13 Ağustos 2015 Perşembe

Atkinson Motoru (Atkinson Döngüsü: ing: Atkinson Cycle) Nedir, Nasıl Çalışır?


Atkinson Motoru, 1800'lü yılların sonlarında icat edilmiş, 4 zamanlı bir benzin motorudur fakat çevrimi Otto'dan  farklıdır. Bazı otoriteler bu çevrimi " modifiye edilmiş Otto Çevrimi " olarak tanımlar. Günümüzde birçok marka, özellikle Toyota tarafından hibrit araçlarda kullanılmaktadır. Temelde Otto'dan birkaç yönüyle ayrılır:

  • valf zamanlaması
  • farklı sıkıştırma/genişleme oranları (ing: stroke ratio)
Bu özellikleri sayesinde Atkinson motoru standart içten yanmalı motorlara göre daha yüksek termal verime (ing: thermal efficiency) sahip olur. Maksimum güç çıkışı konusunda ise bazı kullanıcılar standart motorlara göre daha fazla güç elde edildiğini, bazı kullanıcılar ise daha az güç üretildiğini fakat motorların daha verimli olduğunu vurgulamaktadırlar. Bu farklı yorumların kaynağı, farklı sıkıştırma ve genişleme oranlarından ve Atkinson motorlarının yaygın olarak elektrik motorlarıyla birlikte hibrit araçlarda kullanılmasından dolayıdır.

Benzin motorunda yani Otto döngüsünde, piston alt ölü noktaya (ing: bottom dead center, BDC) ulaştığında emme valfi kapanır ve sıkıştırma zamanı başlar. Atkinson motorunda ise emme piston alt ölü noktadayken sonlanır fakat emme valfi kapanmaz, dolayısıyla bir miktar yakıt+hava karışımı emme manifolduna geri gönderilir. Piston yukarı doğru belirli bir miktar yol katettikten sonra yani üst ölü nokta (ing: top dead center) ve alt ölü nokta arasında belirli bir yerdeyken emme valfi kapanır. Emme valfi kapandığı anda silindir kapalı-pistonlu bir kaba dönüşür ve sıcaklık ve basınç artışı için uygun hale gelir. Yani Atkinson motorunun sıkıştırma oranı Otto motorundan düşüktür (örneğin bir Otto çevriminde karışım 12 kat sıkıştırılıyorken bir Atkinson çevriminde yaklaşık 7-8 kat sıkıştırılır.) Atkinson motorunu standart içten yanmalı motorlardan ayıran ilk özelliği budur.

Sıkıştırma zamanı tamamlandığında buji yardımıyla ateşlenen karışım pistonu aşağı iter. Pistonun aşağı itilmesinin sebebi yanmış gazların yüksek basıncıdır, bu yüksek basıncı sağlayan faktör ise sıcaklıktır. Standart motorlarda piston alt ölü noktaya geldiğinde egzos valfi açılır ve pistonun hareketi sayesinde bu açıklıktan gazlar tahliye edilir. Karışım yanmadan önce kaç kat sıkıştırıldıysa, motorun yapısından dolayı tahliye işleminden önce o kadar genişler (örneğin sıkıştırma oranı 12/1 olan bir motorda genişleme oranı da 12/1'dir). Yani egzos valfi açılmadan önce gaz hala belirli bir basınca ve sıcaklığa sahiptir, bu açıdan bakıldığında işe çevrilebilecek bir miktar enerji israf edilir. Atkinson motorunda ise sıkıştırma ve genişleme oranları (compression and expansion ratios) farklı olduğu için genişleme oranı çok daha fazladır, bu da silindir içerisindeki sıcaklık ve basınçtan maksimum fayda sağlamaya olanak sağlar(8/1 oranında sıkıştırılan karışımın egzos gazları yaklaşık olarak 14/1, 15/1 oranında genişleyebilir): Atkinson motorunun termal verimliliğinin yüksek olma sebebi budur. Yani içerideki sıcaklık ve basınç mümkün olduğunca işe dönüştürülür.




Animasyonda Atkinson motorunun 1800'lü yılların sonunda tasarlanan ilkel versiyonun çalışma prensibi ve sıradışı krank sistemi görülmektedir. Günümüzde standart bir benzinli motorun valf zamanlarının ayarlanması ve daha uzun pimleri olan bir krank yardımıyla modern Atkinson motoru elde etmek mümkündür.




