KARBÜRASYON

Otto motorlarında,emme strokunda silindire alınan yakıt hava karışım sıkıştırma strokunda sonuna doğru ,uygun bir zamanda bujinin attığı kıvılcım ateşlenerek yakılır.Açığa çıkan enerji pistonu iterek mekanik işin oluşmasını sağlar. Silindirin dışında yakıtla havanın belirli oranlarda karıştırılma işlemi genel anlamda karbürasyon uygun karışımı sağlayan aygıta da karbürator olarak adlandırılır. Otto çevrimi ile çalışan motorlarda yaygın olarak kullanılan yakıt benzindir. Bunun yanında metanol ,benzon,alkol-benzin karışımı ve sıvılaştırılmış petrol  gazı (LPG) kullanılır. Yakıt değiştiği zaman yakıtın içerdiği yanabilir maddelerin cins ve oranlarına bağlı olarak gerekli olan hava miktarı da farklı olacaktır.

Yaygın olarak kullanılan benzin-hava karışımının tutuşabilirlik sınırı yaklaşık  my/mh=1/18-1/9 arsında değişmektedir. Yani 1/18’den daha fakir ve 1/9’dan daha zengin yakıt-hava karışımı,tutuşma  sınırlarının dışında olduğundan yakılamaz Karbüratörde ortalama değer olarak karışım oranı yaklaşık 1/18 mertebesinde gerçeklenir. Ama bu oranın ortam ve motorun çalıştırılma şartlarına bağlı olarak daha farklı değerlerde olması gerekir.

Genel çalışma şartları olarak ,değişken yük,devir sayısı, ve ortam gözönüne alındığında .

KABÜRATÖR’DEN BEKLENEN ÖZELLİKLER;

1-Soğuk ortamlarda ilk hareket kolaylığı 

2-Her türlü çalışma aralığında ,istenilen oranda yakıt-hava karışımının temini

3-Yakıtın tamamen pülverize olarak emme havasına karışmasının sağlanması böylece homojen karışım elde edilmesi

4-Ani hızlandırmalarda gerekli olan karışım oranı sağlanması

5-Motor boşta çalışırken mümkün olduğu kadar ekonomiklik sağlanması

6-Temizleme ve servis gereksinimin kolaylıkla gerçekleştirilebilmesi içi kolay sökülebilir,temizlenebilir, ve ayarlanabilir bir yapıda olmasıdır

Fakir Karışımla Çalıştırılmasında Şu Olumsuzluklar Meydana Gelir;

1-Yanma süresi fakir karışımlarda uzayacağından silindirde yanmanın tamamlanması sonucu,egzosta alev tepmesi başlar.

2-Egzost periyodu başladığında ,yanmanın sürmesi egzost sübaplarının oturma yüzeylerinin aşırı sıcaklık nedeniyle tahrip olmasına neden olur.

3- Özellikle egzost sübabı bölgesinde sıcaklıkların artmasına vuruntu veya kontrolsüz ateşlemelerin ortaya çıkmasına neden olur.

Zengin Karışımla Motorun Çalıştırılması Şu Olumsuzluklar Ortaya Çıkar;

1-Piston üst yüzü ve yanma odası cidarları kurumlanır. Silindir segman ve piston yüzeylerindeki aşınmalar hızlanır.

2-Kurumlanma,yani karbon tabakasının yanma odası cidarlarında  

birikmesi,kontrolsüz ateşlemenin ortaya çıkmasına sebep olur.

3-Tam yanmanın sağlanamaması,egzost gazı emisyonlarının sağlığa zararlı CO  ve yanmamış HC yüzdelerinin artmasına sebep olur. Bu da hava kirliliğini arttırır.

4-Silindire giren fazla benzin özellikle motorun ısınma periyodunda silindirdeki cidarlarındaki yağlama yağının vizkozitesini düşürür. Bu yüzden silindirdeki aşınmalar hızlanır.

5-Yanma verimi düşeceğinden motorun yakıt sarfiyatı artar.

BASİT KARBÜRATÖR VE ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

Pistonun emme strokunda,silindir içerisinde yaratılan düşük basınç atmosfer şartlarındaki havanın silindire dolmasını sağlar. Havanın silindire akış hızı,genel anlamda strok hacminin ve pistonun ortalama hızına  bağlıdır. Otto motorlarında karbürasyon şu şekilde olur:

Emme kanalında silindire dalan havanın,kanalda kesit daralması sonucu hava hızı arttırılır ve basıncın bu bölgede düşmesi sağlanır. Basıncın düşürüldüğü bölgeye bir ucu açık yakıt sisteminden ana meme yardımıyla istenilen karışım oranını sağlayacak şekilde yakıt püskürtülmesi sağlanır.

1-SABİT KARBÜRATÖR ELEMANLARI:

Sabit seviye kabı:

Sabit seviye kabı , kabüratörün ihtiyacı olan  benzini hazır bulundurur. Yakıt pompası çalıştığı müddetçe karbüratör yakıt gönderir. Ancak, pompanın gönderdiği bu yakıt tamamen harcanmaz. İşte; sabit seviye kabının görevi kabüratörde belli bir seviyede bir miktar yakıtı hazır bulundurmaktır. Bu seviye azalacak olursa sabit seviye kabına benzin alınır, seviye yeterli olunca pompanın gönderdiği yakıt içeri alınmaz. Ventüride meydana gelen basınç düşüşü sayesinde sabit seviye kabında bulunan benzin basınç farkı sayesinde karbüratöre girer.

