Yücel KILIÇKAPLAN MAKİNA EĞİTİM ŞUBE MÜDÜRLÜĞÜ MAKİNA İMALAT VE DONATIM DAİRESİ BAŞKANLIĞI

İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

TEKNİK TERİMLER

Genel anlamda, uzayda yer kaplayan ve ağırlığı olan her şeye madde denir. Maddenin bir fiziksel yapıdan farklı bir fiziksel yapıya dönüşmesine maddenin hal değişikliği denir. Örneğin; su soğutulursa donar, ısıtılırsa buharlaşır. Madde

Maddenin şekil almış haline cisim denir. Cisim

Yakıtın yanması için kullanılan oksijeni bulundurur. (  0.79 N, ~0.21 O) Hava

Hidrojen (H) ve Oksijen’den (O) oluşan, yanmada kullanılan petrol türevidir. Motorin

Bir enerji çeşididir. Birimi ise Joule’dir. 239 gr suyun sıcaklığını 1 o attırmak için gerekli ısıya 1 joule denir. Isı

Madde veya cisim moleküllerinin hareketlerinin hızlanmasıdır. Genleşme

Isı enerjisi ile değiştirilebilen bir büyüklüktür. Birimi santigrat derecedir. ( o C) ile gösterilir. Termometre ile ölçülür. Sıcaklık (t)

Maddelerde genellikle ısı ve sıcaklık yükseldiğinde genleşme olur. Genleşme hacimsel bir büyümedir. Çubuk şeklindeki maddelerde boyuna uzama daha belirgin olarak görülür. Genleşme, maddelerin malzeme yapısına bağlıdır. Maddeleringenleşmesi

Bir cismin bulunduğu konumunu ve şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir. Birimi Newton’ dur (N) ile gösterilir. 1 Kg = 9,81 N Kuvvet (F)

Yer çekim kuvvetinin maddelere uyguladığı etkiye denir. Birimi gram’ dır. Genellikle kilogram olarak kullanılır ve Kg ile gösterilir. Ağırlık (G)

Cisimlerin yön ve hız değişikliklerine karşı gösterdikleri dirence atalet denir. Atalet

Birim yüzeye etki eden dik kuvvetlere basınç denir. Birimi bar, atm, kg/cm 2 olarak kullanılır. 1 Bar ~ 1 Atm = 1,033 Kg/cm 2 1 Bar = 14.5 Psi 1 Atm= 14.7 Psi Basınç (P)

Tatbik edilen bir kuvvet etkisi ile cisimlerin yer değiştirmelerine iş denir. İş kaldırma, itme ve çekme şeklinde olur. İş = Kuvvet. Yol kgm İş

Güç konu olduğunda işin yapıldığı zaman dikkate alınır. Yani birim zamanda yapılan işe güç denir. iş iş Güç = Zaman Zaman Kuvvet. Yol Kuvvet. Yol = kgm / sn = kgm / sn Zaman Zaman Güç

Havanın ağırlığına yer çekiminin etkisidir. Deniz seviyesinde 1,033 Kg/cm 2 ye eşittir. Yaklaşık olarak 1 Kg/cm 2 olarak alınabilir. Atmosfer basıncı, deniz seviyesinden yukarılara çıkıldıkça azalır. ( m’de 0.35 kg/cm 2 ) Atmosferbasıncı

Vakum, gerçekte havanın yokluğu olarak ifade edilir. Ancak motorlarda silindir içerisindeki basıncın atmosfer basıncından düşük olması olarak kullanılabilir. Vakum

Bir cismin belirli bir noktadan başlayarak dairesel olarak bir tur atmasıdır. Birimi devir/dakikadır. (d/d) olarak gösterilir. Devir (rpm, d/d)

Motorlarda tork ve güç Pistonu iten kuvvetin artması yanma odasındaki basınca bağlıdır. Bu basınç ana hatları ile motorun devrine, sıkıştırma oranına, silindir içerisine alınan yakıt-hava karışımının miktarına ve yanma verimine bağlıdır. Bu kuvvetin artışı, krank miline uygulanan momenti artırır. Moment ile güç karıştırılmamalıdır. Motor momenti, devir yükseldikçe belirli bir devire kadar artar ve bu devirden sonra motor devri artırılmaya devam edilirse moment azalmaya başlar. Bunun sebebi hacimsel verimin azalması olarak değerlendirilebilir.

