MAKNA MALAT VE DONATIM DARES BAKANLII MAKNA ETM
MAKİNA İMALAT VE DONATIM DAİRESİ BAŞKANLIĞI MAKİNA EĞİTİM ŞUBE MÜDÜRLÜĞÜ Yücel KILIÇKAPLAN
İÇTEN YANMALI MOTORLARIN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ
TEKNİK TERİMLER
Madde Genel anlamda, uzayda yer kaplayan ve ağırlığı olan her şeye madde denir. Maddenin bir fiziksel yapıdan farklı bir fiziksel yapıya dönüşmesine maddenin hal değişikliği denir. Örneğin; su soğutulursa ısıtılırsa buharlaşır. donar,
Cisim Maddenin şekil almış haline cisim denir.
Hava Yakıtın yanması için kullanılan bulundurur. ( 0. 79 N, ~0. 21 O) oksijeni
Motorin Hidrojen (H) ve Oksijen’den (O) oluşan, yanmada kullanılan petrol türevidir.
Isı Bir enerji çeşididir. Birimi ise Joule’dir. 239 gr suyun sıcaklığını 1 o attırmak için gerekli ısıya 1 joule denir.
Genleşme Madde veya cisim moleküllerinin hareketlerinin hızlanmasıdır.
Sıcaklık (t) Isı enerjisi ile değiştirilebilen bir büyüklüktür. Birimi santigrat derecedir. (o. C) ile gösterilir. Termometre ile ölçülür.
Maddelerin genleşmesi Maddelerde genellikle ısı ve sıcaklık yükseldiğinde genleşme olur. Genleşme hacimsel bir büyümedir. Çubuk şeklindeki maddelerde boyuna uzama daha belirgin olarak görülür. Genleşme, maddelerin malzeme yapısına bağlıdır.
Kuvvet (F) Bir cismin bulunduğu konumunu ve şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir. Birimi Newton’ dur (N) ile gösterilir. 1 Kg = 9, 81 N
Ağırlık (G) Yer çekim kuvvetinin uyguladığı etkiye denir. maddelere Birimi gram’ dır. Genellikle kilogram olarak kullanılır ve Kg ile gösterilir.
Atalet Cisimlerin yön ve hız değişikliklerine karşı gösterdikleri dirence atalet denir.
Basınç (P) Birim yüzeye etki eden dik kuvvetlere basınç denir. Birimi bar, atm, kg/cm 2 olarak kullanılır. 1 Bar ~ 1 Atm = 1, 033 Kg/cm 2 1 Bar = 14. 5 Psi 1 Atm= 14. 7 Psi
İş Tatbik edilen bir kuvvet etkisi ile cisimlerin yer değiştirmelerine iş denir. İş kaldırma, itme ve çekme şeklinde olur. İş = Kuvvet. Yol kgm
Güç konu olduğunda işin yapıldığı zaman dikkate alınır. Yani birim zamanda yapılan işe güç denir. iş Güç = Zaman Kuvvet. Yol = kgm / sn Zaman
Atmosfer basıncı Havanın ağırlığına yer çekiminin etkisidir. Deniz seviyesinde 1, 033 Kg/cm 2 ye eşittir. Yaklaşık olarak 1 Kg/cm 2 olarak alınabilir. Atmosfer basıncı, deniz seviyesinden yukarılara çıkıldıkça azalır. (10. 000 m’de 0. 35 kg/cm 2)
Vakum, gerçekte havanın yokluğu olarak ifade edilir. Ancak motorlarda silindir içerisindeki basıncın atmosfer basıncından düşük olması olarak kullanılabilir.
Devir (rpm, d/d) Bir cismin belirli bir noktadan başlayarak dairesel olarak bir tur atmasıdır. Birimi devir/dakikadır. (d/d) olarak gösterilir.
Motorlarda tork ve güç Pistonu iten kuvvetin artması yanma odasındaki basınca bağlıdır. Bu basınç ana hatları ile motorun devrine, sıkıştırma oranına, silindir içerisine alınan yakıt-hava karışımının miktarına ve yanma verimine bağlıdır. Bu kuvvetin artışı, krank miline uygulanan momenti artırır. Moment ile güç karıştırılmamalıdır. Motor momenti, devir yükseldikçe belirli bir devire kadar artar ve bu devirden sonra motor devri artırılmaya devam edilirse moment azalmaya başlar. Bunun sebebi hacimsel verimin azalması olarak değerlendirilebilir.