B-Şamandıra:

Sabit seviye kabında benzin seviyesi yüksek olursa, fıskiyeden gereğinden fazla benzin geçerek taşar. Seviye düşük olursa bu takdirde fıskiyeye daha az benzin geleceği için karışımın fakirleşmesine neden olur. Yakıt seviyesini aynı yükseklikte sabit tutmak için sabit seviye kabında bir şamandıra bulunur. Şamandıra bir ucundan tespit pimi ile kabın içerisinde oynak olarak tespit edilir. Şamandıranın üzerinde, şamandıra iğnesi ve iğnenin kapattığı yakıt giriş yuvası vardır. Motor çalıştığı zaman, yakıt pompası aldığı hareketle karbüratöre yakıt gönderir. Pompanın gönderdiği yakıt, karbüratörün sabit seviye kabına , şamandıra iğnesi yuvasından geçerek dolar. Pompanın gönderdiği yakıt; ana emme fıskiyesinden karbüratör boğazına verilen miktardan fazla olduğu için, sabit seviye kabında benzin  birikmeye başlar ve şamandıra kabında bulunan yüzen şamandıra, yukarı kalkarak şamandıra iğnesini yuvasına sızdırmaz şekilde oturtur.

Ana meme:

Basit karbüratördeki ana memenin görevi, silindire dolan emme havası ile istenilen oranda karışımı gerçeklemek için ventüriye  gönderilen yakıt miktarını ölçmektir.

2- MÜKEMMEL KARBÜRATÖR ELEMANLARI:

Yardımcı meme:

Motor düşük devir sayılarında çalıştırılırken ventüriye yakıt hem ana hem de  yardımcı memeden sevk edilir. Yardımcı hazne içindeki yakıt seviyesi, sabit seviye kabındaki ile aynıdır. Devir sayısı arttığı zaman yardımcı hazneden emilen yakıt miktarı; hazneyi besleyen yakıt miktarını aştığı andan itibaren yardımcı haznedeki yakıt seviyesi düşmeye başlar. Devir sayısı arttırılırsa, ana memenin karışım karakteristiğini zenginleştirici etkisinin yanında, yardımcı hazneye akan yakıtla birlikte frenleyici hava, ventüride basınç yükselticeğinden emilen yakıt miktarını azaltıcı veya diğer bir deyişle karışımı fakirleştirici etkide bulunur. Devir sayısının artışı oranında ventüri basıncı Po düşer  ve bunun sonucu ventüriye hazneden gelen frenleyici havada artarak  Po basıncının düşme hızını yavaşlatır. Böylece karışım oranın sabitliği korunmuş olur.

Rölanti memesi:

Rölantide çalışma,mümkün olduğu kadar düşük devirde az yakıt sarfiyatıyla gerçeklenmelidir. Motor ralantide çalışırken effektif olarak motordan güç çıkışı söz konusu değildir ve bu çalışma konumunda motorun gücü sadece iç sürtünmelerin yenilmesinde harcanır. Rölantide çalışmada motor devri (250/1100 d/d) düşük olduğundan gaz kelebeği kapalıya yakın bir pozisyondadır. Rölanti düzeninde, kapalıya yakın konumda olan gaz kelebeği ile emme kanalı arasındaki dar kesitten yakıt emilmesi için yararlanılır. Dar aralıkta ses hızı mertebesinde geçen emme havası bu bölgede basıncın kritik basınç oranına erişecek düzeyde düşmesini sağlar.Bu bölgeye rölanti memesinden ölçülerek gelen yakıt sevk edilirse basınç yeteri kadar düşük olduğundan istenilen homojenlikte karışım elde edilir.

Yakıtın pülverizasyonunu arttırmak ve gerekli karışım oranını ayarlamak amacıyla atmosfer basıncındaki hava ralanti memesinden gelen yakıt sistemine bağlanır. Rölanti havasının miktarı bir vida yardımıyla ayarlanabilir.

Kapış pompası:

Motor düşük hızda çalışırken gaz kelebeği kapalı durumda bulunur. Bu kelebek aniden açılırsa karbüratördeki hava yakıt karışımının denge durumu geçici olarak bozulur. Hızlanma için, motorun normalden daha zengin karışıma ihtiyacı vardır. Motor ralantide çalışırken gaz kelebeği altında kuvvetli bir vakum vardır. Bu nedenle, gaz kelebeği aniden açılınca, atmosferik basınç altındaki hava birden bire, emme manifolduna hücum eder ve manifold vakumu ani olarak düşer. Hava akımının bu kadar ani olarak artması sonucu, karışımın geçici olarak zenginleştirilmesi gerekir. Bu nedenle, gerek duyulan fazla benzin karbüratördeki kapış pompası ile sağlanır.

Gaz kelebeği aniden açılınca, alçak hız devresi gerekli yakıtı temin edemez. Yüksek hız fiskıyesinin temin edebilmesi için ise kısa bir zamana gerek vardır. Bu ise motorda bir kesiklik olmasına neden olur ve motor yüksek hıza geçemez. Motorun duraklama yapmaması için, gaz kelebeği bağlantıları ile beraber çalışan kapış pompası pistonu kelebek açıldığı anda aşağı doğru hareket ederek, karbüratör boğazına daha fazla benzin gönderir.

