Motorlarda Yanma Odaları
Görevi
Piston ÜÖN de iken üstteki tarafında kalan boşluğa yanma odası denir Yanma olayı yanma odasında gerçekleşir Yanma olayının sonucunda yakıttaki kimyasal enerji önce ısı enerjisine dönüştürülür Ortaya meydana çıkan ısı enerjisi piston biyel mekanizmasıyla da mekanik enerjiye çevrilir Motorlarda çoğunlukla yanma odası silindir kapaklarında bulunur Bazı motorlarda ise yanma odasının bir kısmı piston üstünde mevcuttur Motorlarda iyi bir karışımın oluşmasında ve iyi bir yanmanın gerçekleşebilmesinde yanma odaları büyük bir rol oynar Yanma odaları pürüzsüz ve minik yüzeyli bir hacme sahip olması gerekir Yanma odasının şekli çoğunlukla supapların konumuna göre belirlenmektedir
Temel Yanma
Bir mumdaki ateş, motorlardaki yanmanın kolay halidir ve esas yanma ile bağıntılıdır Fakat motorlarda bu daha farklıdır çünkü gaz değişim işlemleri atmosfer basıncının üstünde gerçekleşir Motor içinde gerçekleşen yanma biraz karmaşıktır lakin temel prensipler geçerlidir Benzin, hidrokarbon temelli bir yakıttır ve yanma için çok küçük parçalara ayrılması yani bilinen ismiyle atomize edilmesi gerekir Bu fiilen atomlarına ayrışmak demek değildir ama bu şekilde adlandırılmaktadır Yakıt istikrarsız haldeyken kendi kendine yanamaz Benzin atomize edildiğinde laminer bir yanma oluşturur ve bu yanma adeta 05 msn ‘lik bir hıza sahiptir Bir mukayese gerçekleştirmek gerekirse, asetilenhava karışımı 158 msn ‘lik bir yanma hızına sahiptir Bu yavaş yanma hızı, benzin yakıt olarak kullanıldığında dürüst yanmalı motorlarda ilginç bir soruna yol açar
Metrik ölçülerin kabul edilip kullanılmaya başlandığı zamanda, silindir için 100 mm çap ve yanma için ideal bir bölge verilmişti Yakıt bu mesafeyi 100 milisaniyede katediyordu Problem şu ama, motor 3000 devirdeyken yanmanın gerçekleşebilmesi için yalnızca 10 milisaniyelik bir vakit dilimi kalıyordu Bu durumda çalışmayı sürdürebilmek için ayrı bir kuvvete ihtiyaç olduğu fazla açıktı Çünkü yakıt motorları büyük ölçüde 3000 devdk ‘dan daha yüksek hızlarda çalışıyordu Bu noktada anahtar cümle: yanma hızının arttırılmasıydı
Zamanla tespit edildi oysa, yanma motor içerisinde piston çapı her tarafında 10 ila 25 msn arası hızlarla hareket ediyordu Bu sürat daha önce tespit edilmiş hızdan çok daha yüksek ve bu da benzinin niçin motor yakıtı olarak kullanıldığının en açık cevabıdır Yanma hızını arttırmak için, mutlaka türbülanslı bir yanma yerine getirmek gerekir Bu türbülansı sağlayabilmek için, başarılı bir yanma odası tasarımına ve sıkıştırma çevrimine gereklilik vardır Yanma sürecinde, türbülanslı hareketin etkisiyle alev yanma olmayan boş bölgeye dürüst tez ilerler Difüzyon hareketinin büyük ölçüde sıkıştırma ile alakası vardır ve bu dizel motorlarında buji ile ateşleme işlemi olmadığından daha iyi gerçekleşir İdeal olarak, yakıt fazla hoş bir enjektör sistemiyle püskürtülmeli, türbülanslı hava hareketiyle yakacak damlacığındaki buharlaşmış yakıt ve yanma ürünlerini süpürmeli, bu şekilde yanma hızını arttırmalıdır