Atkinson motorunu daha iyi anlamak için bazı sayısal verilerden yararlanmak faydalı olacaktır.

1.4 litre hacimli bir benzin motoru ve hacim 1.4 litre olduğu anda emme valfini kapatıp sıkıştırma zamanını başlatan bir Atkinson motoru düşünelim. Sıkıştırma zamanı sonunda standart motor daha yüksek basınca sahiptir. Yanma tamamlandıktan sonra hala sıcak ve belirli bir basınca sahip olan atık gazlar standart motorda sıkıştırma miktarı kadar genişledikten sonra egzos manifolduna gönderilirken, Atkinson motorunda genişleme devam eder ve yaklaşık 1.8 litreye kadar genişler. Bu sayede standart motordan elde edilen güç 1.4 litrelik motorun gücüne eşitken, Atkinson motorundan elde edilen güç 1.5 litrelik standart motorun gücüne eşdeğer olur.

Bir diğer açıdan şöyle düşünebiliriz: hacmi 1.8 litre olduğu halde 1.4 litre hacimli motorun yaktığı kadar yakıtla 1.5 litrelik motor kadar iş üreten motor Atkinson motorudur.




Bu yazıda yer alan animasyonun kaynağı aşağıda belirtilmiştir:

"Atkinson Engine with Intake" by MichaelFrey - Own work, based on US Patent US367496A, http://www.google.com/patents/US367496. Licensed under CC BY-SA 4.0 via Wikimedia Commons - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atkinson_Engine_with_Intake.gif#/media/File:Atkinson_Engine_with_Intake.gif

6 Ağustos 2015 Perşembe

Motorla Alakalı Kavramlar 1: Kam, Kam mili, Valf, Bloktan Egzantrik, İtici, Külbütör, Üstten Egzantrik, Tek ve Çift (DOHC ve SOHC) Egzantrik

Bundan önceki yazılarda içten yanmalı araba motorlarını silindir konfigürasyonlarını, kullandıkları yakıtı vs. baz alarak genel bir şekilde sınıflandırdık. Bu ve sonraki birkaç yazıda biraz daha detaya inerek hem motorlarda kullanılan bazı parçaları tanıyacağız hem de bu elemanların pozisyonlarına, sayılarına vs. bağlı olarak bu farklılıkların bir motoru diğerinden nasıl ayırdığı üzerinde duracağız.

İlk olarak kam ve kam milini inceleyeceğiz. Kam (ing: cam) dairesel hareketi alternatif hareteke ( yukarı-aşağı veya sağa-sola) çeviren bir parçadır. Şekil olarak bir adet köşeye veya çıkıntıya sahip bir daireye benzer. Bu özelliği sayesinde dairesel hareketi alternatif harekete çevirir. Birden fazla kam belirli bir açıyla bir mile (ing: shaft, çubuk şeklindeki metal) monte edildiğinde, bu mile Kam mili (ing: camshaft) denir. Kamlar döndüğü zaman şekillerindeki çıkıntıdan dolayı egzantrik (ing: eccentric, eksenden kaçık) hareket yaparlar. Bu nedenden dolayı kam miline egzantrik mili de denir.

kamlar ve kam mili
 
Kam milinin görevi içten yanmalı motor ve çalışma prensibi başlıklı konuda belirtilen emme ve egzos valflerini belirli zamanlarda açmak ve kapatmaktır. Bu sayede silindire gaz girişi ve silindirden gaz çıkışı olacağı zaman ilgili valfler açılır, sıkıştırma ve yanma zamanlarında ise valfler kapalı tutularak silindir içindeki optimum basınç ve hacim değerleri sağlanmış olur. Kam milinin dönmesi, krank miline bağlıdır. Diğer bir deyişle kam mili hareketini krank milinden bir kayış, zincir veya dişli yardımıyla alır. Krank hızlı dönerse kam mili de hızlı, krank yavaş dönerse kam mili de yavaş dönecektir.