İlk hareket düzeni:

 Motorun ilk harekete geçirilebilmesi için silindir içerisine tutuşabilir karışımın alınması ve bu karışımın alınması ve bu karışımın sıkıştırılarak ateşlenmesi gereklidir. Bu proseslerin sağlanabilmesi için de motor çalıştırılmak istendiğinde bir dış etken vasıtasıyla döndürülür. İlk harekete geçirmede motora kazandırılan devir sayısı 150-250 d/d mertebesindedir. Düşük devir sayısında dönen motorun,ventüriden geçen emme havasına kazandırdığı hızda düşüktür. Bunun sonucu olarak ventüri dar boğazında sağlanan Po basıncı tutuşabilir karışımı oluşturacak düzeyde yakıt emilmesini gerçekleştiremez.

Diğer yandan ilk harekete geçmede emme kanalları ve silindir cidarları soğuk olduğundan, karışımın içerisindeki yakıtın buharlaşmasına herhangi bir katkısı olmaz. Tam tersine, ventüride düşük basınç nedeniyle kısmen buharlaşmış yakıtın ve karışımın içerisindeki sıvı yakıt zerrelerinin emme manifoldu ve silindir cidarlarında büyük bir oranda yoğuşmasına sebep olur. Bunun sonucu olarak da, sıkıştırma sonu stroku sonuna doğru ateşleme başlangıcında silindirin içerisinde heterojen ve tutuşma sınırları dışında fakir bir karışım mevcuttur. Bu şartlar altında silindir içerisinde fakir karışımın yakılabilmesi ve ilk harekete geçirilmesi güçtür. Kış aylarında bu olumsuzluk daha da artar.

Motorun güvenle ilk harekete geçirilmesi için, her şeyden önce silindirde tutuşabilir düzeyde karışımın sağlanması gerekir. Bunun için de, motor ilk harekete geçirilirken karışımın zenginleştirilmesi zorunludur. Otto motorlarında kullanılan ilk hareket düzenleri:

I-Jigle:

En basit ilk harekete geçirme düzenidir. Sabit seviye kabına yerleştirilen bir buton elle kumanda edilmek suretiyle şamandıra aşağıya doğru bastırılır. Şamandıranın aşağı doğru hareketi yakıt girişini kapatan iğnenin girişi açmasına neden olur. Sabit seviye kabına giren yakıt, kaptaki yakıt seviyesini yükselteceğinden, ventüriye yakıt taşmasını sağlar. Taşan yakıt emme havasıyla sürüklenerek zengin bir karışımın silindire dolmasına sebep olur

II-Hava kelebeği:

Ventüriye gelmeden önce emme kanalına bir kelebek yerleştirilir. Hava kelebeği olarak tanımlanan bu kelebek, bir çubuk sistemi vasıtasıyla gaz kelebeğine bağlanmıştır. Motor soğukta ilk harekete geçirilmek istendiğinde hava kelebeği kapatılır. Hava kelebeğine bağlı olan çubuk sistemi, bu esnada gaz kelebeğinin bir miktar açılmasını sağlar. Hava kelebeğinin sebep olduğu emme kanalındaki kısılma, emme periyodunda kelebekle silindir arasındaki bütün bölgede basıncın düşmesine sebep olur. Yapılan basınç düşüklüğünün mertebesi bazı karbüratörlerde hava kelebeğinin kesiti kapatma oranıyla, bazılarında ise kesiti tam kapatan hava kelebeği üzerinde ikinci bir klape’nin açılmasını sınırlayan yay basıncı ile gerçekleşir. Birinci tip hava kelebeğinde, ana memeden emilen yakıtın miktarını kontrol etmek biraz daha güçtür. Gereğinden uzun süre kelebeğin kapalı tutulması aşırı benzin emilmesine neden olur. Karışımın tutuşma sınırları üzerinde zenginleşmesi motorun ilk hareketini engeller. (motorun boğulması) Hava kelebeğinin üstünde yaylı bir klape’nin bulunması, emme kanalında sağlanan basınç düşüşünün belli bir mertebeye erişmesiyle açılan klape’den silindire hava girişini sağlar. Böylece karışımın tutuşma sınırlarının dışına çıkacak şekilde zenginleşmesi engellenir.

Bu tip karbüratörlerde, hava kelebeğinin açılıp kapanması termostatik olarak kontrol edilir. Bunun amacı motor çalıştırıldıktan sonra hava kelebeğinin kapalı unutulması sonucu sürekli zengin karışımla çalışması önlenir.

Bimetal malzemeden yapılmış spiral yay, soğuk ortam şartlarında çubuk sistemi ile hava kelebeğini kapalı tutar. Bimetal spiral yay motor sıcaklığından etkilendirilir. Bu durum, yağlama yağı, soğutma suyu, emme havası sıcaklığının motorun ısınma periyodundaki değişimi ile sağlanır. Bimetal spiral’in sıcaklığı arttıkça, genleşme nedeni ile ucundaki konum değiştiren çubuk sistemi ile hava kelebeğinin otomatik olarak açılmasını sağlar.

Bazı tip hava kelebeklerinde ise hava kelebeğinin kontrolü bimetal spiral ile birlikte manifold vakum değişiminden etkilenen yardımcı piston veya diyafram düzeni ile sağlanır

III-Starter

Hava kelebekli ilk hareket düzeninin kaplı unutulmasının dışında motorun çalışmasına etkisi vardır. Emme kanalına yerleştirilen hava kelebeği düzeni havanın silindire akışındaki kayıpları arttırır. Volümetrik verimin az da olsa düşmesine sebep olur .Bu mahsurun giderilmesi için bazı tip karbüratörlerde gaz kelebeğinin kapalıya yakın pozisyonunda (RÖLANTİ konumunda ) emme kanalıyla arasındaki dar kesitte yaratılan düşük basınçtan yararlanılarak ayrı bir düzende yakıt emilmesini sağlayan sistem kullanılmaktadır.

