BENZİNLİ OTOMOBİL MOTORLARINDA YAKIT EKONOMİSİ BATUHAN MERT CENGE 110106201016 FATİH OKUR 130106201042 DOĞAN TANRIVERDİ 2010010605028

NELERDEN BAHSEDECEĞİZ ? NASIL ÇALIŞIR? a) Otto Çevrimi b) Kam Mili ve Supaplar c) Karbüratör GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE YENİLİKLER NELER? a) Yakıt enjeksiyonu b) Turbo Besleme c) Değişken supap zamanlaması (VTEC) d) Silindir kapatma (ACT) e) SKYACTIV GELECEKTEKİ TEKNOLOJİ DE BİZİ NELER BEKLİYOR? a) Kamsız supap kontrölü b) Bujisiz benzin motoru c) Karşıt pistonlu motor

DOĞRUSAL PİSTONLU SIRALI TİP BENZİNLİ MOTOR Benzinli motor, bir tür içten yanmalı motordur. Benzinli motorlarda kullanılan yakıt benzin olup, yakıt dizel motordan farklı olarak karbüratör adı verilen bir düzenek sayesinde, sıvı olarak değil buharlaşıp hava ile karışarak silindire girer. Benzinin oksijen (hava) ile oluşturduğu karışım sonucunda yanma gerçekleşir. Yakıt hava karışımının silindirin içinde bir kıvılcım ile yanması sonucu bir patlama meydana gelir. Burada yine dizel motordan farklı yanmayı sağlamak için kıvılcım yani buji kullanılır. Patlamanın ortaya çıkardığı basınç, piston tarafından hareket enerjisine dönüştürülür. Benzinli motorun çalışma prensibini oluşturan çevrim dört zamanlı çevrim ya da Otto çevrimi olarak da anılır. Bu çevrim 1876 yılında Alman mühendis Nikolaus Otto tarafından bulunmuştur. Çevrim dört aşamadan oluşur.

DOĞRUSAL HAREKETİN DAİRESEL HAREKETE ÇEVRİLMESİ

OTTO ÇEVRİMİ Emme: Karbüratörden gelen benzin-hava karışımı, emme süpabının açılması ile silindir içine çekilir. Sıkıştırma: Piston yukarı çıkarak benzin-hava karışımını sıkıştırır. Yanma: Sıkışan ve ısınan karışım, bujiden çıkan kıvılcım ile tutuşur. Oluşan patlama ile piston aşağı doğru itilir.Hareket gücü bu aşamada üretilmiş olur. Egzoz: Bu aşamada ise pistonun yukarı hareketi ile yanma sonucu oluşan gazlar egzoz süpabından dışarı atılır ve bir çevrim tamamlanarak, diğer çevrim yeniden başlar.

OTTO ÇEVRİMİ

OTTO ÇEVRİMİ

OTTO ÇEVRİMİ

KAM MİLİ ve SUPAPLAR Kam mili veya Eksantrik mili hareketini triger kayışı ya da zincirinden alır. Motorda görevi emme ve egzoz supaplarının zamanında açılmalarını sağlamaktır. İlkel 4 silindirli 8 supaplı motorlarda tek, 16 supaplı yeni nesil motorlarda 2 adet bulunur. Supap, yay yardımıyla gergin tutulup yatağın düzlemine dik olarak gidip gelme hareketi yaparak bir akışkanın geçişini ayarlamaya yarayan kapağa denir. Supap, boru sistemlerinde gaz veya sıvı, motorlarda ise gaz geçişini kontrol etmeye yarar.

TRİGER KAYIŞI

KARBÜRATÖR Karbüratör, içten yanmalı motorlarda, motorun silindirlerde yanacak benzin- hava karışımını sağlayan aygıt. Pistonların silindirdeki emiş gücüyle emilen hava, karbüratörün içinden geçerken bir miktar benzini de beraberinde sürükleyerek onu buharlaştırır ve oluşan gaz karışımı silindirlere girerek bujilerden saçılan kıvılcımla ateşlenir. Karbüratör, emilecek havayı ve karışacak benzinin oranını ek düzeneklerle otomatik olarak ayarlar.

GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE YENİLİKLER NELER? a) Enjeksiyon b) Turbo Besleme c) Değişken subab zamanlaması (VTEC) d) Silindir kapatma (ACT) e) SKYACTIV

YAKIT ENJEKSİYONU Yakıt enjeksiyonu, içten yanmalı motorlarda yakıtın silindire ulaşması sistemine verilen ad. Modern uygulamalarda yakıt enjeksiyonu motor yönetim sisteminin birçok görevinden biridir. Benzinli motorlarda karbüratör, yakıt enjeksiyonu sisteminin geliştirilmesinden önce kullanılan en önemli bileşenlerden biriydi. Modern içten yanmalı motorlarda ise bu sistem kullanılmamaktadır. Karbüratör ve yakıt enjeksiyon sistemlerinin temel farkı, enjeksiyonun yakıtı güç kullanarak küçük bir delikten pompalamak ve hava içinde atomize olmasını sağlaması, karbüratörün ise motorun emme zamanının oluşturduğu vakumu doldurmak için hareket eden havaya yakıt püskürtmesidir. Yakıt enjektörü sadece bir delik (nozül) ve valften oluşur. Yakıtın püskürtülmesi için gereken güç, enjektörden önceki bir yakıt pompası veya basınçlı kap tarafından sağlanır.

BENZİN ENJEKTÖRÜ Elektronik enjektörler mekanik enjektörlerin aksine sürekli açılıp kapanarak çalışır. Enjektör açıldığında benzin basıncı ile benzin ince delik veya deliklerden emme manifoldundan geçen havanın üzerine püskürtülür. Böylece küçük partiküller halindeki yakıt yanma odasına doğru harekete geçer. Enjektörün püskürttüğü benzin miktarı benzin basıncı, meme büyüklüğü ve duty cycle (enjektörün açık kalma süresi) ile doğru orantılıdır. Ayrıca temiz olmayan meme püskürtülen benzin miktarını olumsuz etkileyebilir. Kirlenme, delinme v.s. sonuçlarda motordan büyük miktarda performans kayıpları gözlenir

BENZİN ENJEKTÖRÜ

TURBOŞARJ Turboşarj, içten yanmalı motorlarda yakıt-hava karışımından elde edilen gücü,silindirlere daha fazla hava emilmesiyle artıran bir yöntemdir.Turboşarj gücünü egzoz gazının dışarı çıkma basıncından alarak çalışan bir pompa sistemidir.Sistemde türbin ve kompresör olmak üzere 2 adet pervane bulunmaktadır.Türbin egzoz tarafında;kompresör emme tarafındadır.Egzozdan çıkan yanmış gazın basıncıyla dönmeye başlayan türbin aradaki mil vasıtasıyla kompresör pervanesini döndürür.Bu sayede motor silindirine giren hava artırılır.

Turboşarj sistemi çalışma mantığına en yakın sistem olan süperşarj yönteminden yakıtta ekonomik olması sebebiyle üstündür.Ayrıca daha az motor hacmi kullanılmasına olanak vermesi ve buna bağlı olarak araç ağırlığının azalması;motor içi sürtünme kayıplarının azalması gibi etkenler tercih sebebi olmasını sağlamaktadır.

SİSTEMİN KESİT GÖRÜNTÜSÜ

DEĞİŞKEN SUPAP ZAMANLAMASI-VTEC Emme supaplarının açılma zamanları ve açılma miktarları, elektronik olarak kontrol edilen valf ile, şekli daha büyük olan ve normalde boşta çalışan üçüncü bir kamın devreye sokulmasıyla gerçekleşir. Bu üçüncü kam daha geniş olduğundan, emme supapı daha erken açılır. Yani açılma zamanı ve açık kalma süresi değişir; yine bu ortadaki üçüncü kam daha uzun olduğundan, supap daha fazla açılır, yani silindire daha çok hava girer. Bu durum motor torkunu artırır.Turboşarj olmayan motorlarda yüksek motor gücünün elde edilmesini VTEC sistemi sağlar.

VTEC SİSTEMİ ANİMASYONU

INTELLIGENT VTEC ( i-VTEC) VTEC motorun normal sürüşteki motor devir aralıklarında motor torkunu arttırmaması ve yakıt sarfiyatını düşürmemesi gibi sorunlar, Honda’nın i-VTEC teknolojisi geliştirmesiyle ortadan kaldırılmıştır. Akıllı (Intelligent) değişken supap zamanlaması ve supap açıklığı kontrol sistemiyle, normal sürüşte orta motor devir aralıklarında da emme supaplarının açılma zamanlamaları ve açılma miktarları ayarlanabilmektedir.

