Bir Araba Motorunun Genel Çalışma Prensibi

Bir Araba Motorunun Genel Çalışma Prensibi

Bir tarafı tamamen kapalı, öbür tarafında da bir piston bulunan silindirden meydana gelmiş bir yanma odası düşünelim. Yeteri kadar patlayıcı benzin ve hava karışımını, bu pistol aracılığıyla bir sübaptan geçirerek, silindire emdirelim. Daha sonra pistonu çekerek, silindirdeki gaz yakıtın üzerine bir basınç uygulayalım. Bu arada bir ateşleme büjisinin çıkartacağı elektrik kıvılcımını gaz yakıtın içine çaktıralım. Kıvılcım, gaz yakıtı derhal ateşleyecek ve gazların hacminin genleşmesiyle meydana gelen patlama sonucunda oluşan basınç, pistonu şiddetle geri itecektir.
Piston, ilk duruma geldiğinde, yanan gazlar da egzoz adı verilen ikinci bir sübaptan dışarı salınacaktır. Görüldüğü gibi bu olgu, art arda dört evrede meydana gelmektedir:

• Gazların emilmesi
• Gaz yakıtın sıkıştırılması
• Patlama
• Yanmış gazların atılması

İşte 1862’de Alphonse Beau De Rochas’nın bulduğu dört devirli motorun çalışma düzeni buydu. Rochas’ya göre, bu devirler durmadan tekrar edilebileceğinden, söz konusu motor, bir taşıt aracını işletebilmek için, pistonun bu almaşık hareketini, bir biyel kolu aracılılığıyla krank miline aktararak, döner hareket elde etmek mümkündü. Krank mili, büyük bir volanla donatılır ve bu volanın dönüşü, bir iletme sistemiyle, arabanın tekerleklerine iletilebilirdi. İnsanlık, bugün, sefalet içinde ölmüş olan Beau De Rochas’ın buluşundan bol bol yararlanmaktadır. Çağımızın otomobillerinde kullanılan motorların hepsi, dört devirli, patlamalı motorlardır. Motorlar, silindir sayısına göre gruplandırılmakla birlikte, silindirlerin düzen ve teşkiline göre de sınıflandırılırlar. Bunlar, genellikle iki ya da dört veya altı, sekiz, oniki hatta daha çok silindirli olurlar. Silindirler bir düz sıra halinde ya da [V] biçiminde veya karşılıklı ve yatay olarak yerleştirilmişlerdir. Silindir sayısı fazla olan motorlar, daha düzenli çalışırlar. Pistonlar, silindirlerde o şekilde hareket ederler ki, bu çalışma süresi içerisinde daima bir motor devri yer alır. Mesela dört silindirli bir motorda, birinci silindirdeki patlama, motorun yarım devri sırasında olur, üçüncü silindirdeki patlama, bir sonraki yarım devrinde meydana gelir; motorun ikinci devrinde de, dördüncü ve ikinci silindirlerdeki müteakip patlamalar gerçekleşir.
Motorun volanı, patlama sırasında sağlanan hareket enerjisinin bir kısmını biriktirir ve bir sonraki patlamaya kadar krank milini döndürmek üzere kullanır. Bunun sonucu olarak, motorda silindir sayısı arttıkça, patlama sayısı artar ve enerji üretimi çoğalır. Dolayısıyla volan, daha az enerji biriktirmek durumunda kalır ve daha küçük çaplı olabilir.

İçten Yanmalı Motorlar
Yanmanın, makinenin içinde vukÛ bulduğu motorlardır. Buhar türbini gibi motorlarda ise yanma dışarda olmaktadır. Bugün kullanılan başlıca içten yanmalı motorlar; benzin motorları, dizel motorlar ve gaz türbinleridir.

Benzin Motorları
Otto çevrimi diye anılan termodinamik bir çevrime göre çalışırlar. Aynı güçteki dizel motorlarına göre daha hafif ve daha küçük hacimlidir. 19. Asrın ikinci yarısında Otto, Langer ve Beau De Rochas tarafından bulunup geliştirilmiştir. Çok değişik kullanma yerleri olmakla beraber daha ziyade otomobiller için imal edilmektedir.
Benzin motorunun çalışma prensibi, bir silindir içinde yakılan gazların genişleyerek, yine silindir içindeki bir pistonu itmesi ve pistonun bu hareketinin, bir krank-biyel mekanizması ile dönme hareketine çevrilmesidir. Silindir sayısı, kullanma yerine göre değişmektedir. Çimen biçme makinelerinde tek silindirli motorlar kullanılırken, silindir sayısı, otomobillerde genellikle 4 veya 6, uçaklarda 28 olmaktadır. Benzin motorları iki zamanlı veya dört zamanlı olabilir. Tam bir çevrim için krank mili, iki zamanlı motorlarda 360°, dört zamanlı motorlarda 720° döner.
Benzin Motorlarında akaryakıt teçhizatı, depo, yakıt pompası, karbüratör veya püskürtme pompasından müteşekkildir. Benzin motorlarında silindire gönderilen benzin-hava karışımı genellikle bir karbüratörle sağlanır. Karbüratörün başlıca kısımları hava kelebeği, menturi lülesi, ana ve yardımcı yakıt memeleri, gaz kelebeği ve şamandıra kabıdır. Karbüratörün çalışma prensibi, silindir içine giden havanın, beraberinde şamandıra kabından benzini de emerek götürmesidir. Motorun, her türlü şart altında daha emniyetli çalışması için karbüratöre bazı ilaveler yapılır. Bunlar, yol verme, rölanti, ekonomi, azami güç ve ivme tertibatlarıdır.
Benzin motorlarında ateşleme genellikle bataryalı sistemle yapılmaktadır. Bataryalı ateşleme sistemi, batarya, kontak anahtarı, endüksiyon bobini, devre kesici, kondansatör, distribütör ve bujiden oluşur. Otomobil motorlarındaki bataryalar daha çok 6 ve 12 voltluktur. İndüksiyon bobini bataryadan gelen akımın 6,12 veya 24 voltluk gerilimini 10.000 ila 20.000 volta yükseltir. Bu akımı, ateşleme sırasına göre silindirlere bölmek, distribütörün vazifesidir. Distribütörde, elektrik akımını düzenlemek için bir de kondansatör bulunur. Elektrik şeraresinin [arkının] meydana geldiği bujiler ise ortada bir elektrot ve bunun dışında bir çelik döküm parçadan meydana gelir. İkisi arası porselenle izole edilmiştir.
Benzin motorlarında ateşleme için manyetolu sistem de kullanılabilir. Bu sistemin prensibi de aynıdır. Yalnız burada batarya yerine bir jeneratör bulunur. Manyetolu ateşleme sistemleri daha emniyetli bir ateşleme temin ettiği için, çok silindirli ve yüksek devirli motorlarda bakımı daha kolay olduğu için de ziraat makinelerinin motorlarında kullanılır.

