Benzin Motoru (Otto Çevrimi): 4 Zamanlı Benzin Motoru Nasıl Çalışır, Çalışma Prensipleri Nelerdir?

Benzin motoru bir fosil yakıt olan benzini kullanır ve benzinin yanması sonucu meydana gelen değişiklikler sayesinde mekanik enerji üretir. 4 zamanlı benzin motorunun bir silindirinde meydana gelen 1 tam çevrimde sırasıyla şu olaylar meydana gelir:

1. Zaman: Emme (ing: intake): Yakıt ve hava karışımı emme manifoldundan silindire alınır. Emme zamanı esnasında silindirin hacmi genişler, bunun sebebi pistonun üst ölü noktadan (ing: top dead center) alt ölü noktaya (ing: bottom dead center) doğru hareket etmesidir. Silindire alınan karışım emme valfi (inlet valve) aracılığıyla kontrol edilir.

2. Zaman: Sıkıştırma (ing: compression): 1. zamanın tamamlanmasıyla emme valfi kapanır. Alt ölü noktadaki piston üst ölü noktaya doğru hareket etmeye başlar. Piston üst ölü noktaya yaklaştıkça hacim azalır, basınç artar, basıncın artmasından dolayı içerideki gaz karışımının sıcaklığı basınçla orantılı olacak şekilde artar. Piston üst ölü noktaya ulaştığında sıkıştırma zamanı tamamlanmış olur ve piston içindeki sıkışmış ve ısınmış hava ve yakıt karışımı yanma tepkimesi gerçekleştirmeye hazır hale gelir.

3. Zaman: Yanma (güç) (ing: power): Tepkimeye girmeye hazır haldeki karışıma buji (ing: spark plug) vasıtasıyla kıvılcım verilerek tepkimenin başlaması için gereken aktivasyon enerjisi düzeyine ulaşılır ve tepkime başlar. Yakıtın oksijenle yanma reaksiyonuna girmesi sonucu ( yanma reaksiyonları ısı açığa çıkaran (egzotermik) reaksiyonlardır) silindir içerisindeki sıcaklık aniden aşırı derece yükselir ve basınç artar. Silindir teorik olarak pistonlu bir kap olduğu için artan sıcaklık ve basınç pistonu alt ölü noktaya gitmeye zorlar. Piston alt ölü noktaya geldiğinde 3. zaman tamamlanmış olur.

4. zaman: Egzos (ing: exhaust): Piston alt ölü noktadadır ve silindirin içi tepkime sonucu üretilen atık gazla doludur. Dördüncü zaman silindirdeki atık gazların dışarıya tahliye edilmesi sürecidir. Egzos valfi açılır ve piston alt ölü noktadan üst ölü noktaya hareket eder. Bu hareket piston içi hacmi küçülttüğü için atık gazları egzoz valfi açıklığından silindiri terk etmeye zorlar. 4. zaman tamamlandığında 1 tam çevrim tamamlanmış olur.