MOTORLU TAŞITLAR DENEY RAPORU
MOTORLARIN TARİHSEL GELİŞİMİ:
Hava gazı ile çalışan, ticari bakımdan elverişli ilk motor, Fransız Mühendisi Etiyen Löner tarafından 1860 yılında yapıldı.Bu motorda yakıt olarak kullanılan hava gazı ,sıkıştırılmadan ateşlendiginden ,motorun devri istenilen seviyeye yükseltilememiştir.
1862 `de Fransız Mühendisi Beau-De Rochas 4 zamanlı çevrimin esaslarını ortaya koymuştur. Böylece 1. zamanda emilen yakıt hava karışımının , ateşlenmesinden önce sıkıştırılması gerektigi prensibide , Rokhas tarafından bulunmuş oldu.
Bütün bu çalışmalardan faydalanan Alman Mühendis Nikalaus Auğust Otto,dört zaman esasına göre başarı ile çalışan ilk motoru , 1876 tarihinde yaptı.
Otomobillerde kullanılan ilk motorların özelliklerini sıralayacak olursak:
a) Silindir sayısı az, devir adedi, sıkıştırma oranı ve sıkıştırma sonu basıncı düşük oldugu için, güçleride düşük oluyordu.
b) Motorlar güçlerine göre büyük, ağır ve gösterişsiz yapılıyordu.
c) Egzoz sistemi basit, lastikler dolma tip oldugundan motor gürültülü, vasıta sarsıntılı çalışıyordu.
Bu günkü Otto motorları yapım ve donanım bakımından ilk motor ve otomobillere göre büyük degişiklikler göstermekle beraber, prensip yönünden Otto`nun 1876 yılında yaptıgı 4 zamanlı motorlardan büyük bir farkı yoktur.
Otomobil motorları günümüze gelinceye kadar bir takım degişiklikliklere ugramıştır. Bu gelişmelere etkiyen başlıca faktörler:
* Otomobillerin geniş halk kitleleri tarafından bir taşıt aracı olarak kullanaılması, insanlarda rahat yaşama(konfor) ve zamandan tasarruf fikrinin gelişmesi.
* Motorların degişik iş sahalarında kullanılabilmesi va böylece işçiden zamandan tasarruf ve seri iş yapabilme imkanlarının dogması.
* Enerji kaynaklarının mümkün oldugunca en yüksek verimde kullanılması.
otomobil motorlarının gelişmesinde etkili olmuştur.
GÜNÜMÜZDE ÜRETİLEN MOTORLARDA, İLK MOTORLARA GÖRE YAPILAN BAŞLICA DEGİŞİKLİKLER :
1) Şıkıştırma oranları daha büyük yapılabilmektedir; Yakıt özelliklerinin iyileştirilmesi sonucu, sıkıştırma oranları artırılarak motorun devri ve gücü arttırılmıştır. Yüksek sıkıştırma oranı sıkıştırma stroku sonunda yüksek silindir basıncı demektir, silindir basıncının artması motorun vuruntuya karşı direncinide azaltmaktadır,bu yüzden yanma odasının tasarımı ile ilgili yenilikler yapılmıştır.
2) Subapların açılıp kapanma zamanları daha iyi düzenlenebilmektedir; Subapların açılıp kapanması krank miline baglı olarak hareket eden kam mili yardımıyla olmaktadır, subaplardan herhangibirisinin zamanında açılmaması yada kapanmaması motorun çalışma düzenini tamamen degiştirerek zararlara neden olmaktadır. Subapların hareketini kontrol eden kam mili krank milinden hareket almaktadır ve bu hareketi iletim elemanlarıyla subaplara iletmektedir.Ancak iletim elemanları ile kam mili arasında madensel temas söz konusudur, belli bir süreden sonra bu madensel temas aşınmaya neden olmakta ve hareket iletimi tam olarak saglanamamaktadır, buda subapların hareketinde aksamalara yol açmaktadır. Bu aksamaların önlenebilmesi için kam mili ile subapları arasındaki mesafe azaltılmıştır ve kam milinin hareketi direk olarak subaplara aktarılmıştır. Bunun sonucunda iletim elemanlarının oluşturdugu atalet kuvvetleri ortadan kaldırılmış ve subap hareketleri daha iyi düzenlenmiştir.
Kam milinin subaplarla olan mesafesinin azaltılması motor hacmini, dolayısıyla agırlıgı azaltmıştır.
