Motor Türleri , Tipleri Ve Çalışma Prensipleri

İçten yanmalı motorlar uygun yakıtı yakarak, yakıtın bünyesinde barındırdığı kimyasal enerjiyi kullanmak üzere güce dönüştüren motorlardır. Buhar makinelerinden farklı olarak içten yanmalı bir motor bu yakıtı motorun içinde bulunan yanma odasında yakarak veya oksitleyerek enerji üretme prensibine dayanır. Bu motorların en yaygın yakıtı benzin olup benzin veya dizel motoru olarak da adlandırılır. Bunların yanında metan, hidrojen, propan da bu tür motorlarda yakıt olarak kullanılabilir.

Karbüratörlü Benzin Motoru

Karbüratörlü Benzin Motoru

Tarihsel Gelişimi

19.yüzyılda çeşitli şekillerde geliştirilen bu motorlar 1850 yılında petrol üretim çalışmaları ile birlikte ilk kullanımı gerçekleştirilmiştir,fakat seri ve pratik hale dönüşememiştir. 19.yüzyıla gelinmesiyle birlikte içten yanmalı motorlar, gelişen mühendislik çalışmaları ile birlikte yaygınlaşmaya başlamıştır. İlk içten yanmalı motor 1859 yılında Etienne Lenoirtarafından geliştirilmiştir. Geliştirilen ilk motorda kömür-gazı ile hava karışımını atmosfer basıncında yakılmıştır. Ateşleme ise bir elektrik kıvılcımı ile sağlanmıştır. Egzoz stroku ilave edilen motor 1860 – 65 arasında yaklaşık %5 verim ve 6 HP güçte 5000 adet üretilmiştir

origins18_lg (1)

Etiene Lenour tarafından geliştirilen ilk motor

İçten yanmalı pistonlu motorların bugünkü temel yapısı önerileri ilk defa Nicolaus August Otto tarafından 1867  yılında önerilmiş, 1876 yılında da ilk prototip motor  çalıştırılmıştır. 1890’a kadar yaklaşık 50000 adet motor Amerika ve Avrupa’da satılmıştır. Bu motor, sabit hacimde yanma çevrimi ile çalışan 4-zamanlı benzin motoru olup efektif verimi daha 1894 yıllarında %20-25’e kadar yükseltilmiştir. Bugün ise efektif verim %30 – 37 arasında değişmektedir. Motorlar genel olarak gidip-gelme hareketli piston, biyel ve krank milinden oluşur. Ancak bunun yanında Felix Wanbel’in tasarımına dayanan dönel pistonlu motorlarda denenmiştir. Motorlar günümüze kadar yaklaşık 100 yıl boyunca petrolden üretilen sıvı yakıtlara uygun olacak şekilde gelişmiştir. Başlangıçta motor ve  motorlu taşıt sayısı az olduğu için ham petrolden basit damıtma ile elde edilen hafif yakıtlar, düşük ısıtma oranlı ve düşük verimli motorlarda bol bol kullanılıyordu. 1920 lere doğru motor ve motorlu taşıtların sayısının hzıla artması sonucu yakıt miktarını düşürüp, verimi artırmaya yönelik çalışmalar artmıştır.

Motor Çeşitleri 

Isı motorları iki gruba ayrılır;

1. Dıştan yanmalı motorlar
2. İçten yanmalı motorlar

Dıştan yanmalı motorlarda yanma ile oluşan sıcak gazlardaki ısı enerjisini başka bir akışkana transfer ederler ve bu akışkandaki ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşür. Bu motorlar gaz ve buhar türbinleri içerirler. İçten yanmalı motorlarda yanma ile oluşan sıcak gazların ısı enerjisi doğrudan mekanik enerjiye dönüşür.

Bir buhar türbini, dıştan yanmalı motorlara iyi bir örnek oluşturabilir. Yakıtın yanmasından veya nükleer reaktörden gelen ısı, suyu bir kaynatıcı ile buhara çevirir. Borular buharı bir mile tutturulmuş kanatçıkları olan türbinin içine taşır. Yüksek sıcaklıktaki buhar genleşerek türbin boyunca sıkıştırma yaparak kanatçıkları iter ve milin dönmesine sebep olur. Dönen mil, bir elektrik jeneratörü, bir gemi pervanesi veya başka bir iş için güç sağlayabilir.

