ARABANIN MOTORU NASIL ÇALIŞIR?

Hiç kaportayı kaldırıp da altında neler olup bitiyor merak ettiniz mi? Kaportayı açıp baktığınızda gördüğünüz metal yığını, kablolar ve değişik parçalar size çok karmaşık gelebilir.

Sadece meraktan araba motorları nasıl çalışıyor diye merak edebilirsiniz, yada yeni bir araba alırken bilmeniz gereken bazı şeyler olduğuna karar verebilirsiniz. Bu yazımızda bütün bunların ne anlama geldiğini, araba motorları ardında yatan temel prensipleri açıklayacağız. Ardından biraz daha derine inip bütün bu parçaların birbiri ile nasıl uyumlu çalıştığını anlatacağız.

Benzinli araba motorlarının genel amacı benzini hareket enerjisine çevirmektir böylece otomobil hareket edebilsin. Şu an için benzinden hareket enerjisi elde etmenin en basit yolu benzini motor içinde yakmaktır. Bu yüzden otomobil motorları içten yanmalı motorlar olarak adlandırılır.

Burada not etmeniz gereken iki şey vardır;

1. Birçok çeşit içten yanmalı motor çeşidi vardır. Dizel motorlar ve gaz türbinleri bu tip motorlara örnektir.

2. Bir de dıştan yanmalı motorlar vardır. Trenlerde kullanılan Buhar makinesi dıştan yanmalı motorlar için güzel bir örnektir. Yakıt (kömür, odun vb.) buhar yaratmak için motorun dışında yakılır ve oluşan buhar motor içinde hareket oluşturur. İçten yanmalı motorlar, dıştan yanmalı motorlara göre daha etkili ve verimlilerdir. Ayrıca aynı eşdeğerdeki güce sahip olan motorlardan içten yanmalı olanı, dıştan yanmalı olanına göre daha küçüktür. Bu bize arabalarda niye dıştan yanmalı motorlar kullanılmadığını açıklıyor.

Şimdi gelin içten yanmalı motorlardaki sistemi yakından inceleyelim.

Eğer çok az miktardaki benzin gibi yüksek enerjili bir yakıtı, kapalı ve küçük bir yere koyup kıvılcım verirseniz, yanma sonucu olan ve genişleyen gaz sayesinde inanılmaz yüksek miktarda enerji ortaya çıktığını görürsünüz. Açığa çıkan enerji ile bir patatesi 150 metre uzağa fırlatabilirsiniz. Bu durumda gördüğünüz gibi enerji, fırlatma işlemi ile harekete dönüşmüş oldu. Burdan yola çıkarak eğer dakikada yüzlerce kez patlamayı düzenli olarak sağlayabilirseniz, açığa çıkan enerjiyi araba motorlarındaki gibi yararli bir şekilde kullanabilirsiniz.

Motor Zamanları

Neredeyse tüm arabalar benzini harekete dönüştürmek için 4 zamanlı yanmalı motor kullanırlar. 4 zamanlı motor kavramı aynı zamanda Otto çevrimi olarak da bilinir. Nikolaus Otto bu icadı 1867 yılında icat etmiştir.

4 zaman şöyle sıralanabilir;

1. Emme Zamanı

2. Sıkıştırma Zamanı

3. Yanma Zamanı

4. Egzoz Zamanı

Motor içindeki silindirlerin içinde gidip gelen pistonlar vardır. Bu pistonlar krank şaftına bağlayıcı çubuklar ile bağlıdır. Krank şaftı döndükçe, krank şaftına bağlayıcı çubuk ile bağlı olan pistonlar silindir içinde gidip gelme hareketi yaparlar. 4 zaman çevrim süreci içinde neler olduğu aşağıda açıklanmıştır.

1. Piston yukarıdan başlar ve aşağıya doğru iner. Bu sırada emme valfleri açılır. Piston aşağıya indikçe ve silindir içinde oluşan vakum sayesinde silindir içerisine hava+benzin karışımı alınır. Bu Emme Zamanı olarak adlandırılır. Bu zamanda çok küçük damla halindeki benzin, hava ile karışarak silindir içine emilir(alınır).