Motor ilk harekete geçirilmeden önce,bimetal spiral pistonu yakıt kanalını açık tutacak şekilde tutar. Motor ilk harekete geçirilmesinde gerekli olan yakıt,starter  memesinden ölçülerek gelir ve hava memesinden gelen hava ile birlikte yakıtın sevk edilmesindeki amaç karışımın homojenliğini sağlamaktır. Motor ilk harekete geçirildikten sonra,bimetal spiral sıcaklık artışından etkilenerek genleşir ve pistonun yakıt kanalını kapatacak şekilde hareket etmesine sağlar. Starter düzeni motor rejim sıcaklığına düşünceye kadar gaz kelebeğinin açık tutulması halinde devreden çıkar. Starter düzenlerinde yakıt sevkinin kontrolü şekilde görüldüğü gibi doğrusal hareketli pistonla veya döner muslukla sağlanabilir.

3-KARIŞIM ORANINI SABİTLEŞTİRİCİ DÜZENLER

A-Ana meme yardımcı meme:

Motor en fazla çalıştırıldığı kısmi yük bölgelerinde karışım, çalışma şartları bozulmayacak oranda fakir olmalı ve sabitliğini koruyabilmelidir. Motor düşük devir sayısında çalıştırılırken venturiye yakıt hem ana hem de yardımcı memeden sevk edilir. Devir sayısı arttığı zaman ana memenin karışım karakteristiğini zenginleştirici etkisinin yanında, yaklaşık H statik yüksekliği ile yardımcı hazneye akan yakıtla birlikte frenleyici hava, venturide basınç yükseleceğinden emilen yakıt miktarını azaltıcı veya diğer bir deyişle karışımı fakirleştirici etkide bulunur. Devir sayısının artışı oranında venturi basıncı Po düşer ve bunun sonucu venturiye yardımcı hazneden gelen frenleyici hava da artarak Po basıncının düşme hızını yavaşlatır. Böylece karışım oranının sabitliği korunmuş olur.

B-Değişken venturi kesiti:

Farklı motor devir sayılarında otomatik olarak küçülüp, büyüyerek venturi kesitindeki düşük Po basıncının sabit bir düzeyde kalmasını sağlar.

Venturi şekilde görüldüğü gibi bir yandan aşağı yukarı hareket serbestisi olan (A) pistonu ile, diğer yandan akış kesitini daraltan emme kanalı yüzeyi ile sınırlıdır

4-  ÖRNEK KARBÜRATÖRLERİN ETÜDÜ

ZENİTH Karbüratörü:

Motor düşük devir sayılarında çalıştırılırken venturiye yakıt hem ana hem de  yardımcı memeden sevk edilir. Yardımcı hazne içindeki yakıt seviyesi, sabit seviye kabındaki ile aynıdır. Devir sayısı arttığı zaman yardımcı hazneden emilen yakıt miktarı; hazneyi besleyen yakıt miktarını aştığı andan itibaren yardımcı haznedeki yakıt seviyesi düşmeye başlar. Devir sayısı arttırılırsa, ana memenin karışım karakteristiğini zenginleştirici etkisinin yanında, yardımcı hazneye akan yakıtla birlikte frenleyici hava, venturide basınç yükselteceğinden emilen yakıt miktarını azaltıcı veya diğer bir deyişle karışımı fakirleştirici etkide bulunur. Devir sayısının artışı oranında venturi basıncı Po düşer  ve bunun sonucu venturiye hazneden gelen frenleyici havada artarak  Po basıncının düşme hızını yavaşlatır. Böylece karışım oranın sabitliği korunmuş olur.

B-SOLEX Karbüratörü:

(b)borusunda çevresel sıra sıra delikler mevcut olup bu boru (c) yakıt borusunun içine geçmiştir. (b) borusunun içinde venturi basıncı, dışında ise atmosfer basıncı etki etmektedir. Şekilde B noktasına karşıt devir sayısında istenilen karışım oranı ana memeden gelen yakıtla sağlanır. Bu devir sayısının üstüne çıkıldığında, artan hava hızıyla, düşen Po basıncı, (b) ve (c) boruları arasındaki yakıt seviyesinin de düşmesine sebep olur. Yakıt seviyesinin düşmesiyle serbest kalan 1.sıra deliklerden atm. basıncındaki hava venturi dar boğazına sevk olur. Bu frenleyici hava Po basıncının düşme hızını yavaşlatır. Devir sayısının artışı oranında azalan Po basıncı b-c boruları arasındaki yakıt seviyesini daha da düşürür ve (b) borusundaki diğer sıra deliklerden de venturiye frenleyici havanın geçmesine sebep olur. Yüksek devirlerde zenginleşen karışım karakteristiği artan frenleyici havayla dengelenerek karışım oranının sabit kalması sağlanır.

(A) pistonunun alt dış yüzeyine atmosfer basıncı, iç yüzeyine “k” kanalından geçen düşük basınç etki eder ve piston normal çalışma şartında düşük basınç düzeyine bağlı olarak yukarı kalkmaya çalışır. Pistonun içerisinde ki yayda basınç farkının neden olduğu kaldırma kuvvetini karşılayarak piston yukarı doğru hareketini sınırlar.

Motor devir sayısı arttıkça gaz kelebeğinin emme kanalında sebep olduğu kısalma azalır ve Px basıncı yay kuvvetini yenerek pistonun yukarı kalkmasını sağlar. Böylece genişleyen venturi kesitinden geçen hava debisinin artmasına karşın Po venturi basıncı sabit bir düzeyde kalır.