Hakiki yanma işlemi ön alevle başlar ve pistonla beraber genişler, bu çevrim pratikte çok karmaşıktır Bu noktada kimyanın tüm inceliklerini kavramaya gerek yoktur ama termodinamik kanunlarını, enerjiyi ve enerji dönüşümlerini iyi bilmeye gereklilik vardır Birinci kanun, “enerji en ince ayrıntısına kadar yok edilemez yalnızca hal değiştirebilir der Bu motorda basitçe görülür, enerji önce ısıya daha sonra harekete ve daha sonra bitmiş ısıya dönüşür İkinci kanun fazla daha karmaşıktır fakat özetle şunu biliyoruz oysa, enerji sabit bir yönergeyi izler ve katiyen sapmaz Mesela, ısı mevcut enerjisi ile dışardan bir şiddet etkimeden sadece sıcaktan soğuğa doğru hareket eder Termodinamik kanunları ısı transferinin aracısız piston kalıbıkursu ile soğutma sistemi aralarında olduğunu ve ısıl verimin bu kalıp içerisindeki sıkıştırma oranıyla değiştiğini kabul eder
Genel ve aşina motor kıyaslamalarına kadar fazla hava pompalanmasının daha büyük bir kuvvet çıkışı sağladığı saptama edilmiştir Bu red edilemez bir gerçektir lakin hava kendi başına bunu başaramaz ve mutlaka bereketli bir yanma olayının gerçekleşmesi gerekir Bu sebeple motordaki yanma odasının etkilerini incelememiz gerekir
Yanma Odası
Christian Huygen, 1673 yılında ilk motoru icat etmiştir O bunu yalnızca suyu yaşadığı yerdeki Seine ıramığdan bahçelere taşıyabilmek için geliştirmiştir Ilk zamanlarda yanma odası silindir için basit bir kapak düzeneğinden öbür değildi Yanma odaları dizaynındaki belli başlı atılım, sübaplı motorların silindir kafasında oluşan türbülansı keşfeden Ricardo doğruca gerçekleşmiştir 1900 ’lü yılların başında sıkıştırma oranları 6 seviyelerindeydi O zamanlar yakıtın oktan değerleri 6070 aralarında değişmekteydi Sonraki 10 yıl içerisinde yanma odası bir motor karakteristiği olarak kabul edildi En büyük atılım 1951 yılında Chrysler firmasının benzeriküresel yanma odası kullandığı V8 motorunu tanıtmasıyla yaşandı Günümüzde daha iyi yanma ve şiddet artışı üzerine araştırmalar açıklanmış bir çizgide ve küçük atılımlarla devam etmektedir
Yanma odası dizaynı gelişimi için birkaç kriter vardır Ön alevin yanma odasını katetmesi için gereken uzaklık azaltılarak optimum şekilde ayarlanmalıdır Bu ayarlama buji elektrodu ile yakıt karışımı arasındaki mesafenin azaltılmasıyla gerçekleştirilebilir Bu sayede daha yüksek potansiyele sahip motor hızları ve daha fazla zor üreten tasarımlar yapılabilmesini mümkündür Olağandışı yanma yani daha iyi tanıdık ismiyle patlamalı yanma, yanmaya ek olan ön alevin başlamasını geciktirdiği için yavaş yanmaya neden olur
Her buji piston üzerinde orta pozisyonda ve egsoz subabına yakın yerde konumlandırılmalıdır Çünkü bu bölgelerde en türbülanslı ve sıcak noktalar oluşmaktadır Buna ek olarak egsoz subabı, içeri giren taze havanın ısı transferini limitlemesi açısından mümkün olduğunca emme subabından uzaktan olmalıdır
Burada yanmanın hızlandırılması ve iyileştirilebilmesi için, tatmin edici derecede türbülansa gereklilik vardır Lakin türbülansın çok pozitif olması da, ısının yanma odasından çıkmasına ve gürültülü yanmaya neden olacağından bu dengeli yapılmalıdır Buradaki türbülans miktarı, dışarıdan ilave bir giriş portu veya içten bir sıkıştırma yastığıplakası kullanılarak ayarlanabilir Silindir kafasının üst kısmı ile piston kafası arasındaki mesafe ölü hacim veya sıkıştırma hacmi olarak adlandırılır