Moment (Tork) (T) Bir kuvvetin, bir cismi bir eksen etrafında döndürebilmesidir. Burma veya döndürme kuvveti de denir. Birimi Nm’ dir. T=FXL T = Tork (Nm) F = Kuvvet (N) R = Eksenler arası mesafe (m)
Beygir gücü Yaklaşık olarak 1 saniyede 75 kilogramlık ağırlığı 1 metre yüksekliğe kaldırabilen kuvvete 1 beygir gücü denir. 1 Kw = 1. 36 BG 1 BG = 75 kgm
Strok Piston hareketinin en alt nokta ile en üst nokta arasındaki mesafeye denir Ü. Ö. N. (Üst Ölü Nokta) Pistonun silindir içerisinde çıkabildiği ve yön değiştirmek için bir an durakladığı en üst noktaya denir A. Ö. N. (Alt Ölü Nokta) Pistonun silindir içerisinde inebildiği ve yön değiştirmek üzere bir an durakladığı en alt noktaya denir.
Silindir hacmi Pistonun, silindir içerisinde A. Ö. N. ’dan Ü. Ö. N. ’ya çıkarken boşalttığı hacme denir.
Sıkıştırma Oranı 750 cc+50 cc = 800 50 = 16 1 Silindir hacmi (Vh) + Yanma odası hacmi (Vc) Sıkıştırma Oranı = Yanma odası hacmi (Vc)
Yanma odası hacmi Piston ÜÖN ya ulaştığında silindir içinde kalan hacme denir.
DÖRT ZAMANLI ÇEVRİM
Emme Zamanı Volümetrik Verim = Silindire giren taze hava miktarı Silindir hacmi Volümetrik Verime Tesir Eden Faktörler 1 -Hava filitresi 2 -Emme manifoldu 3 -Emme supabı 4 -Artık gazlar Silindir içerisindeki Isı 60 -100 o. C Basınç 1 atm altında
Sıkıştırma zamanı Silindir içerisindeki Isı 500 -700 o. C Basınç 24. 5 -52. 0 kg/cm 2 Dizel motorlarında sıkıştırma oranı 1/12 - 1/22 arasındadır
Güç Zamanı Yanma sonunda silindir içindeki basınç 2. 5 kg/cm 2 ye Silindir içerisindeki düştüğü zaman eksoz supabı açılarak yanmış gazlar Isı 1600 -1700 o. C Basınç 24. 5 -52. 0 kg/cm 2 kendiliğinden dışarı çıkmaya başlar
Eksoz Zamanı Silindir içerisindeki Isı 800 -1000 o. C Basınç 1 atm den fazla
Emme Sıkıştırma Güç Eksoz
İKİ ZAMANLI ÇEVRİM
İki Zamanlı Dizel Motorları Süpürme Sıkıştırma Ateşleme Genleşme Eksoz
Aşırı Doldurma Silindire harici bir kompresörle daha fazla hava basıldığı takdirde gücün arttırılacağı aşikardır. Buna aşırı doldurma denir. Aşırı doldurmada basınçlı hava ya motorla tahrik edilen rotatif bir körükle, ya da eksoz gazlarının çevirdiği bir türbinle tahrik edilen santrifüj bir kompresörle (turboşarj) temin edilir.
Mekanik doldurucular motor gücüne fazla bir katkıda bulunamazlar çünkü motordan fazla güç çekerler. Buna mukabil turboşarjlar eksoz gazları ile tahrik edildiklerinden motora daha fazla güç temin ederler. Genellikle bir motorda fazla tadilat yapmadan % 25 -30 güç artırması temin edecek şekilde aşırı doldurma yapmak mümkündür.
