Petrol ve gaz motorları
Petrol ve gaz motorları
Geleneksel ve hattâ modern bir buhar türbininde, makinayı çalıştıracak buharı oluşturan suyu ısıtma işlemi, motorun dışında yapılır. Ancak, yakıtı motorun içinde yaka rak, genleşen gazlarla pistonu yada türbini çalıştırmak daha verimli bir yoldur
Bu tür içten yanmalı ve gazlı ilk motor, Alman mühendis Niko îaus August Otto (1832-1891) tara fmdan gerçekleştirilmiştir. 1867’de Paris’te sergilenen bu motor gürültülü ve düşük verimliydi; amt» gene de bugün yapılan motorların yüzde 99’unun öncüsü olmuştur.
Dört Zamanlı Çevrim
Otto, birincisinden dokuz yıl sonra, dört zamanlı yeni bir motor daha geliştirdi. Bu motordaki en önemli yenilik, ateşlemeden önce gazın sıkıştırılmasıydi; böylece ve rim önemli derecede artmakla kal mıyor, yakıt tüketimi de belirgin bir şekilde düşüyordu.
Bir birim gücü üretmek için motorun dört çevrim yapması gerekir; bu nedenle bu sisteme -dört zamanlı çevrim» denir. Dört zamanlı motor, günümüzde öteki bütün motor türlerinden daha yaygın ola-
rak kullanılmaktadır Motorun dört ana evresi, pistonun aşağı inerek yakıt hava karışımını emdiği em me, pistonun yukarı çıkıp gazı sıkıştırdığı sıkıştırma, gazın patlamasıyla pistonun ikinci kez aşağı indiği ateşleme (güç zamanı) ve gene yukarı çıkan pistonun egzos ga zını dışarı attığı egzos zamanlarından oluşur.
Motosikletlerin çoğunda ve kü çük arabaların bazılarında, önce 1880’de Dugald Clerk tarafından yapılmış olan iki zamanlı motor !ar kullanılmaktadır. Bu tür motorlarda pistonun hareketi yakıtı içeri çeker ve silindirin kenarların daki aralıkları yada delikleri açarak yanık gazı dışarı atar
Yakıtın girişi ve egzos gazının çıkışı, dört zamanlı motorlarda daha karmaşık bir supap sistemiyle gerçekleşir. Bu sistem, motorun krank miliyle dönen bir eksantrik mili tarafından otomatik olarak denetlenir. Motor çalışırken supaplar birbiri ardınca açılır ve kapanır
Yakıtın ateşleme zamanı da tam bir denetim altında gerçek-leştirilmelidir. Denetimi, her silindire ardarda elektrik akımı gönde ren ve gene mekanik olarak krank
miline bağlı bir distribütör yapar. Elektrik akımı bujilerde bir kıvılcım çıkarır ve yakıt böylece ateşle nir.
Otto’nun motorları, tam\ bir yeterlilikte iş gören, ama depolanması çok güç olan kömür gazı ile çalışırdı. Ham petrolden elde edilen benzin pibi sıvı yakıtların kullanılmasıyla, gaz motorları büyük gelişmeler gösterdi. Petrolü yanıcı bir şaz haline getirmek için, havayla karıştırılıp silindirlere çekilebilecek •pok küçük damlacıklar oluşturması sağlanır. Karıştırma işlemi karbüratörde yapılır.
Buhar makinalarındakinin ter sine, çoğu içten yanmalı motorlar düşük hızlarda yüksek güç üret mezler. Silindirler küçüktür ve her ateşleme sonucunda üretilen güç oldukça azdır. Böyle bir motordan yararlı nicelikte iş elde edebilmek için motorun hızlı çalıştırılması gerekir. Yani bir saniyeye düşen ateşleme zamanının sayısı, en üst düzeyde olmalıdır. Otomobil motorları, dakikada 5000 dönüşün üstüne çıkan hızlarda, genellikle maksimum gücü üretirler. Pistonun gidiş gelişi ve supap dişlisiyle pistonun titreşimi yüzünden motorun aşınması ve yıpranması da hızın
st sınırını belirler. Pürüzsüz ve engeli olması için özenle hazır anmış olan motorlarda güç, dakika »aşına 12000 dönüşün üzerinde ça ıştırıldığında daha da artar
Sıkıştırma oranının yüksek ol-nası nedeniyle sıkıştırmayla ateşleneli motorlar yada üızel motorlar )enzin motorlarından daha ve-•imlidir. Ancak, aynı nedenle, valsının daha ağır olması bu üstün-üğünü biraz giderir. Dizel motor-arı, verimdeki kayba karşılık, ya-cıt tüketiminde ekonomi sağlar, özellikle sık sık durup çalışma ge-ektiren işlere uygun olduğu için
İkonomik Dizel Motoru
Alman Rudolf Diesel’in (1858 913) 1897’de yaptığı iki zamanlı (sı-:ıştırma-ateşleme) motorda, benzin notorundaki karbüratör ve bujiler çullanılmadı. Sıkıştırma zamanınla silindirdeki gaz, ilk hacmi 1/14 len 1/20’ye sıkıştırılmış temiz hava-iır. Bu oran, benzin motorlarında-ci sıkıştırma oranından çok daha Yüksektir. Sıkıştırma zamanının ist noktasında silindire dizel yağı Düskürtülür. Gaz sıkıştırıldıkça sıcaklığı yükselir; böylece püskür ;ülmüş olan yakıt, onu ateşleyecek sıcaklıkta havayla karşılaşır.
