İçten Yanmalı Motor- Benzin Motorları- Dizel Motorları- Gaz Türbinleri

İçten Yanmalı Motor- Benzin Motorları- Dizel Motorları- Gaz Türbinleri

Yakıtın ayrı bir kazanda yakıldığı buhar makinesinden farklı olarak, içten yanmalı motorda yakıt motorun içinde, hareketin oluştuğu bölümde yanar İçten yanmalı motorların başlıca üç türü vardır Birincisi, otomobillerde, motosikletlerde ve bazı küçük uçaklarda kullanılan benzin motorlarıdır İkincisi, genellikle ağır iş makineleri, gemiler, lokomotifler, otobüsler ve ağır kamyonlarda kullanılan, ama benzinden daha ucuz olan mazotla çalıştığı için son zamanlarda otomobiller ve küçük kamyonlarda da gittikçe daha çok kullanılmaya başlayan dizel motorlarıdır {bak DİZEL Motoru) Üçüncü tür ise, çoğunlukla jet uçaklarında kullanılan gaz türbinleri ya da türbojetlerdir


Bütün bu içten yanmalı motorlarda, yakılan yakıt havayı ısıtır ve ısınan hava genleşerek bir itme kuvveti doğurur {bak ISI) Genleşen havanın itme gücü ya bir silindir içindeki pistonu hareket ettirir ya da bir türbini, rüzgârın yel değirmenini döndürdüğü gibi döndürür
İçten yanmalı ilk motorlarda yakıt olarak kömürden elde edilen havagazı kullanılırdı Bu tür bir motoru ilk kez 1860'ta Fransız Etienne Lenoir yaptı Onu izleyen Alman Nikolaus Otto ve Eugen Langen 186784 arasında 50 bin "sessiz" gaz motoru yapıp sattılar Başka bir Alman, Gottlieb Daimler sıvı yakıtla çalışan yüksek devirli ilk motoru yaptı ve bunu 1885'te bir bisiklete, 1886'da da bir otomobile taktı Rudolf Diesel adlı başka bir Alman 1894'te ilk dizel motorunu yaptı 20 yüzyılın başlarında pek çok mucit gaz türbinleri yaptı, ama bunlar ancak II Dünya Savaşı (193945) sırasında kullanılmaya başladı

Benzin Motorları

Otomobillerde ve bazı uçaklarda kullanılan benzin motorlarının dört ya da daha çok sayıda silindiri vardır Bütün silindirlerin pistonları tek bir krank milini döndürecek biçimde düzenlenmiştir Pedal çeviren bir bisikletçinin dizleri gibi aşağı yukarı hareket eden pistonların krank miliyle bağlantıları, gene bisiklet pedallarında olduğu gibi birbirini destekleyecek biçimde düzenlenmiştir Motorun çalışmasını açıklayabilmek için bir silindirin çalışmasını incelemek yeterlidir Pistonun krank miliyle bağlantısı çizimde açık olarak
görülmektedir Silindire hava giriş çıkışını denetleyen iki çelik supap da çizimde, silindirin üst bölümünde, çiviye benzer kesitleriyle gösterilmiştir Bu yaylı supapların gerektiği anda çalışması krank miline bağlı bir düzenekle sağlanır Pistonun silindir içinde bir uçtan ötekine gidişine "zaman" adı verilir Dört zamanlı motorda silindirin bir uçtan ötekine dört kez gidişi motorun bir çevrimini oluşturur Böyle bir motorda yalnızca bir "zaman"da iş yapılır Dört zamanlı bir motorda her "zaman"da neler olduğunu sırasıyla görelim:

1Emme Zamanı Piston aşağı doğru hareket ederken emme supapı açılarak silindire hava emilir Hava silindire gelmeden önce, karbüratörden ya da yakıt püskürtme aygıtından geçer ve burada ince bir benzin serpintisi havayla karışır{bak Karbüratör) Böylece silindire emilen hava gerçekte hava ve yakıt karışımıdır Piston silindirin dibine Piston yukarı doğru hareket ederek silindirin tepesine geri döner Bu sırada supaplar kulaştığı zaman emme supapı kapanır ve silindire dolmuş olan karışım içerde hapsolur
2Sıkıştırma Zamanı apalı olduğu için silindirdeki karışım sıkışır

3Patlama ya da Genleşme Zamanı Silindirin üst bölümüne yerleştirilmiş olan buji, piston silindir içindeki hareketinin üst noktasına ulaştığı sırada bir elektrik kıvılcımı çıkaracak biçimde ayarlanmıştır Bu elektrik kıvılcımı silindir içinde sıkışmış olan benzin ve hava karışımını ateşler Hızla yanan karışım genleşir ve pistonu aşağı iter Yanma sonucunda silindir çok ısındığı için içten yanmalı motorlarda silindiri soğutacak bir sistem de bulunur