HONDA TURBO i-VTEC Honda hem turbo şarjlı hem de i-VTEC sistemine sahip Turbo i-VTEC motorunu geliştirmiştir. Böylece hem supap sistemi zamanlama ayarı mükemmel yapılırken, hem de turbo şarjın basınçlı temiz havayı silindire göndermesiyle çok daha yüksek performansa sahip ve çok daha az yakan bir motor elde edilmiştir. İ-VTEC (akıllı vtec) sistemi daha gelişmiş elektronik donanımı (ECU, sensörler ve yazılım) sayesinde, herhangi bir devre bağlı kalmaksızın, tüm motor devirlerinde ve sürüş şartlarında, ihtiyaç duyulan güç ve torku baz alarak VTEC açmaktadır. Bu yönüyle VTEC sisteminden üstünüdür. 

VW ACT TEKNOLOJİSİ ACT Teknolojisi (Aktif Silindir Yönetimi )teknik olarak 4 silindirli egzoz  turbo şarjı ile aşırı beslenen 16 supaplı motorlarda 2. ve 3. silindirin kapatılarak yakıt ekonomisine katkı sağlaması için geliştirilmiştir. Saatte 130 km hıza kadar ve 1.250 ile 4.000 d/d arasında aşırı güç talep etmediğiniz durumlarda ACT sistemi devreye girer. Bunu, egzoz ve emme supaplarını kumanda eden egzantrik milini 0 dereceli bir noktaya kaydırarak yapar ve aynı anda yakıt enjeksiyonunu ve buji ateşlemesini de keser. ACT sistemi devreye girdiğinde tork 250 N.m’den 100 N.m’ye düşer. Gaza basıldığında ACT sistemi 0.11 milisaniyede devreden çıkarak yine maksimum torku verir.

MAZDA SKYACTIV SKYACTIV teknolojisi Mazda’nın yeni nesil araçlarında meydana getirdiği motor,şanzıman,kasa ve şase değişimlerinin tamamını kapsayan yeniliklerdir. SKYACTIV, motor teknolojisi alanında SkyActiv-D 14:1 ile dizel motorlar arasında dünyada en küçük sıkıştırma oranına sahip olanını üreterek yakıttan %20 oranında tasarruf etmiştir. SkyActiv-G 14:1 ile benzinli motorlar arasında en yüksek sıkıştırma oranını yakalayarak yakıt ekonomisi ve tork değerlerinde %15’e varan iyileştirmeler gerçekleştirmiştir.

Gelecekte bizi neler bekliyor? İçten yanmalı motorlar 120 yılın üstünde bir zamandır çeşitli taşıtlarda kullanılıyor ve bu zaman süresince çalışma prensibinde çok az değişiklik meydana geldi. Elektrik ve hybrid  teknolojisinin otomobillerde yaygınlaşmaya başlamasıyla içten yanmalı motorların 30-35 yıl sonra olmayabileceğinden bahsedilmeye başlandı. Özellikle VW'in yaşadığı emisyon skandalı sonrası fosil yakıt kullanan motorlara bakış markalar tarafından biraz daha değişti ve gelişime her zamankinden açık hale geldiler.Günümüzde ise pistonlu yapı korunarak çalışma verimini arttırmaya yönelik birçok farklı teknoloji tanıtılıyor. Değişken hacim, eksantriksiz motor, bujisiz benzin motoru (HCCI), değişken sıkıştırma ve benzeri birçok uygulama ya hayata geçirildi ya da yakın zaman içinde geçirilmesi planlanıyor.

Biz bunlardan üçünü inceleyeceğiz. a) Karşıt pistonlu motor b) Kamsız supap kontrolü c) Bujisiz benzin motoru

KARŞIT PİSTONLU MOTOR NEDİR, NASIL ÇALIŞIR? 1800'li yılların sonunda icat edilen karşıt (zıt) pistonlu  motorlar sahip oldukları piston kafalarının karşılıklı olarak çalışma prensibiyle diğer motorlardan bir miktar ayrılmışlardı. Ayrıca bu motorlar 4 zamanlı değil 2 zamanlı olarak çalışıyordu. 1. ve 2. Dünya Savaş'larında ve sonrasında çeşitli uçak, gemi, denizaltı, tren ve  tanklarda kullanılan bu motorlar 1980'li yıllara kadar kullanılmaya devam edildi ancak bu tarihten sonra ortalarda görünmedi. Ancak günümüzde Achates ve Ecomotors gibi teknoloji firmaları karşıt pistonlu motorları otomobil ve çeşitli kara taşıtı motoru olarak kullanabileceklerini düşünüyor ve bu doğrultuda da çalışmalarına kararlı bir şekilde devam ediyorlar.