Moment (Tork) (T) Bir kuvvetin, bir cismi bir eksen etrafında döndürebilmesidir. Burma veya döndürme kuvveti de denir. Birimi Nm’ dir. T = F X L T = F X L T = Tork (Nm) T = Tork (Nm) F = Kuvvet (N) F = Kuvvet (N) R = Eksenler arası mesafe (m) R = Eksenler arası mesafe (m)

Beygir gücü Yaklaşık olarak 1 saniyede 75 kilogramlık ağırlığı 1 metre yüksekliğe kaldırabilen kuvvete 1 beygir gücü denir. 1 Kw = 1.36 BG1 BG = 75 kgm

Strok Strok Piston hareketinin en alt nokta ile en üst nokta arasındaki mesafeye denir Ü.Ö.N. (Üst Ölü Nokta) Pistonun silindir içerisinde çıkabildiği ve yön değiştirmek için bir an durakladığı en üst noktaya denir A.Ö.N. (Alt Ölü Nokta) Pistonun silindir içerisinde inebildiği ve yön değiştirmek üzere bir an durakladığı en alt noktaya denir.

Silindirhacmi Silindir hacmi Pistonun, silindir içerisinde A.Ö.N.’dan Ü.Ö.N.’ya çıkarken boşalttığı hacme denir.

Sıkıştırma Oranı Silindir hacmi (Vh) + Yanma odası hacmi (Vc) Sıkıştırma Oranı = Yanma odası hacmi (Vc) 750 cc+50cc 50cc = = 16 1

Yanma odası hacmi Piston ÜÖN ya ulaştığında silindir içinde kalan hacme denir.

DÖRT ZAMANLI ÇEVRİM

Emme Zamanı Silindir içerisindeki Isı o C Basınç 1 atm altında Volümetrik Verime Tesir Eden Faktörler 1-Hava filitresi 2-Emme manifoldu 3-Emme supabı 4-Artık gazlar Silindire giren taze hava miktarı Volümetrik Verim = Silindir hacmi

Sıkıştırma zamanı Silindir içerisindeki Isı o C Basınç kg/cm 2 Dizel motorlarında sıkıştırma oranı 1/12 - 1/22 arasındadır

Güç Zamanı Silindir içerisindeki Isı o C Basınç kg/cm 2 Yanma sonunda silindir içindeki basınç 2.5 kg/cm 2 ye düştüğü zaman eksoz supabı açılarak yanmış gazlar kendiliğinden dışarı çıkmaya başlar

Eksoz Zamanı Silindir içerisindeki Isı o C Basınç 1 atm den fazla

Emme Sıkıştırma Güç Eksoz

İKİ ZAMANLI ÇEVRİM

İki Zamanlı Dizel Motorları SüpürmeSıkıştırma Ateşleme Genleşme Eksoz Süpürme Sıkıştırma Ateşleme Genleşme Eksoz

Aşırı Doldurma Silindire harici bir kompresörle daha fazla hava basıldığı takdirde gücün arttırılacağı aşikardır. Buna aşırı doldurma denir. Aşırı doldurmada basınçlı hava ya motorla tahrik edilen rotatif bir körükle, ya da eksoz gazlarının çevirdiği bir türbinle tahrik edilen santrifüj bir kompresörle (turboşarj) temin edilir.

Mekanik doldurucular motor gücüne fazla bir katkıda bulunamazlar çünkü motordan fazla güç çekerler. Buna mukabil turboşarjlar eksoz gazları ile tahrik edildiklerinden motora daha fazla güç temin ederler. Genellikle bir motorda fazla tadilat yapmadan % güç artırması temin edecek şekilde aşırı doldurma yapmak mümkündür.

Blower

Turboşarj

l- Manifold ısıtıcıları (emme havasını ısıtmak için) a- Alevli a- Alevli 2- Kızdırma bujileri a-Yanma odasında kızgın tel tipi a-Yanma odasında kızgın tel tipi b-Yanma odasında kalem tipi b-Yanma odasında kalem tipi 3- Fitil (küçük stasyoner dizellerde) 4- Daha kuvvetli hızlı marş motorları a- Benzin motoru b- Hava veya hidrolik motoru 5-Eter koklatma düzenleri İlk hareket kolaylık sistemleri

Alevli manifold ısıtıcısı Alevli manifold ısıtıcısı

Kızgın tel Kızgın tel

Kızdırma bujisi Kızdırma bujisi

Eter koklatma düzeni

Yanma Odaları 1- Açık yanma odalı motorlar a- Direkt püskürtmeli motorlar 2- Bölünmüş yanma odalı motorlar a- Ön yanma odalı motorlar b- Türbülans odalı motorlar

