Motor İç Yapısı ve Krankshaft

Konu Anlatımı

Motor İç Yapısı ve Krankshaft

Motorun çalışma prensibi, sabit hacimli çevrimler üzerine kuruludur. Dört stroklu bir motor giriş, sıkıştırma, atım ve egzoz olmak üzere dört hareketi iki krank devrinde tamamlar. Krank, bu hareketleri pistonun ileri geri hareketine çevirir; biyel bu hareketi piston kola aktarır. Motorun sağlamlığı, bu üç parçanın birbirine verdiği açı ve kuvvet ilişkisine dayanır.

Hacim ve Sıkıştırma Hesapları

Silindir hacmi, çapın karesi ile kursun çarpımından ve π / 4 katsayısından elde edilir. Kurs, pistonun Üst Ölü Nokta ile Alt Ölü Nokta arasındaki hareketidir. Kompresyon oranı, silindir toplam hacminin kıvılcım anındaki stoma hacmine oranıdır. Bu oran arttıkça tutma gücü artar, buna karşılık silindir duvarına binen ısı ve sürtünme de artar. Bu nedenle sıkıştırma oranı, kullanılan yakıtın özelliklerine göre sınırlanır.

Sekonder Hareket ve Denge

Krankshaft, gaz kuvvetlerinin yarattığı torku birikiyorsa tek silindirli bir motor tek yönde dönmeye eğilim gösterir. Bu dengesizliği krank ağırlıkları giderir. Çok silindirli motorlarda silindirlerin yerleşim açısı ve ateşleme sırası dengeyi sağlar. Sekonder krank olan keçe mekanizması ise gaz kuvvetleri eşit olmayan silindirlerin piston hızlarını eşitleyerek titreşimi azaltır.

Segman ve Sızdırmazlık

• Üst segman: Yanma odası gazlarını silindir içinde tutar ve ısıyı gövdeye aktarır.
• İkinci segman: Yanma gazlarının krank yağ boşluğuna geçmesini engeller.
• Yağ segmanı: Silindir duvarında yağ filmi bırakır ve yağın kartere dönmesini sağlar.
• Keçe bileziği: Kriket yağının hem silindire hem de yataklara dağılmasını sağlar.

Piston Hızı ve Devir İlişkisi

Piston hızı devirle doğru orantılıdır ve hesabında iki strok boyu kullanılır. Yüksek devir, yalnızca ses ve titreşimi değil, kütle taşıma kuvvetlerini de artırır; bu nedenle motor tasarımında kullanılabilir en yüksek devir sınırı belirlenir. Strok sayısı, saniyedeki çalışma döngüsü sayısı üzerinden silindir başına düşen hareket miktarını verir ve kıvılcım süresinin hangi açıya karşılık geldiğini hesaplamayı sağlar.

Kısmi Deneme ve Kayıt

Sökülen bir motorun kısmi denemesinde silindir başına kompresyon değeri, egzoz düzenliliği, rölanti devri, ateşleme avansı ve yağ sızıntısı gözlenir. Bu ölçümler karşılaştırılabilir olmalıdır; her silindir için ölçülen değer kayda geçirilir. Tek bir silindirin düşük değeri sızdırmazlık sorununa işaret eder ve bu durumda segman, supap ya da piston yüzeyi ayrı ayrı değerlendirilir.

Krankshaft Dengeleme ve Hız İlişkisi

Krankshaft, silindirlerdeki itici kuvvetlerini bir merkezde toplayarak titreşimi azaltacak şekilde dengelenmiştir. Denge, krank milinin ağırlık merkezi ile ekseni çakışık olacak biçimde sağlanır. Denge bozulduğunda titreşim artar, rulman yükü büyür ve motor ömrü kısalır.

Piston hızı, krankshaft devriyle doğru orantılıdır; iki devir yapılan dört stroklu motorda silindir başına iki hareket gerçekleşir. Devir arttıkça atalet kuvveti hızın karesiyle artar, bu nedenle dengeleme yüksek devirde daha kritik hâle gelir. Pim, segman ve biyel yataklarının aşınma payı kontrolü de motor iç yapısının sağlığını gösterir.