3) Ateşleme sistemlerindeki farklar; Benzin motorlarında ateşleme buji ile yapılmaktadır. Ateşleme sisteminden saglanan enerji elektronlar vasıtasıyla civardaki karışım moleküllerine aktarılarak buji tırnagı civarında yüksek enerjili bir nüve teşkil ettirilmektedir. Motor çok soguk iken böyle bir nüvenin teşkil etmesi veya saglanan enerjinin cidarlardan transfer olan enerjiden az olması halinde sönme oluşması mümkündür. Olayın başlangıcında buji civarından önemli ısı kaybı oldugundan reaksiyonlar yavaş gelişir ve dolayısıyla kimyasal reaksiyon sınırı kabul olarak edilen alev cephesi yavaş ilerler.Yanan karışım miktarı az oldugundan basınç yükselmeside çok küçüktür. Daha sonra reaksiyonlar hızlanır, ortamdaki aktif molekül sayısı ve dolayısıyla basınç yükselir,açıga çıkan enerji miktarı cidarlardan transfer olan ısı miktarını hızla geçmeye başlar ve bu safhada yüksek türbülanslı hava hareketleri sebebiyle de alev cephesinin küresel şekli bozulur. Motorlarda süreli bir yanmanın sebep oldugu güç kayıpları zaman kayıpları olarak bilinir. Bu kayıpların en aza indirilebilmesi için ateşlemenin maksimum basınç pozisyonunu saglayacak şekilde zamanında yapılması gerekmektedir. Buna ateşleme avansı denilmektedir. Ayrıca buji, ateşlemeyi belirli zamanlara bölünmüş dönme hareketleri ile yapmaktadır, bu mekanik hareket zamanla aksamaktadır ve dolayısıyla yukarıda bahsedilen sorunlara sebep olmaktadır.
Günümüzde bilgisayar progları ile yapılan ve yanma odası içesindeki yakıt miktarı, basınç degeri gibi kritik degerlere göre ateşlemeyi gerçekleştiren elektronik ateşleme sistemleri kullanılmaktadır.
Bir diger yöntemde yakıtın yanma odasına atamize olarak gönderilerek sürtünme ve yüksek basınç yardımıyla ateşleme yapılması ve daha yüksek verimli bir yanma elde edilmesidir.
4) Silndir sayıları ve motor devri arttırılarak daha yüksek güçlü motorlar yapılabilmektedir; Motorlarda silindir sayısının artması, aynı zamanda daha fazla genişleme dolayısıyla daha fazla iş eldesidir, buda motorun devir sayısını yani hızını arttırmaktadır. Silindir sayısının artması subap sayısının artması demektir, subaplar hareketini kam milinden almaktaydı daha fazla subapın kam milinden hareket aynı kam milinen hareket alabilmesi için kam milinin imalatında geometrik degişiklikler yapılmıştır. Bu sayede tek bir kam mili ile çok sayıda subabın hareketi sglanabilmektedir.
Motorlarda ki degişim yukarıda belirlenen degişikliklerle sınırlı kalmayıp motorun belirli krıtik bölgelerinde ki sogutma sekilleri ve yaglama şekillerindede degişiklikler meydana gelmiştir. Örnegin motorun çalışma esnasında en çok ısınan bölgelerinden birisi devir sayısını düzenleyen dişli kutusudur, dişli kutusunda ısnmadan dolayı meydana gelebilecek problemlerin önlenebilmesi için dişli kutusunu çevreleyen hacmin içerideki ısıyı maksimum seviyede dışarı atması gerekmektedir, bu yüzden bu hacimlerde özel alaşımlı alüminyum malzemeler kullanılmakta ve bu yüzeyler kanatçıklı(ısı transfer yüzeyinin arttırılması için) yapılmaktadır.
Motorlarda ki bir başka sogutma şekli yaglama yoluyla olmaktadır. Ancak yaglamanın motor üzerindeki asıl önemi, elemanlar arasında meydana gelebilecek sürtünme kuvvetlerinin en aza indirilmesini saglamaktır. Bu noktada bir yag basıncından ve yaglama şeklinden bahsedilmelidir. Motorun en önemli parçası, pistonlara ve kam miline hareket veren krank milidir, krank milinin bu hareketler esnasında görebilecegi zararları en aza indirmek için krank kolu ile mil yuvası arasında bir sıvı basıncı oluşturulmaktadır, dolayısıyle sürtünme metaller arasında degil sıvı yüzeyleri ile metal yüzey arasında olmaktadır. Ancak bu sıvının(yaglayıcı elemanın) bu bölgeye gönderilmesi ve bir sıvı basıncının oluşturulması basit bir yaglama ile saglanamamaktadır. Bu işlemin yapılabilmesi için krank milinin içerine bir matkap tardımıyla ve tüm deyme noktalarından geçecek şekilde delik açılmıştır ve bu deliklerden istenilen yağ basıncı seviyesinde yag basılmaktadır.
