SİLİNDİR BLOKLARDA HASAR ÇEŞİTLERİ HASAR ANALİZİ Doç. Dr. A. Fatih YETİM SİLİNDİR BLOKLARDA HASAR ÇEŞİTLERİ Handan DEMİRÇAY M. Mustafa YANIK Kübra SOLAK Berrak GÜLMÜŞ Yavuz ÇAMLICA Cihan AYDIN

İçten yanmalı motorlar İçten yanmalı motorlar, yakıtın motor içinde yanma odası adı verilen sınırlı bir alan içinde yakılması ile oluşan basıncın, piston denen parçayı hareket ettirmesi ile oluşan makinedir. Bu motorlara içten yanmalı motor adının verilmesinin sebebi, yanma olayının motor içerisinde gerçekleşmesindendir. Dıştan yanmalı motorlar da ise dışarıda yanma gerçekleştiğinden bunlara dıştan yanmalı motorlar denilmiştir. Örneğin: Buhar kazanlı motorlar. İçten yanmalı motorlarda yanma odasının motorun içine taşınmasıyla birlikte oldukça kompakt motorlar üretilebilmiştir ve otomobillerin oluşması sağlanmıştır. Bir enerji formunu (elektrik, kimyasal enerji...benzin, tiner, LPG vb.) mekanik enerjiye çeviren makineye motor denir.

Benzinli Motorlar

Çalışma prensibi Yakıt, karbüratör veya yakıt enjeksiyonu sistemiyle belli bir oranda hava ile karıştırılarak yanma odası denilen silindirin içine gönderilir. Karışım piston tarafından sıkıştırılarak buji yardımıyla ateşlenir. Dizel motorlarda ateşleme buji yerine yüksek basınç altında sıkıştırmayla yapılır. Karışım CO2 ve CO'e dönüşür. Bu reaksiyon hacim ve ısı yaratır. Bu da pistonların salınım hareketi krank mili yardımıyla mekanik enerjiye dönüştürülerek iş yapılmış olur. Yakıt olarak önceleri gazyağı kullanılmış günümüzde ise benzin, mazot ve LPG (Sıvılaştırılmış Petrol Gazı) oldukça yaygındır. Günümüz teknolojisinde (hibrit) otomobiller üretilmeye başlanmıştır, bu otomobillerde iki farklı türden motor bulunur. Yani hibrit adı biri yanmalı ve diğeri elektrikli olan iki motor tipine sahip olmasından gelir.

Silindir blok Silindirlerin düzenine göre çok çeşitli motor yapı şekilleri vardır. Silindirler DIN 73021’e uygun bir şekilde ifade edilir. Silindirlerin sayılmasına güç çıkışının karşı tarafından başlanır. Boksör motorlarda ve V tipi motorlarda güç çıkışının karşı tarafından soldaki silindirden başlanır ve sıra takip edilir. Genelde 4 zaman ilkesine göre çalışırlar. 2 zaman ilkesine göre çalışan tipleri de mevcuttur. Hava veya su ile soğutulan çeşitleri vardır.

görevleri Silindir bloğu üst karter (krank muhafazası) ile birlikte motorun gövdesini oluşturur. Bazı motorlarda üst karter ve silindir bloğu tek parçadan oluşmaktadır. Pistonlara yataklık eder. Zamanların oluştuğu silindirler, silindir bloğunda bulunur. Silindirler, silindir kapağı ile birlikte, yanma odalarını oluşturur. Ayrıca motoru tamamlayan birçok donanım parçaları, içten veya dıştan silindir bloğu veya üst kartere bağlanır. Otomobil motorlarında genellikle silindir bloğu üst karter ile birlikte dökülür. Bazı büyük motorlarda ise, silindir bloğu ve üst karter ayrıayrıdökülerek cıvata somunlar ile birleştirilir.

Silindir blok yüzeyinde görülen hasarlar Parlaklık Oluşumu: Silindir yüzeylerinin, belli bir çalışma döneminden sonra ayna gibi parlak hale gelmesidir. Silindir yüzeyinin üst bölümünde ateş bölgesi etkisinde kalan bölümünde parlaklıklar oluşmuştur. Bunun sebebi düzensiz yanma nedeniyle oluşan sert kalıntılar, kötü kaliteli yağ kullanımı, motorun sık olarak rölantide veya kısmi yük altında çalışması nedeniyle oluşan düşük yanma sıcaklıklarıdır.