Bu doğrultuda Achates firması Amerikan Ordusu'nda çeşitli tank, gemi ve benzeri taşıtlarında kullanılacak yeni nesil motorlar için ön anlaşma bile yapmış durumda. Ayrıca üzerinde çalıştıkları 12 yıl içerisinde proje için 140milyon dolar yatırım alan firma, resmi bir kurum olan Amerikan Enerji Araştırma Proje Departmanı'ndan da 9 milyon dolarlik bir proje ödülü kazanmış bulunuyor. Kısacası böyle bir motor hayal değil ve arkasında Amerikan Devleti'de dahil birçok farklı kurum ve şirketi almış.

Karşıt pistonlu motor nasıl çalışıyor? Her şeyden önce pistonların karşılıklı çalışması nedeniyle bu motorun boxer motorlar ile karıştırılmaması gerektiğini belirtelim. Boxer motor için 180 derece açılı bir V motor denilebilecekken karşıt pistonlu motorlar tamamen farklı bir çalışma prensibine sahiptir. Karşıt pistonlu motorlar 2 zamanlı, bujisiz ve silindir kapakları olmayan dizel motorlardır. Bu da onları ciddi anlamda basit bir motor haline getirmektedir.

Achates firmasının tasarladığı karşıt pistonlu motorların çalışma prensibine bakacak olursak; Günümüzde Achates firmasının geliştirdiği karşıt pistonlu motor temel olarak 2 zamanlı bir dizel motordur ve 2 krank miline sahiptir. 1930'lu yılların başında kullanılmaya başlanan bir dizel uçak motoru olan Junkers Jumo 205'i baz alan bu motorda, 2 sıralı motor silindir kapakları çıkarılarak kafa kafaya monte edilmiş gibi görünmektedirler. Pistonların kafa kafaya çalışması sayesinde silindir kapağına, eksantrik miline ve supablara gerek kalmamakta ve 1 silindirde 2 adet piston bulunmaktadır. Prototip olarak test edilen Achates motoru ise 3 litre hacminde, 3 silindirli ve 6 pistonludur.

Motorun çalışması ise şu şekilde gerçekleşiyor; Supercharger tarafından emilen taze hava emme portundan yanma odasına alınıyor.  Her iki piston karşıt hareketle yüz yüze gelir ve havayı sıkıştırır.  Sıkıştırılan hava üzerine 2 enjektör tarafından dizel yakıtı püskürtülür.  Yakıt tutuşarak her iki pistonu da iter ve her bir pistonun bağlı olduğu krank mili hareket eder.  Yanmış gazlar egzoz portundan dışarı atılır. 

Achates'in karşıt pistonlu motoru neler getirecek? Yaklaşık 12 yıldır üzerinde çalışılan ve 150 milyon dolara yaklaşan bir destek sağlanan projenin son aşamasına gelindi ve bulunduğumuz yıl Ford F150 ve Chevrolet Silverado modellerine monte edilen Achates motorlu prototip araçların tanıtılması bekleniyor. Ayrıca seri üretim aşamasında 1.8lt 2 silindir (4 piston) ile 9.8lt 3 silindir (6 piston) arasından çok çeşitli motorların tasarlanacağı ifade ediliyor. Bu arada sıkıştırma oranı arttırılarak aynen Mazda'nın Skyactiv 2 motorunda hedeflediği gibi bujisiz (HCCI) karşıt pistonlu bir benzin motorunun da ortaya çıkarılması bekleniyor.

Karşıt pistonlu motorun sıralı ve V tipi dizel motorlara göre şu avantajların olacağı belirtiliyor; %55 motor verimi Daha yüksek sıkıştırma oranı Daha kompakt tasarım Daha az parça kullanımı (eksantrik mili, supap ve silindir kapağı bulunmuyor) %40-%45 oranında daha az yakıt tüketimi Daha düşük emisyon %35 daha hafif %12 daha ucuz üretim maliyeti

Ecomotors alternatifi Achates'in prototipi dışında bir de Ecomotors'un geliştirdiği karşıt pistonlu motor mevcut ve bu motor tek bir krank miline bağlıdır. Genel çalışma prensibi aynı olsa da pistonların motorun ortasında boxer motora benzer bir şekilde çalışması ve bu pistonlara karşılıklı olarak 2 piston daha bulunması oldukça ilginç bir yapının ortaya çıkmasını sağlıyor. Her ne kadar bu motorda tek bir krank mili olsa da piston mekanizması çok daha karmaşık bir yapıya sahip. Ayrıca kompakt olmasına rağmen ince ve uzun yapı özellikle otomobil ve diğer tekerlekli araçlarda kullanılmasını zorlaştırıyor. Bu nedenle esas olarak gemi, tank ve benzeri taşıtlarda kullanılması planlanıyor. 