4Egzoz Zamanı Patlama zamanının sonunda egzoz supapı açılır Böylece, piston yeniden yukarı doğru hareket ederken yanmış gazları iterek egzoz supapından dışarı atar Bu supap egzoz zamanının sonunda kapanır Böylece motorun bir tam çevrimi tamamlanmış olur Pistonun aşağı doğru hareketiyle yeni bir çevrimin emme zamanı başlar

Özellikle hafif motosikletlerde kullanılan bazı küçük benzin motorları "iki zamanlı"dır İki zamandan yalnızca birinde iş yapılan iki zamanlı motorda emme ve egzoz supapları yerine, silindirin gövdesi üzerinde bulunan ve pistonun hareketine bağlı olarak açılıp kapanan yakıt ve egzoz delikleri vardır Piston, yukarı doğru hareket ederken bir yandan silindire daha önce dolmuş olan karışımı silindirin üst bölümünde sıkıştırır, bir yandan da silindirin alt bölümünde oluşturduğu emme etkisiyle karbüratörden taze hava ve benzin karışımı gelmesini sağlar Gelen karışım silindirin alt bölümüne ve silindiri çevreleyen kartere dolar Dört zamanlı motorlarda olduğu gibi, piston yukarı doğru hareketinin sonuna gelince bujiden çıkan kıvılcım silindirdeki karışımı ateşler Yanan karışım genleşir ve pistonu aşağı doğru iter Piston aşağı doğru inerken egzoz deliğinin hizasının altına inince, yanmış gazlar açık kalan delikten hızla dışarı çıkar Piston biraz daha aşağı inince yakıt deliğinin de önü açılır Pistonun aşağı doğru hareketi sonucunda silindirin alt bölümünde ve karterde sıkışmış olan taze karışım bu delikten silindirin üst bölümüne dolar Piston yeniden yükselmeye başlayınca her iki deliği de örter ve silindirin üst bölümündeki karışımı sıkıştırır; böylece yeni bir çevrim başlar Görüldüğü gibi iki zamanlı motorda iş, piston aşağı inerken yapılmaktadır Süpapa gerek olmadığı için iki zamanlı motorlar

dört zamanlılardan daha basittir İki zamanlı bir motor, aynı silindir hacmindeki dört zamanlı bir motordan neredeyse iki kat daha güçlüdür; ama aynı miktardaki işi daha çok benzin kullanarak yaptığı için daha az verimlidir
Almanya'da NSUWankel şirketinin geliştirdiği döner pistonlu motor öbür içten yanmalı motorlardan farklıdır Bu motorda, kapalı bir bölmede dönen üç köşeli bir rotor pistonunun yerini almıştır Emme, sıkıştırma, patlama ve egzoz zamanları rotorun bir tam dönüşünde tamamlanır Bu motor hiç sarsıntısız çalışır; çünkü yalnızca rotoru ve hareketi aktaran transmisyon mili hareketlidir

Benzin motorlarındaki bujilere yüksek gerilimli elektrik ya aküye bağlı bir indükleme bobininden ya da motora bağlı küçük bir şarj dinamosundan gelir (bak DİNAMO) İndükleme bobini, TRANSFORMATÖR maddesinde anlatılan elektromagnetik indükleme ilkesine göre, akünün alçak gerilimini kıvılcım oluşturmaya yetecek bir düzeye yükseltir
Yakıt deposu yüksekteyse benzin karbüratöre bir boruyla gelir; birçok otomobilde olduğu gibi depo karbüratörden alçaktaysa, yakıt karbüratöre pompayla basılır Benzin karbüratörde çok küçük delikli bir memeden geçirilerek ince bir serpinti halinde, silindirlere emilen havaya karıştırılır Karbüratör çıkışında, gaz kelebeği adı verilen bir supap vardır Gaz pedalıyla denetlenen bu supap silindire giden gaz karışımını azaltıp çoğaltarak motor hızını ayarlar Karbüratör yerine yakıt püskürtme sistemi kullanıldığında, gaz pedalı üzerindeki basınç bir elektronik algılayıcı aracılığıyla, her emme zamanındaki yakıt püskürtme süresini denetleyen bir mikroişlemciye iletilir Bu süre saniyenin binde biri olan milisaniye ile ölçülür

