BÖLÜM 3: GERÇEK MOTOR ÇEVRİMLERİ İÇTEN YANMALI MOTORLAR BÖLÜM 3: GERÇEK MOTOR ÇEVRİMLERİ

3.1 Motorların Çalışması ve İndikatör Diyagramları Motor çalışırken silindir içinde gazların basıncının silindir hacmine veya krank açısına göre değişimini gösteren basınç-hacim (p-v veya kapalı) veya basınç krank açısı (p- veya açık) diyagramlarına indikatör diyagramı denir. İndikatör diyagramları içten yanmalı motorların gerçek çevrimlerini göstermekte olup silindir kafasına monte edilen indikatör cihazıyla deneysel olarak veya motorun termodinamik hesapları sonunda teorik olarak belirlenir. İndikatör diyagramı motor performansı ve yakıt tüketimi gibi karakteristiklerinin hesaplanmasını sağlar. Ayrıca indikatör diyagramından yararlanılarak motorun dinamik hesapları yapılarak motor elemanlarına etki eden kuvvetler belirlenir.

3.1 Motorların Çalışması ve İndikatör Diyagramları Kapalı İndikatör diyagramı Açık İndikatör diyagramı

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Emme Zamanı 4 zamanlı içten yanmalı motor çevrimi emme, sıkıştırma, genişleme ve egzoz işlemlerinden oluşur. Emme silindire hava veya yakıt-hava karışımının doldurulduğu zamandır ki buna taze dolgu da denir. Emme zamanında alınan dolgunun miktarı: a) Emme ve egzoz sistemlerinin direncine b) Taze dolgunun silindir duvarlarına çarparak ve önceki çevrimden kalan artık gazlarla karışarak ısınmasına c) Silindirde kalan artık gazların miktarına bağlı olarak değişir. Bu unsurlar aynı zamanda motorun hacimsel verimini de etkiler. Emme zamanı emme supabının açılmasıyla başlar ve kapanmasıyla sona erer. Egzoz supabı ise kapalıdır.

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Emme Zamanı Pistonun ÜÖN’dan AÖN’ya hareketi ile hacim büyür ve boşaltılan hacimde vakum oluşur. Bu nedenle emme süresince basınç atmosfer basıncının biraz altında olup 0,75-0,8 bar arasındadır. Turbo ve süper şarjlı motorlarda ise emme sonunda basınç atmosfer basıncının üzerine çıkar. Emme sırasında taze dolgunun sıcaklığı ise sıcak yüzeylerle temas ve artık gazlarla karışma nedeniyle bir miktar (10-40C) artar. Sıcaklığın artışı volümetrik (hacimsel) verimi düşürür. Bu nedenle özellikle aşırı doldurmalı motorlarda dolgu silindire girmeden önce ara soğutma (intercool) yapılır. Emme supabı ÜÖN’dan 0-30KA önce açılır ve AÖN’dan 40-60KA sonra kapanır böylece emme işlemi 180’den uzun sürer. Bunun nedeni silindire daha fazla dolgu alarak hacimsel verimi artırmaktır. Buji ateşlemeli motorlarda emme sırasında emilen havanın içerisine belirlenen miktarda yakıt bir karbüratör veya enjeksiyon sistemi vasıtasıyla eklenerek yakıt-hava karışım hazırlanmış olur.

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Sıkıştırma Zamanı Sıkıştırma zamanında supaplar kapalı olup pistonun AÖN’dan ÜON’ya doğru yukarı hareketiyle yakıt-hava karışımı sıkıştırılarak basınç ve sıcaklığı yükselir ve ateşlemeye hazır hale gelir. Sıkıştırılan karışımın buji tarafından ateşlenmesiyle sıkıştırma zamanı sona erer. Sıkıştırma zamanı sonunda karışımın basıncı 8-15 bara sıcaklığı 600-750 K’e ulaşır. Sıkıştırma işleminin başlangıcında sıcak silindir duvarlarından taze dolguya ve sıkıştırmanın ilerlemesiyle silindir içindeki gazlardan silindir duvarlarına ısı transferi olur. Buji ateşlemeli motorlarda vuruntu oluşumunu önlemek için sıkıştırma oranı ve sıkıştırma sonu sıcaklığı yakıtın kendi kendine tutuşma sıcaklığının altında olmalıdır. Yakıtın kendiliğinden tutuşmasını belirleyen parametre ise oktan sayısıdır.