2.EGZANTRİK MİLSİZ SUPAP KONTROLÜ İsveçli ünlü süper spor otomobil üreticisi Koenigsegg yepyeni bir teknoloji ile karşımıza çıkacak. Daha öncede bu tip egzantrik milsiz teknolojiler bulunuyordu ancak prototipten öteye geçememişti. İsveçli markanın tanıttığı bu yeni motorda, silindirler içerisine hava alınmasını ve egzoz gazlarının atılmasını sağlayan subapları hareket ettiren bir egzantrik mili bulunmuyor. Günümüzde tüm içten yanmalı motorlar hareketini krank milinden kayış veya zincir vasıtasıyla alan egzantrik miline sahip ve sübaplar bu sayede açılıp kapanabiliyor.

Yandaki resimde 4 silindirli üstten çift egzantrik miline sahip motorun nasıl çalıştığı gösteriliyor.Millerin bağlı olduğu dişliler hareketini kayış veya zincirden alır. Millerin üzerinde bulunan farklı yönlere bakan kamlar sayesinde supaplar farklı zamanlarda açılıp kapanır. Günümüzde farklı devirlerde farklı  ve farklı sürelerde supapların açılıp kapanabilmesini sağlayan değişken zamanlamalı supap sistemleri bulunuyor ancak supap teknolojisi burada takılmış bulunuyor.

Koenigsegg markası ise tanıttığı yeni teknoloji ile egzantrik milini sistemden atmış. Bu sistemde supaplar tamamen elektronik olarak kontrol ediliyor ve pnömatik yani hava ile çalışan yaylar tarafından açılıp kapatılıyor.  Bu sayede motor sisteminden 2 adet egzantrik dişlisi, 2 adet egzantrik mili ve 1 adet zincir veya triger kayışı eksilmiş. 

Eksantrik mili kaldırmak neden bu kadar zor ama önemli? İçten yanmalı pistonlu motorlarda güç yakıt – hava karışımının patlatılmasıyla elde edilir. Ancak motor sürekli aynı devirde çalışmadığından yakıt – hava karışımının sürekli olarak ayarlanması gerekir. Yani gaza basıldığında yanma odasına hangi sıklıkla ve ne miktarda yakıt – hava karışımı gireceği yönetilmek zorundadır. Bugün ne kadar elektronik kontrollü motorlar üretiliyor olursa olsun herkes bu süreci kontrol eden valfleri üzerinde çıkıntılar bulunan demir bir çubukla kontrol ediyor. Bu çubuğa da ekstantrik ya da kam mili adı veriliyor. Basit şekilde anlatmak gerekirse mil üzerindeki çıkıntılar valfleri itip açılmasını sağlarken mil döndüğünde valf tekrar kapanıp yanma işlemi için basıncın oluşmasını sağlıyor. Ardından atık gazın dışarı atılması ve yeni karışımın hazırlanması için mil dönmeye devam edip valfleri sırasıyla açıp kapatıyor. Bu yöntemde motor bir kez ayarlandığında eksantrik mili de motorun performansı ya da ekonomisi için ayarlanıyor ve motorun karakteristiği konusunda önemli bir karar verilmiş olunuyor.Bir motor hem performanslı hem de gerektiğinde ekonomik olamıyorsa bunda eksantrik milinin yapısının da önemli rolü vardır.

Ne gibi avantajlar sunacak? FreeValve’ın motoru ise eksantrik milini ve zamanlayıcı kayışını tümüyle iptal ediyor. Bunun yerine tüm valfleri birer elektrohidrolik sistem ile donatıyor. Dolayısıyla her valf kendi başına hareket edebiliyor ve gerektiğinde güç ihtiyacına göre programlanabiliyor. Bunun sağladığı birkaç avantaj var;

1 – Daha küçük ve hafif motor üretebilme imkanı: FreeValve’ın motorunun boyut ve ağırlık avantajları konusunda henüz bir bilgi yok. Ancak teorik olarak daha küçük ve hafif bir motor üretmek mümkün olacak

2- Tümüyle yeniden düzenlenebilir bir yanma düzeni: Eksantrik mili olmayan motor tek tuşla tümüyle yeniden ayarlanabilir olma şansına sahip. Yani motorun karakteristiği tek bir vidaya dahi dokunmadan değişebilecek. Bu sayede şehir içinde çok tasarruflu, otoyollarda ise çok güçlü bir otomobile sahip olmanız mümkün olabilir.

