Nasıl Çalışır
Dizel Motorlar
Dizel Motorlar Nasıl Çalışır?
Dizel motorun hikayesi benzinli motorun icad edilmesiyle başlar, Nikolaus Otto 1876 yılında benzinli motoru icad etti. Bu buluş bugün dört zamanlı yanma prensibini anlatan Otto çevrimi olarak da bilinir. İlk zamanlarda benzinli motorlar buhar makinalarına kıyasla yeteri kadar verimli değildi, yakıtın sadece %10 u aracı hareket ettirmek için kullanılabiliyordu, geri kalan ısı yararsız bir şekilde kayboluyordu.
1978 de Rudolf Dizel benzinli motordan yola çıkarak ve geliştirerek bugün Dizel olarak bildiğimiz dizel motorun patentini aldı. Dizel motorlar bu kadar veriliyse neden daha sık kullanmıyoruz diye sorabilirsiniz. Dizel motorlar daha gürültülü çalışır ve daha siyah duman yayarlar, genel kullanıcılar bu gibi sebeplerden dolayı dizel motorları pek tercih etmemişlerdir. Buna rağmen uzun yol ve ağır yük taşıyan araçlar (kamyon-tır-vb) için dizel motorlar vazgeçilmezdir. Böylece dizel motorları daha çevreci ve daha az gürültülü yapmak için çalışmalar başlamıştır.
Şimdi dizel motorlarda ne gibi gelişmeler olduğuna değinelim.
Dizel Motorlar ile Benzinli Motorların Karşılaştırması
Teorik olarak dizel motor ve benzinli motorlar oldukça benzerdir. İkisi de yakıtlardan elde edilebilen kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çeviren içten yanmalı motorlar olarak tasarlanmıştır. Üretilen bu mekanik eneji pistonları silindirlerin içinde yukarı-aşağı doğru hareket ettirmektedir. Bu doğrusal hareket bir krank yardımıyla dairesel harekete dönüştürülerek aracın ilerlemesini sağlayan tekerleklere iletilir.
Dizel ve benzinli motorların her ikisi de yakıtı bir dizi patlamayla enerjiye dönüştürür. Dizel ve benzinli motorlar arasındaki temel fark bu patlamaları oluşturma biçimleridir. Benzinli motorlarda benzin havayla karıştırılarak silindire alınır, pistonla sıkıştırılır, buji ile ateşlenerek patlama oluşturulur. Dizel motorlarda içeri alınan hava sıkıştırılır daha sonra yakıt püskürtülür. Çünkü sıkıştırılan hava ısınır böylece yakıt kendiliğinden tutuşur.
Dört zamanlı yanma döngüsü aşağıdaki gibi gerçekleşir;
Emme Stroku: Piston aşağı hareket ederken sübapların açılması havanın içeri alınması.
Sıkıştırma Stroku: Pistonu yukarı hareket eder ve havayı sıkıştırır.
Yanma Stroku: Piston en üst noktaya (üst ölü nokta) ulaştığında, uygun zamanda yakıtın püskürtülmesi ve tutuşması, pistonun aşağı doğru hareketi.
Egsoz Stroku: Pistonun tekrar yukarı yönde hareket etmesi, oluşan yanma gazlarının subapların açılmasıyla dışarı atılması.
Dizel çevriminde buji ile ateşleme olmadığına dikkat edin, sıkıştırılan havanın çok yüksek sıcaklıklara ulaşmasıyla yakıt kendiliğinden tutuşturulur.
Aşağıda dizel motorun silindiri içerisinde neler olduğunu açıklayan videoyu izleyebilirsiniz.
Dizel Motorlarda Yakıt Enjeksiyon Sistemi
Bir dizel motor ve benzinli motor arasındaki en büyük fark enjeksiyon sürecinin yapılış biçimidir. Birçok otomobil motoru karbüratörlüdür. Karbüratör hava ile yakıtı, silindirin içine alınmadan çok daha önce karıştırır. Böylece tüm yakıt emme zamanında silindirin içine alınmış olur ve sonra sıkıştırılır. Hava-yakıt karışımı motorun sıkıştırma oranına uygun olarak sıkıştırılır. Eğer sıkıştırma çok fazla olursa aşırı ısınmadan dolayı ani patlama meydana gelir ve vuruntuya neden olur. Bu vuruntu motora zarar verir.
Dizel motorlar direkt enjeksiyon sistemini kullanırlar, yakıt direkt olarak silindirin içine püskürtülür. Dizel motorlardaki enjektörler bu motorların en karmaşık bileşenidir. Enjektör yüksek ısıya ve basınca dayanıklı olmalı ve silindirin içine yakıtı atomize olmuş şekilde (zerreler halinde) ulaştırabilmelidir. Yakıtı silindirin içine girdap şeklinde ve eşit şekilde dağılmış olarak almak çok önemlidir. Bu sebeple bazı dizel motor mühendisleri özel elektromanyetik enjektör- ön yanma odası gibi donanımları geliştirmeye çalışarak yanma odasında uygun girdabı elde etmeye çalışmaktadırlar. Başka bir değişle ateşleme ve sıkıştırma sistemini geliştirmeye çalışmaktadırlar.
Kızdırma Bujileri
Bazı dizel motorlarında kızdırma bujileri bulunur. Motor soğukken sıkıştırma prosesi havayı tutuşması için yeterli olan sıcaklık seviyesine ulaştıramayabilir. Kızdırma bujileri elektrikle çalışırlar ve yanma odasındaki havayı ısıtarak motorun çalışması için uygun sıcaklık seviyesine getirir. Motor çalıştıktan sonra kızdırma bujileri işlevlerini tamamlayarak kapanır.
Modern bir motor ECU (Elektronik Kontrol Ünitesi) ile kontrol edilir, sensörler vasıtasıyla ölçülen tüm bilgiler ECU ya iletilir. Motor sıcaklığı, yağ basıncı, piston pozisyonu vb. Hararet sensörü bugün tüm motorlarda kullanılmaktadır. Sensör motor sıcaklığını ECU ya iletir ve ECU ateşlemeyi soğuk havalarda geciktirir, ejektör enjeksiyonu daha geç yapar, silindirdeki hava daha fazla sıkıştırılır daha fazla ısınır ve motorun ilk çalıştırılmasına yardım eder.
Dizel Motorlar Nasıl Çalışır?
