Benzinli otomobiller ülkemizde oldukça yaygın. Gündelik kullandığımız benzinli otomobillerimizin aslında nasıl ve hangi zamanlamayla çalıştığını biliyor muyuz? Buji ateşlemeye sahip benzinli motorlar genelde dört zamanlı olarak çalışır. Bu dört zamanlama sırası ile sıkıştırma, genişleme, emme ve egzozdur. Otto çevrimi adı da verilen bu sistem, içten yanmalı motorlarda kullanılan termodinamik bir sistemdir. Gelin birlikte bu sistemin çalışma prensibine, aşamalarına, ve kim tarafından icat edildiğine bakalım.
Otto Çevrimi Tarihi
Her ne kadar dört zamanlı motorun patentini ilk alan kişi 1861 yılında Alfonso de Rochas olsa bile, 1876 yılında yakıt olarak kömür gazı ve havayı kullanarak motoru yapan kişi Nikolaus Otto olmuştur. Bu sebepten dolayı dört zamanlı motorlar genellikle Otto çevrimli motorlar olarak bilinir. Buji ateşlemesi ile çalışan sisteme sahiptirler. 1959 yılında Etienne Lenoir’in yapmış olduğu motor çalışmasını gördükten sonra, içten yanmalı motorlara odaklanan Nikolaus Otto, taş kömürü yerine sıvı yakıt kullanmanın avantajlarını fark etti. Çalışmalarını Lenoir’in tasarladığı iki zamanlı motoru geliştirip dört zamanlı versiyonunu yapmaya adadı. Nikolaus Otto aynı zamanda içten yanmalı motorun mucidi olarak bilinmektedir.
Nasıl Çalışıyor?
Otto çevrimini anlayabilmek için öncelikle pistonlu motorların çalışma prensibine kabaca hakim olmak gerekir. Klasik piston silindir düzeneğine bağlı olan sistem farklı farklı alanlarda kullanılabilir. Önemli olan, pistonlara bağlı olan biyel kollarının döndürdüğü krank milinin istenilen amaca yönelik kullanılmasıdır.
Piston silindirin içinde aşağı ve yukarı olarak hareket eder. Pistonun durduğu, silindir hacminin en küçük olduğu nokta üst ölü nokta, pistonun alt tarafta durduğu ve silindir hacminin en büyük olduğu noktaya ise alt ölü nokta denir. Üst ölü nokta ve alt ölü nokta arasında pistonun düşey doğrultuda hareket ettiği mesafeye strok, hacme ise strok hacmi denir. Bununla beraber hava ve yakıt karışımının içeri alınması için emme, atık gazların atılması için egzoz subabı silindirin üst kısmında bulunur. Silindir içinde oluşan en büyük hacmin en küçük hacme oranına ise sıkıştırma oranı adı verilir. Otto çevrimli motorlarda sıkışan pistondaki hava yakıt karışımı buji tarafından ateşlenir.
Otto Çevrimi Aşamaları
Otto çevrimi ile çalışan motorlar ateşleme, genişleme, egzoz ve emme olarak 4 strok iki çevrim gerçekleştirir. Emme esnasında, piston aşağı doğru hareket ederken, emme manifoldundan gelen hava yakıt karışımı sistemin içine girer. Bu esnada sistem basıncı atmosfer basıncından azdır. Ateşlemede ise alt ölü noktaya kadar inen piston içindeki hava-yakıt karışımını üst ölü noktaya kadar sıkıştırır ve buji ile ateşlemesini gerçekleştirir. Anlık olarak sıcaklık yükselir ve basınç artar. Oluşan yanma sonucunda piston ortaya çıkan basınç sayesinde aşağı doğru harekete başlar ve krank miline hareketi iletir. Piston alt ölü noktaya kadar aşağı inmeye devam eder. Ancak piston tekrar yukarı çıkarken açılan egzoz subabı atık gazların tahliyesini sağlar.
2. El Benzinli Otomobiller İçin Tıklayın