Benzinli Motorlarda Yakıt Sistemi - Ar-Ge ve Tasarım
YAKIT SİSTEMİNE BAKIŞ (GENEL)
Yakıt Pompası (Benzin Otomatiği)
Motor yakıtı hidrojen ve karbondan yapılmıştır. Karışım mevcut oksijenle yanıp içindeki ısı enerjisini mekanik enerjiye çevirmektedir. Sıvı yakıtlar içten yanmalı motorlar için idealdir çünkü ekonomik olarak üretildikleri gibi yüksek ısı değerlerine sahiptirler kolayca nakledilip saklanabilirler. En yaygın örnekleri benzin, gazyağı ve dizel yakıtıdır.
Dizel yakıt benzinden sonra ikinci sıradadır. Benzin kadar ucuza mal edilmesine rağmen kullanımı dizel motorlarla sınırlıdır.
Benzinin patlamaya karşı olan direncine “oktan” denir. Asfalt tabanlı ham petrolden üretilen benzin parafin tabanlılardan daha az vuruntu yapar. Bütün benzinler bu iki türün karışımından elde edilir. Eğer karışımları kontrol edilmezse kaliteleri değişir.
Yakıt pompasının üç görevi vardır: motora çalışması için gerekli olan yakıtı sağlamak, yakıtın kaynamasını engellemek için karbüratör ve pompa arasında yeterli basınç sağlamak, ve buhar kilitlemesini engellemek. Aşırı basınç karbüratör şamandıra iğnesini yerinden çıkarıp taşma kısmında çok benzin dolmasına sebep olur. Sonucunda ise aracınız çok yakıt tüketir. Yakıt pompaları “mekanik” ve “elektronik” olmak üzere iki türlüdür.
Yakıt boruları, egzoz boruları, susturucular ve manifolddan uzak olmalıdır, bu şekilde aşırı sıcaktan dolayı boğulmanın önüne geçilmiş olur. Motora, gövdeye, titreşimin az olduğu başka kısımlara iliştirilebilirler, böylece keskin kenarların sebep olacağı aşınmanın önüne geçilmiş olur.
Manifold Isı Kontrolu
Bir çok motor egzos gazlarını kullanarak hava-yakıt karışımını ısıtan ısı kontrollarına sahiptir. Bu buharlaşmayı ve karışımın dağıtımını iyileştirir. Motor soğukken bütün egsoz gazı manifoldun “sıcak olması gereken” noktaları etrafında dolaştırılır. Motor ısındıkça termostat özelliğine sahip yay ısınır ve gerilimini kaybeder. Böylece ısı kontrol valfının pozisyonu değişir, bu değişim sayesinde daha hızlı kullanırken ve ısınmış motor ile egzos gazları direk olarak egzos borusu ve susturucudan dışarı atılır.
Bir sıvının akması için, bir yüksek basınç alanı birde alçak basınç alanı oluşmalıdır (bu durumdan atmosfer basıncı). Alçak basınç atmosfer basıncından azdır. Alçak basınç alanını deyince akla bir çok kişi tarafından “vakum” gelir.
Turbo’lar motorun gücünü %40 kadar artırabilir. Turbonun arkasındaki mantık “silindirlere daha fazla hava yakıt karışımı getirerek motordan daha fazla kuvvet sağlamaktır”. Turbolar motordan çıkan egzos gazı ile çalışırlar.
Jikle soğuk motoru çalıştırmak için gereken yakıt karışım ayarlarını yapar. Hava-yakıt karışımı çok soğuk olunca motor düzgün çalışmaz veya zaman zaman durur. Jikle çekildiğinde hava-yakıt karışımını “zenginleştirir”. Jikle karbüratörün ağzında gerektiğinde içeri giren havayı bloke eden özel bir parçadır. Jikle plakası kapanınca altındaki vakum artar, daha fazla yakıt çekmeye başlar. Zengin yakıt karışımı düşük ısılardada yanarak motorun ısınmasını sağlar.
Elle kumanda edilen jikle genelde torpidonun üzerinde bir yerdedir. Karbüratörün üzerindeki jikleye tel ile bağlı olup çekip-iterek kumanda edilir. Sürücü motoru çalıştırırken jikleyi kapar. Unutmamanız gereken şey; motor ısındığında jikleyi tekrar itmek!.. Buradaki problem, sürücüler araç ısındıktan sonra tam olarak açmayı unutur (bu durumda jikleyi itmeyi), bunun sonucunda zengin yakıt karışımı yanma odasında ve bujilerde kurum (karbon) oluşturur. Bu sorunu gidermek için otomatik jikle bulunmuştur.