Düşük motor devrinde aşağı doğru hareket eden (A) pistonu venturi kesitini daraltarak bu kesitteki emme havası hızının artmasına, diğer bir deyişle Po basıncının belirli bir düzeyde kalmasını sağlar

Ana meme kesiti otomatik ayarlanabilir karbüratörler:

Carter ekonomi düzeni buna örnektir. Karışım oranının düzenlenmesi, ana meme kesitinin çalışma şartına bağlı olarak değiştirilmesi prensibine dayanır. Tam gazda çalışmada istenilen karışım oranı A yakıt memesinden emilerek gerçeklenir. Bu çalışma şartında yakıt memesini iğne tamamen kapatmıştır. Devir sayısının düşürülmesiyle ortaya çıkacak karışımdaki fakirleşme B memesinden ek yakıt sevkiyle gerçekleşir. B yakıt memesini kumanda eden konik veya çapı kademeli olarak değişen iğne, devir sayısındaki düşme oranında yukarı kalkarak toplam yakıt memesi kesitinin büyümesini ve böylece karışımın zenginleşmesini sağlar.

B yakıt memesi kesitini değiştiren iğne şekilde görüldüğü gibi mekanik olarak, hareketini gaz kelebeğinden alabileceği gibi, motor devri düştükçe artan manifold vakumundan etkilenen bir piston veya diyafram vasıtası ile de hareket ettirilebilir. Bu durumda vakum pistonun iğneye, devir sayısı düştükçe kesiti genişletecek şekilde hareket verir

ISITMA:

Motor ilk harekete geçirilirken gerekli olan zengin karışımın motorun ısınmaya başlamasıyla elle hava kelebeğine veya starter’e kumanda etmek suretiyle veya otomatik olarak motorun çalışmasını bozulmayacak şekilde fakirleştirir. Bu yapılmazsa ,ilk hareket için gerekli olan zengin karışımdan manifolt cidarlarında yoğuşan yakıtın da ısınma etkisiyle buharlaşmasıyla mevcut karışımın daha da zenginleşmesine neden olur. Karışımın tutuşma sınırlarının dışında zenginleşmesi halindeyse motor stop eder. Otor ilk harekete zengin karışımla geçirildikten sonra ilk hareket düzeninden çıkartılırsa,soğuk emme kanallarında ve silindirde yakıtın buharlaşan yüzdesi az olacağından yanma başlangıcında karışım heterojendir. Bu şartlar altında motor  ya düzensiz bir şekilde çalışmasını sürdürür ya da çalışma şartları için karışımın yeterli zenginlikte olmaması nedeniyle stop eder. Yeteri kadar zengin olmayan karışımla motor ısıtılmadan yüke verilince karbüratör tarafına doğru alev tepmesi olur ve motor durur.

Bu nedenlerle motorun herhangi bir sorunu olmaksızın yüke verilebilmesi için ilk harekete geçirildikten sonra fazla uygun olmamak koşuluyla belirli bir süre ısıtılması gerekir. Bu sürenin uzaması yakıt sarfiyatını arttırır.

Motorun en çabuk şekilde ısınması istenir. Zira bu evrede silindire giden aşırı yakıt silindir cidarlarındaki yağlama yağlarını temizler ve karışımdaki yağların incelmesine neden olur ve yağlanma azalacağından yağlama şartlarında motorda aşınmalar artacağından motorun ömrü kısalır.

Isınma süresinin kısa sürede tamamlanabilmesi için ilk hareket düzeneği yardımıyla motor rölanti devrinin biraz daha üstündeki bir hızla çalıştırılır. Rejim halindeki çalışmada da ateşleme başlangıcında silindirde alınan dolgunun homojenliği yüksek yanma verimi için önemlidir. Karbüratörlerle ,silindirler arasındaki dolgunun bekleme süresi dikkate alınarak silindire gönderilen yakıtın buharlaşması için kontrollü olarak dolgunun ısıtılması sağlanmalıdır. Dolgunu gereğinden az ısıtılması yakıtın buharlaşmasını azaltacağından karışımın homojenliğini olumsuz etkiler. Fazla ısınma ise ,volumetrik verimi ve buna bağlı olarak motorun gücünü olumsuz etkiler. Bu nedenle homojen karışımda sağlanan yüksek yanma verimini azaltacağından elde edilen kazancın gereğinde fazla ısıtmayla kaybolmaması için kontrollü olarak yapılmalıdır. Dolgunun ısınması için egzost gazları veya soğutma suyu vanasıyla emme manifoldu ısıtılır. Soğutma suyu ile emme manifoltunun ısıtılması ,ısınma süreleri egzost gazlarının ısıtmada olduğu kadar kısaltmadığından pek yaygın kullanılmaz. Egzost gazlarının ısısıyla,emme manifoltunun uygun bir bölgesinin  ısıtılmasının motorun volumetrik verimini düşüreceğini göz önünde tutmak gerekir. Emme manifoltunun tamamını egzost gazlarından yararlanılarak ısıtılması emme ve egzost manifoltu arasındaki kısımdır. Bu bölgede egzost gazları emme manifoltunun çevresinde kısmen veya tamamen dolaştırılır.

