Günümüzde çeşitli araçlarda en çok karşımıza çıkan motorlar, içten yanmalı kategorisine giren benzin, LPG ve mazotla çalışan motorlardır. Bu motorların çalışma prensibi, yanma odasına yüksek basınç ve sıcaklık altında püskürtülen yakıtın hava ile karışarak motorun tipine göre tutuşması veya kendiliğinden tutuşarak yanmanın gerçekleşmesidir. Yanma sonucu açığa çıkan enerji kinetik enerjiye dönüşür.
Söz konusu yanma olayının kimyası incelenecekse, verimli yanma için yakıt-hava karışımı çeşitli şekillerde ele alınmalıdır. Yanma odasında buluşan yakıt ve hava miktarı optimum seviyelerde olmalıdır. Örneğin yanma odasında fazla yakıt veya yetersiz hava varsa yanma bozulur. Yakıt gerekli yanma reaksiyonlarını tamamlayamayacaktır. Veri kayıpları olacaktır. Tersi durumda yani olması gerekenden fazla hava varsa veya yakıt yetersizse yanma tekrar bozulur ve verimde kayıplar olur. Verimlilik dışında her iki şekilde de ciddi çevre kirliliğine neden olur.
Aynı hacimde yakılacak hava-yakıt miktarı için ideal karışımlar vardır yani motorun hacmini büyütmeden gereken güç ne kadar yüksekse önce o kadar fazla yakıt enjekte edilmeli ve doğru miktarda hava sağlanmalıdır. yanma odasına. Diğer bir deyişle, küçük boyutlu motorlardan büyük güç elde etmeye çalışıyorsanız, motorunuza daha fazla yakıt pompalamanız ve bu yakıtı yakmak için daha fazla hava sağlamanız gerekir.
Türbinler, araçlarımız için atmosfer basıncından daha yüksek basınç sağlar. Aynı boyuttaki motorları karşılaştırdığımızda turbo olmayan araçlar daha az güç üretip daha az yakıt tüketirken, türbinli araçlar daha fazla güce ulaşıyor ama bunun için daha fazla yakıt tüketiyor. Turbonun görevi yanma odasına daha fazla hava girmesini sağlamaktır. Havayı atmosferik basıncın üzerine çıkarmak da enerji gerektirir. Türbinler bu enerjiyi motordan çıkan egzoz gazının sıcaklığından ve basıncından alır. Yani motordan atılmak üzere olan bu enerji tekrar kullanılır. Bu noktada rölanti enerjisini tekrar kullanırken motor verimini arttırır.
Yanma odasından çıkan egzoz gazı önce manifolda gelir. Diğer yanma odalarından çıkan egzoz gazları da buraya gelmekte ve dört zamanlı bir makinede sadece bir çevrim egzoz çıkışı olurken tüm silindirlerden farklı zamanlarda çıkan egzoz ile kesintisiz bir gaz akışı sağlanmaktadır. Egzoz gazının sıcaklığı motor tipine ve motordan elde edilen güce bağlı olarak 200°C ile 400°C arasında değişebilmekte ve kullanılan enerji bu termal enerjidir.
Türbinler egzoz gazının geçtiği kısım ve yanma odasına taze hava sağlayacak kısım olmak üzere iki ana kısımdan oluşur. Bu iki kısımda hava akımından en iyi gücü elde etmek için tasarlanmış türbinler bulunmakta ve bu türbinler bir şaft ile birbiri ile tandem olarak çalışmaktadır. Başka bir deyişle, motordan ne kadar fazla egzoz gazı çıkarsa, türbin o kadar hızlı döner ve motora o kadar fazla hava girer. Egzoz tarafını derinlemesine inceleyecek olursak bu kısımda kinetik enerjisi yüksek egzoz gazı nozul yapılı kanallardan geçerek türbine ulaşır. Nozullar gaz akış hızını arttırır ve bunu ısı enerjisi kullanarak yapar. Böylece atıl enerji kullanılır. Türbin kanatlarına çarpan gaz türbinin dönmesini sağlayacak ve dönme kuvveti aynı mile bağlı diğer türbine iletilecektir. Silindirlere temiz hava sağlayan türbin döndüğünde, temiz hava akmaya başlar. Bu taze hava silindirlere girmeden önce sıkıştırıldığı için ısınır, bu nedenle önce radyatörden geçirilir ve ardından tüm silindirlere bağlı manifolda alınır. Türbin hızlandıkça taze hava akışı artacak ve belli bir hızdan sonra manifold atmosferik basıncın üzerine çıkabilecektir. Aynı büyüklükteki motorlardan bahsedecek olursak türbinler bu şekilde çalışarak yanma odasına daha fazla hava vererek daha fazla yakıt yakmamızı ve dolayısıyla daha fazla güç elde etmemizi sağlar.
Motorun kullanacağı yakıt ve hava miktarı hesaplanarak turbonun boyutları ve kapasitesi belirlenir. Böylece her koşulda optimum karıştırma seviyesi korunur. Turboşarjlı ünitelerde dikkat edilmesi gereken en önemli faktörlerden biri, çok yüksek hızlarda döndüklerinden yağlamadır. İki türbini birbirine bağlayan mil merkez yataklıdır ve bu yağlama ne kadar iyi olursa türbin o kadar rahat döner. Bunun dışında, makineden çıkan egzoz gazı üzerindeki basıncı önlemek için türbin serbestçe dönmelidir. Ayrıca yataklama alanından çıkan egzoz gazı ile temiz havanın birbirine karışmaması da önemlidir.
Türbinin verimli çalışması da önemlidir, çünkü turbo ile çalışacak şekilde tasarlanmış bir motor verimsiz bir turbo ile çalışmaya zorlanırsa, daha yüksek yakıt karışımı ve daha düşük hava içeriği ile sonuçlanacaktır. Bu yanma sonucunda yeterli güç sağlanmayacağından turbodan verim alınması mümkün olmayacaktır. Türbinin egzoz tarafında dönen türbin duvarlara yakın döner. Bu sayede egzoz gazının türbine maksimum seviyede çarpması engellenmeye çalışılır. Türbin kanatları ile duvarlar arasındaki mesafe boşluk olarak adlandırılır ve bir milimetreden daha küçük değerlere sahiptir. Yanma gazlarında kurum veya su parçacıkları olabilir. Bunlar, verimsiz yanma sonucunda büyük miktarlarda oluşur ve bu parçacıklar türbin kanatlarını aşındırır. Bu aşınma sonucunda türbin kanatları ile duvar arasındaki boşluk artacak ve verimsiz bir türbin ve verimsiz yanma ortamı devam edecektir. Bu nedenle, yüksek kaliteli yakıtların kullanılması gerekmektedir.
Son olarak turboşarj adı verilen üniteye teknik olarak “turbocharger”, türbinin temiz hava tarafındaki üniteye “kompresör”, egzoz tarafındaki üniteye ise “türbin” adı verilir.
Kaynak:
www.ft86club.com
www.eurocarnews.com
www.talleractual.com
www.motorship.com
yazar:Armağan AĞIRBAŞ
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]