Direkt yakıt enjeksiyonu, yakıtın yanma odasına “direkt püskürtülmesidir”. Enjektör yanma odasındadır.
Boğazdan enjeksiyon sistemlerinde enjektörler hava alma boşluğundadır. Çok noktalı sistemlerde ise her silindirin kendi enjektörü vardır ve bunlar emme portunda bulunur.
Yakıt enjektörü yakıtı püskürten elektromekanik bir araçtır. Enjektör yakıtın ölçüldüğü bir alettir. Enjektör bobinine elektrik akımı verildiğinde armatürü yukarı doğru kaldıran manyetik bir alan yaratılır. Bu hareket valfi yuvasından çıkarır ve basınç altındaki yakıt enjektör memesinden akar. Valfin şekli yakıtın “huni” şeklinde püskürtülmesini sağlar. Enejektöre enerji gelmesi durunca yay valfi geri itip yakıt gelişini durdurur.
Elektronik yakıt enjeksiyonunun temel prensipi çok basittir. Enjektörler dağıtım hatlarındaki yakıt yerine elektronik kontrol ünitesi tarafından çalıştırılan solenoidler tarafından açılır. Mekanik sistemlere göre avantajı: hareket eden daha az sayıda parça olması, aşırı hassas standardlara gerek olmaması, az kuvvet kaybı, sessiz çalışması, özel pompalara ihtiyaç olmaması, ciddi biçimde yakıt filtreleme gerekmemesi ve en sonunda düşük maliyeti.
Bütün benzinli motorlarda içeri giren havayı kontrol için bir kısma valfi / kelebek valf vardır. Yanma odasına giren hava miktarı motor hızını ayarlar dolayısı ile motor kuvvetide ayarlanmış olur. Kelebek valf gaz pedalına bağlıdır. Adından anlaşıldığı gibi kelebek şeklindedir ve bir mile bağlı bir diskten oluşur. Disk kabaca daire şeklindedir ve hava geçirmeye yarayan “ventil”lerle aynı aynı çapa sahiptir, karbüratörün genelde aly kısmında bulunur. Kelebeğin mili gaz pedalı basıldığında açılacak şekilde bağlanmıştır. Ayağınızı gaz pedalından çekince kelebek kapanır.
Karbüratörün yakıt dağıtımı kelebeğin hareketinin gerisinde kalır. Basit bir karbüratör kelebek valf tam veya yarım açıkken çalışır ama kapalıyken çalışmaz. Hiç bir sürücü ayağını gaz pedalından çekince motorun stop etmesini istemez. Motorun düzgün çalışması (kuvvet gerekmediği zamanlarda bile) karbüratöre rölanti devresi eklenmiştir. Rölanti jeti kelebek valfın motor tarafında kabul eder. İlave hava yakıtla karışır ve bunun sonucunda kelebek valf kapalı olsa da çalışan ayrı bir karbüratör devresi meydana gelir.
Tetraetil kurşun vuruntuyu azaltmak için benzinlerde kullanılmıştır. Fakat son zamanlarda kurşunsuz benzin yaygınlaştığından, oktan yükseltmek için kurşunsuz benzinde Metil Tertiary Butil Eter (MTBE) kullanılır. Benzin ısıyla karşı karşıya kalınca hava oksitlenir ve sakız gibi bir tabaka bırakır. Bundan korunmak için benzine deterjanlar eklenmiştir. Deterjanlar karbüratör yollarını ve enjektörleri motorun çalışmasını zorlaştıran tortulardan korur. Aynı zamanda tortular yakıt akışını kısıtlar ve rölantide sarsıntı, gaza basarken kesiklik, durma ve güç kaybına sebep olur.
Yakıt sisteminde yoğunlaşmış nemi absorbe etme özelliğine sahip olan alkol de ticari benzinlere katkı olarak kullanılmaktadır. Yakıt hattındaki filtrelerden su geçmediği için, toplanan su yakıtın kolay geçmesini engeller. Benzinde alkol kullanarak mevcut olan su absorbe edilir ve yakıt filtresinden geçerek yanma odasına gider. Alkollü katkılar benzin deposuna benzin hattı donmasını ve boğulmayı önlemek için ayrıca alkol ilave edilir.
