Bir noktadan diğer bir noktaya süratli bir formda ulaşmak için en çok kullanılan araçların başında gelen otomobiller, uzun yıllardan beri sayısız mühendisin üzerinde çalışarak geliştirdiği çok karmaşık aletlerdir. Bir otomobilin hareket edebilmesi için yüzlerce modülün ahenk içerisinde çalışması gerekir. Elbette bu karmaşıklığın içerisinde de bir nizam olduğunu bilmemiz gerekiyor. Zati nizam olmasaydı bu araçların çalışma devamlılığı sağlanamazdı. Bu içerikle başlayacağımız yeni serimizde sizlere otomobillerde bulunan kesimleri ayrıntılı bir biçimde tanıtmaya çalışacağız.
Her yaştan ve ilgiden insanın zorlanmadan anlayabilmesi için en kolay haliyle anlatmaya çalışacağım bu serinin birinci kısmında otomobilin en kıymetli modülü, adeta kalbi olan motorlara değineceğim. Çeşitli güç unsurlarıyla bir otomobilin hareket etmesini sağlayan motorlar, bu yazımızı tamamladıktan sonra sizin için bilinmeyen olmaktan çıkacak. O vakit süratlice motor ve derinliklerine inelim.
Araçlarımızda bulunan motorlar nasıl çalışır ve hangi modüllere sahiptir?
Motor nedir, ne işe fayda?
İsmini sık sık duyduğumuz motorlar tam olarak nedir diye hiç düşündünüz mü? Motorları en kolay haliyle düşünürsek bir güç formunu (elektrik, akaryakıt, dizel, LPG) alıp bunu mekanik güce çeviren aparatlardır. Bu mekanik güç de otomobillerimizde hareket etmeyi sağlamak için kullanılıyor. İşin özünde araçlarda kullanılan 2 tıp motor var. Bunlardan birincisi büyük çoğunluğu sağlayan içten yanmalı motorlar. Oburu ise geleceğin teknolojisi olan elektrik motorları. Elbette bu motorlar da kendi içinde yaktığı yakıta ve mekaniğine nazaran ayrılabiliyor. Tüm bunlara yazının devamında değineceğiz.
Elbette elektrik motorundan da bahsedeceğiz, lakin bu yazımızda asıl odaklanacağımız nokta içten yanmalı motorlar olacak. Ülkemizde kullanılan otomobillerin çabucak hemen tamamı içten yanmalı motora sahip olduğundan bu motorları öğrenmenin daha kıymetli olduğunu düşünüyorum. Yazımızın sonunda elektrikli motorlarla ilgili bilgilere de ulaşabileceğinizi hatırlatalım.
Otomobillerimizde bulunan içten yanmalı motorun tarihi ne, hangi varyasyonları var?
Tarihi varsayım edeceğinizden eskiye dayanan içten yanmalı motorlar, birinci olarak Parisli fizikçi Christiaan Huygens ve asistanı Denis Papin tarafından 1673’te geliştirildi. Belçikalı mühendis Etienne Lenoir ise 1859’da “Gazlı ve genleşmiş havalı motor” ismi altında iki vakte sahip içten yanmalı motorun patentini alıp 1860 yılında elektrik ile ateşlenip su ile soğutulan birinci içten yanmalı motoru geliştirdi.
İçten yanmalı motorun bu kısa tarihini geride bıraktığımıza nazaran çalışma prensibine bakalım. İçten yanmalı motorlar; hava ile yakıt karışımını yakıt odasına alıp sıkıştırarak ateşleyen ve bunun sonucunda güç elde eden motorlardır. Elbette bu süreci yaparken devreye sayısız adım giriyor, lakin en kolay haliyle üstteki üzere özetleyebiliriz. Günümüzde tasarım çeşitlerine nazaran iki adet içten yanmalı motor çeşidi vardır. Bunlar; pistonlu motor ve rotary motordur.
