Dizel Motorlar Nasıl Çalışır? Dizel Motorlar Hangi Prensibe Göre Çalışır?

Dizel motorlar, içten yanmalı motorlarla aynı temel ilkeler üzerinde çalışır, ancak işi farklı şekilde yaparlar. Hadi daha yakından bakalım. Ama bakmadan önce kısa sorulara cevap verelim. Dizel Motorlar Nasıl Çalışır?

Dizel motoru kim ve ne zaman icat etti?

1878’de Rudolf Diesel, benzinli ve buharlı motorların düşük verimliliğini öğrendiğinde Almanya Politeknik Lisesi’ne gidiyordu. Daha yüksek verimliliğe sahip bir motor yaratmak için ilham aldı ve zamanının çoğunu bir “Yanma Güçlü Motor” geliştirmeye adadı. 1892’de Diesel, şimdi dizel motor dediğimiz şey için bir patent almıştı.

Dizel motorlar nasıl çalışır?

Dizel motor, tıpkı bir benzinli motor gibi dört zamanlı bir yanma döngüsü kullanır. Dört vuruş; emme vuruşu, sıkıştırma vuruşu, yanma vuruşu ve egzoz vuruşudur.

Dizel motorun mucidine ne oldu?

Rudolf Diesel 1913’te bir buharlı gemiyle Belçika’dan İngiltere’ye gidiyordu. Kayboldu ve cesedi suda yüzerken bulundu. Diesel’in ölümü intihar olarak kabul edildi, ancak birçok kişi onun gerçekten öldürüldüğüne inanıyor.

Dizel motor daha mı iyi?

Rudolf Diesel, hesaplamaları üzerinde çalışırken, daha yüksek sıkıştırmanın daha yüksek verim ve daha fazla güce yol açtığını teorileştirdi. Haklı olduğu ortaya çıktı – bir benzinli motor 8:1 ila 12:1 oranında sıkıştırırken, bir dizel motor 14:1 ila 25:1 oranında sıkıştırıyor.

Dizel motor ne tür bir motordur?

Benzinli motor gibi, dizel motor da içten yanmalı bir motordur.

Bu kısa bilgilerden sonra Dizel Motorlar Nasıl Çalışır? Detaylı inceleyelim.

Dizel motorun hikayesi aslında benzinli motorun icadıyla başlar. Nikolaus August Otto , 1876’da benzinli motoru icat etti ve patentini aldı. Buluşu, “Otto Döngüsü” olarak da bilinen dört zamanlı yanma prensibini kullandı ve bugün çoğu araba motorunun temel önermesi. İlk aşamasında, benzinli motor çok verimli değildi ve buhar motoru gibi diğer büyük ulaşım yöntemleri de kötü sonuç verdi. Bu tür motorlarda kullanılan yakıtın sadece yüzde 10’u aslında bir aracı hareket ettirdi. Yakıtın geri kalanı basitçe işe yaramaz ısı üretti.

1878’de Rudolf Diesel daha yüksek verimliliğe sahip bir motor yarattı ve zamanının çoğunu bir “yanma gücü motoru” geliştirmeye adadı. 1892’de Diesel, şimdi dizel motor dediğimiz şey için bir patent almıştı .

Onlarca yıldır dizel motorlar isli, kirli ve gürültülü olmalarıyla ünlüydü . Avrupa bu teknolojiyi oldukça yaygın bir şekilde benimserken, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki çoğu sürücü hayır dedi. 21. yüzyıla gelindiğinde dizel motorlar çok daha temiz, çok daha sessiz ve hatta daha verimli hale geldi, ancak 2014 yılında Volkswagen dizel skandalı nedeniyle popüler görüşte bir gerileme yaşadılar . Yine de kanıtlanmış verimlilikleri sayesinde dizeller hala popülerliğini koruyor.

Dizel Motorlar ve Benzinli Motorlar

Teoride, dizel motorlar ve benzinli motorlar oldukça benzerdir. Her ikisi de yakıtta bulunan kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürmek için tasarlanmış içten yanmalı motorlardır . Bu mekanik enerji, pistonları silindirlerin içinde yukarı ve aşağı hareket ettirir. Pistonlar bir krank miline bağlıdır ve pistonların doğrusal hareket olarak bilinen yukarı-aşağı hareketi, bir arabanın tekerleklerini ileri döndürmek için gereken dönme hareketini yaratır.

Hem dizel motorlar hem de benzinli motorlar, bir dizi küçük patlama veya yanma yoluyla yakıtı enerjiye dönüştürür. Dizel ve benzin arasındaki en büyük fark, bu patlamaların meydana gelme şeklidir. Benzinli motorlarda yakıt hava ile karıştırılır, pistonlar tarafından sıkıştırılır ve bujilerden çıkan kıvılcımlarla ateşlenir. Dizel motorda ise önce hava sıkıştırılır ve ardından yakıt püskürtülür. Hava sıkıştırıldığında ısındığı için yakıt tutuşur.

Aşağıdaki grafik dizel çevrimini göstermektedir.