Benzin, ham petrolden elde edilen hidrokarbonların karışımıdır. Rafinerilerde üretildiği gibi kullanılırsa, günümüzün yüksek teknoloji ürünü motorlarında pek çok probleme neden olur. Motorlardan elde edilecek gücün artırılması için gerekli olan yüksek sıkıştırma oranı vuruntuya (kendi kendini ateşlemeye) sebebiyet verir. Vuruntu; gücün düşmesi, motorun zarar görmesi demektir. Vuruntuyu önlemek için benzine kurşun (TEL) katılarak benzinin vuruntu direnci (oktan sayısı) arttırılır. Kurşunun çevre üzerindeki zararlı etkisi nedeniyle oktan sayısı kurşun katılmadan yükseltilmiş kurşunsuz süper benzin üretilmektedir.
Dizel motorlarında yakıt olarak kullanılan motorin de ham petrolden elde edilir. Ham petrolden elde edildiği gibi kullanılırsa motorların istenildiği gibi temiz, düzgün, uzun ömürlü çalışmasını sağlayamaz. Dizel motorlarında yakıtın yanma odasına püskürtülür püskürtülmez yanması istenir. Bunu sağlayan da yakıttaki setan sayısıdır. Setan sayısı ne kadar yüksek olur ise motor daha düzgün, gürültüsüz çalışır. Motorinin içinde erimiş halde bulunan parafinler (mumlar) soğukta katılaşarak filtreleri enjeksiyon sistemini tıkar ve motorun çalışmamasına neden olur. Bu durumda “motorin dondu” denir. Bu durumun oluşmasını engellemek için motorine, içindeki erimiş parafinin donma noktasını düşürücü katıklar (CFPP katığı) katılmalıdır. Bu katık sayesinde soğuk havalarda motor marşa basıldığı anda sorunsuz çalışacaktır.
Son yıllarda, daha düşük emisyonlar, daha ucuz yakıt temini, kolay bulunabilirlik, petrole daha az bağımlılık gibi sebeplerden dolayı alternatif yakıtlara olan ilgi artmaktadır. LPG de uygun fiyatı, gaz yakıt olmasının getirdiği düşük emisyon oranları, yeterli miktarda ve yaygın olarak bulunması nedenleri ile kullanılan bir alternatif yakıttır. LPG (Likitleştirilmiş Petrol Gazları) ham petrol veya türevlerinden elde edilen ve normal şartlarda gaz halinde olan propan (C3H8) ve bütanın (C4H10) sırasıyla %25-30 ve %70-75 oranlarında karışmasından elde edilen bir yakıttır. İçten yanmalı buji ateşlemeli motorlarda yakıt olarak benzinin yerine kullanılır. LPG’nin akaryakıt istasyonlarında bulunan diğer yakıtlardan farklarını şöyle sıralayabiliriz:
1) LPG normal şartlar altında gaz halindedir. Propan /bütan karışım oranı ve
sıcaklığa bağlı olarak buhar basıncı değişmektedir. Diğer yakıtlar taşıt üzerinde ve istasyonlarda bulunan depolarda atmosfer basıncı altında sıvı fazda saklanabilirken, LPG buhar basıncının yüksek olması nedeni ile 4-10 bar gibi yüksek basınç altında sıvı fazda depolanabilmektedir. Bu yüzden LPG tank ve depoları basınçlı kaptır, atmosfere açık değildir.
2) Alt ısıl değeri benzinden daha yüksektir. Fakat özgül kütlesinin benzine oranla daha düşük olması nedeni ile hacimsel açıdan karşılaştırıldığında 1 birim benzinden alınan enerji ancak 1,3 birim LPG ile sağlanabilir.
3) LPG’nin gaz olarak emilmesi halinde volumetrik verimde ve buna paralel olarak maksimum güçte azalma olmaktadır. Benzin püskürtmeli ve elektronik kontrollü motorlarda bu güç düşüşü önlenebilir. LPG’nin oktan sayısı benzine oranla daha yüksek olduğundan dolayı motor dizaynı sırasında sıkıştırma oranını daha yüksek tutarak da motor gücündeki düşüş önlenebilir. Tecrübelere dayanılarak karbüratörlü araçlara uygulanan 1. nesil dönüşüm sistemleri ile teçhiz edilmiş araçların LPG tüketimleri aynı aracın benzin tüketiminin %30 fazlası olmaktadır. Yani 100 km de 10 lt. benzin tüketen bir araç, aynı mesafede 13 litre LPG tüketmektedir. Fakat Benzin/LPG fiyat farkı nedeni ile LPG tüketimi yüksek olsa da, aynı mesafeyi kat etmek için ödenen bedel daha düşük olmaktadır.