Eksantrik dizaynı ve subap sayısı yanma odasında subap yerleşimi ve açık kalma sürelerine ast olarak birtakım etkilere niçin olurlar Termodinamik kanunları ile sunulan ideal bir motor, ısıl verim için yüksek sıkıştırma oranına, seri yanma gerçekleşen bir oda tasarımına ve ani gaz tepkisine sahiptir Bunlar, motorun oktan sayısına toleransını ve Nitrojenoksit emisyonları üretiminin limitlendirilmesi özelliğini arttırabilmek için zorunludur Bu zehirli bundan böyle gazın oluşumu için zorunlu üç şey vardır; ısı, basınç ve maruz kalma süresi Yüksek sıkıştırma oranları, silindir basıncını arttırarak ve daha ufak bir bölgeye daha pozitif ısı enerjisi yükleyerek, Nitrojenoksit üretimini arttırır Bu fenomen yüksek yanma hızıyla yani üçüncü elementin(maruz kalma süresinin) dezavantajını yokederek engellenebilir Bu sayede emisyonlar büyük ölçüde azaltılmış olur
Öteki faktörler bujinin yerleştirildiği bölgede yapılan birtakım değişiklere ve kullanılan materyallere dayanır Daha önce de belirttiğimiz üzere, alevin silindir kafasının bütün orta bölgesinde başlaması daha yüksek basınçla çok daha seri bir yanma gerçekleşmesini mümkün kılar Kuvvet üretiminde emisyonları ve oktan toleranslarını göz önünde bulundurduğumuzda, silindir içi basıncının mümkün olduğunca ivedi artması gerektiği anlaşılır Bu sayede de pistonun iş vaktinde daha seri genişleyip, daha fazla kurs hacmi boyunca baskı üretimi yapılması sağlanır
Birçok performans tipi silindir kafası alüminyumdan üretilir çünkü hafiftir, basit işlenir ve port açılabilir bunun yanına ısı dağıtımını daha iyi gerçekleştirir ve yüksek sıkıştırma oranlarını muhtemel kılar Ama mükemmel bir ısıl verimde ve tüm şartlar benzer düşünüldüğünde dökme çelikte baskı üretimi daha kolaydır Çelikten alüminyuma mutasyon yapılırken aynı ısıl verimi elde edebilmek için sıkıştırma oranını bir aşama arttırmak gereklidir Bunun nedeni ise, çeliğin ısıyı bünyesinde daha artı saklaması ve genişleme vaktinde bunun kullanılmasıdır Bu dönüşüm yaparken dikkat edilmesi gereken önemli bir noktadır
Hidrokarbon emisyonları yanma odasındaki karışımın dış katmanında bulunur ve karışım yanma odası duvarlarında büyük nümerik oranlarda soğumaya uğrarlar Ateş yanma odası duvarına yaklaşırken sönümlenir ve peşinde hidrokarbonlu bir katman bırakır Güyaküresel yanma odası en iyi hacimsel oranı sunar
Yanma Odası Çeşitleri ve Yapısal Özellikleri
İdeal yanmanın gerçekleştirilebilmesi için motorlarda en fazla kullanılan yanma odaları aşağıdadır;
– Çatı tipi yanma odası
– Sanki küresel herif yanma odası
– Kama tip yanma odası
– Küvet müşteri yanma odası kullanılmaktadır
Çatı Alıcı Yanma Odası
Bu müşteri yanma odaları her silindirde dört supap yer alan motorlarda kullanılmaktadır Bu yanma odalarında buji yanma odasının tam ortasında yer almaktadır Bu durum etkin ve süratli bir yanmanın gerçekleşmesini sağlamaktadır Ama supap mekanizması nedeniyle silindir kapağı büyük boyutludur Bu herif yanma odaları bir binanın çatı arasına benzemesi nedeniyle çatı müşteri yanma odaları denilmektedir Çatı alıcı yanma odaları benzeriküresel tipine aynı olduğundan birbirlerine yakın özellikler gösterirler Aşağı Hemi(yarıküresel) yanma odasının özellikleri verilmektedir
Benzeri–Küresel Müşteri Yanma Odası
Bu tip yanma odaları benzer hacimdeki öteki yanma odaları ile karşılaştırıldığında en ufak yüzey alanına, asgari ısı kaybına ve en fazla ısıl (termal) verimliliğe sahip yanma odalarıdır Bu odalar verimlilik kazancı adına öteki unsurlardan en düşük miktarda ödün verilecek şekilde dizayn edilmiştir Subaplar, orjinal Chrysler Hemi ’de yanma odası çevresinde 585 derecelik açıyla ve tamamiyle krankmilinin merkez hattına eşit gelecek şekilde yerleştirilmiştir Bu pozisyon, subaplar açıldığında içeriye büyük miktarda