Valf (sübap, ing: valve) ise açılıp kapanarak belirli bir açıklıktan akan bir akışkanı kontrol etmek amacıyla kullanılır. Kapandığı zaman akış kesilir, açıldığında akış yeniden başlar. Valflerle birlikte bir yay kullanıldığı zaman kullanış şekline göre valfin kendi kendine açılması veya kapanması sağlanır. Araba lastiklerindeki ve toplardaki sibop, çakmaklardaki gaz doldurma deliği vs. günlük hayatta herkesin karşılaştığı valf çeşitleridir. Bu valflerin üzerlerine baskı uygulandığında valfler açılır ve gaz akışı sağlanır. Baskı sonlandırıldığında içerideki yaylar valfi otomatik olarak kapatır ve akış kesilir.
valfler

Özetle kam mili, yukarıda fotoğrafı olan valfleri ittirerek açar veya kapatır. Bu sayede silindire giren gaz kütlesi kontrol edilmiş olur. Kam milinin motorun üst kısmında, yani silindirlerin üzerinde konumlandırıldığı motor çeşidine üstten egzantrikli motor (ing: overhead cam engine) denir. Bu motor tipi dünya genelinde OHC kısaltmasıyla tanınır (OverHead Cam). Emme ve egzos valflerini tek kam mili kontol eden motorlara SOHC (Single OverHead Cam), emme valflerini ayrı egzos valflerini ayrı kam milinin kontrol ettiği motorlara DOHC (Dual ya da Double OverHead Cam) motor denir. Yani arabaların üzerinde gördüğümüz DOHC ve SOHC kısaltmaları bu anlamlara gelir.




Her ne kadar üstten egzantrik motor dünyasında çok popüler bir kullanım olsa da, bazı motorlarda egzantrik farklı konumlarda olabilir, bazılarında ise (özellikle V motorlarda) motor bloğunun içindedir. Kam milinin motor bloğunun içinde olduğu motorlarda bloktan egzantrikli (ing: cam in block) denir. Bloktan egzantrikli motorların bazınlarda kam mili ve valflerin işleyiş şekli OHC motorlar gibiyken, bazılarında kamlar itici (ing: pushrod) adlı bir parçayı hareket ettirir ve iticinin bu hareketi külbütör (ing: rocker arm) adlı, çocuk parklarındaki tahterevalli benzeri bir parçanın hareket etmesine sebep olur. İticiler külbütörlere bir ucundan temas ettiği için külbütörün bir ucu yukarıdayken bir ucu aşağıda veya tam tersidir.
kırmızı: kam, sarı: itici(pushrod), mavi: külbütör(rocker arm), yeşil: valf. 





Aşağıdaki animasyonlarda 4 zamanlı sıralı 4 silindirli motorlara ait farklı kam mili mekanizmalarını inceleyeceğiz:


Görüldüğü üzere hareketini krank miline bağlı bir kayıştan üstte konumlandırılmış tek kam mili, hem egzos hem emme valflerini açıp kapatmaktadır. (SOHC)






Yine aynı tip bir motorda bu sefer üstteki iki kam milinden biri emme, biri egzos valflerini açıp kapatmaktadır. (DOHC)



Yandan egzantrikli bu motor tipinde ise iticiler (pushrod) ve külbütör (rocker arm) kullanılmaktadır. Her ne kadar kam mili hareketini bir kayış yardımıyla sağlasa da, bu gibi krank ve kam milinin birbirine yakın olduğu motorlarda kayış yerine dişliler de kullanılabilir.





3 Ağustos 2015 Pazartesi

Silindir Konfigürasyonlarına Göre Motorlar 6. Bölüm: W Motor


Silindir konfigürasyonlarına göre motorlar yazı dizisi sıralı (inline) motorla başladı ve diğer motor çeşitleriyle devam etti. Sıralı motordan sonraki yazılarda bahsedilen motorların tamamını bir şekilde sıralı motorla ilişkilendirdik ve en son yazıda ne sıralı, ne de V motor diyebildiğimiz, silindirleri arasında çok dar bir açıya sahip olan VR motorunu inceledik. Hatırlayacağınız üzere VR motordan bahsederken bu motorun üretiliş amacının hem sıralı motorun hem de V motorun artılarının tek bir motorda toplaması olduğunu belirtmiştik. Bu açıdan bakıldığında VR motor gerçekten bir mühendislik harikası, hem günlük hem performans amaçlı kullanımda gayet tatmin edici fakat otomotiv endüstrisinde rekor savaşları içindeki üreticiler için yeterli bir motor değil.