Blower
Turboşarj
İlk hareket kolaylık sistemleri l- Manifold ısıtıcıları (emme havasını ısıtmak için) a- Alevli 2 - Kızdırma bujileri a-Yanma odasında kızgın tel tipi b-Yanma odasında kalem tipi 3 - Fitil (küçük stasyoner dizellerde) 4 - Daha kuvvetli hızlı marş motorları a- Benzin motoru b- Hava veya hidrolik motoru 5 -Eter koklatma düzenleri
Alevli manifold ısıtıcısı
Kızgın tel
Kızdırma bujisi
Eter koklatma düzeni
Yanma Odaları 1 - Açık yanma odalı motorlar a- Direkt püskürtmeli motorlar 2 - Bölünmüş yanma odalı motorlar a- Ön yanma odalı motorlar b- Türbülans odalı motorlar
Açık Yanma Odalı Motorlar (Direkt Püskürtmeli)
Ön Yanma Odalı Motorlar % 25 -40
Türbülans Odalı Motorlar % 50 -80
Açık yanma odalı motorlar 1 - Silindir çapı 150 mm’den daha büyük olan motorlarda kullanılır 2 - Sınırlı türbülans imkanları ile sabit devirlerde kullanılmaya daha müsaittirler 3 - İnce delikli enjektör kullanıldığı için yakıt cinsine ve bakıma daha çok ihtiyaç duyarlar 4 - Bütün yakıt ana yanma odasına püskürtülüp yakıldığından daha sert ve vuruntulu çalışır 5 - İlk hareketleri daha kolaydır 6 - Yakıt sarfiyatları düşüktür
Değişik yanma odalarında kullanılan kızdırma bujileri
Bölünmüş yanma odalı motorlar 1 - Yakıt cinsine hassas değildir 2 - Yanma kademeli olduğundan motor yumuşak çalışır 3 - Yakıt sarfiyatları yüksek ve silindir hacmi başına elde ettiği güç daha düşüktür 4 - Türbülans odalı motorlar yakıt cinsine hassastır ve yüksek devirlerde çalışmaya uygundur 5 - Bütün bölünmüş yanma odalı motorlar değişik devir sayılarında çalışmaya elverişlidir
Motor Diyagramları Motorlarda dört zaman oluşurken silindir içindeki basınçların atmosferik basınca göre farklarını göstermek amacı ile çizilen diyagramlara, motor diyagramları denir. Bu diyagramların çiziminde indikatör aleti adı verilen aletten yararlanılır.
indikatör aleti İndikatör aleti ile çizilen diyagramlardan yararlanarak; subapların açılıp kapanma durumları, püskürtmenin zamanında olup olmadığı, motorun kompresyon durumu öğrenilir ve iç güç hesaplanır. Motor diyagramları Teorik diyagramlar Pratik diyagramlar olarak iki grupta incelenir
Benzinli motorun teorik ve pratik diyagramı
Dizel motorun teorik diyagramı
Güç, Moment ve Yakıt Sarfiyat Diyagramı
Subap diyagramı Motordan en yüksek gücün elde edilebilmesi için, piston kursu ve silindir içindeki basınç durumu esas alınarak, subapların açılıp kapanma noktalarını ve püskürtmenin başlangıcı ile bitimini, krank milinin dönüşüne göre gösteren 720 o lik çift daire şeklindeki çizime subap ayar diyagramı denir
Emme subapları daima ÜÖN dan önce açılır, AÖN yı geçe kapanır. Eksoz subaplarıda AÖN dan önce açılır, ÜÖN yı geçe kapanır. Eksoz subapının açık kalma süresi uzatılarak, eksoz gazlarının dışarı atılması için daha fazla zaman kazanılmış olur. Emme subapınında açık kalma süresi uzatılarak silindire daha fazla hava alınmış ve hacimsel verim arttırılmış olur.
Dizel Motoru Benzinli Motor İcat eden Rudolf Diesel 1892 Nicholas Otto 1876 Sıkıştırma Hava Karışım Sıkıştırma oranı 14/1 - 22/1 7/1 - 11/1 Sıkış. sonu sıcak. 500 -700 o 300 -500 o Sıkış. sonu basıncı 30 -45 bar 10 -15 bar Yakıt sistemi Pompa/Enjektör Karbüratör Ateşleme Sıcak hava Buji kıvılcımı Eksoz gazı CO miktarı az CO miktarı fazla Yakıt cinsi Motorin Benzin Alev alma noktası 65 o. C 21 o. C altında Döndürme momenti 100 -700 Nm 100 -150 Nm Yanma Sabit basınçta Sabit hacimde Yakıt Tüketimi 190 -285 g/kwh 285 -345 g/kwh
4 Zamanlı Motorlar Yapı Masraflı, pahalı ve daha çok hareketli parça 2 Zamanlı Motorlar basit, ucuz ve daha az hareketli parça Çevrim 720 o 360 o Aşıntı 1 kat 2 kat Aşırı Doldurucu Var X Güç 1 kat 1. 5 kat Yakıt sarfiyatı Az Çok Maliyeti Pahalı Ucuz Soğutma Zor Kolay
- Slides: 61