Bir dizel
motor dört (emme-sıkıştırma-yanma-egzoz) zamanlı olarak çalışır. Motorda iş,
yanma zamanında patlayarak yanan mazot-hava karışımının oluşturduğu basıncın,
pistonu aşağı itmesi ve biyel kolunun krank milini döndürmesinden elde edilir.
Yanma için üç
temel bileşen gereklidir: yakıcı (hava-oksijen), yanıcı (mazot) ve sıcaklık
(sıkıştırma sonucu oluşan sıcaklık). Dizel motorda yanma şu şekilde
gerçekleşir; piston sıkıştırma zamanında havayı sıkıştırır ve havanın basıncı
ve sıcaklığı artar, çok sıcak havanın içerisinde sıkıştırma zamanında yakıtın
basınçlı olarak püskürtülmesiyle, yakıt tutuşarak yanar. Mazotun yanabilmesi için silindirde
sıkıştırılan havanın en düşük 400-500 oC sıcaklık gerekir.
Havanın
%78’i Azot ve %21’i oksijendir, dizel motorda silindirlere ne kadar çok hava
(oksijen) alınabilirse, yanma-performans o kadar artacaktır. Bununla beraber
havanın çoğu azot olduğundan, yanma sırasında oksijenle(O) azotun(N) reaksiyona
girmesi sonucu dizel motorlarda çok fazla zararlı azotoksit (NOx) emisyonu
açığa çıkar.
Yeni Nesil Dizel Araçlar
Öncelikle (Bkz: Temel Motor Bilgisi) Yeni nesil
dizel yakıt sistemlerinde, motorlarda bir çevrimde
enjektörler yakıtı bir kerede değil, kademeli olarak (2-3) kerede püskürtebilmektedirler
(piezo enjektörlerle bu sayısı 5-6 keze çıkar), böylece çok iyi bir karışım ve
vuruntusuz (detonasyonsuz) yumuşak bir yanma meydana gelir. Sıkıştırma
zamanında yapılan ön ve ana enjeksiyonla yanmanın kademeli başlatılması
sağlanır, basınç kademeli olarak yükselir ve ani basınç yükselmesinin
oluşturduğu titreşim (çekiçleme etkisi) azaltılmış olur, böylece motorun daha
az titreşimli ve verimli çalışması sağlanır. Bu sebeple yeni nesil dizel
motorlar daha sessiz çalışırlar.
Ön ve ana enjeksiyonun dışında, enjektörler egzoz zamanında da gerektiğinde çok az bir miktar yakıt püskürtebilmektedirler (ardıl-geç enjeksiyon), egzoz zamanında püskürtülen mazot, partikül filtresinde ve oksidasyon katalizöründe, yanmamış hidrokarbonların ve partiküllerin yakılmasında kullanılır. Böylece egzoz emisyonları düşürülür.
İyi bir dizel
motor performansı için yakıtın enjektörlerden basınçlı ve atomize olmuş şekilde
püskürtülmesi ve havayla çok iyi karışması gerekir. İyi atomize olmuş yakıt ve
bol hava bir dizel motorun maksimum tork vermesini sağlar. (Bkz: Common Rail Enjektörler)
Dizel Motorun Benzinli Motordan Farkları
Dizel motorun
benzinli motordan temel farkları: Sürekli fakir karışımla çalışması yani yanma
odasına fazla hava alınması, hava yakıtın sıkıştırılarak kendinden patlatmalı olarak
yakılması (dizel motora kendinden patlamalı motor da denir) ve motorun gücünün
(hava yerine) yakıtı kontrol ederek ayarlanmasıdır. Benzinli motorlar buji kıvılcımıyla ateşlenir.
Dizel motorun
gücü, gaz pedalına basılma miktarına göre enjektörlerin açık kalma süreleri
arttırılıp azaltılarak, püskürtülen yakıt miktarının ayarlanmasıyla
değiştirilir. Eski mekanik pompa ve enjektörleri olan dizel motorlarda bu
ayarlama, dizel pompanın (regülatörü ile) basma miktarı ve basınç değiştirilerek ayarlanıyordu.
Günümüzde dizel yakıt sistemi tamamen elektronik kontrollü olarak (common rail
veya pompa enjektör) çalıştırılmaktadır.
Dizel motorların sıkıştırma oranı (15:1 - 20:1), benzinli motorlardan (10:1 - 12:1) daha fazladır.
Dizel motor, ilk çalıştırmada benzinli motordan daha geç ısınır (kalorifer), bunun sebebi dizel motorlarda genelde alüminyum yerine dökme demir bloklar kullanılmasıdır (yüksek sıkıştırma oranına dayanıklı olsun diye), dökme demir bloklu dizel motorlar daha ağırdır, dökme demirin ısı kapasitesi daha yüksektir (yani daha fazla ısı emer-saklar), böylece motor suyu daha geç ısınır, kalorifer daha geç ısıtır. Bazı modellerde bu sorunu çözmek için elektrikli ısıtıcılar kullanılmıştır.