W motorun tarihi 1900' lü yılların başlarına dayanır. Bu tarihlerde W motoru üzerinde çalışanların amacı çok sayıdaki silindiri kompakt bir motorda toplayıp küçük ama güçlü makineler üretmekti. Başardılar da. W motor uçaklarda, arabalarda, motorsikletlerde... kullanıldı. Üretilen ilk W motor 3 silindirin tek krank mili etrafında toplanmış hali, yani W3 motoruydu. Bundan sonraki tarihlerde silindir sayısı artılarak W motoru geliştirme faaliyetleri devam etti.



2000'li yılların başlarında Volkswagen grubunun özel bir projesi kapsamında W motor en modern, en güncel şeklini aldı. Üretilen motor yazının başında fotoğrafı bulunan Bugatti Veyron adlı araçta kullanıldı. Araç dünyanın cadde kullanımına uygun en hızlı seri üretim aracı olarak Guinnes Rekorlar Kitabı'na girdi. Peki W motoru bu kadar özel kılan şey nedir? W motoru tarihe geçiren güç nereden geliyor?




  • Yukarıdaki şemadan da tahmin edeceğiniz üzere W motoru diğer motorlardan öne çıkaran ilk özelliği kompakt yapısı. Hatırlayacağınız üzere silindir sayısına bağlı olarak V motor sıralı motora göre, VR motor V motora göre bazı artılara sahipti. W Motor bu işi daha da ileri götürüyor: V şeklinde birleştirilmiş iki VR motor, modern W motorunu oluşturuyor. Bu da şu anlama geliyor: 16 silindirli bir W, 12 silindirli bir V ile yaklaşık olarak aynı hacmi kaplıyor. 






  • Önceki yazılarda motorun çalışması esnasında meydana gelen kuvvetleri dengelemenin ne derece önemli olduğu üzerinde durduk ve VR ve V motorların bu kuvvetleri dengelemede bazı avantajlara sahip olduğunu belirttik. Fazla silindir sayısı ve büyük motor hacmi söz konusu olduğunda bazı açılardan V, bazı açılardan ise VR'nin kendine has artıları vardır. Modern W motoru ise V şeklinde birleştirilmiş 2 adet VR' den oluşur. Gücü üretebilmek kadar üretilen gücü dengede tutabilmenin önemi hesaba katıldığında, W motorun bir diğer önemli artısı ortaya çıkar. 



  • Aslında öyle olmasa da, W motoru kafamızda daha iyi canlandırabilmek için ortasındaki boşluktan da faydalanılan standart bir V olarak düşünebiliriz; bu motor boyutlarında fazla değişikliğe gidilmeden daha fazla motor hacmine sahip olmak anlamına gelir. Daha fazla hacim doğru kullanıldığında daha fazla güç anlamına gelir.
Her motorda olduğu gibi, W motor da bazı dezavantajlara sahiptir fakat hem kullanıldığı araçların fiyatları, hem çok spesifik bir kitleye hitap etmesi bakımından kimilerine göre bunlar dezavantaj değil, sadece gerekliliktir. Bu blogda işin teknik boyutuyla ilgilendiğimiz için bu durumlardan dezavantaj olarak bahsedeceğiz, şöyle ki:

- W motor diğer tüm motorlara göre çok fazla hareketli ve hareketsiz parçaya sahiptir
- Ağırlığı fazladır
- Standart bir performans aracına veya standart bir lüks araca göre daha fazla motor bileşenine ve yardımcı elemana ihtiyaç duyar
- Özel amaçlara yönelik üretildiğinden hem motor, hem kullanıldığı araçlar çok pahalıdır
- Yine aynı sebepten dolayı motorun onarımını ve bakımını bu konuda uzman, az sayıdaki kişi yapabilir
- Yakıt tüketimi şaşırtıcı derecede fazladır.


Yazıyı, tüm bu avantajlara ve dezavantajlara örnek olması amacıyla Bugatti Veyron' un bazı teknik özellikleriyle sonlandırmak yerinde olacaktır:


 8 litre W16, 64 valf motor, 4 turbo, 10 radyatör, 6000 d/d' da 1001 hp, 2200-5000 devir aralığında 1250N/m tork, 407 km/h maksimum sürat. 0-100 km/h: 2.46s; 0-300 km/h: 14.6s ( standart 4 silindirli motora sahip arabaların 0-100 süresi ortalama olarak 12-15 s. aralığındadır). 100 km' deki yakıt tüketimi: şehir içi 29, şehir dışı 17, maksimum hızda 78 litre.