Yakıtın %50 hacmine karşıt kaynama noktası 105 C üstünde olmalıdır. Aksi halde silindire giren karışım içindeki yakıtın buharlaşma oranı azalacağından homojen karışım teşkili ve bunun sonucu verimli yanma sağlanamaz. Yakıtın %50 noktası ,ısınma periyodunda olduğu gibi ivmelenme yeteneği için de önem taşımaktadır

1-ATEŞLEME:

Bir benzin motorunun çalışabilmesi için temel unsura ihtiyaç vardır:

a-Tutuşabilir karışım

b-Kompresyon

c-Tutuşabilir enerji seviyesi

Stokiyometrik orandaki karışım elektrik arkı ile ateşlenmek için » 0.2 mj zengin ve fakir karışımlarda > 3 mj enerji yeterlidir. Fakat güvenle ateşleme yapılabilmesi için uygulamada daha fazla enerji ile ateşleme yapılır. Ateşlemenin güvenle yapılabilmesi için silindirde oluşturulan arkın daha uzun süreli olması gereklidir. (Buji tırnak aralığı büyük olmalı) Motor şartlarında güvenli ateşleme yapılabilmesi için gerekli ateşleme voltajı 25- 30 kV mertebesindedir.

2-ATEŞLEME AVANSI VE ETKİ EDEN FAKTÖRLER:

Termodinamik bakımdan çevrim veriminin maksimum olabilmesi için ısının tam üst ölü noktada (maksimum kompresyon anında) çevrime sokulması gereklidir. Bu da ancak yanmanın sonsuz hızda olması ile sağlanır. Gerçekte ise yanma hızı sonsuz değildir. O halde yanmanıntam ölü noktada tamamlana bilmesi için karışımın, piston üst ölü noktaya gelemden ateşlenmesi gerekir. Ateşleme avansı derece krank açısı ile ifade edilir.

Ateşleme avansı motorun çalışma şartlarına göre değişir.

Ralantide » 10-15 °KRMA

Maksimum devirde » 40-45 °KRMA

Etki eden faktörler:

a-Motor yükü: Motor yükünün artması silindir cidar sıcaklığının arması ile taze dolgu ısınır vakumlu avans ayar düzeni ile ateşleme avansı ayarlanır. Ateşleme avansı azaltılır.

b-Motor dönme hızı: Motor dönme hızı artarsa silindirdeki hava hareketleri artar ve buda yanma hızını arttırır.

c-Sıkıştırma oranı: Sıkıştırma oranın artması sıkıştırma sonu basınç ve sıcaklığı arttıracağından vuruntu ihtimali artar, vuruntusuz çalışma için ateşleme avansının azaltılması gerekir.

d-Karışım oranı: Çok zengin ve çok fakir karışımlarda yanma hızı düşüktür. Dolayısı ile ateşleme avansının azaltılması gerekir.

3-BATARYALI ATEŞLEME:

a-Alçak gerilim devresi:

Batarya, kontak anahtarı, ampermetre, ateşleme bobini düşük voltaj devre sargıları, platinler ve kondansatör gibi elemanlardan oluşur.

b-Yüksek gerilim devresi:

Ateşleme bobininin sekonder devre sargıları, distribütör kapağı, tevzi makarası, buji kabloları ve bujilerden oluşur.

c-İndiksiyon bobini:

Bir koruyucu içinde demir bir çekirdek üzerine sarılmış iki tür sargı ve sargılar arasında bulunan yalıtkandan oluşur. Bobin çekirdeği ise, silisyumlu saçlardan yapılmıştır. bobin üzerinde üç ayrı uç bulunur. Uçlardan birisi giriş ucu (bat) (+), (15) SW işaretleri ile belirtilmiştir. Bu uca, kontak anahtarından gelen devre ucu bağlanır. Diğer ucu ise (-) (1)(dis) CB işaretleri ile gösterilir ve bu uç distribütör girişine bağlanır. Bu uçlara primer devre bağlantı uçları denir. Üçüncü uç ise bobinin ortasından çıkan sekonder devresi ucudur. Bu uç yüksek voltajı iletebilecek özel buji kablosu ile distribütör kapağının ortasına bağlanmaktadır. Bobinin dış çevresi sac bir koruyucu tarafından korunur. İçerisinde rutubeti önlemek amacı ile yalıtkan olarak bazen özel yağ konur.

d-Kondansatör:

Kondansatörün iç direnci çok düşük olduğundan, kesici tam açıldığı anda primer devre akımını depolar. Böylece kesici temas yüzeylerinde ark meydana gelmesini önler.

Kesici tam açıldığı anda primer devre akımının hızla 0’a düşmesini önler. Böylece zamana göre akım ve manyetik alan değişimi artarak, sekonder sargılarda indüklenen gerilimin artmasına neden olur. Kesici açılma başlangıcında şarj ettiği indüksiyon akımını, kesici kapandığı anda aküden çekilen akıma ek olarak devreye vererek, primer akımın şiddetinin artmasına ve buna bağlı olarak meydana gelen manyetik alan şiddetinin artmasına neden olur.

e-Distribütör:

Bataryalı ateşleme donanımının en önemli elemanlarından birisi de distribütördür. Distribütör kam milinden hareket alan bir mil, mil üzerinde yataklandırılmış gövde, gövde içerisinde distribütör tablası, tabla üzerinde kesiciler (platinler), tevzi makarası, distribütör kapağı ve kapağı gövdeye bağlayan mandal veya cıvatalardan oluşur

f-Kesici:

Distribütör milinin diğer ucunda (gövde içinde kalan) motorun silindir sayısı kadar kam (köşe) bulunur. Bu kamlar platinler fiberi ile karşılaştıkça birinci devre tekrar kapatılır. Böylece motor çalıştığı sürece birinci devre akımı devamlı, kesilir ve birleştirilir. Kesiciler, mil kamı tarafından birbirinden ayrıldığı anda, ikinci devrede akım doğar. Platinler iki kısımdan oluşur. Birinci kısım örs, ikinci kısım çekiçtir. Hareketli olan çekiçtir.