SİLİNDİR ŞEKİLLERİNE GÖRE ;

SIRALI TİP MOTOR

Sıralı tip motor, silindirlerin krank mili üzerinde bir çizgi üzerinde sıralandığı motor tipidir. Günümüzde otomobillerde kullanılan en yaygın modeldir.Silindirlerin yanyana dizilmesinden dolayı bu adı almıştır.Dizel veya benzinli olabilirler.

Sıralı bir motorun görüntüsü

Sıralı bir motorun görüntüsü

İki, üç, dört, altı silindirli olarak yapılabilirler. Altı silindirden sonrasında motor boyu uzadığından motor dengesi bozulduğundan dolayı yapılmamaktadır.Bazı sıralı tip motorlar eğik olarak yapılmaktadır. Bunun sebebi araçtaki motor bölmesini küçültmek içindir. Örneğin 1967 model Plymouth’ların 6 silindirli motorları bu şekildedir.Yatay vaziyette yapılan sıralı tip motorlar da vardır.

Sıralı tip motorlarda silindirler DIN 73021’e göre ifade edilirler. Silindirlerin numaralandırmasına güç çıkışının karşısından başlanır.

V TİPİ MOTOR

V tipi motor, silindirlerin krank şaftı üzerinde “V” şeklinde iki sıra halinde dizildiği motor tipi. Sıralı tip motorlara göre daha yüksek bir güç/hacim oranına sahip olan bu tip motorlar nispeten yüksek performans gereken uygulamalarda kullanılırlar.

Silindirler arasındaki açı benzinli motorlarda 600 veya 900 olabilir , dizel motorlarda 300 ila 1200 arasında değişebilir. Silindirlerin numaralandırmasına DIN 73021’e uygun bir şekilde güç çıkışının karşı tarafındaki sol silindirden başlanır.

silindirlerin birbirine ''V'' şeklinde konumlandırıldığını gördüğümüz bir motor örneği

silindirlerin birbirine ”V” şeklinde konumlandırıldığını gördüğümüz bir motor örneği

Daha çok güç istenen ve fazla yer kaplamaması gereken yerlerde tercih edildiğinden V4 , V6 , V8 en çok kullanılan tiplerdir.

BOXER (BOKSÖR) TİPİ MOTORLAR

Boksör motor (boxer) ya da diğer adıyla düz motor pistonları yere paralel olan bir içten yanmalı motordur.Boksör motorda silindirler tek bir krank milinin her iki tarafına 2 sıra halinde yerleştirilmiş ve böylece tüm pistonların hareketinin tek bir düzlemde olması sağlanmıştır.

Yüksek performansı ve yüksek devir çevirmesi ile bilinen bir GT86 Boxer motoru. Kısa piston kolu, pistonun dakika/devir sayısının maximum'a yaklaşmasına daha elverişli

Yüksek performansı ve yüksek devir çevirmesi ile bilinen bir GT86 Boxer motoru. Kısa piston kolu, pistonun dakika/devir sayısının maximum’a yaklaşmasına daha elverişli

Yatay olarak pistonları karşılıklı olan bu içten yanmalı motorun patent hakkı 1896 yılında Karl Benz tarafından alınmıştır.Boksör motorların pistonları yatay ve karşılıklı dizilmiştir ve krank milleri ortada ve ortaktır. Ancak çoğu zaman bu motorları başka bir motor tipi olan ve yine pistonları karşılıklı ama bu sefer zıt dizili olan Zıt pistonlu motorlar ile karıştırırlar. Oysa bu iki motor tipinin en bariz farkı boksör motorda ortak ve ortada olan krank milinin diğer tipte ayrı (çoğunlukla) ve dışta olmasıdır.

Alfa Romeo, Porsche, Subaru ve Volkswagen gibi markaların bir dönem kullanmış oldukları hala da bazılarının kullanmaya devam ettiği bu motor tipi, dar alanda minimum dirençle maksimum güç alınması için kısa piston kolu kullanımına izin verir. Fakat yüksek yakıt tüketimi sebebi ile günümüzde pek tercih edilmemektedir. Ancak hala bazı araçlarda kulanılmaktadır.

YILDIZ TİPİ MOTOR

Yıldız tipi motor, silindirleri bir daire merkezine karşı sıralanmış motorlara denir. Bu motor türünde tüm piston kolları tek biyel muylusuna (resimde piston kollarının bağlı olduğu ortadaki döner kısım) bağlı olarak çalışırlar. Yıldız tip motorlarda ateşleme aralığının düzgün olabilmesi için 4 zamanlıları tek sayıda 2 zamanlıları çift sayıda silindirli olarak yapılır. Bu tertip şeklinde beygir gücü başına düşen motor ağırlığı 2 kg civarındadır. Bu nedenle uçaklarda ve bazı deniz taşıtlarında rahatlıkla kullanılır.