28 Temmuz 2015 Salı

Silindir Konfigürasyonlarına Göre Motorlar 5. Bölüm: VR motor



Silindir konfigürasyonlarına göre motorlar başlıklı yazıların tamamında incelediğimiz motorları bir veya daha fazla sıralı motorun farklı şekilde birleştirilmiş halleri olarak zihnimizde canlandırdık. Bu yazıda yine aynı teknikle VR motoru inceleceğiz. Önceki yazılarda ayrıca diğer motor konfigürasyonlarının neden benzediği harflere göre isimlendirildiğini üzerinde durduk, bu açıdan baktığımızda VR denildiğinde R harfi kafa karıştırıcı görünüyor.

VR motor üzerine çalışan birden fazla otomotiv şirketi mevcuttur fakat en bilineni Volkswagen grubudur. Bu şirketin Alman menşeili olmasından dolayı VR motorunun adı V şeklinde sıralı motor'un Alman dilindeki kısaltmasından gelir ( R= Reihenmotor: sıralı motor, (inline, straight ile aynı anlamda)) Peki bir motora V tipi sıralı motor denilmesinin altında yatan sebep nedir? Bu motoru standart bir V motordan ayıran özellikler nelerdir?



V motor hakkındaki yazıda, bu motoru aynı silindir sayısına sahip iki sıralı motorun belirli bir açıyla birleştirilmiş versiyonu olarak düşündük. VR motorda da durum aynı fakat birleştirildiği açı derece cinsinden V motora göre çok daha dar. V motorda iki motor bloğu arasındaki açı 60,90 veya daha fazla olabiliyorken, VR motorda bu açı 10-15 derece arasındadır. Yani VR motor teknik anlamda hem V motor tanımına uygundur, hem de bazı özellikleri bakımından sıralı motorlara benzer. Bu motorun üretiliş amacı da budur: V ve sıralı motorun artılarını bir motorda toplamak. V ve sıralı motor hakkında kısa bir karşılaştırma yaptığımızda bu artılar kafamızda daha iyi canlanacaktır.


  • V motoru iki sıralı motorun birleştirilmiş hali olarak düşündük: bu aynı silindir sayısına sahip bir V motorun, sıralı motora göre daha fazla hareketli ve hareketsiz parça içermesi anlamına gelir.
  • Aynı silindir sayısına sahip bir V motor, sıralı motora göre daha kompakttır, diğer bir deyişle motor için ayrılan alanı daha verimli kullanmaya olanak sağlar. 
  • Silindir sayısı arttığı zaman, motorun çalışması esnasında meydana gelen kuvvetleri kontol altında tutmada V motor sıralı motora göre daha başarılıdır
  • V motorun aracın ağırık merkezine olan katkısı, sıralı motordan daha fazladır.


Şimdi kafamızda daha net bir VR modeli canlanıyor: sıralı motor gibi daha az parçadan oluşacak, daha basit bir yapıya sahip olacak, V motor gibi kompakt bir yapıya sahip olacak, silindir sayısı 4 ten fazla olsa bile balans konusunda başarılı olacak... İşte VR motor:

VR motorun çalışma prensibi 4 zamanlı benzin motoruyla aynıdır. VR motorda hava girişi ve atık gazların tahliyesi için 1 emme, 1 egzos manifoldu yeterlidir. Farklı silindir bloklarının birleştirilme açısı çok dar olduğu için tek silindir kapağına ihtiyaç vardır. Bloklar tek krank miline bağlıdır. Piston kafaları da açılı olduğu için silindir uzunluğu (ing: stroke) kısıtlıdır.

VR motorların en yaygın kullanıldığı araçlar, dış görüntü olarak standart araçlardan farkı olmayan fakat performans açısından kullanıcısına beklenenden biraz daha fazlasını verebilen Alman araçlarıdır:







23 Temmuz 2015 Perşembe

Silindir Konfigürasyonlarına Göre Motorlar 4. Bölüm: Boksör, Düz, H ve 180 derece V Motor


Sıralı ve V motorlardan hatırlayacağınız üzere sıralı motorları birbirleriyle farklı şekillerde birleştirerek (en azından teoride) farklı özellikler gösteren motorlar üretmek mümkün. Boksör ve düz motor da birbirinden küçük farklılıklar gösteren iki sıralı motorun yatay olarak birleştirilmiş versiyonu olarak düşünülebilir.