hava akışı sağlar aynı zamanda karışımın daha efektif bir şekilde çapraz akıntı hareketi yapabilmesini ve taze karışımın egsoz subabındaki ısı transferinin limitlenebilmesini mümkün kılar Daha önceden hatırlayacağımız üzere bu tasarım en iyi yüzeyhacim oranını ve soğutma sisteminden ısı çekilimini limitlemek için gerekli olan en kısa egsoz subap açılım zamanlamasını sağlar Bu yanma odasında bujinin besbelli bulunması, şahane bir oktan toleransını beraberinde getirir Subaplardaki ufak sıkıştırma plakaları, bundan böyle gazın buji üzerinden atılmasını ve yanmanın daha çabuk gerçekleşmesini sağlar Öteki bir avantajı da, emme ve egsoz subapları arasındaki mesafeden nedeniyle ısı transferinin mümkün olan en düşük şekilde yapılabilmesidir
Kama Alıcı Yanma Odası
Kama alıcı yanma odalarında silindir kapağında kama şeklinde bir hazne bulunmaktadır Bu herif yanma odalarının yapısı da kolay olduğu için silindir kapağı daha küçüktür Yıllar her tarafında en fazla kullanılmış yanma odası türüdür Küvet herif yanma odasına aynı Emme subapları odanın eğimli şeklinde tasarı edilmiş çatı kısmına yerleştirilmiştir Subapların genelde konumu yeniden eğimlidir Buji odanın kalın kısmına subapların bütün ortasına yerleştirilmiştir Odanın sivridüşey kenarının görevi, yakıt+hava karışımının yönünü başkalaştırmak ve bu karışıma silindir ekseninde ve aşağıya doğru spiral bir yol izletmektir Sıkıştırma kursu baştan başa karışım ölü hacim içerisinde gizli kısma içten sıkışıp inceden kalına doğru genişleyen oda duvarlarında sert şekilde itilmeye maruz kalır Bu da baskı oluşumuna olumlu katkı sağlayarak hareketin daha basit gerçekleşmesine olanak verir
Küvet Alıcı Yanma Odası
Yanma odasının yapısı kolay olduğu için silindir kapağı ve supap mekanizmasının yapısı, diğer yanma odalarının kullanıldığı silindir kapaklarına göre daha minik ve basittir Ancak bu tip yanma odaları büyük çaplı supaplara yerinde değildir Bu tasarım kama alıcı veya güyaküresel herif yanma odalarına o kadar benzememektedir Üretici firmaların kullandığı değişik formlarda çeşitleri vardır Bir Takım dizaynlarda yanma odası az daha oval şekildedir, yeni ve daha verimli olanı ise kalpşekli olarak adlandırılan tasarımdır Burada silindir kafasının tepesi ile örtüşen piston kafası söz konusudur ve bu odanın iki sıkıştırma alanına ayrılmasına neden olur Bu alanların boyutları birbirinden farklıdır Büyük olan tarafta buji ve emme subabı bulunur Asıl sıkıştırırmanın olduğu bölgenin karşı tarafı konik bir şekildedir yani kama tipinde olduğu gibi dik bir duvar söz konusu değildir Bujinin konumu egsoz subabına ve orta kısma doğru mümkün olduğunca yakındır Subaplar arasındaki az mesafe ise, hacimsel verimi ve oktan toleransını sınırlamaktadır
Bu tasarımların hepsini düşündüğümüzde birtakım üstünlük ve dezavantajların olduğunu görüyoruz Mühendisler yıllar boyunca en ideal tasarımı bulmak için çalışmışlar ve çalışmaya devam etmektedir En kötü yanma odasında deha, duvarlarda ve yüzeylerde yapılan bazı yumuatmalarla sıkıştırmayı artırmak, yanma hızını yükseltmek gibi özellikler kazandırılabilir veya bujinin konumu değiştirerek ve piston kafasında minik şartların değişmesi yaparak yanma iyileştirilebilir Günümüzde bu küçük tasarım hilelerinin etkisi oldukça azaltılmıştır ve bundan böyle çok daha iyi yanma odalarının standart olarak tasarlandığı unutulmamalıdır
En Fazla Kullanılan Piston Başları