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Yanma İşlemi Ateşleme sisteminin ürettiği yüksek voltajlı akım sayesinde piston ÜÖN’ya gelmeden kısa bir süre (ateşleme avansı kadar) önce bujide bir kıvılcım oluşur ve yanma işlemi başlar. Karışımın 20-30 m/s gibi yüksek hızda yanmasıyla piston ÜÖN’yı çok az geçince yanma tamamlanır. Yanma sırasında oluşan ürünler nedeniyle silindirdeki karışımın yapısı değişir. Yanma sonunda basınç 30-60 bara sıcaklık ise 2000-2500 K’ yükselir. Max. güç ve verim için max. basıncın ÜÖN’dan 10-15KA sonra oluşması gerekir. Yanma ideal çevrimdeki gibi sabit hacimde olmayıp belli bir süre aldığından ateşlemenin ÜÖN’dan önce yapılması gerekir. 30-50’lik bu önceliğe ateşleme avansı denir.

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Yanma İşlemi Buji ateşlemeli motorlarda yanma teorik çevrimde olduğu gibi sabit hacimde olmaz. Yanma piston ÜÖN’ya gelmeden önce başlar ve piston ÜÖN’yı geçtikten sonra biter. Yanma olayını daha iyi açıklayabilmek için şekilde verilen açık indikatör diyagramı kullanılır. Açık indikatör diyagramında görüldüğü gibi buji ateşlemeli motorlarda yanma işlemi aşağıdaki üç aşamada gerçekleşir. 1. Bölge (A-B): Yanma Başlangıcı 2. Bölge (B-C): Etkili (Esas) Yanma 3. Bölge (C-D): Son (Art) Yanma

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Yanma İşlemi 1. Bölge (A-B)-Yanma Başlangıcı: Bu bölgede etkin bir basınç artışı olmaz. A noktasında bujinin ateşlemesiyle buji etrafında bir alev çekirdeği oluşur ve sıcaklıkta bir miktar artar. B noktasında alevin yayılmaya başlamasıyla basınçta artmaya başlar. Bu bölgedeki yanma oranı yakıt özelliklerine ve karışımın yapısına bağlı olarak değişmekle birlikte yanma odasındaki karışımın %6-8’lik bölümü yanar ve bu ilk yanma aşaması 4-6 KA sürer. 2. Bölge (B-C)-Etkili (Esas) Yanma: Bu bölgede karışımın yaklaşık %90’lık bölümü yanar ve basınç çok hızlı bir şekilde yükselir. Bu bölümün süresi karışımın yapısına, ateşleme avansına, yanma odasının tasarımına, türbülans düzeyine ve motor yüküne bağlı olarak değişmekle birlikte 20-30 KA sürer. Yanmanın bu ikinci bölümünde 1 KA karşılık gelen basınç artışına “basınç artış oranı” denir ve normal koşullarda basınç artış oranı 1,2-2,6 arasındadır. 3. Bölge (C-D)-Son (Art) Yanma: Bu bölümün süresi oldukça kısadır. Yanma odasının uzak bölgelerinde kalmış olan karışım bu son bölümde yanar ve yanma işlemi tamamlanır.

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Genişleme Zamanı İçten yanmalı motorun çalışması sırasında en önemli işlem yanma ve onu takip eden genişleme zamanıdır. Yanma işlemi sırasında yakıtın kimyasal enerjisi ısıya dönüşür ve bu ısıdan faydalı mekanik iş üretilir. Yanma sonunda oluşan yüksek basınç pistonu AÖN’ya doğru iter ve bu sayede krank milinden faydalı iş elde edilir. Genişleme sürecinde supaplar kapalıdır ve pistonun AÖN’ya hareketi ile hacim genişlediğinden basınç ve sıcaklık düşer. Genişleme sonunda basınç 4-6 bara sıcaklık 1100-1300 K’e iner.