g-Çift çekiçli kesici:

Dört silindirliden daha fazla motorlarda çift çekiçli kesicili sistemler kullanılır

4-MANYETOLU ATEŞLEME:

Manyetolu ateşleme sistemi genellikle küçük şantiye motorlarında aydınlatmaya ihtiyaç duyulmayan şartlarda çalışan motorlarda ucuzluğu nedeni ile kullanılırlar. Manyetoların çalışma prensibi, değişken manyetik alan ortamında bırakılan sargılarda indüksiyon akımının doğması prensibine dayanır. Manyetik alan üreticisi olarak mıknatıs kullanılır. Değişken manyetik alan ise iki yolla ayrılır.

a-Mıknatıs kutupları sabit tutulur, sargılar sabit kutuplar arasında doğan manyetik alan içerisinde döndürülerek, pozisyonuna göre farklı manyetik alan şiddetine maruz kalır. Değişken manyetik alana maruz kalan sargıların uçlarında indüksiyon voltajı doğar.

b-Üzerinde sargıların bulunduğu demir çekirdek sabit tutulur. Demir çekirdeğin uçları döndürülen bir mıknatısın pozisyonuna göre farklı manyetik alana maruz kalır. Değişen manyetik alan ortamında sabit sargılarda bir akım indüklenir.

5-BUJİLER:

Sıcak ve soğuk bujiler:

Soğuk bujiler:

Yanma odasına giren porselen kütlesi kısa olduğundan ısı iletimi daha kolaydır. Dolayısıyla tırnak bölgesindeki porselen daha kolay soğur ve sıcaklığı düşüktür. Sürekli yük altında çalıştırılan motorlarda, porselenin ısınarak ateşleme arızasına neden olmaması için bu tip bujiler kullanılır.

Sıcak bujiler:

Yanma odasına giren porselen kısmın uzun bir ısı geçiş yolu mevcuttur. Bu nedenle porselenin soğuması güçleşeceğinden tırnak bölgesindeki porselen sıcaklığı artar. Rejim sıcaklığına ulaşmadan sürekli olarak çalıştırılıp durdurulan motorlarda, soğuk kalan buji tırnak bölgesinde yüzey ateşlemeye neden olabilecek karbon birikimini önlemek için bu tip bujiler kullanılır.

6-BATARYALI VE MANYETOLU ATEŞLEMENİN MUKAYESESİ:

Bataryalı ateşleme sisteminde, çok düşük devirlerde (ilk ateşleme esnasında) manyetik alan değişim hızı düşük olduğundan, primer akımın çok yüksek olmasına rağmen, kesicinin kapalı kalma süresi arttığından dolayı sekonder devre gerilimi düşüktür. Düşük devirlerde, sekonder devre gerilimi yüksektir. Motor devri arttıkça, kesici kontaklarının kapalı kalma süresi kısalacağından, primer devre akımı, devir sayısının artış oranına bağlı olarak azalır. Primer devre akımının şiddetinin azalması ise manyetik alan şiddetinin ve bunun sonucu olarak sekonder voltajın azalmasına neden olur.

Manyetolu ateşleme sisteminde, sekonder devre voltajı manyetik alan değişiminin zamana göre fonksiyonudur. Manyetik alan değişimi motor devri arttıkça artacağından, manyetolu ateşleme sisteminde, sekonder devre voltajı devir sayısı arttıkça artar. Bu nedenle, yüksek devirli uçak ve yarış otomobillerinin motorlarında, ucuzluğu nedeniyle aydınlatma sistemi gerektirmeyen küçük stasyoner ve motorsiklet motorlarında manyetolu ateşleme kullanılır.

7-AVANS AYAR DÜZENLERİ:

a- El ile kumandalı:

Bu sistem stasyoner motorlarda, traktör ve bot motorlarında kullanılır. Burada kesici kontakların bulunduğu tabla, kesici kamına bağlı olmadan, dışarıdan bir vida düzeni yardımı ile kesici kam eksenine göre döndürülebilir. Vida gevşetildiğinde spiral bir yay vasıtasıyla tabla eski haline getirilebilir.

Motorun çalışma şartlarına göre bir avans ayarı yapılır, ve bu ayar değiştirilmez. Motor daha fazla veya daha az yüklenecek olursa, bu avans yetersiz kalır, yeniden ayar yapmamız gerekir. Kesicinin açma anını değiştirerek ateşleme avansını değiştirebiliriz.

b- Vakumla kumandalı:

Vakumla avansı yüke bağlı olarak ateşleme avansı değişimi sağlar. Daha önce de belirtildiği gibi, motor yükünün arttırılması halinde, aynı dönme sayısında çalışmayı koruyabilmek için silindire daha fazla dolgu sevk etmek gerekir. Daha fazla dolgu nedeniyle, her çevrimde açığa çıkan fazla enerji çeper sıcaklıklarının artmasına neden olur. Kontrolsüz yanmayı önlemek için ateşleme avansı azaltılması gerekir.

Vakum avans düzeni, gaz kelebeğinin bulunduğu uygun bir bölgedeki vakum değişiminden etkilenerek çalışır. Vakum kanalı, karbüratörde gaz kelebeğinin hemen üstünde hava giriş tarafına bağlanır. Düşük devir sayılarında, kısıcı etki yüksek mertebede olduğu için, gaz kelebeğinin üzerindeki basınç yüksektir. Dolayısıyla diyaframın geriye çekilip, sisteme bir avans verilmesi engellenir.

