Ateşleme Avansı Nedir? Neden Gereklidir? Rötar Nedir?
Kullanımda olan motorda ateşlemenin zamanlaması sabit değildir ve sürekli olarak ateşleme zamanlaması değişir. Ateşleme zamanlaması, ateşlemeye avans veya rötar verilerek değiştirilir. Avans, ateşlemenin öne alınmasıdır; rötar ise ateşlemenin geciktirilmesidir. Motorun çalışma şartlarına göre ateşleme avans veya rötarının açısal olarak ayarlanması sağlanır. Burada temel veri motor devri ve motor yüküdür. Devir arttıkça avans verilir, avans miktarı arttırılır, ateşleme zamanı daha önceye alınır. Motor yükü arttıkça rötar verilir, ateşleme geciktirilir.
Avans ve rötar belirtilirken krank açısı kullanılır ve “derece” ifadesi ile belirtilir. Piston üst ölü noktadayken, krank açısı sıfırdır “0o”. Krank mili bir tur döndüğünde 360o dönüş yapar, bir motor çevriminde krank mili iki tur atar ve 720o dönüş gerçekleştirmiş olur. Motorun rölanti avansının (statik avans) 10o olarak ayarlanmasının anlamı, piston henüz üst ölü noktaya ulaşmadan, krank açısı cinsinden 10oönce ateşlemenin gerçekleşmesidir.
Ateşleme Avansına Etki Eden Parametreler
Avans ve rötarın otomatik olarak ayarlanması, klasik ateşlemeli motorlardaki distribütörde bulunan mekanik avans tertibatı ve vakum avans tertibatıyla gerçekleştirilir. Elektronik kontrol ünitesiyle (ECU) yönetilen (günümüz araçları) elektronik ateşleme sistemine sahip motorlardaysa, ateşleme avansı ve rötar bilgisayar kontrolünde elektronik olarak yapılır. ECU’de yüklü yazılıma uygun olarak motor yükü ve devri en temel referans bilgi olarak kullanılır ve ateşleme zamanlaması belirlenir. Ateşleme zamanlamasının belirlenmesinde motor suyu sıcaklığı, vuruntu sensöründen gelen sinyaller, emilen havanın basıncı-sıcaklığı-miktarı, supap zamanlamasının durumu gibi bilgilerde referans alınır.
*Statik Avans: Motorun rölantideçalışırkenki avans açısıdır. Çalışma sıcaklığındaki bir motorun statik (başlangıç) avansı genelde ÜÖN’den önce 10o‘dir. Örneğin klasik ateşleme sistemine sahip bir motorun distribütör avans ayarının yapılması, statik avansının ayarlanmasıdır.
*Dinamik Avans: Motorun çalışma şartlarına sürekli değişen avans açısıdır. Dinamik avans ÜÖN’den önce 10o ile 30oderece arasında değişebilir. (Bu yazıda dinamik avans konusu temel olarak işlenmiştir)
Ateşleme avansı, ateşlemenin öne alınmasıdır. Ateşleme avansı, ateşlemenin piston üst ölü noktaya (ÜÖN) ulaşmadan önce meydana gelmesidir. Ateşleme avansı motor devir hızı ve motor yüküne bağlı olarak ayarlanmaktadır.
Motor devri arttıkça, ateşleme avansı arttırılır. Örneğin rölantide (800 dev/dk) çalışan motorun ateşleme avansı ÜÖN’den 10o önce iken 4000 dev/dk avans 20o olabilir.
Motora Neden Avans Verilir? Avans Neden Gereklidir?
Motordan her devirde en iyi performansı alabilmek için, ateşleme avansının doğru açıda ayarlanması gereklidir. İçten yanmalı motorlarda silindirlere alınan hava-yakıt karışımının buji ile tutuşturularak yakılması sonucu, yüksek sıcaklık ve basınç oluşur. Oluşan bu yüksek basınç, pistonu aşağıya iterek harekete dönüşür, bu itme hareketi krank-biyel ile dairesel harekete (dönme hareketine) dönüştürülür, böylece motordan hareket elde edilmiş olur.
Yapılan testlerde, yanma sonucu oluşan maksimum basıncın, piston üst ölü noktayı (ÜÖN) terkederken, ÜÖN’den 10 sonra pistona etki ettiğinde, performansın maksimum olduğu tespit edilmiştir. Öyleyse motorda yanma işlemi öyle bir zamanda gerçekleşmeli ki, en iyi performans için maksimum yanma basıncı, piston ÜÖN’yi 10 derece geçtikten sonra oluşsun.
Motorun yanma zamanında sırasıyla şu olaylar gerçekleşir: bujide kıvılcımın çakılması, tutuşma gecikmesi, tutuşmanın gerçekleşmesi ve alevin yayılması, maksimum basıncın oluşması. Görüldüğü gibi maksimum basıncın oluşmasını ve zamanlamasını belirleyen etkenler var.
Tutuşma Gecikmesi: Bujide kıvılcımın çakmasıyla, hava-yakıt karışımın yanması arasında geçen süreye tutuşma gecikmesi denir. Tutuşma gecikmesi süresi sabittir ve motor devrine bağlı olarak değişmez.