Açık Yanma Odalı Motorlar (Direkt Püskürtmeli) (Direkt Püskürtmeli)

Ön Yanma Odalı Motorlar % 25-40

Türbülans Odalı Motorlar % 50-80

1- Silindir çapı 150 mm’den daha büyük olan motorlarda kullanılır 2- Sınırlı türbülans imkanları ile sabit devirlerde kullanılmaya daha müsaittirler 3- İnce delikli enjektör kullanıldığı için yakıt cinsine ve bakıma daha çok ihtiyaç duyarlar 4- Bütün yakıt ana yanma odasına püskürtülüp yakıldığından daha sert ve vuruntulu çalışır 5- İlk hareketleri daha kolaydır 6- Yakıt sarfiyatları düşüktür Açık yanma odalı motorlar

Değişik yanma odalarında kullanılan kızdırma bujileri Değişik yanma odalarında kullanılan kızdırma bujileri

Bölünmüş yanma odalı motorlar 1- Yakıt cinsine hassas değildir 2- Yanma kademeli olduğundan motor yumuşak çalışır 3- Yakıt sarfiyatları yüksek ve silindir hacmi başına elde ettiği güç daha düşüktür 4- Türbülans odalı motorlar yakıt cinsine hassastır ve yüksek devirlerde çalışmaya uygundur 5- Bütün bölünmüş yanma odalı motorlar değişik devir sayılarında çalışmaya elverişlidir

Motor Diyagramları Motorlarda dört zaman oluşurken silindir içindeki basınçların atmosferik basınca göre farklarını göstermek amacı ile çizilen diyagramlara, motor diyagramları denir. Bu diyagramların çiziminde indikatör aleti adı verilen aletten yararlanılır.

İndikatör aleti ile çizilen diyagramlardan yararlanarak; subapların açılıp kapanma durumları, püskürtmenin zamanında olup olmadığı, motorun kompresyon durumu öğrenilir ve iç güç hesaplanır. Motor diyagramları Teorik diyagramlar Pratik diyagramlar olarak iki grupta incelenir indikatör aleti

Benzinli motorun teorik ve pratik diyagramı

Dizel motorun teorik diyagramı

Güç, Moment ve Yakıt Sarfiyat Diyagramı

Subap diyagramı Motordan en yüksek gücün elde edilebilmesi için, piston kursu ve silindir içindeki basınç durumu esas alınarak, subapların açılıp kapanma noktalarını ve püskürtmenin başlangıcı ile bitimini, krank milinin dönüşüne göre gösteren 720 o lik çift daire şeklindeki çizime subap ayar diyagramı denir

Emme subapları daima ÜÖN dan önce açılır, AÖN yı geçe kapanır. Eksoz subaplarıda AÖN dan önce açılır, ÜÖN yı geçe kapanır. Eksoz subapının açık kalma süresi uzatılarak, eksoz gazlarının dışarı atılması için daha fazla zaman kazanılmış olur. Emme subapınında açık kalma süresi uzatılarak silindire daha fazla hava alınmış ve hacimsel verim arttırılmış olur.

Dizel MotoruBenzinli Motor İcat eden Rudolf Diesel 1892Nicholas Otto 1876 Sıkıştırma HavaKarışım Sıkıştırma oranı 14/1 - 22/17/1 - 11/1 Sıkış. sonu sıcak o o Sıkış. sonu basıncı30-45 bar10-15 bar Yakıt sistemiPompa/EnjektörKarbüratör AteşlemeSıcak havaBuji kıvılcımı Eksoz gazıCO miktarı azCO miktarı fazla Yakıt cinsi MotorinBenzin Yakıt cinsi Motorin Benzin Alev alma noktası65 o C 21 o C altında Döndürme momenti Nm Nm YanmaSabit basınçtaSabit hacimde Yakıt Tüketimi g/kwh g/kwh

4 Zamanlı Motorlar 2 Zamanlı Motorlar Yapı Masraflı, pahalı ve basit, ucuz ve daha çok hareketli parça daha az hareketli parça daha çok hareketli parça daha az hareketli parça Çevrim 720 o 360 o Aşıntı 1 kat2 kat Aşırı DoldurucuVarVar X Güç1 kat1.5 kat Yakıt sarfiyatıAzÇok MaliyetiPahalıUcuz Soğutma Zor Kolay