kapalı olup silindirler içerisindeki basınç Pistonlu Motorlar neredeyse sabittir.
Termodinamikte ısı enerjisini mekanik enerjiye çeviren 2. Sıkıştırma zamanı: Pistonlar yukarı doğru sistemler ısı motoru ana başlığı altında tanımlanırlar. Isı hareket ederken silindir içerisindeki taze hava ve motorlarının temel çalışma prensipleri, belirli bir hacimde yakıt karışımı sıkıştırılır. Bu esnada hem giriş havanın yanma odası adı verilen bir motor bölümü hem de çıkış valfleri kapalıdır. Pistonun bu içerisinde uygun miktarda yakıt ile yakılması sonucu, hareketi ile hacim azalırken basınç artar. ısınan gazın genleşerek, içerisinde bulunduğu kapalı 3. Ateşleme zamanı: Piston sıkıştırma zamanının ortamın hacmini artırmak suretiyle mekanik is elde sonuna doğru yaklaşırken sıkıştırılan karışım bir edilmesi seklinde açıklanabilir. Bu tip motorların en çok kıvılcım ile ateşlenir. Bu esnada piston hemen bilinen türleri ise pistonlu motorlar olarak ifade edilebilir. hemen en üst noktada bulunur ve her iki valf kapalıdır. Pistonlu Motorların Çalışma Prensibi 4. Güç zamanı: Bu zamanda her iki valf hâlen
Önce yanma işlemi ile yakıtın kimyasal enerjisi ısı kapalı olup silindir içerisindeki basınç en yüksek enerjisine dönüştürülür, ardından ısınan gazlar bir silindir seviyesine ulaşmıştır. Yanan gazlar genleşerek piston düzeneğinde genleşerek mekanik enerji üretilir. pistonu aşağıya doğru hareket etmeye zorlar. Bu esnada silindir içindeki yanmış gazların sıcaklığı Yanma işlemi motorun içerisinde, diğer bir deyişle silindir oldukça yüksek değerlerde olup, yanma işlemi içerisinde gerçekleştirildiğinden bu tür motorlar içten pistonlar üzerinde 15 ton ağırlığında bir kuvvet yanmalı motorlar olarak da tanımlanırlar. Yanma oluşturabilir. Bu hareket vasıtasıyla pistonun işleminin motorun dışında gerçekleştiği motor türleri ise bağlı olduğu krank mili döndürülmüş olur. Piston dıştan yanmalı motorlar olarak adlandırılırlar. Dıştan en alt noktaya yaklaşırken egzoz valfi açılmaya yanmalı motorlarda yakıttan mekanik enerji elde edilmesi, başlar. içten yanmalı motorlarda olduğu kadar verimli değildirler. 5. Egzoz zamanı: Piston yukarı doğru hareket eder, Ancak bu verimsizlik, dıştan yanmalı motorlarda daha bu esnada egzoz valfi açık olduğundan silindir düşük kalitede yakıtların kullanılmasının mümkün olması içindeki yanmış gazlar dışarıya atılır. Piston sebebiyle dengelenmekte, bu sebeple günümüzde hâlen bu tekrar en üst noktaya ulaştığında açılan hava valfi tür motorlar kullanılmaktadır. ile birlikte çevrim yeniden başlar.