Motor endüstrisindeki bu gelişmeler sosyal ve ekonomik bakımdan önemli gelişmelerdir ancak ülkemizde henüz tam bir rekabet sistemi olmayışı ve toplumun bu sektörde yeteri kadar bilgi sahibi olmamasından dolayı, eski tip motorların üretimi
MOTORLARIN TARİHSEL GELİŞİMİ:
Hava gazı ile çalışan, ticari bakımdan elverişli ilk motor, Fransız Mühendisi Etiyen Löner tarafından 1860 yılında yapıldı.Bu motorda yakıt olarak kullanılan hava gazı ,sıkıştırılmadan ateşlendiginden ,motorun devri istenilen seviyeye yükseltilememiştir.
1862 `de Fransız Mühendisi Beau-De Rochas 4 zamanlı çevrimin esaslarını ortaya koymuştur. Böylece 1. zamanda emilen yakıt hava karışımının , ateşlenmesinden önce sıkıştırılması gerektigi prensibide , Rokhas tarafından bulunmuş oldu.
Bütün bu çalışmalardan faydalanan Alman Mühendis Nikalaus Auğust Otto,dört zaman esasına göre başarı ile çalışan ilk motoru , 1876 tarihinde yaptı.
Otomobillerde kullanılan ilk motorların özelliklerini sıralayacak olursak:
a) Silindir sayısı az, devir adedi, sıkıştırma oranı ve sıkıştırma sonu basıncı düşük oldugu için, güçleride düşük oluyordu.
b) Motorlar güçlerine göre büyük, ağır ve gösterişsiz yapılıyordu.
c) Egzoz sistemi basit, lastikler dolma tip oldugundan motor gürültülü, vasıta sarsıntılı çalışıyordu.
Bu günkü Otto motorları yapım ve donanım bakımından ilk motor ve otomobillere göre büyük degişiklikler göstermekle beraber, prensip yönünden Otto`nun 1876 yılında yaptıgı 4 zamanlı motorlardan büyük bir farkı yoktur.
Otomobil motorları günümüze gelinceye kadar bir takım degişiklikliklere ugramıştır. Bu gelişmelere etkiyen başlıca faktörler:
* Otomobillerin geniş halk kitleleri tarafından bir taşıt aracı olarak kullanaılması, insanlarda rahat yaşama(konfor) ve zamandan tasarruf fikrinin gelişmesi.
* Motorların degişik iş sahalarında kullanılabilmesi va böylece işçiden zamandan tasarruf ve seri iş yapabilme imkanlarının dogması.
* Enerji kaynaklarının mümkün oldugunca en yüksek verimde kullanılması.
otomobil motorlarının gelişmesinde etkili olmuştur.
GÜNÜMÜZDE ÜRETİLEN MOTORLARDA, İLK MOTORLARA GÖRE YAPILAN BAŞLICA DEGİŞİKLİKLER :
1) Şıkıştırma oranları daha büyük yapılabilmektedir; Yakıt özelliklerinin iyileştirilmesi sonucu, sıkıştırma oranları artırılarak motorun devri ve gücü arttırılmıştır. Yüksek sıkıştırma oranı sıkıştırma stroku sonunda yüksek silindir basıncı demektir, silindir basıncının artması motorun vuruntuya karşı direncinide azaltmaktadır,bu yüzden yanma odasının tasarımı ile ilgili yenilikler yapılmıştır.
2) Subapların açılıp kapanma zamanları daha iyi düzenlenebilmektedir; Subapların açılıp kapanması krank miline baglı olarak hareket eden kam mili yardımıyla olmaktadır, subaplardan herhangibirisinin zamanında açılmaması yada kapanmaması motorun çalışma düzenini tamamen degiştirerek zararlara neden olmaktadır. Subapların hareketini kontrol eden kam mili krank milinden hareket almaktadır ve bu hareketi iletim elemanlarıyla subaplara iletmektedir.Ancak iletim elemanları ile kam mili arasında madensel temas söz konusudur, belli bir süreden sonra bu madensel temas aşınmaya neden olmakta ve hareket iletimi tam olarak saglanamamaktadır, buda subapların hareketinde aksamalara yol açmaktadır. Bu aksamaların önlenebilmesi için kam mili ile subapları arasındaki mesafe azaltılmıştır ve kam milinin hareketi direk olarak subaplara aktarılmıştır. Bunun sonucunda iletim elemanlarının oluşturdugu atalet kuvvetleri ortadan kaldırılmış ve subap hareketleri daha iyi düzenlenmiştir.
Kam milinin subaplarla olan mesafesinin azaltılması motor hacmini, dolayısıyla agırlıgı azaltmıştır.