Dizel motor, tıpkı bir benzinli motor gibi dört zamanlı bir yanma döngüsü kullanır. Dört vuruş şunlardır:

Emme stroku : Giriş valfi açılır, havayı içeri alır ve pistonu aşağı doğru hareket ettirir.
Sıkıştırma stroku : Piston yukarı doğru hareket eder ve havayı sıkıştırır.
Yanma stroku : Piston tepeye ulaştığında, yakıt tam doğru zamanda püskürtülür ve ateşlenir, piston tekrar aşağı inmeye zorlanır.
Egzoz stroku : Piston, yanma sonucu oluşan egzozu egzoz valfinden dışarı iterek yukarıya doğru hareket eder.

Dizel motorun havayı emen ve sıkıştıran bir bujisi olmadığını unutmayın; bunun yerine yakıtı doğrudan yanma odasına enjekte eder (doğrudan enjeksiyon). Dizel motorda yakıtı yakan basınçlı havanın ısısıdır. Bir sonraki bölümde dizel enjeksiyon işlemini inceleyeceğiz.

Dizel motorlar nasıl çalışır? Sıkıştırma

Rudolf Diesel, hesaplamaları üzerinde çalışırken, daha yüksek sıkıştırmanın daha yüksek verim ve daha fazla güce yol açtığını teorileştirdi. Bunun nedeni, piston havayı silindirle sıkıştırdığında havanın konsantre hale gelmesidir. Dizel yakıtın enerji içeriği yüksektir, bu nedenle dizelin konsantre hava ile reaksiyona girme olasılığı daha yüksektir. Bunu düşünmenin bir başka yolu da, hava molekülleri birbirine çok yakın paketlendiğinde, yakıtın mümkün olduğu kadar çok oksijen molekülü ile reaksiyona girme şansının daha yüksek olmasıdır. Dizel haklı çıktı — benzinli motor 8:1 ila 12:1 oranında sıkıştırırken, dizel motor 14:1 ila 25:1 oranında sıkıştırır.

Dizel motor ile gaz motoru arasındaki büyük farklardan biri enjeksiyon işlemidir. Çoğu araba motoru , yakıtı emme zamanından hemen önce (silindirin dışında) enjekte eden port enjeksiyonu ve doğrudan yakıt enjeksiyonunun bir kombinasyonunu kullanır. Daha kararlı bir hava ve yakıt karışımına sahip olduğu için daha düşük motor devirlerinde port enjeksiyonu kullanılır. Direkt enjeksiyon, daha fazla güç ve daha az vuruntu şansı sağlamak için daha yüksek hızlarda kullanılır; bu, havanın çok fazla sıkıştırılması ve yakıtın kendiliğinden tutuşmasıdır.

Dizel motorlar yalnızca doğrudan yakıt enjeksiyonu kullanır – dizel yakıt doğrudan silindire enjekte edilir.

Dizel motordaki enjektör, en karmaşık bileşenidir ve çok sayıda deneye konu olmuştur – herhangi bir motorda çeşitli yerlerde bulunabilir. Enjektör, silindir içindeki sıcaklık ve basınca dayanabilmeli ve yine de yakıtı ince bir sis halinde verebilmelidir. Sisin silindir içinde eşit olarak dağılmasını sağlamak da bir sorundur, bu nedenle bazı dizel motorlar özel endüksiyon valfleri, ön yanma odaları veya yanma odasında havayı döndürmek veya ateşleme ve yanma sürecini iyileştirmek için başka cihazlar kullanır. .

Bazı dizel motorlarda bir ısıtma bujisi bulunur. Dizel motor soğukken, sıkıştırma işlemi havayı yakıtı tutuşturmak için yeterince yüksek bir sıcaklığa yükseltmeyebilir. Isıtma bujisi , yanma odalarını ısıtan ve motor soğukken motorun çalışabilmesi için hava sıcaklığını yükselten elektrikle ısıtılan bir teldir (bir tost makinesinde gördüğünüz sıcak telleri düşünün ). Doğrudan enjeksiyon teknolojisi, kızdırma bujilerinin artık kıvılcımı söndürmek için genellikle gerekli olmadığı kadar ilerledi, ancak yine de birçok arabada hala var. Isıtma bujileri yakıtı daha verimli yakmaya yardımcı olur.

Elbette, dizel motorlar ile benzinli motorlar arasındaki tek fark mekanik değildir. Bir de yakıt sorunu var.

Petrol yakıtı , yeryüzünde doğal olarak bulunan ham petrol olarak başlar . Ham petrol rafinerilerde işlendiğinde, benzin, jet yakıtı, gazyağı ve tabii ki dizel dahil olmak üzere birkaç farklı türde yakıta ayrılabilir .

Dizel yakıtı ve benzini daha önce karşılaştırdıysanız, bunların farklı olduğunu bilirsiniz. Kesinlikle farklı kokuyorlar. Dizel yakıt daha ağır ve daha yağlıdır. Benzinden çok daha yavaş buharlaşır – kaynama noktası aslında suyun kaynama noktasından daha yüksektir.