Motor devri değişirken, tutuşma gecikmesi süresinin kalması, avans verilmesinin gerekçesini oluşturur. Kıvılcım çakar --> karışım tutuşur --> alev yayılır ve maksimum basınç oluşur. Kıvılcım çakar, bir süre geçer hava yakıt karışımı tutuşur; tutuşma gerçekleştikten sonra ise alevin hızla yayılmasıyla birlikte basınç da hızlı bir şekilde yükselir. Tüm bu olaylar gerçekleşirken, krank açısı cinsinden zaman geçer, yani bu sırada krank mili dönüyor, piston hareket ediyordur.
Kıvılcım çakar --> karışım tutuşur --> alev yayılır ve maksimum basınç oluşur. Motor düşük devirlerde çalışırken ve ateşleme avansı ÜÖN’den10o derece iken durum bu şekilde sorunsuzca gerçekleşir. Ateşleme, piston ÜÖN’ye ulaşmadan 10 derece önce gerçekleşirken, yanma sonucu maksimum basınç piston ÜÖN’yi terkederken - ÜÖN’den 10 derece sonraya denk gelmektedir. Performans maksimumdur ve yanma sonucu oluşan basınçtan en verimli şekilde faydalanılmaktadır.
Motor devri arttığındaysa, piston artık çok daha hızlı bir şekilde hareket etmekte ve üst ölü noktayı çok daha çabuk terk etmektedir. Yani tutuşma gecikmesi süresi aynı fakat, artık krank mili çok daha hızlı dönüyor, krankın dönerek yaptığı açı miktarı da artar. Bu durumda ateşleme zamanlaması aynı şekilde ÜÖN’den 10 derece önce olacak şekilde sabit kalırsa, tutuşma gerçekleşene ve maksimum basınç oluşana kadar, piston üst ölü noktadan çok fazla uzaklaşmış olacak, oluşan maksimum basınç, piston kafasına kuvvetli bir şekilde etki edemeyecektir. Yani basınç ziyan olacaktır, motor gücü azalacaktır. Örneğin bu durumda maksimum basınç, piston üst ölü noktayı 15-20-30 derece geçtikten sonra oluşacaktır.
Motor devri artsa bile maksimum basıncın, piston üst ölü noktayı 10 derece oluşması için, ateşlemenin öne alınması gerekir, yani bujilerin daha erken çakması gerekir, böylece tutuşma gecikmesi sebebiyle kaybedilen zaman telafi edilmiş olur. Motor devri artarken, devir artışıyla doğru orantılı olarak ateşleme zamanlaması, piston üst ölü noktaya varmadan 10-15-20-30 derece önce gerçekleştirilebilir, böylece motordan her devirde maksimum performans alınmış olur. Böylece her motor devrinde, oluşan maksimum yanma basıncı en doğru zamanda pistona etki etmiş olur.
Motorda Ateşlemeye Rötar Vermek Nedir? Neden Rötar Verilir?
Avans, ateşleme zamanlamasını öne almaktır. Rötar ise ateşleme zamanlamasını geciktirmektir. Ateşleme sisteminde motorun çalışma şartlarına göre avans ya da rötar verilir. Motor yükü arttığında, ateşlemeye rötar verilir. Motor yükü şöyle artar; ani hızlanma sırasında gaz pedalına basıldığında veya yokuş çıkılırken gaz pedalına daha fazla basıldığında motor yükü artar. Motor yükü arttığında, gaz pedalına daha fazla basılıyor, silindirlere daha fazla hava ve yakıt alınıyordur. Silindirlere daha fazla miktarda hava ve yakıt alınırsa, silindirlerdeki sıkıştırma basıncı (kompresyon basıncı) ve bunun sonucu sıcaklık da daha çok artacaktır, bu durumda sıkıştırma zamanı sonunda yanma odasındaki hava-yakıt karışımı daha yüksek basınçta ve sıcaklıkta olacaktır. Böylece silindir içerisindeki yüksek sıcaklık ve basınçtaki hava-yakıt karışımı buji ile ateşlendiğinde yanma hızı artacaktır, alev çok hızlı yayılacak ve maksimum basınca daha çabuk (daha önce) ulaşılacaktır.
Motorda maksimum yanma basıncına, piston ÜÖN’yi 10 derece geçtikten sonra ulaşılmalıydı. Fakat yüksek motor yükü durumunda, ateşleme zamanlaması sabit (aynı) kalırsa, maksimum basınca daha çabuk ulaşılacaktır, yani piston üst ölü noktadayken veya henüz 3-5 derece geçmişken maksimum yanma basıncı oluşacaktır. Bu durumu engellemek için, ateşleme zamanına rötar verilir, yani ateşleme daha geç yapılır, böylece maksimum yanma basıncının tam ideal zamanda pistona etki ettirilmesi sağlanmış olur.
Motora rötar verilmesi, klasik ateşleme sistemine sahip motorlarda distribütördeki vakum avans mekanizmasıyla; yeni nesil elektronik ateşleme sistemine sahip motorlardaysa elektronik kontrol ünitesi tarafından, ateşleme bobinleri kumanda edilerek gerçekleştirilir.
(Bkz: Ateşleme Sistemi)