“Nasıl Çalışır?” Serisi 2 – Otomobil Motorları


“Nasıl Çalışır?” Serisi 2 – Otomobil Motorları

Sokaklarımızı ve caddelerimizi dolduran, dört teker üzerinde hareket eden, sanki canlı bir varlık gibi hırıltılar çıkaran gürültücü makineler. Arabalar, yaşadığımız birkaç yüz yıldır hayatımızın bir parçası. Onları ulaşım ihtiyacımızın büyük çoğunluğunu karşılamakta kullanıyoruz. Peki birer kullanıcı olarak hiç arabamızın içinde neler olduğunu merak ettik mi? Arabaların nasıl çalıştığını biliyor muyuz? Nasıl oluyor da benzin denen o sıvı bu makineleri hareket ettirebiliyor? Gelin bu yazımızda hep beraber arabalarımızın nasıl çalıştığına bakalım. Motorlarını inceleyelim


Bir araba motoru metallerden, kablolardan, tüplerden, silindirlerden oluşan karmaşık bir sistemdir. Bu sistemde amaç benzini hareket enerjisine çevirmektir. Benzini hareket enerjisine çevirmenin yolu da onu motor içinde yakmaktır. Günümüzde arabalarımız içten yanmalı motorlar kullanırlar. Bir de dıştan yanmalı motorlar vardır ki buna eski tip trenlerde ve botlarda bulunan buhar motorları örnek gösterilebilir. İçten yanmalı motorlar dıştan yanmalı motorlara göre hem daha verimlidir hem de daha küçük ebatlara sahiptir.
Arabalarımızda içten yanmalı motorlar kullanıldığı için hemen nasıl çalıştıklarına inelim

İçten yanmalı motorlar


Yüksek enerjiye sahip olan yakıtın(benzin gibi) az miktarda kullanılarak kapalı bir alanda ateşlenmesi ile gerçekleşen patlama sonucu gaz genişlemesi oluşur. Bu sayede ortaya çıkan enerji bir parçayı yaklaşık 500 metre ileriye fırlatmak için kullanılabilir. Fakat biz bu enerjiyi silindirler içine hapsediyoruz ve hareket enerjisine çevirerek arabalarımızın tekerlerinin dönmesini sağlıyoruz. Bunu dakikada yüzlerce kez yapacak şekilde bir sistem oluşturup bu enerjiyi kontrol altına alıyoruz. İşte içten yanmalı motorların arkasında yatan temel prensipte kısaca budur.
Çoğunlukla araçlarda, benzini hareket enerjisine çevirmek için dört zamanlı(darbeli) yanma silindir motoru kullanılır. Bu prensip aynı zamanda Otto deviri veya Otto döngüsü olarak da bilinir.1867 yılında, Nikolaus Otto tarafından bulunmuştur.
Arabalarımızın motorlarının nasıl çalıştığına geçmeden önce temel motor parçalarını incelemekte fayda var.

Temel Motor Parçaları


Silindirler

Motorların temel parçası silindirlerdir. Pistonlar bu silindirler içerisinde yukarı aşağı hareket ederler. Bu sayede içerisinde yakıtı sıkıştırırlar. Genellikle motorlarda dört, altı, ve sekiz silindir bulunur. Bu çoklu-silindir motorlarda genellikle yatay, düz, veya V şeklinde(yatay karşıtı veya boxer olarak ta bilinir) olmak üzere üç şekilde sınıflandırılır.

Buji

Silindirler içerisine alınan yakıt ve az miktar hava karışımından patlama enerjisi elde etmek için ateşleme kıvılcımlarını üretir. Bu ateşleme işlemi tam ve doğru zamanlı olarak yapılmalıdır.

Valfler(Sübaplar)

Valfler iki işlemi yürütürler. Hava ve yakıt karışımının silindire zamanında girmesi için giriş valfi, yanmış gazın çıkması içinde çıkış valfi bulunur. Her iki valfte yanma aşamaları boyunca kapalı durumdadır.