Çatlak Oluşumu: Silindir bloklarda görülen çatlaklar, yetersiz ve dengesiz soğutma ya da soğutma suyunun blok içinde donması sonucu oluşur. Çatlamış silindirler kuru gömlek geçirilerek düzeltilmezse blok kullanılmamalıdır.

Aşınma Oluşumu: Birbirine sürtünen iki yüzey arasındaki sıcaklığın, metallerin ergime noktasına kadar yükselmesi sonucu bu yüzeylerden biri üzerinden bir miktar metal parçasının kopup diğer parça üzerine yapışıp kalması ile oluşan yüzey pürüzlülüğüdür. Aşırı olduğu zaman metal yüzeylerinde çizilmeler görülür. Silindirlerdeki aşınma, silindire piston-sekman arasındaki yağ filminin herhangi bir nedenle yırtılması sonucu, silindir, sekman ve pistonun doğrudan birbiri ile yüksek ısı altında sürtünmeleriyle oluşur. Silindirler, duruma göre, honlanarak ya da bir üst çapa tornalanarak düzeltilebilir.

Supapta hasar nelerden oluşur ? Yanlış Supap Montajı Doğru Supabın Hatalı Montajı Hatalı Araç Kullanımı Supapta İmalat Hatası Uzun çalışma ömrü sonucunda oluşabilecek hasarlar

Supapta İmalat Hatası . Boyutsal hatalar . Doğrusallıktan, dairesellikten ve sızdırmazlıktan sapmalar . Kaplama dökülmesi, pürüzlülük, çarpma, çentik gibi yüzeysel kusurlar . Isıl İşlemlerde uygunsuzluklar . Malzeme hataları

Supapta gayd sarması Gayd sarmasının nedenlerinden birkaçı: . Aracın yağlama yapmaması . Kötü yakıt kullanımı sonucunda kurum gayd içerisinde yoğunlaşması . Kapağın su kanallarının kapalı olması . Yüksek hareket yapması Bu sebeplerden supap-gayd ara boşluğu aşınan partiküllerle dolarak subabın hasara uğramasına neden olabilir.

Uzun kullanım sonucu oluşabilecek hasarların nedenleri ise şu şekildedir: . Yaydan dolayı sürekli bir gerilme altında (yorulma) . Arka taraftan kam mili sürekli olarak sürtünme durumunda (aşınma) . Yanma sırasında oluşacak basınç(ani olarak yayılı yük olarak düşünülebilir) . Yanma sonucu bikecek olan kurumlar . Yağlamadan dolayı oluşabilecek korozyon

Piston çarpması kırılma tırnak kırılması yanma kurumları

Silindir kapağı Yanma hücrelerinin bulunduğu ve bazı parçaların da üzerine monte edildiği silindirlerin üst kısmını kapatan motor parçasına silindir kapak adı verilmektedir. Silindir kapağı yanma gazlarından dolayı şiddetli ısıl yüklenmelere maruz kalır. Ya ısıya dayanıklı gri dökme demirden yada ısıyı hızla yayma yeteneği olan hafif bir metal alaşımdan imal edilirler (Alüminyum).

Silindir kapağa takılan silindir kapak contası; yanma odası içerisindeki yanmış olan gaz, soğutma suyu ve motor yağı gibi maddelerin dışarı sızmasını önlemektedir. Silindir kapağı contası, yüksek ısı ve şiddetli basınca dayanıklı olması gerektiğinden dolayı karbon içerikli çelik bir saçtan ve/veya kauçuk türü yanmaz plastikten yapılmaktadır.

Silindir kapağında görülen hasarlar Çatlak oluşumu: Silindir kapağı çatlağına neden olanlar ise genelde şunlardır : Motor suyunun donması Sıcak motora aşırı soğuk su eklenmesi Sıcaklık fazlalığı ve düzensizliği Silindir kapağının fazla sıkılması Silindir kapağının dengesiz sıkılması Yetersiz soğutma

Silindir kapağındaki çatlaklar, göz ile, basınç ile, manyetik floresan ile ve özel boyalar ile kontrol edilebilir. Kapaktaki çatlaklar dışarı, su, boya veya ışık sızmasıyla kapakta çatlak olup olmadığı anlaşılabilir.

