Motor çalışma prensibi, yani fiziksel kısım ve bu prensibin uygulanacağı mekanik kısım. Fiziksel kısım, kapalı ortamdaki bir gaz ısıtıldığında basıncının artmasıdır. Bir gaz ne kadar sıcak olursa, molekülleri o kadar hızlı hareket eder, birbirleriyle ve ortamın yüzeyiyle sürekli çarpışır. Gaz basıncı, kimyasal bir aktivite olan yanma sonucu yüzeye çarpan gaz moleküllerinin etkisiyle oluşur.
Bu gaz basıncı, bir benzinli motorun pistonunu hareket ettirmek etmek için kullanılabilir. Pistonun içindeki havayı genişleterek basınç üretmek için, ortama yakıt karıştırılır ve daha sonra bu karışım tutuşturulur.
Mekanik kısım, motosikletin arka tekerleğini çevirebilecek kadar güç üreten bir makine yapmak için yakıtla ısıtılan gazın ürettiği gücü nasıl kullanacağımızdır.
Üst tarafı kapalı bir pistonun içinde yukarı ve aşağı kayabilen bir silindir bulunur. Pistonun içinde dönen bir çubuğu silindirin altında bulunan ve yataklarda dönen şaft üzerindeki bir kranka tutturmak için silindirin alt ucunu hareket ettirir. Bu krank milini döndürürsek, kranka bağlı olan çubuk, pistonu silindir içinde yukarı ve aşağı hareket ettirir.
Bu mekanizma bize gaz basıncının silindiri aşağı doğru itebileceği ve pistonu krankla birleştiren, çubuktan geçen hareketin krankı itmesini sağlar ve pistonu sürekli hareket ettirir.
Silindirin kapalı üst kısmında silindir kapağı adı verilen üç temel parça vardır. Bunlardan ikisi valflerdir. Valfler yakıt ve hava karışımının silindire girmesine izin verir. Bir giriş valfi ve genişletilmiş yanma gazının silindirden çıkmasına izin veren bir egzoz valfi vardır.
Motosiklet motorunda Üçüncü önemli parça, kafadaki dişli bir deliğe vidalanan bujidir. Buji, elektrikle kıvılcım oluşturarak silindirde bulunan tıpanın elektrotları ile ateşlemeyi sağlar. Emme ve egzoz valflerinin gerektiğinde açılması ve kapanması için bir valf çalıştırma mekanizması sağlanır. Diğer bir zamanlama mekanizması kıvılcımın buji elektrotları arasında doğru zamanda ateşlenmesini sağlar.
Piston çalışma döngüsüne silindirin tepesine en yakın konumundayken başlar. Krank döner, giriş valfi açılır ve piston üst kısımdan diğer yöne doğru hareket ederek silindirde kısmi bir vakum oluşturur.
Açık hava giriş vanasından hava ve yakıt karışımı akmaya başlar. Piston hareketi aşağı ulaştığında, emme valfi kapanır. Şimdi piston tekrar geri döner ve yakıt-hava karışımını sıkıştırır. Piston en üst konuma ulaştığında, bujinin elektrotları ile kıvılcım gönderilir. Kıvılcım sıkıştırılmış yakıt ve hava karışımını tutuşturarak yakar ve ısıyı serbest bırakır. Isı yanmış gazların basıncını yaklaşık 7 kat artırır.
Basınç pistonu tekrar aşağı ittiğinde krank miline güçlü bir dönüş sağlar. Krank miline piston tarafından iletilen güç aralıklı olarak verildiğinden motorun düzgün bir şekilde dönmesini sağlamak içino bir volan dişlisi bulunur.
Genişleyen sıcak, yüksek basınçlı gazı ile hareket eden piston alt konumuna yaklaştıkça egzoz valfi açılır ve egzoz gazının silindirden dışarı fırlamasını sağlar. Piston yükselirken yanmış gazları iterek egzoz işlemine yardımcı olur. Egzoz valfi piston en üst konuma geldiğinde kapanır ve döngü tekrar eder.
Bu mekanik olaylar dizisi pistonun dört uca vuruşunu tamamlar. Bu nedenle bu döngüye dört zamanlı döngü” denir. Bu döngüde çalışan motorlara da “dört zamanlı motor” denir.
Dört zamanlı motor döngüsünü tanımlayan bu dört piston vuruşunun isimleri vardır:
- Giriş
- Sıkıştırma
- Güç
- Egzoz
Krank milinin iki kez dönmesini gerektiren bu döngüde her valf sadece bir kez açıldığı ve kapandığı için valfleri hareket ettiren mekanizma sadece krank mili hızının yarı oranında döndürülür.
İki zamanlı motor
İki zamanlı motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha yaygın olarak kullanılan dört zamanlı motordan farkı, pistonun doğrusal hareketlerinde 4 yerine 2 stroka sahip olmasıdır. İki zamanlı motorlarda emme ve sıkıştırma 1 strokta, yanma ve egzoz 1 strokta yapılır. Dört zamanlı motorlarda ise her iş için 1 strok gerekir.
Çalışma prensibi
Emme ve sıkıştırma
Bu motor tipinde emme ve egzoz supapları yoktur. Emme ve egzoz işlemleri silindir içinde oluşan basınç farkları vasıtası ile yapılır. Piston yukarı hareket ederken, üst kısımdaki karışımı silindir içinde sıkıştırmaya başlar. Bu esnada pistonun yukarı hareketi ile krank bölümünde bir vakum oluşur ve karışım krank bölümüne dolar. Bu karışım yakıt, yağ ve hava karışımıdır. Sıkışan karışım buji ile ateşlenir ve patlama oluşur. Çıkan enerji pistonu aşağı iter.