3.2 Dört Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi Egzoz Zamanı Egzoz zamanı piston AÖN’ya gelmeden önce egzoz supabının açılmasıyla başlar. Silindirdeki yüksek basıncın etkisiyle yanmış gazların önemli kısmı piston AÖN’ya gelmeden dışarı atılır. Esasında egzoz supabının erken açılması faydalı işi azaltır ve ısıl verimi düşürür. Ancak pistona karşı koyan basıncı ve egzoz işini azaltmak için egzoz supabı AÖN’dan 20-70 KA önce açılır. Silindirde kalan ve basıncı düşmüş olan egzoz gazları pistonun ÜÖN’ya hareketiyle süpürülerek dışarı atılır. Piston ÜÖN’ya yaklaştığında egzoz supabı kapanmaya emme supabı ise açılmaya başlar ve egzoz supabı ÜÖN’dan 10-15 KA sonra kapanır. Her iki supabın aynı anda açık olduğu bu sürece “supap bindirmesi” denir. Egzoz zamanın sonlarına doğru silindirde basınç 1,05-1,1 bar ve sıcaklık 900-1100 K’dir.

3.3 Dört Zamanlı Dizel Motor Çevrimi Dört zamanlı dizel motor çevrimi termodinamik süreçler bakımından dört zamanlı buji ateşlemeli motor çevrimine büyük ölçüde benzerlik gösterir. Şekilde dört zamanlı dizel motor çevrimin kapalı (p-v) indikatör diyagramı verilmiştir.

3.3 Dört Zamanlı Dizel Motor Çevrimi Emme Zamanı: Buji ateşlemeli motorlarla aynıdır. Tek fark emilen havanın içerisine yakıt ilave edilmez. Buji ateşlemeli motorlarda olduğu gibi emme supabı erken açılır ve gecikmeli kapatılır. Bu nedenle emme zamanı 220-260 KA sürer. Emme basıncı sabit olup doğal emişli motorlarda atmosfer basıncının biraz altında aşırı doldurmalı motorlarda ise atmosfer basıncının biraz üzerindedir. Sıcaklık ise havanın sıcak yüzeylerle temas etmesi ve artık gazlarla karışması sonucunda 10-20 C kadar yükselir. Sıkıştırma Zamanı: Buji ateşlemeli motorlardaki gibidir. Ancak sadece hava sıkıştırılır ve dizel motorlarda sıkıştırma oranı yüksek olduğundan sıkıştırma sonu basınç ve sıcaklığı daha yüksektir. Sıkıştırma sonunda silindirde basınç 30-50 bar ve sıcaklık 900-1200K civarındadır. Sıkıştırma zamanının sonlarına doğru piston ÜÖN’ya gelmeden 10-20 KA önce enjektörden yanma odasına yakıt püskürtülür. Bu önceliğe “püskürtme avansı” denir. Püskürtülen yakıt sıcak havayla karışır, buharlaşır ve kendi kendine tutuşur.

3.3 Dört Zamanlı Dizel Motor Çevrimi: Yanma İşlemi Dizel motorlarda yanma sıkıştırılarak basınç ve sıcaklığı yükseltilmiş havanın içerisine yakıtın püskürtülmesiyle başlar. Dizel motorlarda yanma buji ateşlemeli motorlara göre daha karmaşık olup açık indikatör diyagramında görüldüğü gibi aşağıdaki dört aşamada gerçekleşir. 1. Bölge (A-B): Tutuşma Gecikmesi 2. Bölge (B-C): Ani (Hızlı) Yanma 3. Bölge (C-D): Kumandalı (Kontrollü) Yanma 4. Bölge (D-E): Art (Son) Yanma