Sırt sırta vermiş vermiş, aynı anda ve zıt yöne yumruk atıp, aynı anda yumruklarını geri çeken 2 boksörü düşünülelim. Boksörlerin kol ve yumruklarını piston olarak kabul edersek, bu boksör motorun çalışma şekli olur. Adı da buradan gelir. Düz motoru zihnimizde daha iyi canlandırmak için ise yine sırt sırta duran iki boksörün karşıya yumruk attığını, fakat biri yumruk atarken diğerinin yumruğunu geri çektiğini düşünebiliriz.

Yani boksör motorda pistonlar üst ve alt ölü noktaya aynı anda ulaşıyorken, düz motorda biri alt ölü noktadayken diğeri üst ölü noktada oluyor. Şimdi H ve 180 derece V motorları daha iyi anlamak için yukarıda yazan hareketleri 2 çift boksörün yan yana durarak tekrarladığını düşünelim. Aynı anda yumruk atıp aynı anda geri çeken iki boksötün kolları H harfinin dik çizgilerine, yan yana duran vücutları ise H harfinin yatay çizgisine benzer. H motorun adı buradan gelir. V motorlardan hatırlayacağınız üzere yanma tüm silindirlerde farklı zamanlarda meydana gelir (bir boksör yumruk atarken diğeri yumruğunu çeker). 180 derece V motoru diğer V'lerden ve H motordan ayıran farklılık da bu durumdan kaynaklanır. Ayrıca bahsedilen hareketi tamamlayabilmesi için boksör motorun her piston kolunun farklı bir krank pimine, düz motorun karşılıklı her iki kolunun ise aynı krank pimine bağlanması gerekir.

düz(sol), boksör(sağ)


Yani özetle silindirleri bir krank mili etrafında yer düzlemine paralel olarak yerleştiren motorlara yanma ve bağlantı özelliklerine göre boksör motor veya düz motor diyoruz. Her ne kadar teknik anlamda bu farklılıklardan dolayı farklı isimlerde adlandırılsalar da, günümüzde bu tip motorların geneli boksör motor olarak adlandırılmaktadır. Örneğin Ferrari 1973-1984 yılları arasında ürettiği Berlinetta serisi araçlarında 12 silindirli bir düz motor kullanmıştır fakat araçlar " Boxer " olarak anılır. Bu yüzden yazının devamında bu motorların genelinden " boksör motor " olarak söz edeceğiz.




Boksör motorları diğerlerinden farklı kılan birkaç büyük avantajı vardır, bunlar kapladığı yer, ağırlık merkezi ve sarsıntı ve titreşim yönünden daha tatminkar oluşudur. Şöyle ki;


  • Boksör motor yatay olarak geniş ve dikey olarak fazla yüksek olmaya bir motordur. Bu sayede aracın kaput bölmesinde diğer ekipmanlar için daha fazla yer sağlayabilir.
  • Ağırlık merkezi diğer motorlara göre daha aşağıdadır. Motorun arabayı oluşturan en ağır ekipmanlardan biri olduğu hesaba katıldığında, bu durum boksör motor kullanan araçların ağırlık merkezini daha aşağıya çekmede yardımcı olur. Aşağıdaki ağırlık merkezinin aşağıda olması yüksek performanslı araçların sürüş dinamiklerine önemli ölçüde katkıda bulunur.
  • Boksör motor, motorun çalışması esnasında ortaya çıkan kuvvetleri dengelemede daha başarılıdır. Bu sayede bir balans mili veya krankta ekstra ağırlık olmadan da gayet stabil çalışabilir.
Bu özellikleri boksör motoru diğer motorlardan öne çıkarır fakat her motorda olduğu gibi boksör motorda da bazı istenmeyen özellikler mevcuttur, bunlar:

  • İstenmeyen gürültülerin fazla oluşu
  • Fazla yakıt tüketimi
  • Bakım yapacak kişi/yer bulmanın zorluğu
  • Kullanıma bağlı olarak kısa motor ömrü.