3- Emme boğazını iptal edebilme imkanı: ”Throttle body” olarak bilinen ve motora hava akışını ayarlayan parça bu motorlarda kullanılmayabilir. Zira tüm valfler elektronik olarak yönetildiğinden hava girişi de elektronik olarak ayarlanabilir. Bu da verimlilik artışı anlamına geliyor.

4- Silindir iptalini kolaylaştırıyor: Günümüzde büyük motorlarda gördüğümüz düşük performanslı kullanımda birkaç silindiri kapatabilme seçeneği bu motorlarlarda daha kolay olacak. İstendiği anda motor elektronik olarak birkaç valfi devre dışı bırakıp bir V8 motorun 4 silindirle çalışmasını sağlayabilecek.

5- Daha fazla tork, daha az yakıt tüketimi: Eksantrik mili üzerindeki kıvrımlı geçiş noktaları valf açılışında bir geçiş süreci yaşanmasına neden oluyor. Ancak milsiz motor çok daha hızlı açma-kapama sağlayabilir. Bu da torku artırırken yakıt tüketimini azaltabileceğiniz anlamına geliyor.

DEZAVANTAJLAR Tüm bunların yanında çeşitli dezavantajlar da mevcut. V-Tec motorlar bile arıza durumlarında ciddi tamir masrafları çıkarabilirken FreeValve motorun ucuz olmasını beklememek gerekiyor. Bu hem üretim hem de tamir süreçlerine yansıyacaktır. Ayrıca henüz çok yeni olan motorun güveninilirlik konusunda kendini kanıtlayabilmesi için uzun bir test sürecinden geçmesi gerekiyor. Zira geçmişte bu motor üzerinde çalışan şirketler özellikle yüksek devirlerdeki istikrarsız yapısı sebebiyle sorunlar yaşamadı.

KİM ÜRETİYOR Honda, eksantrik milini üzerinde iki farklı ayar barındıracak şekilde tasarlayarak V-Tec teknolojisini geliştirmişti. V-Tec sisteminde motor sürüş stiline hidrolik bir sistem yardımıyla iki eksantrik mili ayarından birine geçiş yapabiliyordu. Ancak Honda’nın sistemi performans ihtiyacına cevap verebiliyor olsa da beklendiği kadar stabil, yakıt verimliliği sunan bir motor olmadığı için çok büyük fark yaratamadı.

Bir başka adımı ise FIAT, MultiAir ismini verdiği motor ile atmıştı Bir başka adımı ise FIAT, MultiAir ismini verdiği motor ile atmıştı. Bu motorda bir eksantrik mili bulunmasına rağmen direkt olarak valflere bağlanmak yerine elektronik olarak kontrol edilebilen bir elektrikli sisteme bağlanıyor. Böylece eksantrik mili zamanlamayı yönetse bile sistem gerektiğinde küçük gecikmeler yaratıp ya da tam açılıp – kapanma sürecini değiştirip motorun farklı ihtiyaçlara cevap vermesini sağlıyordu. Bir anlamda eksantrik mili olmayan motorun sunabileceği bazı avantajları sunarken hale bir eksantrik mili kullanmaya devam ediyordu. Bu da fazladan ağırlık ve sürtünme sebebiyle güç kayıpları anlamını taşıyor.

Diğer ve en önemli üretici ise Çinli Qoros firması Diğer ve en önemli üretici ise Çinli Qoros firması.Freevalve firması çatısı altında 17 yıldır sürdürülen çalışmalar Çinli üretici Qoros ile ortak bir çalışmayla ve somut bir tasarıma dönüştürüldü. Qoros 3 modeli ile kullanılan Qamfree turbo beslemeli 1.6 L motor pek çok açıdan performans kriterlerini baştan tanımlıyor. Elektrohidrolik bağımsız yönetimli supap sistemi kullanılıyor. Bu sayede komplike ve pahalı direkt püskürtmeli sistemler yerine basit püskürtme sistemi yeterli oluyor ve maliyet düşüyor. Motor 50 mm daha alçak ve daha hafif, bu da ağırlık noktasını olumlu etkilediği gibi yaya koruma için aktif kaput sistemi gereksinimini de ortadan kaldırıyor. Tork %47 artıyor. Güç %45 artıyor. Tüketim %15, emisyon %30 düşüyor.