Yıldız Motor tipi görseli

Yıldız Motor tipi görseli

W TİPİ MOTORLAR

W tipi motor, birleştirilmiş iki adet V-tipi motordan oluşur. Bu birleştirme seri bağlantı şekilnde gerçekleştirilir.Bugatti Veyron’da bu motordan kullanılmıştır.

İlk W tipi motor İtalyan Alessandro Anzani (1877-1956) tarafından 1906 yılında bisiklete uygulanan W3 motorudur.

W MOTOR

BENTLEY W12 MOTOR

H TİPİ MOTOR

H tipi motor , silindirlerin birbirine göre konumları H şeklinde olan motordur. V açısı 180 derece olan iki V motorun kranklarının birer dişli ile ortak kullanıldığı düşünülürse H tipi motor ortaya çıkar. Silindir blokları aynı kartere bağlıdır. 2 krank mili ve bir iş alma mili mevcuttur. Böylece iki ayrı motorun gücü bir blokta toplanmış olur.Ancak bu gibi motorlarda hareketli parça ne kadar çok olursa aşınma, ısınma,mekanik ses,sık arıza v.s olacağından pek fazla rağbet görmezler.H MOTOR

ATEŞLEME TİPİNE GÖRE ;  

BUJİ İLE ATEŞLEMELİ MOTORLAR 

Buji ile ateşlemeli motorlar, piston üst ölü noktaya geldiğinde maksimum gücü elde etmek için yakıt hava karışımının buji kıvılcımı ile ateşlendiği motorlardır. Çevrimlerine göre sabit hacim çevrimli motorlardır.

Benzin , LPG , Doğalgaz yakıtlı olabilirler.

Buji'nin ateşleme sırasındaki konumu

Buji’nin ateşleme sırasındaki konumu

Ateşleme sistemleri distribütörlü (Klasik Sistem) veya Transistörlü (Elektronik Sistem) ; yakıt sistemleri karbüratörlü , enjeksiyonlu ya da direkt püskürtmeli enjeksiyonlu olabilir.

SIKIŞTIRMA İLE ATEŞLEMELİ MOTORLAR 

Bu tip motorlar (İng: compression ignition engines, CI) yakıt ve hava karışımının yüksek basınç ve sıcaklığın etkisi ile tutuşmasıyla çalışır.

Sıkıştırma ile ateşlemeli motorlarda buji ya da herhangi bir ateşleme mekanizması bulunmaz. küçük patlamalar ile piston hareketi sağlanır. Bununla birlikte enjeksiyon sistemleri benzinli motorlara göre daha karmaşıktır, ve çok daha yüksek basınçlar altında çalışırlar.

Benzinli motorlarda görülen ateşleme sistemi bir noktadan tutuşma sağladığı için silindirin çapını belirli bir büyüklükle sınırlandırır(Genelde en çok 0.15 m.). Buda bujili motorların büyüklüğünü ve dolayısıyla gücünü sınırlar. Dizel motorlarda ise silindir çapı çok daha büyük olabilir (1 m.), ve çok yüksek güçler üretilebilir. Yanma benzinli motorlara göre daha yavaş gerçekleştiği için sıkıştırma ile ateşlemeli motorların devri nispeten düşüktür.

Ekonomik olmaları nedeniyle bu tip motorlar kamyon, otobüs, iş makineleri gibi ticari araçlarda yoğun bir şekilde kullanılır. Ayrıca gemi, tren, denizaltı gibi yüksek güç gerektiren ve arabalara göre daha düşük devirlerde çalışan makinelerde tercih edilir.

Günümüzde gelişen dizel motor teknolojisi bu tip motorların binek otomobillerde de yaygınlaşmasını sağlamıştır. Yüksek fiyat ve bakım masraflarına rağmen ekonomik olması ve ivmelenme performansının benzinli motorlara çok yaklaşması sebebiyle önemli bir alternatif haline gelmiştir.

ZAMANLAMA SİSTEMİNE GÖRE ; 

2 ZAMANLI MOTORLAR : 

İki zamanlı motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha yaygın olarak kullanılan dört zamanlı motordan farkı, pistonun lineer hareketlerinde 4 yerine 2 stroka sahip olmasıdır. Fakat bu iki strokta, 4 zamanlı motorda oluşan 4 işlemde (emme, sıkıştırma, yanma, egsoz) meydana gelmektedir. Yani emme ve sıkıştırma 1 strokta , yanma ve egsoz 1 strokta yapılır.