Görevi
Piston ÜÖN de iken üstteki tarafında kalan boşluğa yanma odası denir Yanma olayı yanma odasında gerçekleşir Yanma olayının sonucunda yakıttaki kimyasal enerji önce ısı enerjisine dönüştürülür Ortaya meydana çıkan ısı enerjisi piston biyel mekanizmasıyla da mekanik enerjiye çevrilir Motorlarda çoğunlukla yanma odası silindir kapaklarında bulunur Bazı motorlarda ise yanma odasının bir kısmı piston üstünde mevcuttur Motorlarda iyi bir karışımın oluşmasında ve iyi bir yanmanın gerçekleşebilmesinde yanma odaları büyük bir rol oynar Yanma odaları pürüzsüz ve minik yüzeyli bir hacme sahip olması gerekir Yanma odasının şekli çoğunlukla supapların konumuna göre belirlenmektedir
Temel Yanma
Bir mumdaki ateş, motorlardaki yanmanın kolay halidir ve esas yanma ile bağıntılıdır Fakat motorlarda bu daha farklıdır çünkü gaz değişim işlemleri atmosfer basıncının üstünde gerçekleşir Motor içinde gerçekleşen yanma biraz karmaşıktır lakin temel prensipler geçerlidir Benzin, hidrokarbon temelli bir yakıttır ve yanma için çok küçük parçalara ayrılması yani bilinen ismiyle atomize edilmesi gerekir Bu fiilen atomlarına ayrışmak demek değildir ama bu şekilde adlandırılmaktadır Yakıt istikrarsız haldeyken kendi kendine yanamaz Benzin atomize edildiğinde laminer bir yanma oluşturur ve bu yanma adeta 05 msn ‘lik bir hıza sahiptir Bir mukayese gerçekleştirmek gerekirse, asetilenhava karışımı 158 msn ‘lik bir yanma hızına sahiptir Bu yavaş yanma hızı, benzin yakıt olarak kullanıldığında dürüst yanmalı motorlarda ilginç bir soruna yol açar
Metrik ölçülerin kabul edilip kullanılmaya başlandığı zamanda, silindir için 100 mm çap ve yanma için ideal bir bölge verilmişti Yakıt bu mesafeyi 100 milisaniyede katediyordu Problem şu ama, motor 3000 devirdeyken yanmanın gerçekleşebilmesi için yalnızca 10 milisaniyelik bir vakit dilimi kalıyordu Bu durumda çalışmayı sürdürebilmek için ayrı bir kuvvete ihtiyaç olduğu fazla açıktı Çünkü yakıt motorları büyük ölçüde 3000 devdk ‘dan daha yüksek hızlarda çalışıyordu Bu noktada anahtar cümle: yanma hızının arttırılmasıydı
Zamanla tespit edildi oysa, yanma motor içerisinde piston çapı her tarafında 10 ila 25 msn arası hızlarla hareket ediyordu Bu sürat daha önce tespit edilmiş hızdan çok daha yüksek ve bu da benzinin niçin motor yakıtı olarak kullanıldığının en açık cevabıdır Yanma hızını arttırmak için, mutlaka türbülanslı bir yanma yerine getirmek gerekir Bu türbülansı sağlayabilmek için, başarılı bir yanma odası tasarımına ve sıkıştırma çevrimine gereklilik vardır Yanma sürecinde, türbülanslı hareketin etkisiyle alev yanma olmayan boş bölgeye dürüst tez ilerler Difüzyon hareketinin büyük ölçüde sıkıştırma ile alakası vardır ve bu dizel motorlarında buji ile ateşleme işlemi olmadığından daha iyi gerçekleşir İdeal olarak, yakıt fazla hoş bir enjektör sistemiyle püskürtülmeli, türbülanslı hava hareketiyle yakacak damlacığındaki buharlaşmış yakıt ve yanma ürünlerini süpürmeli, bu şekilde yanma hızını arttırmalıdır