Dizaynına nazaran içten yanmalı motorlar
Wenkel motoru (Rotary motor)
Gerek sık sık bakıma gereksinim duyması gerekse de yüksek yakıt tüketimi nedeniyle son yıllarda artık kullanılmayan bu motor tipi, pistonlu motorlardan çok daha farklı bir yanma süreci geçiriyor. 20. yy’da icat edilen tek içten yanmalı motor tipi olan Wenkel motoru, güç / hacim bakımından pistonlu motorlardan uzun yıllar boyunca daha uygun durumda oldu. Bu motorların son temsilcisinin 2000’li yılların başında üretildiği düşünüldüğünde pistonlu motorların onu geçmek için uzun yıllar uğraştığını görüyoruz.
Wankel motorunun çalışma prensibine baktığımızda orta kısma yerleştirilmiş üçgen rotorun aldığı pozisyona nazaran yakıt ve havayı alıp sıkıştırıp yakarak egzozdan dışarı attığını görüyoruz. Pistonlu motorlar üzere 4 vakte sahip bu motor; emme, sıkıştırma, yanma ve egzoz vakitlerini sırasıyla gerçekleştiriyor.
Pistonlu motor
Pistonlu motorlar, günümüzde en sık gördüğümüz motor çeşididir. Motorun silindir sayısına nazaran pistonlar çeşitli noktalara yerleştirilir. Günümüzde kabul gören motor tipi olduğu için yazının devamında bu motoru daha ayrıntılı bir formda göreceğiz, fakat genel olarak bahsetmek gerekirse 4 vakitli olarak çalışır. Bu vakitlerde yakıt ve havayı alıp sıkıştırıp yakarak egzozdan çıkış sağlar. Yakıt olarak akaryakıt yahut LPG kullanan motorlarda ateşleme yapması için bujiler yer alırken, dizel motorlarda ise mazotu ısınmış havanın üzerine püskürtmek için enjektör yer alır.
Yakıt kullanımına nazaran motorlar
Motorlar güç üretmek için bir yakıta gereksinim duyarlar. Yakıtlarına nazaran de motorlarda kimi değişiklikler olur. Motorun çalışma prensibini etkileyen yakıt kullanımına nazaran motorlara baktığımızda karşımıza 2+1 çeşit motor tipi çıkıyor. Bunlardan birincisi dizel, yani motorinle çalışan motorlardır. Bunun dışında akaryakıtla çalışan motor tipi en yaygın olanıdır. Ayrıyeten akaryakıtlı motorlar LPG sistemiyle çalışabilir. Ülkemizdeki akaryakıtlı araçların çok büyük bir kısmında akaryakıtın yükselen fiyatının da tesiriyle LPG taktırılması yaygındır.
İçten yanmalı motorlarda hangi kesimler bulunur ve bu kesimlerin fonksiyonları nelerdir?
Artık geldik içten yanmalı motorların modüllerine ve bu kesimlerin ne işe yaradığına. Pistonlu bir motorun içerisinde her biri başka hayati kıymete sahip çok fazla modül vardır. Bu modüllerin biri bile düzgün çalışmasa motor fonksiyonunu tam olarak yerine getiremez. Bu sebeple bu kesimleri yeterli tanımamız gerekiyor.
Silindir bloğu (motor bloğu) nedir, ne işe fayda?
Motor bloğu, motorun pek çok kesimini içerisinde barındıran asıl gövdeyi oluşturur. Bilgisayar donanımlarından örnek vermek gerekirse bu modülün anakart ile eşleştiğini söyleyebiliriz. İçerisinde silindir, krank, marş motoru üzere modüller da dahil olmak üzere pek çok motor kesimini stabil bir biçimde tutmaya fayda.
Silindir kapağı ve silindir contası nedir, ne işe fayda?
Silindir bloğunun üzerini kapatan bu kapak, motorun büsbütün kapanmasını sağlar. Üzerinde; akaryakıtlı motorlarda buji, dizel motorlarda ise enjektörleri taşır. Ayrıyeten subap sistemi da silindir kapağında bulunur ve yanma odalarının etrafında su kanalları bulunur.
Piston nedir, ne işe fayda?
Pistonlar, silindir bloğunun içerisindeki boşluklarda daima hareket eden ve bu sayede vakitlerin oluşmasını sağlayan kesimlerdir.
