Sıralı dört silindirli bir motorun animasyonlu anlatımı: dört zamanlı çevrim, 180° krank mili ve 1-3-4-2 ateşleme sırası, iki zamanlı ile dört zamanlı farkı, silindir düzenleri (sıralı / V / bokser), benzin ile dizel farkı ve piston segmanlarının nerede durduğu ve ne işe yaradığı.
Kaputu açın; motorun çalışırken çıkardığı her ses aslında binlerce ve binlerce kez tam bir hassasiyetle tekrarlanan "kalp atışıdır". Rölantideki dört silindirli bir motor dakikada yaklaşık 400 tam çevrim tamamlar—bir insanın kalp atışından altı kat daha hızlı—ve bunların her biri 50 bar'ın üzerindeki bir basınç patlamasını sızdırmadan tutmak zorundadır.
Otomobil motorlarının büyük çoğunluğu "dört zamanlı" motorlardır: piston, silindirin içinde aşağı yukarı iki tam gidiş-geliş yapar (krank mili iki kez, toplamda 720° döner) ve böylece bir güç çıkışını tamamlar. Dört zaman, sırasıyla şunlardır:
① Emme—piston aşağı iner, emme supabı açılır ve temiz hava (veya hava-yakıt karışımı) silindire çekilir; ② Sıkıştırma—supaplar tamamen kapanır ve piston yükselerek gazı yüksek sıcaklık ve yüksek basınca sıkıştırır; ③ Güç—karışım ateşlenip patlar ve yüksek basınçlı gaz pistonu aşağı iter; bu, gerçekten "iş" yapan tek zamandır; ④ Egzoz—egzoz supabı açılır ve piston yükselerek yanmış gazı dışarı iter. Ardından bir sonraki kalp atışı başlar.
Ancak "bir güç zamanı üretmek için kaç zaman gerektiği" sorusunun aslında başka bir yanıtı daha var—
Dört zamanlı bir motorun tamamladığı her güç çıkışı için krank mili iki tam tur (720°) dönmek zorundadır; bir iki zamanlı motor ise emme, sıkıştırma, güç ve egzozu tek bir turda (360°) sıkıştırır—krank milinin her turunda bir kez ateşler. Ayrı emme ve egzoz zamanlarını ortadan kaldırarak, bunun yerine silindir duvarındaki "kanalları" pistonun kendisiyle birlikte bir supap gibi çalıştırarak kullanır. Tasarım daha basittir ve aynı hacimde çıkış daha güçlüdür.
Otomotivin ana akımı. Emme, sıkıştırma, güç ve egzoz her biri bağımsızdır; bu da tam bir yanma, temiz ve yakıt tasarruflu çalışma ve hassas supap kontrolü sağlar.
Çim biçme makineleri, motorlu testereler ve eski motosikletlerde yaygındır. Hacmine göre yüksek çıkış ve hafiftir, ancak daha yüksek yakıt tüketimi ve emisyonlarla birlikte.
Animasyonu dikkatle izleyin ve ilginç bir şey fark edeceksiniz: dört piston her biri kendi yoluna gitmez—çapraz çiftler halinde hareket ederler. 1 ve 4 numaralı silindirler her zaman birlikte aşağı yukarı gider, 2 ve 3 numaralı silindirler ise tam tersini yapar. Çoğu kişi bunu ilk kez gördüğünde sorar: bozuk mu? Aslında bu, sıralı dört silindirlinin ta kendisidir.
Sır krank milinde gizli. Sıralı bir dört silindirlinin krank pimleri 180° karşıt olarak düzenlenir: 1 ve 4 numaralı silindirlerin krank pimleri aynı yöne, 2 ve 3 numaralılarınki ise ters yöne bakar. Bu tasarım iki amaca hizmet eder:
Bir: gücü sürekli tutar. Krank mili her 180° döndüğünde bir silindir güç zamanına girer ve dört silindir, tam 720° boyunca birbirine düzgünce bayrak devreder. Ateşleme sırası 1 → 3 → 4 → 2'dir (1-2-3-4 değil), böylece yanma konumu motorun ön ve arka tarafı arasında ileri geri sıçrar ve krank mili daha dengeli yüklenir.
İki: titreşimi bastırır. İki piston yükselirken diğer ikisi düşer ve eylemsizlik kuvvetleri birbirini dengeler; böylece motor, tek silindirli bir motosiklet gibi baştan aşağı titremez. İşte bu yüzden "iki tarafın çaprazlaması" gibi görünür—bir tesadüf değil, kasıtlı olarak tasarlanmış bir denge dansıdır.
Az önceki animasyon bir Sıralı motordu—tek bir sırada dizilmiş dört silindir. Ancak silindirleri dizmenin birden fazla yolu vardır ve farklı dizilimler bir motorun yüksekliğini, genişliğini ve titreşim özelliklerini—dolayısıyla piston segmanlarına etki eden kuvvetlerin yönünü—değiştirir. En yaygın üç dizilim:
En basit yapı ve servisi en ucuz olanıdır; dört silindirli aile araçlarının mutlak ana akımıdır. Daha fazla silindir onu uzatır ve I6 doğal olarak muhteşem dengelidir.
İki silindir sırası, 60°–90° açıyla yerleştirilmiş tek bir krank milini paylaşır. Uzunluk büyük ölçüde azalır ve daha fazla silindirin sığdırılmasına olanak tanır—performans ve lüks araçların gözdesi.