3.Bujisiz motor Bujisiz benzin motorunun ingilizce kısaltması olan HCCI ifadesi Türkçe'ye anlaşılır bir şekilde çevrilirse Homojen hava-yakıt karışımının (dolgusunun) sıkıştırma ile tutuşması olarak düşünülebilir.Bu da yanma odası içerisinde tam olarak karışmış hava-yakıt karışımına sahip olduğumuzu belirtiyor diyebiliriz. hava-yakıt karışımının tutuşabilmesi için yüksek bir sıkıştırma oranı gerekiyor. Kısacası bu motor homojen hava-yakıt karışımının yüksek basınçta kendiliğinden tutuşması ile çalışıyor denilebilir.

Dizel motorda piston tarafından sıkıştırılan havanın üzerine dizel yakıtı yüksek basınçlı enjektörden püskürtülüyor ve bunun sonucunda da tutuşma hemen püskürtmeyi yapan enjektörün önünde başlıyor ve ilerliyor. Ancak homojen bir karışım söz konusu değil. Benzin motorda emme supabından gelen hava ile bu sırada püskürtülen yakıt karışmaya başlar ve piston tarafından sıkıştırılır. İdeal sıkıştırma oranında ise buji çakarak ateşlemeyi gerçekleştirir. Ancak yine homojen bir karışım söz konusu değil.

HCCI motorda ise aynen benzin motorunda olduğu gibi emme supabından hava alınırken enjektörden yakıt püskürtülüyor. Piston ise yukarı hareket ederek hava yakıt karışımını yüksek bir oranda sıkıştırıyor. İyice sıkışan ve basıncı artan hava-yakıt karışımı pistonun hareketi sırasında homojen bir şekilde karışmış oluyor. Basıncın ve dolayısı ile sıcaklığın artması ile de homojen karışımın çeşitli noktalarında tutuşmalar başlıyor ve karışım daha verimli bir şekilde yanıyor

Her ne kadar HCCI motor için dizel gibi çalışan benzinli motor desek de görüldüğü gibi tutuşma aşaması dizel motorda yakıtın çok yüksek basınç ile püskürtülmesi sayesinde gerçekleşiyorken HCCI motorda hava-yakıt karışımının tamamen karışarak farklı ve çoklu noktalarda kendiliğinden tutuşması ile gerçekleşiyor. Yani dizel motorlardaki gibi yüksek basınçlı enjektörler bu sistemde gerekmiyor. Sadece yakıtın yanma odasına düşük bir basınçla püskürtülmesi yetiyor. Kısacası bu sistem tipik bir direk enjeksiyonlu benzin motorunun çok yüksek sıkıştırma ile ayarlanmış yüksek teknolojiye sahip gelişmiş bir versiyonu ve bujiye de gerek kalmıyor.

Ayrıca yakıtın basınçlı şekilde yanma odasına püskürtülmesine gerek kalmadığı için hava-yakıt karışımı dışarıda hazırlanarak emme supabı ile yanma odasına alınabilir. Bu sayede yüksek ısıya supaplardan başka bir parça maruz kalmaz. İzah ettiğimiz HCCI prensibi sadece bujisiz çalışan sistem için olsa da bir de hem bujisi olan ancak bazı zamanlar bujinin ateşleme yaptığı karma bir sistem bulunuyor. Bu sistem farklı otomobil üreticileri tarafından deneniyor ancak çalışma prensipleri birbirlerinden farklı. Kimisinde aracın belli bir hızına kadar bujisiz ateşleme gerçekleşirken belli hızların üstünde buji devreye girerek ateşleme gerçekleşiyor. Bir diğerinde ise normal ve sakin kullanımlarda bujisiz sistem devrede iken gaza fazla basılırsa buji devreye girerek ateşleme yapıyor. Kısacası HCCI sistemi geliştirilmeye çok müsait ve farklı kombinasyonlar uygulanabiliyor

