Dizel Motor

Dizel Motoru, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha özel bir tanımla, dizel motor oksijen içeren bir gazın (genellikle bu atmosferik havadır) sıkıştırılarak yüksek basınç ve sıcaklığa ulaşması ve silindir içine püskürtülen yakıtın bu sayede alev alması ve patlaması prensibi ile çalışan bir motordur. Bu yüzden benzinli motorlardan farklı olarak ateşleme için buji ve yakıt oksijen karışımını oluşturmak için karbüratöre ihtiyaç yoktur.

Bu olay dizel çevrimi olarak bilinir ve 1892 ‘de Alman Mühendis Rudolf Diesel tarafından bulunmuş ve daha sonra 23 Şubat 1893 ‘te patenti alınmıştır. Diesel, motoru kömür tozu gibi yakıtların kullanımına yönelik olarak tasarlamıştır. 1900’de Universelle Uluslararası Fuar’ında yer fıstığı yağı kullanılmış olarak sergilemiştir. (Biodiesel)

Çalışma prensipleri

Gaz sıkıştırıldığında, sıcaklığı yükselir ; bir dizel motoru bu özelliği kullanarak yakıtı ateşler. Hava dizel motorunun silindiri içine çekilir ve piston ile kıvılcım ateşlemeli (benzinli) motordan çok yüksek bir sıkıştırma oranında sıkıştırılır( 25:1 den yüksek). Hava sıcaklığı 700-900 °C (1300-1650 °F) civarına yükselir. Piston strokunun üstünde, dizel yakıt yüksek basınçta yanma odasının içine püskürtülür, atomizer meme aracılığı ile sıcak ve yüksek basınçlı hava ile karışır. Karışım sonucunda çok çabuk olarak tutuşur ve yanar. Hızlı sıcaklık artışı ile oda içindeki gaz patlamaya sebep olur, artan basınç pistonu aşağı doğru hareket ettirir. Biyel (Piston) kolu krankmiline bu hareketi iletir, dönme hereketi krankmilinin çıkışına dönme gücü olarak iletilir.

Teknolojisi



Motorun süpürmesinde - eksoz gazını silindirin dışına atma ve taze hava çekme - valfler veya kanallar ile her ikisi beraber yapılır. Dizel motorun tam olarak yeteneklerini gerçekleştirebilmesi için içeriye alınan havayı sıkıştırabilecek turboşarjer kullanımı gereklidir ; bir artsoğutucu/arasoğutucu kullanılarak içeri alınan havanın turboşarjer ile sıkıştırmadan sonra soğutulması ayrıca verimi arttırır. Çok soğuk havalarda, dizel yakıt koyulaşır, vizkozitesi artar ve jel veya balmumu kristal bir yapı alır. Bu şekilde yakıtın silindirin içine alınması verimli bir yol değildir ve yakıt enjektörü için zorluk oluşturabilir. Dizel teknolojisinde bu zorluğu yenmek için yeni önlemler geliştirilmiştir. En yaygın kullanılan önlem yakıt hattı ve yakıt filtresini elektirikle ısıtmaktır. Silindir içindeki diğer motorların kullandığı kızdırma bujileri denen küçük elektrikli ısıtıcılar , çalıştırma için silindirleri ısıtır. Manifold içindeki az sayıda rezistans teli kullanılan ısıtıcılar, motor çalışma sıcaklığına gelinceye dek giriş havasını ısıtır. Motor blok ısıtıcıları (motor bloku içindeki elektrik rezistanslı ısıstıcılar), soğuk havalarda motor aşınmasını ve çalıştırma zamanını azaltmak için , uzun periyotlu (1 saatten daha fazla) motor kapatıldığında sıklıkla kullanılır.

Bir dizel motor sisteminin en önemli parçası hız kontrol ünitesidir, yakıt dağıtım oranını kontrolu ile motorun hızını sınırlayan ünitedir. Eski hız kontrol üniteleri motordan bir vites sistemi ile yönlendirilirdi (ve böylece sadece motor hızına lineer olarak yakıt sağlanırdı). Modern elektronik kontrollü motorlar (ECM) Elektronik Kontrol Modülü veya Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU) yoluyla bunu başarmışlardır. ECM/ECU bir sensörden motor hız sinyali alır ve daha sonra ECM/ECU içinde başvurulmak üzere depolanan bu sinyallarin algoritmalarını kullanır. Bu motor hızına göre elektrik ve hidrolik valfler sayesinde yakıt miktarı ve zamanlamayı kontrol eder.
Yakıtın pistonların içine enjeksiyonunun başlama zamanının kontrol edilmesi emisyonların minimize edilmesi ve motor veriminin (yakıt ekonomisi) maksimize edilmesi için en önemli unsurdur. Silindir içine bu yakıt enjeksiyonu başlamasının tam zamanlaması günümüz modern motorlarında elektronik olarak kontrol edilmektedir. Zamanlama, genellikle Üst Ölü Noktanın (TDC) önündeki pistonun krank ünitesi açısı ile ölçülür. Örneğin, piston Üst Ölü Noktadan 10 derece önde olduğu zaman eğer ECM/ECU yakıt enjeksiyonuna başlarsa, enjeksiyon başlama veya zamanlama 10 derece BTDC (Before Top Dead Center) ‘dir denir. Optimal zamanlama hız ve yük kadar motor dizaynına da bağlıdır.

Enjeksiyon tipleri

Dizel Motorlarda Yakıt Enjeksiyonu, indirekt ve direkt olarak iki tiptir. İndirekt enjeksiyonda, yakıt dizel motorda yanma odası dışında , önoda olarak adlandırılan yere verilir. Yanma başladığında yanma odasının içine yayılır. Bu tipte motordaki aşırı gürültü ve titreşim düşürülür , fakat ısı kaybı artar ve motor verimi düşük olur. Direkt Enjeksiyon ise modern günümüz dizel motorlarında kullanılır. Burada motordaki yanma odasına yakıt direkt olarak püskürtülür.