taksilerde, otobüslerde ve kamyon larda yaygın olarak kullanılır.
Güçlü Gaz Türbini
Tümüyle değişik bir motor olan gaz türbini, ilk olarak XX. yüzyılın başında bulunmuş ve 1930’larda yetkin bir duruma getirilmiştir. Genellikle pervane şeklinde bir dizi vantilatörün takılı olduğu tek bir milden oluşur ve bu vantilatörler «kompresör» ve «türbin» olmak üzere ikiye ayrılır.
Çalışmakta olan bir gaz türbininde hava, kompresör vantilatörleri ile içeriye çekilir ve basınç artar. Sıkıştırılmış hava yakıtla karışıp ateşlenerek sıcaklık ve basıncı daha da artırır. Yanmış karışım, kanatları döndürerek türbin yoluyla motordan çıkar. Üretilen gücün büyük bir bölümü, çoğu kez doğrudan doğruva türbinin çalıştırdığı kompresörde harcanır. Ancak, gene de kalan güç, gaz türbinini son derece güçlü bir motor haline getirmek için yeterlidir. Verim çok vüksek değildir; ama, ağıılık/güç oranı tutarlı olduğundan gaz türbinleri, hava araçlarında itici güç olarak kullanılır. Bir gaz türbini, aynı ağırlıktaki bir pistonlu motordan tam üç kez daha güçlüdür
ayrıca bak:
46 Temel motor 108 Motosikletlerin
türleri tarihçesi
62 Petrol ve doğal 114 Otomobil nasıl
gaz çalışır
98 Modern gemiler 136 Uçak nasıl çalışır
Yanmayla birlikte genleşen karışım is çevrimini oluşturur Dördüncü ve sonuncu çevrimle birlikte egzos gazları motorun dışına itilir [3]. Silindirin çevresindeki bir soğuk su gömleği 14] de motoru serin tutar.
hava flj ve gazı [21 pistonun hareketi ile f7] silindire çeker. Dönüş çevriminde yakıt karışımı Sürgülü su-papdaki açıklıktan gelen alevle ateşlenir. Alev, motorun dışında yanan bir gazdan [6] gelir.
Otto’nun 1876’da yaptığı motor, ilk başarılı içten yanmalı motordur. Dört zamanlı bu yatay motorda, yakıt olarak gaz ve hava karışımı kullanılıyordu. .Yükleme çevriminde bir sürgülü supap |5] aracılığı ile
ni 161 geçer. Üstten su-pablı bir motorda [BJ. supablar [71 itici çubuklarla [81 harekete geçerler ve eksantrik mili [9] üzerindeki eksantriklerle iner çıkarlar. Eksantrik mili, krank mili [111 üzerindeki zincirle [10] döner
i) Karbüratörde TA]
jenzin, iğneli suoab-a [21 kontrol edilerek şamandıra kabına fi 1 jirer. Hava supabın-lan [31 geçen havanın Dir bölümü benzinle [4] karışır. Karışım, ana hava akımına [51 jirer ve gaz kelebeği-
4) Bu Rolls-Royce Viper türbojette olduğu gibi gaz türbinleri, yanan bir yakıttan sağlanan sıcak gazlarla motorun arkasındaki türbin kanatlarını döndürür. Aynı mil üzerine takılı olmakla birlikte motorun önünde olan öteki kanatlar, içeri giren havayı sıkıştırır. Yaklaşık 1800 kg’lık bir itme gücü üreten bu motorlar, let uçaklarında kullanılır.