HCCI motorun avantajları nelerdir? Dizel motorlarına göre benzer hatta daha yüksek verim, benzin motorlarından çok daha yüksek verim sayesinde dizel motordan bile daha düşük yakıt tüketimi Düşük yanma sıcaklığı sayesinde daha basit parça kullanımı sonucu dizel motordan çok daha düşük, benzin motor ile aynı veya daha düşük motor parça maliyeti Düşük basınçlı enjektörler sayesinde daha düşük maliyet Daha düşük yanma süresi sayesinde daha iyi gaz tepkileri

Dezavantajları Yanma odasındaki sıcaklığı sabit tutmak oldukça zorlu bir görevdir. HCCI motor eğer çok soğuk olursa ateşleme performansı oldukça düşüyor.Eğer çok sıcak olursa motorun arızalanma olasılığı oluşuyor. Bu nedenle ufak bir sıcaklık aralığında tutulması gerekiyor Faydası genellikle sakin ve sabit hızlı sürüşlerde ortaya çıktığı için büyük motorlarda kullanılmayabilir

KİM ÜRETİYOR Mazda markası son zamanlarda tanıttığı özgün tasarımlı araçların dışında çok özel teknolojiler sunan motorları ile de adından söz ettirmeyi başardı. SkyActiv adındaki, çok yüksek sıkıştırma oranına sahip motorlar özellikle düşük yakıt tüketimleri ile birçok kişinin dikkatini çekmiş durumda.Bu yıl ise marka ilk olarak bir sonraki Mazda 3 modelinde HCCI motor teknolojisini kullanacağını açıkladı. Mazda'nın yeni geliştirdiği Sky-Activ teknolojisine sahip benzin motorlarında sıkıştırma oranları oldukça yüksek ve bu da aslında bujisiz ateşlemenin temelini oluşturuyor. Sıkıştırma oranı,.Pistonun en altta olduğu zaman ile en üstte olduğu zamandaki yanma odası hacimlerinin bir oranıdır.Bir motorun performansını öngörmek için kullanılan önemli matematiksel ifadelerden biridir. Mazda'nın 1.5lt atmosferik benzin motoru 14.0:1 gibi inanılmaz bir sıkıştırma oranına sahip ve bu aynı hacimdeki dizel motorunın 14.8:1 oranı ile hemen hemen aynı. Bu sayede de 1.5lt atmosferik bir motordan ortalama olarak 5.0lt tüketim elde edilebiliyor.  Diğer taraftan dizel yakıtın daha zor tutuşan bir yakıt olması nedeniyle dizel motorlar benzin motorlarına göre daha yüksek sıkıştırma oranlarına sahiptir. Ancak benzin motorlarında bu oran yükseldiği zaman detonasyon yani vuruntu ihtimalinin artması nedeniyle yüksek sıkıştırma oranı çok fazla tercih edilmez.Detonasyon; icten yanmali motorlarda, silindir icinde yuksek basinc ve sicaklik nedeniyle asıl ateslemenin gerceklesmesi gereken nokta disinda ikinci bir noktada yakit hava karisiminin ateslenmesi durumuna denir. Mazda'nın bu teknolojisi sayesinde hem sıkıştırma oranı oldukça yüksek hem de vuruntu gerçekleşmiyor. Bu arada Sky-Activ'in 2 jenerasyonu halen geliştirme aşamasında ve benzin motorunda 14.0:1 olan oranın 18.0:1 oranına çıkması planlanıyor. Bunun da bujisiz benzin motorunun yakın gelecekte önünü açacak en büyük gelişme olduğunu söyleyebiliriz. 

Sonuç olarak HCCI motorlar ve hem bujili hem bujisiz ateşleme yapabilen karma motor sistemleri halen birçok otomobil üreticisi tarafından sessiz sedasız ve derin bir şekilde geliştiriliyor. Bu sistemin modern anlamda 10 yıllık mazisi olsa da oldukça üstünde duruluyor ve özellikle hybrid araçlar için kilit bir teknoloji olabilir. Sağladığı yüksek verim, düşük tüketim ve emisyon ile maliyet sayesinde içten yanmalı motorların iyiden iyiye küçülerek ve ucuzlayarak hybrid sistemlerde çok daha rahat bir şekilde kullanılabilirler. 

KAYNAKÇA http://www.sekizsilindir.com/2017/02/zit-karsit-pistonlu-motor.html http://www.sekizsilindir.com/2017/01/mazdann-bujisiz-benzin- motoru-hcci-skyactiv.html http://www.sekizsilindir.com/2016/01/egzantrik-milsiz-motor.html https://www.wikipedia.org/ Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik, Yunus A. Çengel, Michael A. Boles