3.3 Dört Zamanlı Dizel Motor Çevrimi: Yanma İşlemi 1. Bölge (A-B)-Tutuşma Gecikmesi: Bu bölüm püskürtmenin başlangıcından tutuşmanın başlamasına kadar sürer. Bu süreçte yakıt yanma odasına püskürtülür, sıcak hava ile karışarak buharlaşır ve yakıtın yanması için gerekli koşullar oluşur. Yakıtın buharlaşması sırasında yutulan ısı silindirde basınç ve sıcaklığın artmasını yavaşlatır. Tutuşma gecikmesini etkileyen en önemli unsurlar yakıtın kalitesi (setan sayısı), sıcaklığı ve püskürtme basıncıdır. Sıcaklık ve basıncın artması tutuşma gecikmesini kısaltıren püskürtülen yakıt miktarının değişmesi tutuşma gecikmesini etkilemez. 2. Bölge (B-C)-Ani (Hızlı) Yanma: Tutuşma gecikmesi süresince buharlaşıp havayla karışan yakıtın tutuşmasıyla silindirde basınç ve sıcaklık aniden yükselir. Bu bölümde basınç artış oranı tutuşma gecikmesi süresi, püskürtme oranı, atomizasyon kalitesi ve püskürtülen yakıt miktarına bağlı olup normal çalışma durumunda 3-5 bar/KA civarındadır. Bunun üzerindeki basınç artış oranları vuruntu oluşturur. En iyi yakıt ekonomisi max. çevrim basıncının ÜÖN’dan 6-10 KA sonra gerçekleşmesiyle sağlanır. Yakıt püskürtme bu bölümde devam edebileceği gibi daha önceden de kesilebilir.

3.3 Dört Zamanlı Dizel Motor Çevrimi: Yanma İşlemi 3. Bölge (C-D)-Kumandalı Yanma : Bu bölüm kontrollü basınç değişimi bölgesi olarakta bilinir ve max. gaz sıcaklığına ulaşıldığında sona erer. Yakıt püskürtme genelde bu periyottan önce tamamlanır. Silindirde oksijen miktarı azaldığından bu bölgede sıcaklık artışı genelde 2. bölgeye göre daha yavaştır. En avantajlı çalışma durumunda yanma sonu sıcaklığı piston ÜÖN’yı 20-35 KA geçince en yüksek değere ulaşır. Bu bölümün süresi yakıt özelliklerine, türbülans derecesine ve hava fazlalık katsayısına göre değişir. 4. Bölge (D-E)-Art Yanma: Son yanma veya genişleme zamanında yanma olarakta adlandırılır. Art yanma tüm dizel motorlarda gerçekleşme olup yüksek hızlı dizel motorlarda düşük hızlı dizel motorlara göre daha uzundur. Sonradan yanma egzoz gazlarının sıcaklığını yükselterek soğutmaya ısı akışını artırır ve yakıt ekonomisini kötüleştirir. Dizel motorlarda yanma sonunda basınç 50-110 bar sıcaklık ise 1800-2200 K civarındadır.

3.3 Dört Zamanlı Dizel Motor Çevrimi Genişleme Zamanı: Yanmanın bir bölümü genişleme zamanı içinde gerçekleşir. Yanmanın etkisiyle silindir içerisinde basınç yükselir ve pistonu AÖN’ya doğru iterek krank milinden yararlı iş elde edilmesini sağlar. Piston AÖN’ya yaklaştığında egzoz supabının açılmasıyla genişleme sona erer. Dizel motorlarda genişleme zamanı sonunda basınç 3-5 bar ve sıcaklık 1000-12000 K civarındadır. Dizel motorlarda genişleme sonu basınç ve sıcaklığının buji ateşlemeli motorlara göre düşük olması yüksek genişleme oranı ve daha düşük yanma sonu sıcaklıklarıyla açıklanabilir. Egzoz Zamanı: Buji ateşlemeli motorlardaki gibidir. Egzoz zamanı piston AÖN’ya gelmeden önce egzoz supabının açılmasıyla başlar. Silindirdeki yüksek basıncın etkisiyle yanmış gazların önemli kısmı piston AÖN’ya gelmeden dışarı atılır. Silindirde kalan ve basıncı düşmüş olan gazlar pistonun ÜÖN’ya hareketiyle süpürülüp dışarı atılır. Egzoz zamanın sonlarına doğru silindirde basınç 1-1,05 bar ve sıcaklık 700-900 K’dir.