Piston kolu (Biyel kolu) nedir, ne işe fayda?
Piston kolu, isminden da anlayabileceğiniz üzere pistonların hareket etmesini sağlayan modüldür. Pistondan alınan dikey gücü krank miline ileten piston kolu, bu sayede motorun çalışmasının devamlılığını sağlar.
Krank mili nedir, ne işe fayda?
Krank mili, pistonların piston koluna ilettiği dikey hareketi dairesel bir dönüş hareketine çevirmeye fayda. Krank milinin ön ucunda bulunan dişli kam miline hareket verirken kasnak ise su pompası ile alternatöre hareket sağlar.
Kam mili (Eksantrik mil) nedir, ne işe fayda?
Kam mili, motorun en değerli kesimlerinden biridir. Piston subaplarının zamanlamasından sorumlu olan kam mili, triger kayışı yahut zincirle hareketini sağlayarak motorda bulunan tüm silindirlerin vakitlerini problemsiz bir halde sürdürmeye devam etmesini sağlar.
Subaplar nedir, ne işe fayda?
Emme ve eksoz olmak üzere iki farklı subap vardır. Emme subapları akaryakıtlı ve LPG’li araçlarda akaryakıt ve hava karışımının silindire girmesini sağlar. Dizel araçlarda ise emme subabının vazifesi yalnızca havayı silindirin içine sokmaktır. Eksoz subapları ise yanma sonucunda oluşan gazın silindirin dışına atılmasını sağlar.
Radyatör nedir, ne işe fayda?
Radyatör, daima yüksek periyotlarda çalışan motor kesimlerinin su yoluyla soğutulmasını sağlar. Deposundaki suyu bir pervane yardımıyla daima soğutan radyatör, motorun hararet yapmaması için gerekli olan çok kıymetli bir kesimdir.
Su pompası (Devirdaim) nedir, ne işe fayda?
Radyatörün deposundaki suyu motora götüren ve oradaki suyun tekrar radyatöre gelmesini sağlayan su pompası, suyun motor içerisinde devirdaim yapmasını sağlayan kendi motoruna sahip bir modüldür.
Yakıt pompası nedir, ne işe fayda?
Yakıt pompası, akaryakıt deposundaki yakıtı alarak yakıt ile havanın karışımının yapılacağı karbüratöre pompalamayı sağlar.
Karbüratör nedir, ne işe fayda?
Araçlarımızda gücü sağlayan güç yakıt ve hava karışımı ile sağlanır. Karbüratör ise şoförün istediği ölçüde akaryakıt ve havayı buhar halinde karıştırır.
Hava filtresi nedir, ne işe fayda?
Dışarıdan motor içerisine alınan havayı temizleyen hava filtresi, motorun içinin daima pak kalmasını sağlar.
Manifoldlar nedir, ne işe fayda?
Motorlarda emme ve eksoz olmak üzere iki farklı manifold bulunur. Emme manifoldu; karbüratörde karışmış olan akaryakıt ve hava karışımını silindirlere dağıtırken eksoz manifoldu ise yanma sonunda oluşan gazları toplayarak eksoz borusuna bırakır.
Karter nedir, ne işe fayda?
Karter, silindir bloğunun alt kısmında bulunan esirgeyici modüldür. Ayrıyeten motor yağı da karterde tutulur.
Yağ pompası nedir, ne işe fayda?
Yağ pompası, karterdeki yağı emerek yağlanması gereken tüm motor kesimlerine yağı ulaştıran bir modüldür.
Yağ filtresi nedir, ne işe fayda?
Yağ filtresi, motorun rastgele bir aşınma yaşamadan sağlıklı bir biçimde çalışabilmesi için gerekli olan yağı temizleyen aparattır.
Buji nedir, ne işe fayda?
Motorun bir nevi çakmaktaşları olan bujiler, yanma odasında sıkıştırılmış olan akaryakıt – hava karışımını ateşleyen kesimdir. Bujiler, otomobillerin en sık sorun çıkaran modülleri ortasında yer alırlar. O sebeple şayet motorun çalışma sesinde birtakım takılmalar hissediyorsanız bujileri bir denetim etmenizi öneriyorum.