Pistonlar sol ve sağa yatay olarak birbirine karşı vurur, eylemsizlik kuvvetleri birbirini iptal eder; bu da minimum titreşim ve çok düşük bir ağırlık merkezi sağlar. Subaru ve Porsche'nin imzasıdır, ancak bakımı daha pahalıdır.
Bir dizel motorun dört zamanlı ritmi benzinli bir motorunkiyle tamamen aynıdır; fark "nasıl ateşlediğinde" yatar. Benzinli bir motor hava-yakıt karışımı çeker ve onu sıkıştırdıktan sonra bujiden gelen bir kıvılcımla ateşler; bir dizel motor ise yalnızca saf hava çeker, o havayı 500°C'nin üzerine sıkıştırmak için 16–22:1'e varan bir sıkıştırma oranı kullanır, ardından yüksek basınçlı enjektörle dizel püskürtür ve dizel anında kendiliğinden tutuşur—hiç bujiye gerek yoktur.
| Öğe | Benzinli motor (SI) | Dizel motor (CI) |
|---|---|---|
| Ateşleme yöntemi | Buji karışımı ateşler | Yüksek sıkıştırma dizeli kendiliğinden tutuşturur, buji yok |
| Sıkıştırma oranı | Yaklaşık 10–14:1 | Yaklaşık 16–22:1 |
| Silindir içi yanma basıncı | Daha düşük, yaklaşık 60–100 bar | Daha yüksek, 150–200 bar'a kadar |
| Termik verim | Yaklaşık %30–35 | %40'ın üzerinde, daha yakıt tasarruflu |
| Özellikler | Yüksek devirli, yumuşak ve sessiz | Düşük devirde yüksek tork, ağır yükler ve uzun yollar için ideal |
| Piston segmanı tasarım odağı | Daha ince segmanlar, düşük gerginlik, PVD/DLC kaplamalar | Trapez (Keystone) segmanlar, daha kalın kesitler, krom/seramik sert kaplama |
Kalp, kanı etkili bir şekilde pompalayabilir çünkü kapakçıkları kanın yalnızca tek yönde akmasını ve asla geri dönmemesini sağlar. Bir motor da aynıdır: pistonun kayması için piston ile silindir duvarı arasında bir boşluk olmalıdır, ancak yanmadan gelen yüksek basınçlı gaz o boşluktan kesinlikle sızmamalıdır—ve nöbet tutan parça piston segmanıdır.
Piston segmanları pistonun üst tarafındaki segman kanallarına takılır. Standart düzen, yukarıdan aşağıya her biri farklı bir işe sahip üç segmandır:
Bu üç metal segmanı hafife almayın. Piston segmanları; 300°C, dakikada binlerce aşağı yukarı çevrim ve neredeyse hiç yağlama olmayan bir ortamda aynı anda sızdırmazlık sağlamak, yağ sıyırmak ve ısı iletmek zorundadır ve 200.000 kilometrenin üzerinde dayanmalıdır. Malzemeleri, kesit şekilleri ve yüzey işlemleri, her biri onlarca yılda biriken bir ustalıktır.
Ve benzinli ile dizel motorların farklı "kalp atışı yoğunlukları" olduğundan, piston segmanı tasarımları tamamen farklı iki yöne gider: benzinli motorlar düşük sürtünme ve yakıt ekonomisi peşinde koşarak segmanları giderek inceltir ve gerginliklerini düşürür, PVD ve DLC elmas benzeri karbon kaplamalarla eşleştirir; iki kat yanma basıncı ve isle dolu bir ortamla karşı karşıya kalan dizel motorlar ise, yapışmayı önlemek için üst segmanı trapez (keystone) kesite geçirir ve krom kaplama ve seramik gibi kalın, sert kaplamalarla aşınmaya karşı savaşır.
Üç segman arasında, en alttaki yağ segmanının yapısı en titiz olanıdır. Aynı anda birbirine zıt iki iş yapmak zorundadır: yağlama için silindir duvarına tam da gerektiği kadar yağ filmi yaymak ve yanma odasına girip yanmaması için fazla yağı karter havuzuna geri sıyırmak. Sıyırma kuvvetini uyum yeteneğiyle dengelemek için yağ segmanı genellikle tek bir segman değil, birkaç parçadan oluşan bir düzenektir. İki ana akım yapı vardır:
Ortada bir yay/genişleticiyi saran, üstte ve altta iki yan lamelden oluşur. İki ince çelik lamel, silindir duvarına her biri kendi başına uyum sağlayarak mükemmel uyum yeteneği sunar, yağı düşük sürtünmeyle temizce sıyırır—modern ince segmanlı benzinli motorlarda ana akım. Yaygın türler: RIK／NPR／PC／TP／U-Flex／Hump Spring.
Tek parça bir segman gövdesi artı arkasında düzgün radyal gerginlik sağlayan bir helis yaydan oluşur. Kalın kesitli ve yüksek rijitlikli olduğundan genellikle dizel ve ağır hizmet motorlarında kullanılır. Malzemeler arasında çelik, pik döküm ve sfero döküm bulunur.
C.T.I. Traffic Industries, 1973'ten bu yana piston segmanı üretimine derinlemesine odaklanmış olup; pik döküm, çelik segmanlar, krom kaplama ve DLC dahil eksiksiz bir spesifikasyon yelpazesinde benzinli ve dizel motor segman takımlarını küresel yenileme pazarına tedarik etmektedir. Motorun her kalp atışında biz nöbetteyiz.
© C.T.I. Traffic Industries Co., Ltd. C.T.I. özgün içeriğidir — izinsiz çoğaltmak, kopyalamak veya ticari amaçla kullanmak yasaktır.
Geri