Piston

Silindirlerin içerisinde bulunur ve aşağı yukarı hareket ederler, silindire benzer bir yapıya sahiptirler.

Piston Halkaları

Pistonun dış kenarı ile silindirin iç kısmı arasındaki kayma işlemini sağlar. Sistemde iki işlemin yapılması amacını taşırlar. Hava ve yakıt karışımının sıkıştırma ve yanma işlemleri boyunca tekrardan sisteme girmesini ve çıkmasını engeller. Yanma işleminin yapıldığı bölüme yağ sızıntısını önleme işlemini yaparlar.

Piston Kolu

Piston ile krank mili arasında bulunur ve bunları birbirlerine bağlar. Her iki ucu da döndüğü için piston hareketlerine göre açı değiştirerek krank milini çevirir.

Krank Mili

Krank mili döngüsel bir hareket yapar ve pistonun yukarı ve aşağı yönde hareket etmesini sağlar.

Yağ Haznesi

İçiresinde bir miktar yağ bulunan ve krank milini çevreleyen bir parçadır.

Nasıl Çalışır?


İçten yanmalı motorları anlatırken dört zamanlı çalışma sisteminden bahsettik. Bu sistemde kast edilen dört zaman şunlardır:

  • Giriş zamanı
  •  Sıkıştırma zamanı
  •  Yanma zamanı
  •  Çıkış zamanı

Piston bağlantı mili ile krank miline bağlanır. Krank mili dönmeye başladığında piston harekete geçer. Motorda bu piston hareketi sonucu neler gerçekleştiğine sırasıyla bakalım

  1. İlk önce piston silindirin içerisinde aşağıya doğru hareket eder ve giriş valfleri açılarak silindirin içerisi benzin ile dolar. Yanma işlemi tek başına gerçekleşemez bu yüzden az miktarda havada silindir içerisine alınır. Bu giriş zamanı olarak adlandırılır.
  2. Piston hava ve benzin karışımını yukarı doğru hareket ederek sıkıştırır. Bu sayede patlama etkisi daha kuvvetli olacaktır. Buna sıkıştırma zamanı denir.
  3. Silindir içerisinde ki basınç en yüksek seviyeye ulaştığında bujiler kıvılcım üreterek benzini ateşler. Bu sayede gerçekleşen patlama ile piston tekrardan aşağı doğru itilir. Yanma zamanı işlemi budur.
  4. Piston en alt seviyeye indiğinde çıkış valfleri açılır ve silindir içerisindeki yanmış gaz egzoza yönlendirilir.
    Bundan sonra motor bir sonraki döngü için hazırdır ve bu işlemler döngüler halinde tekrarlanır. Pistonlarda gerçekleşen doğrusal hareket piston kolu ile krank miline aktarılarak döngüsel hareket elde edilir. Bu döngüsel hareket ise tekerlere aktarılır ve aracın hareket etmesi sağlanır.

Tabi ki sadece motorda gerçekleşen bu işlem tüm arabanın düzgün çalışması için yeterli değildir. Örneğin gerçekleşen bu işlem sonucunda motor ısınır. Bu ısınmayı gidermek için arabalarda soğutma sistemleri bulunur. Buna ek olarak elektrik, direksiyon, süspansiyon, fren sistemleri gibi sistemlerde arabanın çalışması için gereklidir.

Bu bahsettiğim diğer sistemleri daha sonra başka yazılarda incelemek üzere bırakıyorum. Bu yazımızda bir araba motorunun temelde nasıl çalıştığı üzerinde durduk. Diğer “Nasıl Çalışır?” yazılarında görüşmek üzere.
Esen kalın.

Kaynak:

calismaprensibi.com

Facebook Sayfamizdan Bizleri Takip Edebilirsiniz
Eray Turit

Marmara Üniversitesi Elektronik Teknolojisi mezunuyum.Şu sıralar eğitimime Aksaray Üniversitesinde Endüstri Mühendisliği bölümünde devam ediyorum. Elektrik-Elektronik ve Endüstriyel Üretimle ilgileniyorum.