Şarj dinamosu nedir, ne işe fayda?
Akü birinci başta gerekli elektrik gücünü motorun çalışması için gönderir. Motor çalıştıktan sonra ise otomobilin başka elektrik aksamlarına da güç sağlayacak akünün tekrar şarj olması için devreye şarj dinamosu girer. Şarj dinamosu, mekanik enerjiyi alıp tekrar elektrik gücüne çevirerek aracın daima kalkışa hazır halde olmasını sağlar.
Endüksiyon bobini nedir, ne işe fayda?
Otomobilin birinci çalışma anında muhtaçlığı olan akımı oluşturmak için gerekli endüksiyon bobini, akümülatörden gelen 12 voltluk yanlışsız akımı 18 – 25 bin volta yükseltir.
Konjektör (Regülatör) nedir, ne işe fayda?
Konjektör, şarj dinamosunun ürettiği akımı ve voltajı ayarlamak için kullanılan küçük bir modüldür.
Motor distrübitörü nedir, ne işe fayda?
Motor distrübitörü, endüksiyon bobiniyle gelen yüksek voltajı bujilere dağıtarak ateşlemeyi sağlar.
Marş motoru nedir, ne işe fayda?
Otomobilin anahtarını birinci çevirdiğinizde motorun çalışmasını sağlayan marş motoru, elektrik akımını direkt motora vererek birinci hareketi sağlar.
Enjeksiyon pompası nedir, ne işe fayda?
Enjeksiyon pompası, mazotla çalışan araçlarda ateşleme sırasında enjektöre yüksek basınç altında mazot pompalayan modüldür.
Enjektör nedir, ne işe fayda?
Yalnızca mazotlu araçlarda bulunan enjektörler, enjeksiyon pompasından gelen mazotu ısınmış havanın üzerine püskürten elemandır.
Geleceğin motorları olarak gösterilen elektrikli motorlara yakından bakalım
İçten yanmalı motorların tersine mekanik modülleri bulunmayan elektrik motorları, elektromanyetik enerjiyi direkt hareket gücüne dönüştürüyor. Genel olarak iki bileşenden oluşan bu motorlar, biri sabit oburu de hareket eden iki modülle yüksek güçler üretebiliyor. Elektrikli motorlarda bulunan bu iki ana bileşen ise stator ve rotor oluyor.
Stator nedir, ne işe fayda?
Elektrikli motorda manyetik alan oluşturmakla misyonlu olan stator, motorun hareket etmeyen kesimidir. Statorda; stator çekirdeği, stator çerçevesi ve bobin bulunur. Stator çekirdeği; içinden elektrik akımı geçen bobinleri korurken stator bobinleri elektromanyetik alan oluşturan binlerce iletken tel bulundurur.
Rotor nedir, ne işe fayda?
Elektrikli motorun hareketli modülü ise rotor kısmıdır. Halka biçiminde bulunan stator çekirdeğinin içinde bulunan rotor, statordaki bobinler tarafından üretilen elektromanyetik alan sayesinde hareketli kesimin dönmesini sağlar. Rotor döndükçe motora bağlı olan çark ve dişlileri hareket ettirip kinetik güç elde edilmesinin önünü açar.
Hibrit araçlar nedir, çalışma prensipleri nelerdir?
İçten yanmalı motorla elektrikli motorun bir ortada çalıştığı hibrit araçlar, tek bir motor yerine iki motorla çalışırlar. Elektrikli araçlar üzere harici olarak şarj edilmesine gerek olmayan hibrit araçlar, içten yanmalı motordan elde edilen güçle kendini şarj eder ve elektrikli araçlara nazaran daha küçük olan bataryasında bu enerjiyi depolayarak araca ek güç sağlar. Hibrit ve elektrikli araçlarda fren yapıldığında da makul bir ölçüye kadar elektrik üretimi yapılabilir.
Otomobillerin en kıymetli bileşeni olan motorlarla ilgili içeriğimizin burada sonuna geldik. Pekala sizlerin aklına takılan noktalar oldu mu? Niyetlerinizi yorumlar kısmında bizimle paylaşmayı unutmayın.