2. Sonra aşağıya doğru inen piston yukarıya doğru çıkmaya başlar ve silindir içerisinde olan benzin ve hava karışımını sıkıştırmaya başlar. Bu zamana Sıkıştırma Zamanı denir. Emme zamanında açık olan havanın silindir içine girdiği emme valfleri sıkıştırma zamanında kapalıdır. Piston yukarı doğru çıkdıkça silindir içindeki benzin hava karşımını sıkıştırır. Sıkışan bu karşımın basıncı ve sıcaklığı artar.

3. Piston en yüksek ulaşabileceği noktaya çıktığında  karışım iyice sıkıştırılmış, basıncı artmış ve sıcaklığı yükselmiştir.  O kadar yükselmiştir ki bir kıvılcım ile patlayacak duruma gelmiştir. Bu devrede bujiler yardımı ile kıvılcımlar oluşturulur ve silindir içindeki karşımın yanması sağlanır. Bu zamana Yanma Zamanı denir. Yüksek basınçlı karışım bujilerin oluşturduğu kıvılcımlar sonrası yanar(patlar). Patlama sonucu büyük bir enerji ortaya çıkar ve silindir içindeki hava genişler. Bu genişleme sonucu piston aşağıya itilir. Piston aşağıya doğru itilirken pistonun bağlantı çubukları ile bağlı olduğu krank şaftı döner. Bu dönme sonucu oluşan hareket tekerleklere iletilir. Benzindeki enerji hareket enerjisine çevrilmiş olur.

4. Piston yeterince aşağıya itildikten sonra tekrar yukarıya çıkmaya başlar. Yukarıya çıkarken yanma(patlama) sonucu oluşan egzoz gazları yukarıya itilir. Piston yukarı çıkarken egzoz valfleri açılır. Buradan yanma sonucu oluşan gazlar dışarıya atılır ve silindir içi boşaltılmış olur. Egzozdan çıkan gazlar bu gazlardır. Bu zamana Egzoz Zamanı denir.

Piston en yukarıya çıktıktan sonra egzoz valfleri kapanır ve emme valfleri açılır. Tekrar içeriye have ve benzin karşımı alınarak bu çevrim yukarıda anlatıldığı gibi 1. Emme Zamanı ile başlayarak tekrar edilir. Unutulmamalıdır ki bu işlemler çok kısa süre içerisinde ve birbirini takip edecek hassaslıkta gerçekleşmektedir.

Motor Arızaları

Araba motorlarında bu çevrim sırasında meydana gelebilecek bazı hatalar, aksaklıklar olabilir. Bunlar aşağıda sıralanmıştır.

- Bujilerde meydana gelebilecek arıza sonucu ateşleme sistemi bozulabilir. Ateşleme olmayınca yanma olmaz ve yakıt hareket enerjisine dönüştürülemez.

- Silindirler ile silindir içerisinde gidip gelen piston arasında çok az bir mesafe vardır. Bu mesafe milimetrelerle ölçülür. Neredeyse birbirine sürtme mesafesindedir. Ama sürtmezler. Bu mesafenin az olması sızdırmayı önler ve silindir içerisinde sıkıştırılan karışımın yüksek basınçlara sıkıştırılmasını sağlar. Piston ile silindir arasındaki bu mesafe zamanla benzin içerisinde bulunan yanmayan ve istenmeyen parçacıklarla dolabilir. Bu silindir ve piston yüzeyleri arasındaki sürtünmeyi arttırır. Bu istenmeyen bir durumdur ve zamanla deformasyona yol açar.  Veya gerekli yağ değişiklikleri yapılmadığında silindir ve piston yüzeyleri arasındaki sürtünmeyi artar. Bu tür sorunları engellmek için aracınıza aldığınız benzinin kalitesini kontrol edin ve gerekli zamanlarda yağ değişikliği yaptığınızdan emin olun. Motor yağı değişimi her 5000 km de bir tavsiye edilir.

Bilmeniz Gerekenler

Motor gücü benzin çeşidi, motor ayarları gibi birçok değişik parametreye bağlı olmakla birlikte silindir hacmi ile de doğru orantılıdır. Motorlardaki silindir hacmi nekadar büyük olursa silindir içine okadar çok benzin hava karışımı alınabilir. Bunun sonucu oluşan yanmada elde edilen enerji de küçük silindir hacimli motorlardakine göre fazla olacaktır. Arabaların arkasında yazan 2.0 L veya 3.0 L gibi yazılar silindir hacmini litre cinsinden ifade etmektedir.