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması İçten yanmalı motorlarda yüksek verim ve performans elde etmek için teorik çevrimden farklı olarak emme ve egzoz supapları ölü noktalardan önce açılır ve ölü noktalardan sonra kapatılır. Benzer şekilde buji ateşlemeli motorlarda ateşleme dizel motorlarda püskürtme işlemi ÜÖN’dan önce yapılır. Dört zamanlı motorlarda supapların açılma ve kapanma zamanlarının krank açısı cinsinden gösteren diyagrama “supap zaman ayar diyagramı” denir. 1-Emme zamanı, 2-Sıkıştırma zamanı, 3-Genişleme zamanı, 4-Egzoz zamanı EAA: Emme supabı açılma avansı, EKG: Emme supabı kapanma gecikmesi EgAA: Egzoz supabı açılma avansı, EgKG: Egzoz supabı kapanma gecikmesi AA: Ateşleme avansı, PA: Püskürtme avansı, SB: Supap bindirmesi

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Örnek 1: Şekilde supap zaman ayar diyagramı verilen dört zamanlı bir buji ateşlemeli motor için her bir zamanı, supapların açık kalma sürelerini ve supap bindirmesi süresini krank mili açısı cinsinden hesaplayınız.

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Çözüm 2: Diyagramdan aşağıdaki değerler okunur. Emme supabı açılma avansı: EmAA=5° Emme supabı kapanma gecikmesi: EmKG=50° Egzoz supabı açılma avansı: EgAA=62° Egzoz supabı kapanma gecikmesi: EgKG=8° Ateşleme avansı: 9° Buna göre her bir zaman aşağıdaki gibi hesaplanır. Emme zamanı: emme=5+180+50=235° Kam mili krank milinin yarı devrinde döndüğünden: Emme supabı açık kalma süresi: emme,supabı=235/2=117,5° Sıkıştırma zamanı: sıkıştırma=180-50-9=121° Yanma ve iş zamanı: yanma ve iş=9+180-62=127° Egzoz zamanı: egzoz=62+180+8=250° Egzoz supabı açık kalma süresi: egzoz,supabı=250/2=125° Supap bindirmesi süresi: supap bindirmesi=5+8=13°

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Örnek 2: Şekilde supap zaman ayar diyagramı verilen bir dizel motoru için her bir zamanı, supapların açık kalma sürelerini ve supap bindirmesi süresini krank mili açısı cinsinden hesaplayınız.

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Çözüm 2: Diyagramdan aşağıdaki değerler okunur. Emme supabı açılma avansı: EmAA=3° Emme supabı kapanma gecikmesi: EmKG=23° Egzoz supabı açılma avansı: EgAA=48° Egzoz supabı kapanma gecikmesi: EgKG=6° Püskürtme avansı: 15° Buna göre her bir zaman aşağıdaki gibi hesaplanır. Emme zamanı: emme=3+180+23=206° Kam mili krank milinin yarı devrinde döndüğünden: Emme supabı açık kalma süresi: emme,supabı=206/2=103° Sıkıştırma zamanı: sıkıştırma=180-23-15=142° Yanma ve iş zamanı: yanma ve iş=15+180-48=147° Egzoz zamanı: egzoz=48+180+6=234° Egzoz supabı açık kalma süresi: egzoz,supabı=234/2=117° Supap bindirmesi süresi: supap bindirmesi=3+6=9°

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Emme Supabı Açılma Avansı (EAA): Emme supabının piston ÜÖN’ya gelmeden 10-15KA önce açılmasıdır. Böylece emme kanalında durgun haldeki taze dolgu egzoz gazlarının silindiri terk ederken oluşturduğu vakum etkisiyle harekete geçerek silindire girmeye başlar. Ayrıca kamın yapısı nedeniyle piston ÜÖN’ya ulaştığında emme supabı tam açık hale gelmiş olur. Emme supabının erken açılmasıyla silindire daha fazla dolgu alınarak hacimsel verimin dolayısıyla efektif verimin artması sağlanır. Emme Supabı Kapanma Gecikmesi (EKG): Emme zamanında piston AÖN’ya ulaşıp ÜÖN’ya doğru hareket ettiğinde silindirdeki vakumun etkisiyle dolgu silindire dolmaya devam eder. Bu akış etkisinden yararlanarak silindire daha fazla dolgu almak için piston AÖN’yı 40-60KA geçtikten sonra emme supabı kapatılır ve buna emme supabı kapanma gecikmesi denir. Bu sayede silindire daha fazla dolgu alınarak motorun hacimsel verimi artırılmaya çalışılır. EAA ve EGK nedeniyle teorik olarak 180KA olması gereken emme zamanı 230-240KA sürer.