Hakiki yanma işlemi ön alevle başlar ve pistonla beraber genişler, bu çevrim pratikte çok karmaşıktır Bu noktada kimyanın tüm inceliklerini kavramaya gerek yoktur ama termodinamik kanunlarını, enerjiyi ve enerji dönüşümlerini iyi bilmeye gereklilik vardır Birinci kanun, “enerji en ince ayrıntısına kadar yok edilemez yalnızca hal değiştirebilir der Bu motorda basitçe görülür, enerji önce ısıya daha sonra harekete ve daha sonra bitmiş ısıya dönüşür İkinci kanun fazla daha karmaşıktır fakat özetle şunu biliyoruz oysa, enerji sabit bir yönergeyi izler ve katiyen sapmaz Mesela, ısı mevcut enerjisi ile dışardan bir şiddet etkimeden sadece sıcaktan soğuğa doğru hareket eder Termodinamik kanunları ısı transferinin aracısız piston kalıbıkursu ile soğutma sistemi aralarında olduğunu ve ısıl verimin bu kalıp içerisindeki sıkıştırma oranıyla değiştiğini kabul eder
Genel ve aşina motor kıyaslamalarına kadar fazla hava pompalanmasının daha büyük bir kuvvet çıkışı sağladığı saptama edilmiştir Bu red edilemez bir gerçektir lakin hava kendi başına bunu başaramaz ve mutlaka bereketli bir yanma olayının gerçekleşmesi gerekir Bu sebeple motordaki yanma odasının etkilerini incelememiz gerekir
Yanma Odası
Christian Huygen, 1673 yılında ilk motoru icat etmiştir O bunu yalnızca suyu yaşadığı yerdeki Seine ıramığdan bahçelere taşıyabilmek için geliştirmiştir Ilk zamanlarda yanma odası silindir için basit bir kapak düzeneğinden öbür değildi Yanma odaları dizaynındaki belli başlı atılım, sübaplı motorların silindir kafasında oluşan türbülansı keşfeden Ricardo doğruca gerçekleşmiştir 1900 ’lü yılların başında sıkıştırma oranları 6 seviyelerindeydi O zamanlar yakıtın oktan değerleri 6070 aralarında değişmekteydi Sonraki 10 yıl içerisinde yanma odası bir motor karakteristiği olarak kabul edildi En büyük atılım 1951 yılında Chrysler firmasının benzeriküresel yanma odası kullandığı V8 motorunu tanıtmasıyla yaşandı Günümüzde daha iyi yanma ve şiddet artışı üzerine araştırmalar açıklanmış bir çizgide ve küçük atılımlarla devam etmektedir
Yanma odası dizaynı gelişimi için birkaç kriter vardır Ön alevin yanma odasını katetmesi için gereken uzaklık azaltılarak optimum şekilde ayarlanmalıdır Bu ayarlama buji elektrodu ile yakıt karışımı arasındaki mesafenin azaltılmasıyla gerçekleştirilebilir Bu sayede daha yüksek potansiyele sahip motor hızları ve daha fazla zor üreten tasarımlar yapılabilmesini mümkündür Olağandışı yanma yani daha iyi tanıdık ismiyle patlamalı yanma, yanmaya ek olan ön alevin başlamasını geciktirdiği için yavaş yanmaya neden olur
Her buji piston üzerinde orta pozisyonda ve egsoz subabına yakın yerde konumlandırılmalıdır Çünkü bu bölgelerde en türbülanslı ve sıcak noktalar oluşmaktadır Buna ek olarak egsoz subabı, içeri giren taze havanın ısı transferini limitlemesi açısından mümkün olduğunca emme subabından uzaktan olmalıdır
Burada yanmanın hızlandırılması ve iyileştirilebilmesi için, tatmin edici derecede türbülansa gereklilik vardır Lakin türbülansın çok pozitif olması da, ısının yanma odasından çıkmasına ve gürültülü yanmaya neden olacağından bu dengeli yapılmalıdır Buradaki türbülans miktarı, dışarıdan ilave bir giriş portu veya içten bir sıkıştırma yastığıplakası kullanılarak ayarlanabilir Silindir kafasının üst kısmı ile piston kafası arasındaki mesafe ölü hacim veya sıkıştırma hacmi olarak adlandırılır