Korozyon oluşumu: Silindir kapağı motor için önemli parçadır. Silindir kapağındaki su yuvaları zamanla korozyona uğrarlar.

Eğiklik: Eğiklik ve çarpıklık şeklinde beliren silindir kapaklarındaki şekil bozukluğudur. Eğiklik genellikle şu sebeplerden meydana gelir: Yüksek ısı. Yetersiz soğutma. Hatalı sıkma. Değişik iç gerilmelerin oluşmasından meydana gelir. Yağ içinde su. Su içinde yağ. Kompresyon kaçağı. Düzensiz rölanti ve tekleme. Kapak contasının yanması. Bunlarda silindir kapağının şekil değiştirdiğini gösterir.

Piston Silindirin Üst Yüzeyi

PİSTON : Piston, bir silindir içine hassas olarak uyarak ileri-geri hareket eden silindirik veya disk şeklinde parça. Motor , pompa ve kompresör gibi makinelerde silindirden dışarı uzanan (biyel) piston koluna bağlı olarak kullanılır.

GÖREVİ Buji tırnakları arasında bir ark kıvılcım oluşur. Karışım yanar. Yanma reaksiyonları sonucu ısıl enerjiye dönüşür ve yanma ürünleri oluşur.Oluşan gazların basınçları artar ve oluşan yüksek basınç pistonu aşağı yönde iter.Bu etki ile krank mili döndürülür.

YAPISI Piston, yapı itibariyle gövde, sızdırmazlığı sağlayan segmanlar ve biyel ile bağlantıyı sağlayan mafsaldan meydana gelir. Gövde ve segmanlar, patlamalı motorlarda yüksek sıcaklıklara dayanması için alaşımlı çelikten yapılır. Segmanlar makine ve akışkanın cinsine ve sıcaklığına göre kenevir, keçe, dökme demir, çelik, bronz, kösele ve kauçuktan yapılabilir. Hidrolik cihazlarda sızdırmazlığı sağlamak için kauçuk ve köseleden yapılan segmanlar daha mukavemetlidir ve bu yüzden parçaları daha pahalıdır.

DİZEL MOTORLARLA BENZİN MOTORLARI ARASINDAKİ SÜBAP MEKANİZMASININ FARK Otto motorlarında piston tablası düz iken dizellerde oyuklu bir yapıya sahiptir. Dizel Motorlarda Piston Otto motorlarda Piston

MEYDANA GELEN HASARLAR VE İYLEŞTİRME YOLLARI Sürtünme aşınması Erken ateşleme arızası Vuruntu arızası Piston kilit pimi arızaları Etek kırılması Yorulma aşınmasıdır

AŞINMA Pistonlarda en önemli problem bunların gövde ve segmanlarının aşınmasıyla sızdırmazlıklarını kaybetmeleridir. Isıl işlem görmüş pistonda aşınma yüzeyinde kaba aşınma gözlemlerken,ısıl işlem görmemiş olanda ise plastik deformasyon ve adhesif aşınma gözlenmiştir.(Dwivedi ve ark piston alaşımlarının mekanik özellikleri) İYLEŞTİRME YÖNTEMİ Bu sebeple bilhassa yüksek basınçta çalışan motor pistonlarının silindirine sürtünen yüzeyleri iyice işlenip parlatılarak ısıl işlemle sertleştirilir.

ŞEKİL YÖNÜNDEN HASARA UĞRAMASI pistonda olusabilecek geometrik tolerans sapmalari bütün sistemi riske edebilir.

ÇEVREYE OLAN ETKİSİ Piston kollarinda yatak boşluğunun fazla olmasi madeni bir vuruntu sesi çikarir.Buda gürültü kirliliğine neden olur. İYLEŞTİRME YÖNTEMİ Silindir arasindaki boşluk fazla olmamasına dikkat etmek Piston, kapak contasina sürtmesini önlemek segmanlardan gelen sesi önleme yöntemlerindendir

Silindir duvarlarinin veya pistonun fazla aşinmiş olmasi, Piston eteğinin bozulmasi (kapanmasi), Piston boşluğunun fazla verilmiş olmasi veya piston kolunun eksenden kaçik bağlanması olması piston çarpmasina ayri ayri sebep teşkil edebilir

Vuruntu Neticesinde parçalanmış piston Piston Kırılma Hasarı

Piston Kolu Kırılması Piston kırılmalarının ilk nedeni özelliğini kaybetmiş saplama(cıvata)ları kullanmak veya hatalı sıkmaktır.