3) Ateşleme sistemlerindeki farklar; Benzin motorlarında ateşleme buji ile yapılmaktadır. Ateşleme sisteminden saglanan enerji elektronlar vasıtasıyla civardaki karışım moleküllerine aktarılarak buji tırnagı civarında yüksek enerjili bir nüve teşkil ettirilmektedir. Motor çok soguk iken böyle bir nüvenin teşkil etmesi veya saglanan enerjinin cidarlardan transfer olan enerjiden az olması halinde sönme oluşması mümkündür. Olayın başlangıcında buji civarından önemli ısı kaybı oldugundan reaksiyonlar yavaş gelişir ve dolayısıyla kimyasal reaksiyon sınırı kabul olarak edilen alev cephesi yavaş ilerler.Yanan karışım miktarı az oldugundan basınç yükselmeside çok küçüktür. Daha sonra reaksiyonlar hızlanır, ortamdaki aktif molekül sayısı ve dolayısıyla basınç yükselir,açıga çıkan enerji miktarı cidarlardan transfer olan ısı miktarını hızla geçmeye başlar ve bu safhada yüksek türbülanslı hava hareketleri sebebiyle de alev cephesinin küresel şekli bozulur. Motorlarda süreli bir yanmanın sebep oldugu güç kayıpları zaman kayıpları olarak bilinir. Bu kayıpların en aza indirilebilmesi için ateşlemenin maksimum basınç pozisyonunu saglayacak şekilde zamanında yapılması gerekmektedir. Buna ateşleme avansı denilmektedir. Ayrıca buji, ateşlemeyi belirli zamanlara bölünmüş dönme hareketleri ile yapmaktadır, bu mekanik hareket zamanla aksamaktadır ve dolayısıyla yukarıda bahsedilen sorunlara sebep olmaktadır.
Günümüzde bilgisayar progları ile yapılan ve yanma odası içesindeki yakıt miktarı, basınç degeri gibi kritik degerlere göre ateşlemeyi gerçekleştiren elektronik ateşleme sistemleri kullanılmaktadır.
Bir diger yöntemde yakıtın yanma odasına atamize olarak gönderilerek sürtünme ve yüksek basınç yardımıyla ateşleme yapılması ve daha yüksek verimli bir yanma elde edilmesidir.
4) Silndir sayıları ve motor devri arttırılarak daha yüksek güçlü motorlar yapılabilmektedir; Motorlarda silindir sayısının artması, aynı zamanda daha fazla genişleme dolayısıyla daha fazla iş eldesidir, buda motorun devir sayısını yani hızını arttırmaktadır. Silindir sayısının artması subap sayısının artması demektir, subaplar hareketini kam milinden almaktaydı daha fazla subapın kam milinden hareket aynı kam milinen hareket alabilmesi için kam milinin imalatında geometrik degişiklikler yapılmıştır. Bu sayede tek bir kam mili ile çok sayıda subabın hareketi sglanabilmektedir.
Motorlarda ki degişim yukarıda belirlenen degişikliklerle sınırlı kalmayıp motorun belirli krıtik bölgelerinde ki sogutma sekilleri ve yaglama şekillerindede degişiklikler meydana gelmiştir. Örnegin motorun çalışma esnasında en çok ısınan bölgelerinden birisi devir sayısını düzenleyen dişli kutusudur, dişli kutusunda ısnmadan dolayı meydana gelebilecek problemlerin önlenebilmesi için dişli kutusunu çevreleyen hacmin içerideki ısıyı maksimum seviyede dışarı atması gerekmektedir, bu yüzden bu hacimlerde özel alaşımlı alüminyum malzemeler kullanılmakta ve bu yüzeyler kanatçıklı(ısı transfer yüzeyinin arttırılması için) yapılmaktadır.
Motorlarda ki bir başka sogutma şekli yaglama yoluyla olmaktadır. Ancak yaglamanın motor üzerindeki asıl önemi, elemanlar arasında meydana gelebilecek sürtünme kuvvetlerinin en aza indirilmesini saglamaktır. Bu noktada bir yag basıncından ve yaglama şeklinden bahsedilmelidir. Motorun en önemli parçası, pistonlara ve kam miline hareket veren krank milidir, krank milinin bu hareketler esnasında görebilecegi zararları en aza indirmek için krank kolu ile mil yuvası arasında bir sıvı basıncı oluşturulmaktadır, dolayısıyle sürtünme metaller arasında degil sıvı yüzeyleri ile metal yüzey arasında olmaktadır. Ancak bu sıvının(yaglayıcı elemanın) bu bölgeye gönderilmesi ve bir sıvı basıncının oluşturulması basit bir yaglama ile saglanamamaktadır. Bu işlemin yapılabilmesi için krank milinin içerine bir matkap tardımıyla ve tüm deyme noktalarından geçecek şekilde delik açılmıştır ve bu deliklerden istenilen yağ basıncı seviyesinde yag basılmaktadır.
Motor endüstrisindeki bu gelişmeler sosyal ve ekonomik bakımdan önemli gelişmelerdir ancak ülkemizde henüz tam bir rekabet sistemi olmayışı ve toplumun bu sektörde yeteri kadar bilgi sahibi olmamasından dolayı, eski tip motorların üretimi