Eksantrik dizaynı ve subap sayısı yanma odasında subap yerleşimi ve açık kalma sürelerine ast olarak birtakım etkilere niçin olurlar Termodinamik kanunları ile sunulan ideal bir motor, ısıl verim için yüksek sıkıştırma oranına, seri yanma gerçekleşen bir oda tasarımına ve ani gaz tepkisine sahiptir Bunlar, motorun oktan sayısına toleransını ve Nitrojenoksit emisyonları üretiminin limitlendirilmesi özelliğini arttırabilmek için zorunludur Bu zehirli bundan böyle gazın oluşumu için zorunlu üç şey vardır; ısı, basınç ve maruz kalma süresi Yüksek sıkıştırma oranları, silindir basıncını arttırarak ve daha ufak bir bölgeye daha pozitif ısı enerjisi yükleyerek, Nitrojenoksit üretimini arttırır Bu fenomen yüksek yanma hızıyla yani üçüncü elementin(maruz kalma süresinin) dezavantajını yokederek engellenebilir Bu sayede emisyonlar büyük ölçüde azaltılmış olur
Öteki faktörler bujinin yerleştirildiği bölgede yapılan birtakım değişiklere ve kullanılan materyallere dayanır Daha önce de belirttiğimiz üzere, alevin silindir kafasının bütün orta bölgesinde başlaması daha yüksek basınçla çok daha seri bir yanma gerçekleşmesini mümkün kılar Kuvvet üretiminde emisyonları ve oktan toleranslarını göz önünde bulundurduğumuzda, silindir içi basıncının mümkün olduğunca ivedi artması gerektiği anlaşılır Bu sayede de pistonun iş vaktinde daha seri genişleyip, daha fazla kurs hacmi boyunca baskı üretimi yapılması sağlanır
Birçok performans tipi silindir kafası alüminyumdan üretilir çünkü hafiftir, basit işlenir ve port açılabilir bunun yanına ısı dağıtımını daha iyi gerçekleştirir ve yüksek sıkıştırma oranlarını muhtemel kılar Ama mükemmel bir ısıl verimde ve tüm şartlar benzer düşünüldüğünde dökme çelikte baskı üretimi daha kolaydır Çelikten alüminyuma mutasyon yapılırken aynı ısıl verimi elde edebilmek için sıkıştırma oranını bir aşama arttırmak gereklidir Bunun nedeni ise, çeliğin ısıyı bünyesinde daha artı saklaması ve genişleme vaktinde bunun kullanılmasıdır Bu dönüşüm yaparken dikkat edilmesi gereken önemli bir noktadır
Hidrokarbon emisyonları yanma odasındaki karışımın dış katmanında bulunur ve karışım yanma odası duvarlarında büyük nümerik oranlarda soğumaya uğrarlar Ateş yanma odası duvarına yaklaşırken sönümlenir ve peşinde hidrokarbonlu bir katman bırakır Güyaküresel yanma odası en iyi hacimsel oranı sunar
Yanma Odası Çeşitleri ve Yapısal Özellikleri
İdeal yanmanın gerçekleştirilebilmesi için motorlarda en fazla kullanılan yanma odaları aşağıdadır;
– Çatı tipi yanma odası
– Sanki küresel herif yanma odası
– Kama tip yanma odası
– Küvet müşteri yanma odası kullanılmaktadır
Çatı Alıcı Yanma Odası
Bu müşteri yanma odaları her silindirde dört supap yer alan motorlarda kullanılmaktadır Bu yanma odalarında buji yanma odasının tam ortasında yer almaktadır Bu durum etkin ve süratli bir yanmanın gerçekleşmesini sağlamaktadır Ama supap mekanizması nedeniyle silindir kapağı büyük boyutludur Bu herif yanma odaları bir binanın çatı arasına benzemesi nedeniyle çatı müşteri yanma odaları denilmektedir Çatı alıcı yanma odaları benzeriküresel tipine aynı olduğundan birbirlerine yakın özellikler gösterirler Aşağı Hemi(yarıküresel) yanma odasının özellikleri verilmektedir
Benzeri–Küresel Müşteri Yanma Odası
Bu tip yanma odaları benzer hacimdeki öteki yanma odaları ile karşılaştırıldığında en ufak yüzey alanına, asgari ısı kaybına ve en fazla ısıl (termal) verimliliğe sahip yanma odalarıdır Bu odalar verimlilik kazancı adına öteki unsurlardan en düşük miktarda ödün verilecek şekilde dizayn edilmiştir Subaplar, orjinal Chrysler Hemi ’de yanma odası çevresinde 585 derecelik açıyla ve tamamiyle krankmilinin merkez hattına eşit gelecek şekilde yerleştirilmiştir Bu pozisyon, subaplar açıldığında içeriye büyük miktarda hava akışı