İki zamanlı motorlar
Bu motorlarda piston, silindir içinde en üst noktada[Üst ölü noktada] iken birinci zaman başlar. Bu anda silindir içinde sıkıştırılmış gazlar ateşlenmiştir. Yanma neticesinde, bir ısı enerjisi ortaya çıkar. Bu ısı ile sıcaklığı yükselen gazlar hızla genişler ve pistonu alt ölü noktaya doğru iterler. Piston, alt ölü noktaya doğru giderken, silindirin yan yüzlerini açılmış olan egsoz ve emme kanallarının önmünden geçer ve bunları açar. Piston önce egsoz kanalının üst noktası hizasına gelir. Bu noktadan sonra, silindir içindeki yanmış gazlar egsoz kanalından dışarı çıkmaya başlar. Daha sonra emme kanalının üst noktası hizasına gelen piston, içeriye benzinle hava karışımı olan taze gazların girmesini sağlar. Taze gazlar, silindir içine girerek, yanmış gazları süpürür ve hala açık olan egsoz kanalından dışarı atarlar. Bu arada piston alt ölü noktaya ulaşır ve birinci zaman [Strok] sona erer. İkinci zamanda piston, alt ölü noktadan geri gelmeye başlar. Önce emme kanalını kapatır. Silindir içine taze gaz girişi durur. Fakat egsoz kanalı da kapanıncaya kadar geçen müddet zarfında bir miktar taze gaz da dışarı atılmış olur. Egsoz kanalı da kapandıktan sonra sıkıştırmaya başlar. Piston, gazları sıkıştırarak üst ölü noktaya yaklaşırken bujiler vasıtasıyla ateşleme yapılır. Tekrar birinci zaman başlar. Birinci zaman genişleme, egsoz ve süpürme; ikinci zaman ise süpürme, egsoz ve sıkıştırma zamanıdır. Böylece bir iş çevriminde piston, üst ölü noktadan alt ölü noktaya bir kere gidip geri gelmiştir. Teorik olarak aynı büyüklük ve ağırlıktaki iki zamanlı motorlar, dört zamanlı motorlarda iki kat daha güçlüdürler. Fakat yanmış gazlarla taze gazların yer değiştirmesi istendiği gibi sağlanamadığından pratikte bu kadar güç farkı görülmemektedir.

Dört zamanlı motorlar
Bu motorlarda bir iş çevrimi için piston, üst ölü noktadan alt ölü noktaya iki defa gidip gelir. Bu motorlarda, iki zamanlı motorlarda piston tarafından açılıp kapanan emme ve egsoz kanallarının yerini, silindirin üst kısmındaki emme ve egsoz sübapları almıştır. Bu sübaplar, hareketlerini eksantrik milden [Kam mili’nden] alırlar.
Yine piston üst ölü noktadayken birinci zaman başlar. Birinci zaman boyunca emme sübabı açık, egsoz sübabı kapalıdır. Piston alt ölü noktaya ininceye kadar silindir içine, benzinle havanın karışımnı olan taze gazlar girer. Piston alt ölü noktaya indiğinde emme sübabı da kapanır.
Bundan sonra başlayan ikinci zamanda piston alt ölü noktadan üst ölü nmoktaya kadar giderek silndir içindeki gazları sıkıştırır. Piston, üst ölü noktaya yaklaşırken, termodinamik bakımdan en elverişli bir zamanda ateşleme başlar. Ateşleme, elektriği bir şerare ile benzin-hava karışımının yakılması şeklinde cereyan eder. Piston üst ölü noktaya gelince ikinci zaman da bitip üçüncü zaman başlar.
Üçüncü zamanda ısınarak basıncı yükselen gazlar, pistonu kuvvetle iterler. O zaman, gazlardaki enerjinin mekanik enerjiye çevrildiği zamandır. Piston, alt ölü noktaya indiğinde, azların enerjisi de minimuma iner ve eksoz sübabı açılır.
Böylece başlayan dördüncü zaman, yanmış gazların egsoz sübabından atılma zamanıdır. Piston, üst ölü noktaya geldiğinde tekrar birinci zaman başlar.
Demek ki dört zamanlı bir motorda sırasıyla emme, sıkıştırma, genişleme [İş] ve egsoz strokları [Zamanları] birbirini takip eder.