Günlük Hayattan Bir Örnek

Bir motor boşta düzenli, yükte ise titreşimli çalıştı. Kontrol mili, krank üzerindeki denge deliklerinin dolu olduğunu gösterdi; denge ağırlıklarının kontrol edilmesiyle titreşim giderildi. Denge sorunu yük altında ortaya çıktığı için yükte test yapılmadan sorun görülemez.

Özet

• Krank mili hareket kuvvetlerini bir merkezde toplar.
• Denge, ağırlık merkezinin eksenle çakışmasıyla sağlanır.
• Piston hızı devirle doğru orantılıdır.
• Sıkıştırma oranı basınç testiyle kontrol edilir.
• Segman ve yatak aşınması ölçülerek izlenir.

Sık Yapılan Hatalar

1. Titreşimi yalnızca boşta değerlendirmek: Denge sorunu yük altında belirginleşir; yükte test yapılmadan sağlam sanılır.
2. Segman aşınmasını göz ardı etmek: Segman sıkılığı kaybolduğunda yağ ve yakıt yanma odasına geçer ve motor hasarı oluşur.
3. Sıkıştırma oranını tahmin etmek: Oran yalnızca basınç testiyle ölçülür; silindirler arası fark olabilir.

Ne Öğreneceğiz

Silindir hacmi, kompresyon oranı ve piston hızı hesaplarının yanında krank, biyel, segman ve supap mekanizmasının görevleri ile motor denge ve sızdırmazlık konularını kapsayan ileri düzey konu. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• Silindir hacmi, kompresyon oranı ve birim hacim başına güç hesaplar.
• Krank, biyel ve pistonun görevlerini çalışma düzeni içinde açıklar.
• Piston hızı, strok sayısı ve ateşleme sıklığı hesaplar.
• Segman sızdırmazlığı ile yağ ve kompresyon kaybını ayırt eder.
• Motor denge sorunlarını tespit eder ve kısmi deneme kaydını tutar.

Ön Bilgi

Bu konuya başlamadan önce temel kavram ve ön koşulları kavramanız yardımcı olacaktır. Konunun çerçevesinde şu kavramlar dikkat ister:

• Silindir hacmi çapın karesiyle orantılıdır, çaptaki küçük artışlar hacmi belirgin biçimde değiştirir.
• Kompresyon oranı arttıkça tutma gücü ile ısı yükü birlikte artar.
• Dört stroklu bir motor bir silindir için iki krank devri tamamlar.
• Krank ağırlıkları tek ve iki silindirli motorlarda denge için zorunludur.
• Yanma gazlarının konağa geçmesi çoğunlukla segman ölçüsü hatasına bağlıdır.
• Yağ segmanı bozuksa yağ yanma odasına geçerek egzozu puslandırır.
• Piston hızı devirle doğru orantılıdır ve kullanılabilir devir sınırını belirler.

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Çapı 80 mm, kursu 88 mm olan bir silindirin kurs çap oranı kaçtır?

1. Adım 1: Kurs ve çap aynı birime çevrilir.
2. Adım 2: Kurs çapa bölünür.
3. Adım 3: Oran motor tipine göre yorumlanır.

Sonuç/cevap: Kurs çap oranı 1,10 olarak bulunur.

Adım Adım Çözülmüş Örnek

Örnek 1: Silindir Hacmi Hesabı konusunun adımları:

1. Adım 1: Çap ve kurs santimetreye çevrilir.
2. Adım 2: π / 4 katsayısı çarpımına uygulanır.
3. Adım 3: Silindir hacmi toplam motor hacmine dönüştürülür.

Karşılaştırma Tablosu

Kendini Dene

Soru: Çapı 80 mm, kursu 88 mm olan dört silindirli bir motorun toplam hacmini ve litre başına gücünü hesaplayınız.

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Silindir hacminin π / 4 × çap² × kurs bağıntısıyla bulunması (3 puan); birimlerin aynı birime çevrilmesi (3 puan); silindir sayısıyla çarpılarak toplam hacmin elde edilmesi (3 puan); toplam hacmin litreye çevrilmesi (3 puan); hesapların kayda geçirilmesi (3 puan). Toplam 15 puan.