sağlar aynı zamanda karışımın daha efektif bir şekilde çapraz akıntı hareketi yapabilmesini ve taze karışımın egsoz subabındaki ısı transferinin limitlenebilmesini mümkün kılar Daha önceden hatırlayacağımız üzere bu tasarım en iyi yüzeyhacim oranını ve soğutma sisteminden ısı çekilimini limitlemek için gerekli olan en kısa egsoz subap açılım zamanlamasını sağlar Bu yanma odasında bujinin besbelli bulunması, şahane bir oktan toleransını beraberinde getirir Subaplardaki ufak sıkıştırma plakaları, bundan böyle gazın buji üzerinden atılmasını ve yanmanın daha çabuk gerçekleşmesini sağlar Öteki bir avantajı da, emme ve egsoz subapları arasındaki mesafeden nedeniyle ısı transferinin mümkün olan en düşük şekilde yapılabilmesidir
Kama Alıcı Yanma Odası
Kama alıcı yanma odalarında silindir kapağında kama şeklinde bir hazne bulunmaktadır Bu herif yanma odalarının yapısı da kolay olduğu için silindir kapağı daha küçüktür Yıllar her tarafında en fazla kullanılmış yanma odası türüdür Küvet herif yanma odasına aynı Emme subapları odanın eğimli şeklinde tasarı edilmiş çatı kısmına yerleştirilmiştir Subapların genelde konumu yeniden eğimlidir Buji odanın kalın kısmına subapların bütün ortasına yerleştirilmiştir Odanın sivridüşey kenarının görevi, yakıt+hava karışımının yönünü başkalaştırmak ve bu karışıma silindir ekseninde ve aşağıya doğru spiral bir yol izletmektir Sıkıştırma kursu baştan başa karışım ölü hacim içerisinde gizli kısma içten sıkışıp inceden kalına doğru genişleyen oda duvarlarında sert şekilde itilmeye maruz kalır Bu da baskı oluşumuna olumlu katkı sağlayarak hareketin daha basit gerçekleşmesine olanak verir
Küvet Alıcı Yanma Odası
Yanma odasının yapısı kolay olduğu için silindir kapağı ve supap mekanizmasının yapısı, diğer yanma odalarının kullanıldığı silindir kapaklarına göre daha minik ve basittir Ancak bu tip yanma odaları büyük çaplı supaplara yerinde değildir Bu tasarım kama alıcı veya güyaküresel herif yanma odalarına o kadar benzememektedir Üretici firmaların kullandığı değişik formlarda çeşitleri vardır Bir Takım dizaynlarda yanma odası az daha oval şekildedir, yeni ve daha verimli olanı ise kalpşekli olarak adlandırılan tasarımdır Burada silindir kafasının tepesi ile örtüşen piston kafası söz konusudur ve bu odanın iki sıkıştırma alanına ayrılmasına neden olur Bu alanların boyutları birbirinden farklıdır Büyük olan tarafta buji ve emme subabı bulunur Asıl sıkıştırırmanın olduğu bölgenin karşı tarafı konik bir şekildedir yani kama tipinde olduğu gibi dik bir duvar söz konusu değildir Bujinin konumu egsoz subabına ve orta kısma doğru mümkün olduğunca yakındır Subaplar arasındaki az mesafe ise, hacimsel verimi ve oktan toleransını sınırlamaktadır
Bu tasarımların hepsini düşündüğümüzde birtakım üstünlük ve dezavantajların olduğunu görüyoruz Mühendisler yıllar boyunca en ideal tasarımı bulmak için çalışmışlar ve çalışmaya devam etmektedir En kötü yanma odasında deha, duvarlarda ve yüzeylerde yapılan bazı yumuatmalarla sıkıştırmayı artırmak, yanma hızını yükseltmek gibi özellikler kazandırılabilir veya bujinin konumu değiştirerek ve piston kafasında minik şartların değişmesi yaparak yanma iyileştirilebilir Günümüzde bu küçük tasarım hilelerinin etkisi oldukça azaltılmıştır ve bundan böyle çok daha iyi yanma odalarının standart olarak tasarlandığı unutulmamalıdır
En Fazla Kullanılan Piston Başları