4) LPG yakıtlı motorlarda kirletici egzost gazları emisyonu önemli ölçüde
azaltmaktadır. Yakıt içerisinde kurşun bulunmadığı için kurşun bileşenleri emisyonu yoktur. Diğer taraftan, kurşunsuz benzine oktan sayısını artırmak için katılan aromatik hidrokarbonlar ve polimerleri de LPG içerisinde bulunmamaktadır. Ayrıca yakıt içerisinde kükürt olmaması nedeni ile kükürt oksitlerin, dolayısıyla derişik sülfürik asidin emisyonu da söz konusu değildir. Dizel motorlarında görülen is ve partikül emisyonu da LPG kullanan motorlarda oluşmamaktadır. LPG’nin normal şartlarda gaz fazında olması nedeni ile hava ile tam karışım sağlamakla, teorik olarak tam yanma oluşmaktadır. Böylece yanmamış hidrokarbon (HC – Yakıt) emisyonu da diğer yakıtlardan çok daha azdır. Özetle; içten yanmalı buji ateşlemeli motorlarda benzin yerine LPG kullanıldığında; motor daha az zararlı emisyon üretir, motor yağı ve bujiler daha uzun ömürlü olur, tam yanma dolayısı ile karbon birikimi olmayacağından motorun ve hareketli parçalarının ömrü daha uzun olur.
NORMAL BENZİN ÜRETİMİ DURDURULDU. NORMAL BENZİN KULLANANLAR NE YAPMALI?
Normal Benzin üretimi, Tüpraş’ın aldığı kararla 1 Ağustos 2002 tarihinden itibaren durduruldu.
-Normal Benzin kullanıcılarının, aynı kurşun oranında, ancak oktan sayısı artırılmış yeni Süper Benzin kullanmalarında hiçbir sakınca yoktur.
– Doğal olarak, Süper Benzin kullanıcılarının, kurşun seviyesi düşük, ancak aynı enerji değerinde yeni Süper Benzin kullanmalarında da hiçbir sakınca yoktur.
– Normal Benzin kullanıcılarının avans ayarı yaptırmaları zorunlu değildir. Ancak, 91 oktanlı Normal Benzin yerine, 95 oktanlı yeni Süper Benzin kullanmaya başladıklarında daha yüksek motor verimi alabilmeleri için ateşleme avans ayarını vuruntu yapmayacak şekilde artırmaları tavsiye edilir.
– Süper Benzin kullanılan araçlarda daha önce de 95 olan oktan sayısı değişmediğinden, avans ayarı yapılmasına gerek yoktur.
– Normal Benzin kullanılan araçlar için yakıttaki kurşun seviyesi değişmediğinden, subablarda ve motorun diğer aksamında kurşunlu bileşikten ileri gelen bir değişiklik beklenmez.
– Benzer şekilde, Süper Benzin kullanılan araçlar için de subablarda ve motorun diğer aksamında bir değişiklik beklenmez. Çünkü, yeni Süper Benzinde oktanı artıran kurşun miktarı azalmakta, buna karşın bileşimindeki oktanı yüksek kimyasal maddeler arttığından oktan sayısı aynı kalmaktadır.
– Yeni Süper Benzinin, buharlaşma, polimerleşme ve yanma artıkları gibi özellikleri, Normal ve Süper Benzinin test özellikleriyle aynı olduğundan, yeni Süper Benzin kullanan Normal ve Süper Benzinli motorlarda hiçbir sorunla karşılaşılmayacaktır.
– Daha önce Normal veya Süper Benzin kullanan araç sahipleri, kurşun miktarı düşük, çevreyle dost yeni Süper Benzin kullanmaya başladıklarında daha temiz bir çevre için katkıda bulunacaklardır.
araç yakıt sistemleri
benzinli motorların yakıt sistemleri
benzinli yakıt sistemleri