Dizel motor, ilk çalıştırmada benzinli motordan daha geç ısınır (kalorifer), bunun sebebi dizel motorlarda genelde alüminyum yerine dökme demir bloklar kullanılmasıdır (yüksek sıkıştırma oranına dayanıklı olsun diye), dökme demir bloklu dizel motorlar daha ağırdır, dökme demirin ısı kapasitesi daha yüksektir (yani daha fazla ısı emer-saklar), böylece motor suyu daha geç ısınır, kalorifer daha geç ısıtır. Bazı modellerde bu sorunu çözmek için elektrikli ısıtıcılar kullanılmıştır.
Turbo Dizel Motor Çalışma Prensibi
Günümüz dizel
motorlarının tamamı turbo şarjlıdır. Egzoz turbo şarjı motordan çıkan basınçlı
egzoz gazlarının turbo türbin kanatçıklarını döndürmesi ve oradan egzoz
borusundan dışarı atılmasıyla çalışır. Turbo şarjın kompresör kanatçıklarıysa,
dışarıdan temiz havayı alıp basınçlandırarak intercooler’a gönderir,
intercooler havanın soğumasını sağlayarak silindirlere daha fazla hava
girmesini sağlar (soğuyan hava yoğunlaşır), intercooler’dan gelen basınçlı
serin hava yanma odasına gönderilir. Turbo şarjlı motorlarda performans (tork
ve beygir gücü) yaklaşık %40 artar, yakıt tüketimi büyük ölçüde azalır ve egzoz
emisyonları düşer.
Dizel motorda sıkıştırma zamanının sonunda piston üst ölü noktaya çıktığında, yanma odasındaki sıcaklık yaklaşık 900 oC çıkar (600-900 oC) ve yüksek basınçla birlikte, enjektörden püskürtülen mazot kendi kendine patlayarak (buji kullanılmadan) yanar. Çekiş kuvveti (tork) ön plandadır, yük taşıma kapasiteleri yüksektir, daha az yakarlar ve daha ekonomiktirler, daha gürültülü ve daha az konforludurlar.
Dizel motorda sıkıştırma zamanının sonunda piston üst ölü noktaya çıktığında, yanma odasındaki sıcaklık yaklaşık 900 oC çıkar (600-900 oC) ve yüksek basınçla birlikte, enjektörden püskürtülen mazot kendi kendine patlayarak (buji kullanılmadan) yanar. Çekiş kuvveti (tork) ön plandadır, yük taşıma kapasiteleri yüksektir, daha az yakarlar ve daha ekonomiktirler, daha gürültülü ve daha az konforludurlar.
Dizel
motorlarda yapılan bazı düzenlemelerle, dizel motorlarda Doğal gaz, biyodizel
ve bitkisel yağlar alternatif yakıt olarak kullanılabilir. Doğal Gaz, bazı
düzenlemeler yapıldıktan sonra hem otto (benzinli-buji ateşlemeli) hem de dizel
motorlarda kullanılmaktadır. Örneğin: Çevre dostu doğal gazla çalışan belediye
otobüsleri.
Eski tip
dizel motorlarda genelde ön yanma odalı dizel enjeksiyon sistemi kullanılmaktaydı,
bu sistemde yanma daha yavaş, motorun gürültüsü az fakat yakıt sarfiyatı daha
fazlaydı.
Günümüz dizel
motorlarındaysa özellikle dizel binek ve dizel hafif ticari araçların
motorlarında, common rail direkt enjeksiyon sistemi kullanılmaktadır. Yakıt çok
yüksek basınçlarla (1600 – 2600 bar) yanma odasına direkt olarak püskürtülür,
enjeksiyon miktarı çok hassas bir şekilde ve kademeli olarak ayarlanabilir, çok
daha verimli bir yanma sağlanır ve çok iyi bir yakıt ekonomisi elde edilir.
Yüksek yakıt basıncının oluşması için, hareketini eksantrik milinden alan bir
common rail yüksek basınç pompası kullanılır.
Ağır
vasıtalarda, ağır yük taşıyan kamyon ve tırlardaki dizel motorlarda, elektronik
kumandalı pompa enjektör sistemi kullanılmaktadır. Bu sistemde de mazot,
enjektörlerle direkt olarak yanma odasına püskürtülür.Ön Isıtma Sistemi (Kızdırma Bujileri)
Dizel motorlarda, soğuk ilk çalıştırma sırasında marşa basıldığında pistonun havayı sıkıştırması, yeterince sıcaklık üretmez, mazot yanmaz ve motor çalışmaz. Bunu önlemek için dizel araçlarda ön ısıtma sistemi kullanılır. Daha fazla bilgi için (Bakınız: Kızdırma Bujileri - Ön Isıtma Sistemi)
Dizel Motorlardaki Yanma Odası Tipleri:
(Direkt Yanma Odasına Enjeksiyon)
(Ön Yanma Odasına Enjeksiyon)
(Türbülans Odasına Enjeksiyon)
(Bkz: Tüm Motor Parçaları ve Görevleri) Bölüm 1 - 2 - 3 - 4
çok detaylı bir anlatım olmuş teşekkürler.
YanıtlaSil