Çalışma Prensibi

Emme ve sıkıştırma

Bu motor tipinde emme ve egsoz sübapları yoktur. Emme ve egsoz işlemleri silindir içinde oluşan basınç farkları vasıtası ile yapılır. Piston yukarı hareket ederken, üst kısımdaki karışımı silindir içinde sıkıştırmaya başlar. Bu esnada pistonun yukarı hareketi ile krank bölümünde bir vakum oluşur ve karışım krank bölümüne dolar. Bu karışım yakıt, yağ ve hava karışımıdır. Sıkışan karışım buji ile ateşlenir ve patlama oluşur. Çıkan enerji pistonu aşağı iter.

Yanma ve egsoz

Pistonun aşağı itilmesi ile egsoz çıkışı açılıp, emiş ağzı kapanır. Yanma sonucu ortaya çıkan atık gaz, egsoz borusundan atılır. Pistonun hareketi ile aşağıda sıkışan karışım, taşıma cebinin açılması ile pistonun üst kısmına dolar. Üst kısıma yeni karışım dolması ve egsoz gazının tamamen atılması ile çevrim tamamlanır ve diğer çevrim başlar.

Avantaj ve Dezavantajları

* İki zamanlı motor, dört zamanlı motora göre daha basit ve az maliyetlidir.
* Soğuk havalarda çalıştırılması daha kolaydır.
* Yakıt karışımının bir kısmı yanmadan egsoz gazı ile atıldığı için çevre ve yakıt ekonomisi konularında başarılı değildir.
* Yakıt karışımının pistonun üst kısma ulaşması krank bölümü ile sağlandığından, krank bölümü devamlı yağlamaya maruz değildir ve yağlama yakıt karışımı içine karıştırılan yağ ile olur. Bu yağın yakılması çevre açısından zararlıdır.
* İki strokta çalıştığı için pistonun her yukarı çıkışında yanma olur ve aşırı ısınma meydana gelir.

Kullanıldıkları yerler

Genelde küçük yapıdaki benzin motorları iki zamanlı olarak kullanılırlar. Motosiklet,bazı küçük teknelerde, scooter, kar motosikletleri ve model uçaklarda kullanılır. Ayrıca motorlu bahçe araçlarında da (çim biçme makinası vb.) kullanılırlar.Büyük yapıdaki iki zamanlı dizel motorlar başta gemilerin ana makinası olmak üzere 2000 hp gücün üzerindeki güçlere ihtiyaç duyduğumuzda iki zamanlı dizeller kullanılmaktadır.

2 zamanlı bir motorun çalışma prensibi

2 zamanlı bir motorun çalışma prensibi

4 ZAMANLI MOTOR

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

Çalışma prensibi

Motorlarda güç üretimi önce yakıtın içindeki kimyasal enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi, sonra da bu ısı enerjisinin pistonu harekete geçirmesiyle gerçekleşir. Bir dört zamanlı motorda bu işlem şu aşamaları izler:

1. Yakıt ve hava karışımı pistonun dışarı hareketiyle dolar.

2. Karışım pistonun içeri hareket etmesiyle sıkıştırılır.

3. Sıkışmış karışım benzinli motorlarda bir kıvılcım ile tutuşturulur, dizel motorlarda ise yüksek basınç ve sıcaklık altında kendiliğinden tutuşur ve yanma gerçekleşir. Yanma sonucu açığa çıkan enerji ile piston dışarı doğru itilir. Bu sayede krank şaftı döndürülür ve kinetik enerji elde edilmiş olur.

4. Pistonun geri dönüşü sırasında egzoz valfı açıktır ve egzoz gazları pistondan atılır. Döngü böylece başlangıç konumuna gelir ve 1. aşamadan itibaren işlemler yinelenir.

Motorun bir döngüsünü yukarıda anlatılan 4 aşamada tamamlamasından dolayı bu tip motorlara 4 zamanlı motorlar ismi verilir. Hareket halindeki benzinli bir araçta bu döngü dakikada ortalama 3.000-3.500 defa tekrarlanır.

2 zamanlı motorlara göre daha verimli olan 4 zamanlı motorlar günümüzde en çok kullanılan içten yanmalı motor tipidir.

Soldan sağa sırası ile 4 aşama

Soldan sağa sırası ile 4 aşama

Reklamlar
Bu yazı Genel içinde yayınlandı. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s