Malzeme yorgunluğu,aşırı yük ve zorlanmada kırılmaya sebep olabilir Malzeme yorgunluğu,aşırı yük ve zorlanmada kırılmaya sebep olabilir.Bu durumda piston kolu en zayıf noktadan kırılır.

Piston Aşınması

Piston üzerindeki aşınma,yüksek uzun süre kullanımı sonucu meydana gelen normal bir durumdur. Erken zamanda aşınma meydana gelirse ,motora giren havanın yeterince temiz olmadığı, havadan, nemden, yakıttan kaynaklanıyor demektir.

Piston Erimesi

Piston erimesi genellikle pistonun kafa kısmında meydana gelir Piston erimesi genellikle pistonun kafa kısmında meydana gelir.Bu hasar uzun süre oluşan şiddetli patlamanın sonucudur.   Şiddetli patlamanın nedeni ;yanlış oktanlı yakıt ,aşırı karbon birikimi,yanma odasında bulunan ince ve keskin noktalar,yanlış buji ve hatalı ateşleme,yanlış hava-yakıt karışımı olarak sıralayabiliriz.

Piston Çatlağı

Pistonlar basınç altında çalıştırılmak üzere dizayn edilmiştir Pistonlar basınç altında çalıştırılmak üzere dizayn edilmiştir.Buna rağmen pistonlar aşırı sıkıştırma veya ateşleme zamanlaması sırasında oluşan aşırı yanma basıncı sonucunda kafa kısmından çatlayabilirler.

Bunun dışında ,motorda oluşan yanma ısısındaki ani değişiklikler pistonların kafa kısmından çatlamasına sebep olabilir

Eğer piston etek kısmından çatlamışsa bunun sebebi ,motordaki yüksek kilometre yorgunluğu,motora aşırı yüklenme veya hatalı piston tasarımından kaynaklanabilir.  

Motor Yağlama Çeşitleri ve Sistemleri El ile yağlama, Damlama ile yağlama, Fitilli yağlama, Banyolu yağlama, Çarpmalı yağlama, Pompalı ve çarpmalı yağlama, Basınçlı çarpmalı yağlama, Basınçlı yağlama, Tam basınçlı yağlama.

Yağlama neden yapılmalıdır Motor aksamlarının temiz tutulması Sürtünmeyi azaltıp aşınmayı en aza indirilmesi Korozyon ve paslanmanın önlenilmesi Isının uzaklaştırılması

YAĞLANMA Eksikliğinden OLUŞAN HASARLAR Yağlanma doğru yöntem kullanılmadan yapılırsa ve gerekli katkı maddeleri eklenmezse sürtünmelerden dolayı motor parçalarında aşınma ve paslanma meydana gelebilir, motor parçaları görevini yapamaz hale gelip değiştirilmek zorunda kalınabilir. Aynı zamanda gerekli ısı transferi yapılamaz, motor parçaları soğutulmazsa işlemlerini yitirebilirler. Sızdırmazlık sağlanamayabilir

Piston-segman bölgesindeki katı partiküllerin uzaklaştırılamaz. Motorunuzun aksamlarının ve yağ kanallarının kirli olması halinde yağ motoru gerektiği gibi yağlayıp korumayabilir. Kir birikimi ayrıca motorda zamansız hasara da yol açabilir

kaynaklar MEGEP, Motorlu Araç Teknolojisi, Ankara, 2007 http://www.elzemwax.com/index.php?pg=ariza_cesitleri&dil=tr https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine http://www.tasit.com/araba-sozlugu/silindir-kapagi http://www.mestanatalay.com/Makale-silindir-kapaklarinin-yenilestirilmesi-71 http://www.ssch.com.au/reconditioning-process/ http://alaeddin.cc.selcuk.edu.tr/~tekbil/mayisagustos2010/ayhan/ayhan.pdf Atatürk Üniversitesi Prof.Dr.M.Akif CEVİZ ders notları http://www.peugeotteam.com/forum/169-piston-nedir-calisma-prensibi.html