Boksör motor günümüze dek farklı zamanlarda farklı üreticiler tarafından denenmiş fakat hiçbir zaman bir sıralı ya da V motor kadar başarılı olamamıştır. Bunun nedeni boksör motorun yukarıda yazılan sadece belirli spesifik amaçlara, özellikle spor kullanıma, uygun bir motor oluşudur. Boksör motor kullanan araçlar arasında hepimizin aşina olduğu en belirgin örnek VW Beetle modelidir: 

Boksör motorun neden kullanıldığı, ne işe yaradığı gibi sorulara cevap veren en güzel örnek Beetle'dir. Çok hafif olan bu ve benzeri araçlarda savrulmaları önlemek ve daha stabil yol tutuşu sağlamak için ağırlık merkezi hayati önem taşır. Beetle'de kullanılan boksör motorun ilk avantajı budur.

 İkincisi, bu araçta motor önde değil, arkada konumlandırılmıştır. Ebatları açısından arabaya monte edilmesi daha kolay olan boksör motor, Beetle'da arkada konumlandırılarak önde bagaj bölmesi için yer ayrılmasına olanak sağlamıştır.

Boksör motor kullanan araçların başarılı örneklerinden biri olan Beetle, 50 yılı aşkın bir süre boyunca üretilmiş ve çok çeşitli amaçlarla kullanılmıştır. Boksör motor kullanan aşina olduğumuz markalardan bir diğeri Porsche'dir:




Spor kullanıma yönelik, güçlü ve hızlı olan bu araçlarda ve birkaç diğer Porsche modelinde de boksör motor aracın arkasında konumlandırılarak kullanılmıştır. Arkadaki kısıtlı alana sığabilen motor sayesinde yine önde bagaj için geniş bir yer ayrılmıştır:

Japon üreticiler Toyota ve Subaru'da boksör motorlar geliştiren üreticilerdendir. İki firmanın birlikte yürüttüğü çalışmalar mevcuttur Subaru birçok aracında halen boksör motor kullanmaktadır ve geliştirmeye devam etmektedir.



Yolcu araçlarında kullanılabilen ilk turbodizel boksör motor da Subaru tarafından 2006 yılında üretilmiştir.
Özetle boksör motor en çok belirli karakterde, belirli amaçlara yönelik araçlar üreten markalar tarafından daha çok kullanılır ya da yer, ağırlık merkezi gibi sıkıntılar yaşandığı zaman problemi çözmede uygun bir seçenektir. Subaru'nun turbodizel versiyonu üretmesinden sonra boksör motorların daha da yaygınlaşacağını savunanlar mevcuttur.

21 Temmuz 2015 Salı

Silindir Konfigürasyonlarına Göre Motorlar 3. Bölüm: V Motor

Her ne kadar ülkemizde görmeye pek alışık olmasak bile, V tipi motorlar dünya genelinde sıralı motorlardan sonra en çok tercih edilen motor türüdür. Vergi, akaryakıt gibi sıkıntıların olmadığı, otomotiv endüstrisi gelişmiş ülkelerde günlük kullanıma yönelik araçlarda bile kullanılan bu motor türü ile ülkemizde sadece lüks veya spor araçlarda, performans araçlarında ve bazı arazi taşıtlarında karşılaşmak mümkün.




Bunun sebebi V motorun aslında aynı krank milini döndüren 2 sıralı motorun belirli bir açıyla birleştirilmiş versiyonu olması. Örneğin V8, iki adet sıralı 4 silindirli motorun birleştirilmesiyle elde edilebilir. V motorun bütün avantajları ve dezavantajları tam olarak bu durumdan kaynaklanır. Şöyle ki:




  • Aynı krank milini döndüren 2 sıralı motoru birleştirmek demek, V motorun teorik olarak iki farklı motor bloğu ve iki farklı silindir kapağına sahip olması demektir. Bu, aynı silindir sayısına sahip V motorun sıralı motordan daha fazla parça içerdiği anlamına gelir.               
  • Aynı silindir sayısına sahip bir sıralı ve bir V motoru ele alalım. Silindir sayısı arttıkça sıralı motor gitgide ince-uzun bir şekle girer. V motor ise daha kübik bir şekil alır. Bundan dolayı V motor, arabada motor için ayrılan kısmı daha ekonomik ve daha verimli kullanır. Silindir sayısı fazla ise, V motor daha kompakttır.                                                                       
  • V motorda sarsıntı, titreşim gibi istenmeyen durumları kontrol etme imkanı sıralı motora göre daha fazladır. Bu da bu motor tipini daha ergonomik yapar.                                            
  • V motorların en popüler olanları V6, V8, V10 ve V12'dir. Yani genel olarak V motor fazla silindir ve büyük hacimle özdeşleşmiştir. Bu şartlarda yüksek performans elde etmek küçük hacimli sıradan motorlardan performans elde etmeye çalışmaktan çok daha kolay olduğundan, V motorlar denildiğinde akla ilk olarak daha fazla beygir gücü ve tork gelir: karşılaştığımız makam araçlarının, performans araçlarının, spor ve egzotik araçların çok büyük bir yüzdesi V motor kullanır. Hatta Formula 1 araçlarında kullanılan motor da bir V motordur.                     
  • İki adet sıralı motorun birleşimi olduğundan, ağırlık merkezi sıralı motorlarda olduğu gibi üst tarafa daha yakındır.





Silindir Konfigürasyonlarına Göre Motorlar 2. Bölüm: Sıralı Motor

Sıralı motor, otomotiv endüstrisinde en yaygın kullanılan motorlardan biridir. Adını silindirlerin yan yana veya biri diğerinin arkasına gelecek şekilde olan, yani sıralı olarak dizayn edilen tasarımından alır.  Dünya genelinde Inline, Straight, I ve L olarak sembolize edilirler fakat Alman araçlarında zaman zaman " Reihenmotor " kelimesi de kullanılır. Örneğin 4 silindirli sıralı tip motor dünya genelinde "Straight four", "Inline 4", "I4" veya "L4" olarak sembolize edilebilir.






Sıralı tip motorlar içten yanmalı motorun icadından günümüze kadar olan süreçte 2 silindirden 14 silindire kadar geniş bir yelpazede üretilmiş fakat birçoğu hem mühendislik hem kullanım gerekliliklerini sağlamada başarısız olduğu için popülerliklerini yitirmişlerdir. Bugün en yaygın olarak kullanılan sıralı motor 4 silindirli olandır. Küçük, hafif ve ekonomik kullanım amacı taşıyan araçlarda ise 3 silindirli sıradan motorlar eskiye kıyasla daha çok kullanılmaktadır. Silindir sayısı 6 veya 8 olan sıralı tip motorlar da sıralı olarak üretilebilir fakat günümüzde bu tip motorların V tip başta olmak üzere daha farklı formlarda üretilmesi hem motora gerekenleri verebilmek hem de motordan isteneni alabilmek açısından daha uygun görülmektedir.




4 silindirli motor sıralı tip motorların en yaygın olanıdır. Bu kadar popüler olmasının sebepleri hafif, az hareketli parçaya sahip, bakımı kolay ve kompakt olmasıdır. Bu motorda ağırlık merkezi yukarıya daha yakındır. En büyük dezavantajı ise ikincil kuvvetlerin motorda istenmeyen sarsıntı ve titreşimlere neden olmasıdır. 2.5-3.0 litre hacimden daha büyük veya 0.9 litreden daha küçük hacimlerde l4 motorlar yaygın değildir. I6 yani sıralı silindire sahip motorlar ikincil kuvvetlerin dengelenmesi açısından daha başarılıdır, tatmin edici performans değerleri sunarlar. Toyota Supra (2JZ kodlu motor) Nissan Skyline GTR (RB26DETT) yüksek performansa yatkın inline-6 tipi motorların en bilinen örneklerindendir. En büyük dezavantajı fazla yer kaplamalarıdır.





Bazı sıralı motorlarda silindirler tamamen dik değildir, dikeyle belirli bir açı yaparlar. Bu tip motorlar "slant" veya "slanted" olarak adlandırılır. Bu genelde Amerikan araçlarının motorlarında ( Chrysler, Hemi vs.) görülür. Ülkemizde yatık motor olarak bilinen, Fiat'ın Tempra ve Tipo model araçlarında kullandığı motor çeşidinin de bazı yabancı araba sitelerinde " slant " olduğu iddia edilmektedir.