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Ateşleme ve Püskürtme Avansı (AA ve PA): Sıkıştırma zamanının sonlarına doğru piston ÜÖN’ya gelmeden belirli bir derece önce buji ateşlemeli motorlarda ateşlemenin yapılmasına ateşleme avansı dizel motorlarda püskürtmenin yapılmasına ise püskürtme avansı denir. Motorlardan daha iyi verim ve performans elde etmek için silindirde max. basıncın piston ÜÖN’yı 5-10KA geçtikten sonra oluşması gerekir. Yanma işlemi belli bir süre aldığında ateşleme veya püskürtme avansı sayesinde piston ÜÖN’yı belirli bir derece geçtikten sonra max. basınç elde edilir. Supap Bindirmesi (SB): Egzoz zamanı sonu emme zamanı başında piston ÜÖN iken emme ve egzoz supaplarının her ikisinin bir süre açık kaldığı durumdur. SENTE: Sıkıştırma zamanı sonunda piston ÜÖN iken emme ve egzoz supaplarının her ikisinin kapalı olduğu durumdur. Supap ayarı bu konumda yapılır.

3.4 Dört Zamanlı Motorlarda Supap Zamanlaması Egzoz Supabı Açılma Avansı (EgAA): Genişleme zamanının sonlarına doğru silindirde basınç 4-7 bara düşer ve bu basıçtaki yanmış gazlar piston üzerinde artık etkin iş yapamazlar. Diğer taraftan egzoz supabı erken açılmadığında piston AÖN’dan ÜÖN’ya hareket ederken silindir içindeki gazlar karşı basınç oluşturarak egzoz işlemi için harcanan işi artırarak faydalı işin azalmasına neden olurlar. Bu nedenle egzoz supabı piston AÖN’ya gelmeden 40-70KA önce açılır ve buna egzoz açılma avansı denir. Egzoz Supabı Kapanma Gecikmesi (EgKG): Egzoz gazlarının silindirden atılması iki aşamada olur. Egzoz supabı erken açıldığında 4-7bar basınca sahip gazlar yüksek basıncın etkisiyle kendiliğinden dışarı çıkar. Silindir içinde kalan düşük basınçtaki yanmış gazlar ise pistonun AÖN’dan ÜÖN’ya hareketi sırasında süpürülüp dışarı atılır. Ancak piston ÜÖN’ya ulaştığında yanma odası içindeki gazlar silindirde kalır ve egzoz supabı ÜÖN’da kapatılırsa bu gazlar dışarı atılamaz. Bu ise emme sırasında silindire alınacak dolgunun miktarını ve kalitesini olumsuz etkiler. Bu nedenle egzoz supabı ÜÖN’dan 10-15KA sonra kapatılarak silindire dolan dolgunun etkisiyle kalan egzoz gazlarının dışarı atılması sağlanır.

3.5 İki Zamanlı Buji Ateşlemeli Motor Çevrimi İki zamanlı buji ateşlemeli motorlar basit yapılı ve en küçük motorlardır. Şekilde iki zamanlı buji ateşlemeli motor çevriminin kapalı (p-v) indikatör diyagramı verilmiştir. İki zamanlı motorlarda krank milinin bir devrinde (360KA) çevrim tamamlanır ve iş elde edilir. Pistonun ölü noktalar arasında her bir hareketinde iki zaman oluşur. Piston ÜÖN’dan AÖN’ya inerken iş-egzoz ve piston AÖN’dan ÜÖN’ya çıkarken emme-sıkıştırma zamanları oluşur.

