? bir motorun çal??ma safhalar?d?r. Bunlar;

1. Emme: Temiz hava + benzin kar???m? üstte sol taraftaki emme kanal?ndaki sübap?n aç?lmas?yla ve pistonun a?a??ya do?ru hareketinden olu?an vakum etkisiyle silindir içerisine al?n?yor.

2. S?k??t?rma: Silindir içerisine al?nan hava + yak?t kar???m? pistonun yukar? hareketiyle s?k??t?r?larak hen s?cakl??? hem de bas?nc? yükseltilip çok ufak bir hacme hapsediliyor. Bu esnada her iki sübap ta tam kapal? konumda olup, yal?t?m sa?lanmaktad?r.

3. Yanma: S?k??t?r?lan benzin + hava kar???m? sübaplar?n tam ortas?nda yer alan buji(k?v?lc?m üreten eleman) ile ate?lenerek yanma gerçekle?ir. Arac?n hareketini sa?layan güç bu anda üretilir.

4. Egsoz: Yanma sonras?nda piston yukar? geri gelirken, yanm?? art?k gazlar üst sa? tarafta yer alan egsoz sübab?n?n aç?lmas?yla d??ar?ya at?l?r. Ard?ndan pistonun a?a??ya tekrar gelmesi esnas?nda 1. çevrim yani emme safhas? tekrar ba?lar.

Motorun sars?nt? yapmamas? için dikkat edilen en önemli faktör silindir say?s?d?r. Örne?in V-tipi bir motorda 5 silindir uygulamaya kalkarsan?z, bir tarafta iki di?er tarafta üç silindir bulunmak zorunda olaca??ndan inan?lmaz bir titre?im olu?ur ve motor çal??amaz.

Genel olarak kullan?lan silindir düzenlemeleri ?öyledir:

 

1.gif

S?ra tipi silindirleri olan bu motorlar genellikle önden çeki?li ekonomi s?n?f? araçlarda kullan?l?r. Dört silindirli olan bu motor tipinin kullan?m? çok yayg?nd?r. Fazla yer kaplamaz, buna kar??l?k istenilen gücü fazlas?yla kar??layabilir.

 

2.gif

V tipi olarak bilinen bu motorlar ise birbirine genellikle 90 derece ile konumland?r?lm?? simetrik ve ayn? say?daki silindirlerden olu?ur. Örne?in yukar?da bir V6 motorunu görmektesiniz. kar??l?kl? üçer silindir bulunan bu motor yüksek güç üretmesi için tasarlanm?? spor veya yar?? otomobillerinde yayg?n olarak kullan?l?r. V8, V12 ve V16 ?eklinde daha güçlü versiyonlar? da vard?r. Bu motorlar s?ra tipli motorlardan çok daha sars?nt?s?z ve pürüzsüz çal???rlar. Çünkü pistonlar?n hareketiyle olu?an merkezkaç ve atalet kuvvetleri kar??l?kl? olarak birbirlerini sönümler. Çeki?in yani torkun güçlü ve sürekli oldu?u bu tip motorlar yak?t ekonomisi yönünden s?n?fta kal?rlar. Bu nedenle günümüzde kullan?m alan? azd?r.

 

3.gif

Silindirlerin yatay olarak konumland?r?ld??? bu tip motorlar?n kullan?m alan? azd?r. Sadece birkaç marjinal otomobil firmas? taraf?ndan(örne?in Subaru) kullan?l?r. Bu motorlar?n ?u avantaj? vard?r; dikey duran silindirler içerisinde piston hareket ederken pistonun kendi a??rl???ndan kaynaklanan büyük bir atalet kuvveti olu?ur. Pistonlar yatay oldu?unda yerçekimi etkisi alt?nda olu?an piston a??rl?klar? motora de?il silindir yüzeylerine biner. Bu da olu?an ataleti azaltt??? gibi pistonun a??rl??? neredeyse yokmu? gibi çal??arak daha yüksek devirle ve rahat hareket ettirilmesi sa?lan?r.