Dizel yakıt daha ağır olduğu için daha yavaş buharlaşır. Daha uzun zincirlerde benzinden daha fazla karbon atomu içerir. Dizel yakıtı üretmek için daha az arıtma gerekir, bu yüzden eskiden benzinden daha ucuzdu. ABD Enerji Bilgi İdaresi’ne göre dizel, Amerika Birleşik Devletleri’nde kullanılan petrol ürünlerinin yaklaşık yüzde 24’ünü oluşturuyor; benzin yüzde 56.

Dizel yakıt, benzinden daha yüksek bir enerji yoğunluğuna sahiptir. Ortalama olarak 1 galon (3,8 litre) dizel yakıt yaklaşık 139.000 BTU içerirken 1 galon benzin 124.000 BTU içerir. Bu, dizel motorların geliştirilmiş verimliliği ile birleştiğinde, dizel motorların neden eşdeğer benzinli motorlardan daha iyi kilometre performansı elde ettiğini açıklar .

Dizel yakıt, çok çeşitli araçlara ve işlemlere güç sağlamak için kullanılır. Elbette otoyolda hantalca ilerlediğini gördüğünüz dizel kamyonlara yakıt sağlar, ancak aynı zamanda teknelerin, okul otobüslerinin, şehir otobüslerinin, trenlerin, vinçlerin, tarım ekipmanlarının ve çeşitli acil durum müdahale araçlarının ve jeneratörlerin taşınmasına da yardımcı olur.

Çevre açısından dizelin bazı artıları ve eksileri vardır. Artıları – dizel daha verimlidir, bu nedenle daha az arıtma gerektirir ve daha az miktarda karbondioksit yayar, bu da iklim değişikliğine yol açar. Dezavantajları – yanan dizel yakıttan asit yağmuru , duman ve kötü sağlık koşullarına yol açan yüksek miktarlarda nitrojen bileşikleri salınır. Daha sonra, bu alanlarda yapılan bazı son iyileştirmelere bakacağız.

Dizel İyileştirmeleri ve Biyodizel

1970’lerdeki büyük petrol krizi sırasında, Avrupalı otomobil şirketleri benzine alternatif olarak ticari kullanım için dizel motorların reklamını yapmaya başladılar. Bunu deneyenler biraz hayal kırıklığına uğradılar – motorlar çok gürültülüydü ve arabalarını önden arkaya siyah kurumla kaplanmış olarak bulmak için eve gelirlerdi – büyük şehirlerdeki dumandan sorumlu aynı kurum.

O zamandan beri, motor performansı ve yakıt temizliği konusunda büyük iyileştirmeler yapıldı. Doğrudan enjeksiyon cihazları artık yakıtın yanmasını izleyen, verimliliği artıran ve emisyonları azaltan bilgisayarlar tarafından kontrol ediliyor. Ancak 2014 yılında Volkswagen’in emisyon testlerinde hile yapmak için bu teknolojiyi kullandığını öğrendiğimizde, bu bilgisayarların karmaşıklığının iki ucu keskin bir kılıç olduğu ortaya çıktı . Şirket, daha temiz bir alternatif yakıt olma vaadiyle sattığı dizel araçları geri almak ve milyarlarca dolar para cezası ödemek zorunda kaldı ve bazı durumlarda VW yöneticileri hapis cezasına çarptırıldı.

2010’dan beri Amerika Birleşik Devletleri’ndeki tüm dizel yakıtlar , çok az kükürt içeren ultra düşük kükürtlü dizel (ULSD) olmuştur. Bu neden önemli? Dizel motorlardan kaynaklanan kirliliği ve emisyonları azaltan cihazlar kükürtten zarar görebilir, bu nedenle bu elementten daha azına sahip olmak daha temiz yanan yakıt anlamına gelir. Dizel motorlar için modern katalitik konvertörler yüzde 90 verimlidir, bu nedenle artık kokuşmazlar veya siyah duman bulutları yaymazlar.

Ancak bu değişiklikler yeterli olmayabilir. Dizel, özellikle yoğun kentsel alanlarda, insanlara ve çevrelerine zarar verebilecek çok sayıda partikül yayar. Bu nedenle birkaç şehir, eyalet ve hatta ülke önümüzdeki on yıl içinde dizel araçları yasaklamaya karar verdi .

Biyodizel denen bir şeyi de duymuş olabilirsiniz . Dizel ile aynı mı? Biyodizel, motorların kendisinde çok az veya hiç değişiklik yapılmadan dizel motorlarda kullanılabilen dizel yakıta bir alternatif veya katkı maddesidir. Petrolden yapılmamıştır; bunun yerine kimyasal olarak değiştirilmiş bitkisel yağlardan veya hayvansal yağlardan gelir. (İlginç gerçek: Rudolf Diesel, başlangıçta, buluşu için yakıt olarak bitkisel tohum yağını düşünmüştü.) Biyodizel, normal dizel ile birleştirilebilir veya bazı motorlarda tamamen kendi başına kullanılabilir.

MEB Resmi Site: http://meb.gov.tr