3.6 İki Zamanlı Dizel Motor Çevrimi İki zamanlı dizel motorları yüksek güç istenen yerlerde kullanılan en büyük motorlardır. Şekilde iki zamanlı dizel motor çevriminin kapalı (p-v) indikatör diyagramı verilmiştir. İki zamanlı dizel motor çevrimi iki zamanlı buji ateşlemeli motor çevrimine büyük ölçüde benzer. İki zamanlı dizel motorlarda iki zamanlı buji ateşlemeli motorlardan farklı olarak giriş havası yakıt içermez ve sadece hava sıkıştırılır. Diğer fark ise buji yerine enjektör bulumasıdır. Sıkıştırma zamanının sonuna doğru enjektörden püskürtülen yakıt kendi kendine tutuşur ve yanar.

3.7 İki Zamanlı Motorlarda Zamanlar İki zamanlı motorların buji ateşlemeli olanları karterden doldurmalı ve dizel olanları süpürmeli motorlar olarak adlandırılır. İki zamanlı motorlarda genellikle supap yoktur. Dolgunun silindire alınması ve egzoz gazlarının dışarı atılması port adı verilen penceler aracılığıyla yapılır. Portların açılıp kapanması pistonun ölü noktalar arasında hareketiyle sağlanır. Pistonun ölü noktalar arasında her bir hareketinde iki zaman oluşur. Piston ÜÖN’dan AÖN’ya inerken iş-egzoz ve piston AÖN’dan ÜÖN’ya çıkarken emme-sıkıştırma zamanları oluşur. Yanma: Yanma işlemi ÜÖN civarında çok hızlı bir şekilde meydana gelir ve silindir içinde basınç ve sıcaklık en yüksek değere ulaşır. Genişleme Zamanı: Yanma sonucu meydana gelen yüksek basınç pistonu AÖN’ya doğru iter ve krank milinden yararlı iş elde edilir. Bu sırada hacim genişlediğinden silindir içinde basınç ve sıcaklık düşer. AÖN’dan yaklaşık 75 KA önce egzoz supabı veya portu açılır. Bu sırada silindir içinde basınç 4-6 bar sıcaklık 1000 K civarındadır. Yüksek basıncın etkisiyle gazların büyük bölümü dışarı atılır ve silindir içinde düşük basınçta egzoz gazları kalır.

3.7 İki Zamanlı Motorlarda Zamanlar Süpürme: İki zamanlı buji ateşlemeli motorlarda taze dolgu karterden emilirken, iki zamanlı dizel motorlarda basınçlı hava süperşarj sistemi tarafından hazırlanır. Egzoz portu açıldıktan kısa bir süre sonra AÖN’dan 50 KA önce emme portu açılır ve taze dolgu basınçlı olarak silindire girer. İçeriye giren dolgu silindirde kalan egzoz gazlarını süpürerek açık olan egzoz penceresinden veya supabından dışarı atar. Bu işleme süpürme denir. Piston AÖN’yı geçip ÜÖN’ya doğru yönelir hızlı bir şekilde emme portları ve ardından egzoz portları kapanır ve sıkıştırma işlemi başlar. Sıkıştırma Zamanı: Tüm supaplar veya portlar kapalıdır. Piston ÜÖN’ya doğru hareket eder ve buji ateşlemeli motorlarda yakıt-hava karışımını dizel motorlarda ise sadece havayı sıkıştır. Böylece silindirde basınç ve sıcaklık yükselir. Sıkıştırma zamanının sonlarına doğru piston ÜÖN’ya gelmeden buji ateşlemeli motorlarda ateşleme avansı kadar önce karışım buji tarafından ateşlenerek dizel motorlarda ise püskürtme avansı kadar önce sıkıştırılmış havanın içine enjektörden yakıt püskürtülerek yanma başlatılır. Sıkıştırma sonunda silindirde basınç 10-14 bar sıcaklık 550-750K civarındadır.

3.8 İki Zamanlı Motorlarda Port Zamanlaması EmA: Emme kanalı açılışı, EmK: Emme kanalı kapanışı EA: Egzoz kanalı açılışı, EK: Egzoz kanalı kapanışı KEmA: Karterden emme kanalı açılışı, KEmK: Karterden emme kanalı kapanışı

3. 8 Gerçek Çevrimle Teorik Çevrimler Arasındaki Farklar 3.8 Gerçek Çevrimle Teorik Çevrimler Arasındaki Farklar Gerçek Çevrim Kayıpları ÖDEV