Yanma ve egzoz
Pistonun aşağı itilmesi ile egzoz çıkışı açılıp, emiş ağzı kapanır. Yanma sonucu ortaya çıkan atık gaz, egzoz borusundan atılır. Pistonun hareketi ile aşağıda sıkışan karışım, taşıma cebinin açılması ile pistonun üst kısmına dolar. Üst kısma yeni karışım dolması ve egzoz gazının tamamen atılması ile çevrim tamamlanır ve diğer çevrim başlar.
Avantaj ve dezavantajları
- İki zamanlı motor, dört zamanlı motora göre daha basit ve az maliyetlidir.
- Soğuk havalarda çalıştırılması daha kolaydır.
- Yakıt karışımının bir kısmı yanmadan egzoz gazı ile atıldığı için çevre ve yakıt ekonomisi konularında başarılı değildir.
- Yakıt karışımının pistonun üst kısma ulaşması krank bölümü ile sağlandığından, krank bölümü devamlı yağlamaya maruz değildir ve yağlama yakıt karışımı içine karıştırılan yağ ile olur. Bu yağın yakılması çevre açısından zararlıdır.
- İki strokta çalıştığı için pistonun her yukarı çıkışında yanma olur ve aşırı ısınma meydana gelir.
Kullanıldıkları yerler
Genelde küçük yapıdaki benzinli motorlar iki zamanlı olarak kullanılırlar. Motosikletler, tekneler, scooterler, kar motosikletleri ve model uçaklarda kullanılır. Ayrıca motorlu bahçe araçlarında da (çim biçme makinası vb.) kullanılırlar. Büyük yapıdaki iki zamanlı dizel motorlar başta gemilerin ana makinası olmak üzere 2000 hp gücün üzerindeki güçlere ihtiyaç duyulduğunda iki zamanlı dizeller kullanılmaktadır. Tank gibi askerî araçlarda da bu motorlardan vardır.
CEVAP VER
Dört zamanlı motor
Dört zamanlı bir motorun çalışma şeması:
1. Emme zamanı – Hava ve yakıt buharı içeri emilir.
2. Sıkıştırma zamanı – Yakıt buharı ve hava sıkıştırılır ve tutuşturulur.
3. Yanma zamanı – Yakıt yanar ve piston aşağı itilir.
4. Egzoz zamanı – Yanmış gazlar dışarı atılır.
Dört zamanlı motorlar (Dört Fazlı), pistonun bir çevriminin (cycle) 4 aşamada (4-stroke cycle) tamamlandığı motor tipleridir. İçten yanmalı motorlar (internal combustion engines) sınıfında yer alırlar.
Çalışma prensibi
Motorlarda güç üretimi önce yakıtın içindeki kimyasal enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi, sonra da bu ısı enerjisinin pistonu harekete geçirmesiyle gerçekleşir. Bir dört zamanlı motorda bu işlem şu aşamaları izler:
1. Yakıt ve hava karışımı pistonun dışarı hareketiyle dolar.
2. Karışım pistonun içeri hareket etmesiyle sıkıştırılır.
3. Sıkışmış karışım benzinli motorlarda bir kıvılcım ile tutuşturulur, dizel motorlarda ise yüksek basınç ve sıcaklık altında kendiliğinden tutuşur ve yanma gerçekleşir. Yanma sonucu açığa çıkan enerji ile piston dışarı doğru itilir. Bu sayede krank mili döndürülür ve kinetik enerji elde edilmiş olur.
4. Pistonun geri dönüşü sırasında egzoz valfi açıktır ve egzoz gazları silindirden atılır. Döngü böylece başlangıç konumuna gelir ve 1. aşamadan itibaren işlemler yinelenir.
Motorun bir döngüsünü yukarıda anlatılan 4 aşamada tamamlamasından dolayı bu tip motorlara 4 zamanlı motorlar ismi verilir. Hareket halindeki benzinli bir araçta bu döngü dakikada ortalama 3.000-3.500 defa tekrarlanır.
İki zamanlı motorlara göre daha verimli olan 4 zamanlı motorlar günümüzde en çok kullanılan içten yanmalı motor tipidir. Ancak imalat aşamasında iki zamanlı motor daha ucuzdur. Fakat iki zamanlı motorun avantajı sadece bu adımda vardır. Çünkü sonrasında (motor üretilip, kullanılacağı makinede kullanılmaya başlandığında), yine dört zamanlı motor avantajlıdır. Çünkü, üstte de yazdığı üzere dört zamanlı motor daha verimlidir. İki zamanlı motorlarda ayrıca:
- Yakıt karışımının bir kısmı yanmadan egzoz gazı ile atıldığı için çevre ve yakıt ekonomisi konularında başarılı değildir.
- Yakıt karışımının pistonun üst kısma ulaşması krank bölümü ile sağlandığından, krank bölümü devamlı yağlamaya maruz değildir ve yağlama yakıt karışımı içine karıştırılan yağ ile olur. Bu yağın yakılması çevre açısından zararlıdır.
- İki strokta çalıştığı için pistonun her yukarı çıkışında yanma olur ve aşırı ısınma meydana gelir.
İki zamanlı motorların avantajı ise, soğuk havalarda daha kolay marş almalarıdır. Ancak dört zamanlı motorlar için bu durumu eşitlemek kolaydır: çoğu dört zamanlı motor donduğunda, karbüratöre (motor turbo şarjlıysa da intercooler üzerinden karbüratöre) eter sıkılır, kolayca marş alır. Bu sayısız dezavantaja rağmen iki zamanlı motor kullanılan birçok dizel motor vardır. Ancak, iki zamanlı motorun kullanımı için uygun olan yer, küçük benzinli motorlardır (çim biçme makinesi gibi).