Motorlar havayla ya da suyla soğutulur Küçük benzin motorlarının çoğunda havayla soğutma yöntemi kullanılmaktadır Bu motorlarda silindirlerin dış yüzeyi soğutma kanatçıklarıyla çevrilidir Soğutma kanatçıklı bir silindirin dış yüzeyi düz bir silindirinkinden çok daha büyüktür ve bu nedenle ısının havaya aktarılabilmesine çok daha elverişlidir Daha büyük motorlar su soğutmalıdır; bunların silindirleri, içi su dolu bir ceketle çevrilidir Ceket borularla bir radyatöre bağlıdır Soğutma suyu radyatörde, büyük bir soğutma yüzeyi oluşturacak biçimde tasarlanmış borulardan geçer Bir vantilatörle üflenerek bu boruların arasından geçirilen hava suyu soğutur

Bütün içten yanmalı motorlar yağlanmayı gerektirir Hareketli parçalar arasındaki sürtünme yağlamayla azaltılmazsa bu parçalar çok ısınarak birbirine kaynaşabilir Yağ çalışan parçalara pompayla basılır Yağ dağıtım sistemi küçük çaplı borulardan oluşur; ayrıca kimi parçaların üzerinde yağın geçmesi için delikler açılmıştır Yağlamada kullanılan yağ parçaların arasından sızarak motor karterinin
dibinde bulunan yağ karterinde toplanır ve yeniden yağlama sistemine pompalanmadan önce ayrı bir radyatörden geçirilerek soğutulabilir Bazı küçük iki zamanlı benzin motorlarında benzinin her litresine yaklaşık 62 mililitre yağ karıştırılır Böylece yağ benzinle birlikte karbüratörden geçerek çok küçük damlacıklar halinde silindire girer; ama silindirde benzin gibi yanmaz, motoru yağlama işlevi görür

Dizel Motorları

İçten yanmalı motorların ikinci büyük türünü dizel motorları oluşturur Bu tür motorlarda yakıt ve hava karışımı, sıkıştırma sonucu oluşan yüksek sıcaklığın etkisiyle yakılır Bu motorlar DİZEL MOTORU maddesinde anlatılmaktadır

Gaz Türbinleri

Pistonlu motorlarda bir aşağı bir yukarı hareket eden pistonların sürekli olarak hareket yönünü değiştirmesi titreşime neden olur Türbinlerdeyse, hareketli parça olan rotor yalnızca bir yönde döner, hareket düzgündür ve titreşime yol açmaz Gaz türbinleri benzin ve dizel motorlarından daha basit yapılıdır; aynı güçteki başka türden içten yanmalı motorlara göre daha küçük ve hafiftir


Bir gaz türbininin üç ana parçası vardır: Kompresör, yanma odası ve türbin Kompresör önde, hava girişinden hemen sonra yer alır Birkaç sıra halinde düzenlenmiş kanatları olan bir vantilatörü vardır Bu vantilatör dışardan havayı emip sıkıştırır Sıkışarak ısınan hava yanma odalarından birine alınır Yanma odasına gazyağı gibi bir sıvı yakıt püskürtülür; burada yanan yakıt havayı ısıtarak genleştirir Hızla yanma odasından çıkan sıcak gazlar türbinin kanatları üzerinden geçerken onu bir yeldeğirmeni gibi döndürür Türbin mili kompresör miliyle bağlantılıdır Türbinden çıkan sıcak gazlar, mili uçağın pervanesine bağlı ikinci bir türbini döndürmek için de kullanılabilir Bu tip bir gaz türbinine, pervane türbini anlamında türboprop denir Öbür gaz türbinlerinde, türbin yalnızca kompresörü çalıştırır ve türbinden çıkan sıcak gazlar bir memeden geçerek güçlü bir "itme" oluşturacak biçimde hızla dışarı püskürür Arkaya doğru püsküren gazlar uçağı ileri doğru iter (Bu konu JET MOTORU maddesinde ayrıntılı olarak anlatılmaktadır) Bu tür türbinlere türbojet adı verilir Gaz türbinleri gemilerde, kara ve demiryolu taşıtlarında da kullanılmaktadır, ama en çok uçaklarda kullanılır Buna karşılık, otomobil ve motosikletlerde kullanılabilecek kadar küçük boyutlarda yapılmaya elverişli değildir

Gaz türbini öbür içten yanmalı motorlardan çok sonra ortaya çıkmıştır; çünkü türbinlerin dönen parçalarının ve özellikle türbin kanatlarının yapımı için gerekli olan güçlü ve yüksek ısıya dayanıklı malzemelerin bulunabilmesi kolay olmamıştır