Belirli bir devir sayısında yük arttırıldığı zaman aynı devir sayısında çalışmayı koruyabilmek için gaz kelebeğinin bir miktar daha açılması gerekir. Yükün artışına bağlı olarak daha fazla açılan kelebek vakum kanalının bulunduğu bölgedeki vakumun azalmasına neden olur. Bu da vakum avans ayar düzeninin kesicinin ateşleme avansını azaltacak yönde hareket etmesine sebep olur.

c-Santrifüj ağırlıklı:

Mekanik kumandalı avans ayar düzeni değişken şartlarda çalıştırılan benzin motorlarında ateşleme avansının motorun devir sayısına uygun değerde otomatik olarak ayarlanabilmesi için kullanılır. Otomotiv motorlarının çalıştırılma şartları değişken olduğundan mekanik kumandalı avans ayar düzenin sistemde bulunması zorunludur. Motor devir sayısından etkilenerek ateşleme avansının değiştirilmesi amacıyla distribütör mili iki parçalı yapılmıştır.

Düşük devir sayılarında santrifüj ağırlıklı avans düzeni görev yapmaz. Bu sorun vakum avans düzeni ile giderilir.

    ::İki zamanlı motorlar::.

     Bu motorlarda piston, silindir içinde en üst noktada[Üst ölü noktada] iken birinci zaman başlar. Bu anda silindir içinde sıkıştırılmış gazlar ateşlenmiştir. Yanma neticesinde, bir ısı enerjisi ortaya çıkar. Bu ısı ile sıcaklığı yükselen gazlar hızla genişler ve pistonu alt ölü noktaya doğru iterler. Piston, alt ölü noktaya doğru giderken, silindirin yan yüzlerini açılmış olan egsoz ve emme kanallarının önmünden geçer ve bunları açar. Piston önce egsoz kanalının üst noktası hizasına gelir. Bu noktadan sonra, silindir içindeki yanmış gazlar egsoz kanalından dışarı çıkmaya başlar. Daha sonra emme kanalının üst noktası hizasına gelen piston, içeriye benzinle hava karışımı olan taze gazların girmesini sağlar. Taze gazlar, silindir içine girerek, yanmış gazları süpürür ve hala açık olan egsoz kanalından dışarı atarlar. Bu arada piston alt ölü noktaya ulaşır ve birinci zaman [Strok] sona erer. İkinci zamanda piston, alt ölü noktadan geri gelmeye başlar. Önce emme kanalını kapatır. Silindir içine taze gaz girişi durur. Fakat egsoz kanalı da kapanıncaya kadar geçen müddet zarfında bir miktar taze gaz da dışarı atılmış olur. Egsoz kanalı da kapandıktan sonra sıkıştırmaya başlar. Piston, gazları sıkıştırarak üst ölü noktaya yaklaşırken bujiler vasıtasıyla ateşleme yapılır. Tekrar birinci zaman başlar. Birinci zaman genişleme, egsoz ve süpürme; ikinci zaman ise süpürme, egsoz ve sıkıştırma zamanıdır. Böylece bir iş çevriminde piston, üst ölü noktadan alt ölü noktaya bir kere gidip geri gelmiştir. Teorik olarak aynı büyüklük ve ağırlıktaki iki zamanlı motorlar, dört zamanlı motorlarda iki kat daha güçlüdürler. Fakat yanmış gazlarla taze gazların yer değiştirmesi istendiği gibi sağlanamadığından pratikte bu kadar güç farkı görülmemektedir.

.::Dört zamanlı motorlar::.

     Bu motorlarda bir iş çevrimi için piston, üst ölü noktadan alt ölü noktaya iki defa gidip gelir. Bu motorlarda, iki zamanlı motorlarda piston tarafından açılıp kapanan emme ve egsoz kanallarının yerini, silindirin üst kısmındaki emme ve egsoz sübapları almıştır. Bu sübaplar, hareketlerini eksantrik milden [Kam mili’nden] alırlar.

     Yine piston üst ölü noktadayken birinci zaman başlar. Birinci zaman boyunca emme sübabı açık, egsoz sübabı kapalıdır. Piston alt ölü noktaya ininceye kadar silindir içine, benzinle havanın karışımnı olan taze gazlar girer. Piston alt ölü noktaya indiğinde emme sübabı da kapanır.

     Bundan sonra başlayan ikinci zamanda piston alt ölü noktadan üst ölü nmoktaya kadar giderek silndir içindeki gazları sıkıştırır. Piston, üst ölü noktaya yaklaşırken, termodinamik bakımdan en elverişli bir zamanda ateşleme başlar. Ateşleme, elektriği bir şerare ile benzin-hava karışımının yakılması şeklinde cereyan eder. Piston üst ölü noktaya gelince ikinci zaman da bitip üçüncü zaman başlar.

     Üçüncü zamanda ısınarak basıncı yükselen gazlar, pistonu kuvvetle iterler. O zaman, gazlardaki enerjinin mekanik enerjiye çevrildiği zamandır. Piston, alt ölü noktaya indiğinde, azların enerjisi de minimuma iner ve eksoz sübabı açılır.

     Böylece başlayan dördüncü zaman, yanmış gazların egsoz sübabından atılma zamanıdır. Piston, üst ölü noktaya geldiğinde tekrar birinci zaman başlar.

     Demek ki dört zamanlı bir motorda sırasıyla emme, sıkıştırma, genişleme [İş] ve egsoz strokları [Zamanları] birbirini takip eder.