Pistonlu motorların çalışma prensipleri, yukarıda Pistonlu motorların çalışma prensibi gereği yukarıda adı bahsedilen tüm motor tipleri için büyük oranda aynıdır. geçen zamanlar her bir piston içerisinde eş zamanlı Buna göre bu motorlarda yakıtın uygun miktarda gerçekleşmez, bunun yerine sırayla birbirlerini takip yanmasını sağlamak için öncelikle yakıtın ederler. Pistonlu motorlarda yanma işlemi sabit hacimde ölçeklendirilmesi gerekmektedir. Bu işlem genellikle gerçekleşir. Bu prensipte çalışan pistonlu motorların iki karbüratör veya yakıt manifoldu adı verilen komponentler farklı türü bulunmaktadır. tarafından gerçekleştirilir. Bu komponentlerin görevi sıvı hâlde bulunan yakıtın miktarını o anki şartlar için RPM: İngilizce ‘Revolutions per minute’ kelimelerinin ayarlamak, ardından yakıtı buhar hâline dönüştürmektir. bas harfleri olup Türkçede dakikadaki devir sayısı olarak Sonraki adımda ise buhar hâline dönüşen yakıt, uygun kullanılır
miktarda hava ile karıştırılır. Böylece yanabilir bir karışım Fin: Bir yüzeyin soğutulması için gerekli ısı transferi, elde edilmiş olur. Bu karışım daha sonra bir silindir yüzey alanı ile doğrudan ilişkilidir. Diğer şartlar sabitken, içerisinde sıkıştırılarak bir ateşleyici vasıtasıyla yakılır. yüzey alanı ne kadar büyük olursa yüzeyin soğuması Karışım yandığında yüksek miktarda ısı enerjisi ortaya (veya ısınması) o kadar hızlı bir şekilde gerçekleşir. çıkar. Bu reaksiyon esnasında havadaki nitrojen yanma Örneğin evlerimizde bulunan kaloriferler, tek parça işlemine girmeyerek reaksiyona girdiği gibi çıkar. dikdörtgen yapılar seklinde değil, onun yerine çok sayıda Havadaki nitrojen oranının %78 civarında olduğu dilimlerden imal edilirler. Burada amaç, oda havasının düşünülürse yanmış gazların içerisindeki nitrojenin de çok temas ettiği kalorifer yüzey alanını artırarak birim yüksek bir yoğunlukta olduğu ifade edilebilir. Yanmanın zamanda daha fazla ısı transferi sağlamaktır. Benzer bir etkisiyle genleşen gazlar silindir içerisindeki pistona durum silindir yüzeyleri için de geçerlidir. Silindirler basınç uygulayarak, pistonun bağlı olduğu bir krank milini içerisinde meydana gelen yanma işlemleri nedeniyle döndürecek kuvvet uygulanması sağlanır. yüksek miktarda ısı enerjisi söz konusu olup, bu ısı silindir
Pistonlu motorların çalışma prensipleri aşağıdaki gibi malzeme sıcaklığının çok yüksek değerlere ulaşmasına maddeler halinde yazılabilir: neden olur. Silindirler, etraflarından geçen soğuk hava ile silindirlerin yeterince soğutulması mümkün 1. Giriş zamanı: Piston silindir içerisinde aşağıya olmayacağından, bu bölgelerde yüzeyden dışarı doğru doğru hareket ederken, giriş valfi açılarak içeriye çıkıntılı, tıpkı kalorifer dilimleri gibi yapılar seklinde hava ve yakıt girişi sağlanır. Bu zaman giriş tasarlanır. Bu sayede ısı enerjisi çok daha geniş bir yüzey zamanı olarak adlandırılır. Bu esnada çıkış valfi
alanına dağılarak çok daha hızlı bir soğuma yapılması jet motorları veya jet itki prensibi Newton’un üçüncü sağlanır. yasasıyla bağlantılı olarak açıklanır.
Pistonlu Motor Tipleri Jet Motorların Tarihçesi
Pistonlu motor tipleri genel olarak 2 kısma ayrılmaktadır. Günümüzdeki anlamıyla bir turbojete en yakın motor Bunlar; patenti, İngiltere’den Frank Whittle tarafından 1930 yılında alınmış olup, bu motor, bu tarihten on bir yıl sonra 1. Silindir dizilişine göre motorlar gerçek bir uçak üzerinde kullanılma imkanı bulmuştur. 2. Soğutma sistemine göre motorlar Günümüzde başta büyük yolcu uçakları ile askeri alanda Silindir dizilişine göre motorlar ise kendi içinde 4 gruba kullanılan savaş uçakları olmak üzere kargo, bölgesel ayrılmaktadır. Bunlar; taşımacılık, genel havacılık gibi birçok alanda jet 1. Radyal motorlarının kullanıldığı görülmektedir. Bu motorlar 2. Sıralı sayesinde ses hızının 2-3 katı gibi hızlar veya 600 tonluk 3. V-tip kalkış ağırlıkları elde edilebilmektedir. 4. Boksör Soğutma sistemine göre motorlar ise kendi içinde 2 gruba Jet İtkisi ayrılmaktadır. Bunlar; Jet itkisi tanımı, hızlandırılmış hava, gaz veya sıvı akısının 1. Hava soğutmalı bir lüleden dışarı atılması ile ortaya çıkan tepki kuvvetine 2. Sıvı soğutmalı verilen genel isimdir. Günümüzde kullanılan dört temel jet Şeklinde gösterilebilir. motor türü mevcuttur. Bunlar; roket, ram jet, pulsejet ve türbin jet motorları olarak sınırlandırılırlar. Radyal motorlar, bir krank gövdesi etrafında dairesel olarak sıralanmış bir veya birden fazla kademe seklinde Gaz Türbinli Motorlar silindirlerden oluşur. Silindirlerin ürettiği mekanik enerji, Günümüzde hava araçlarının büyük bir kısmında bir krank vasıtasıyla bir pervaneye iletilir. kullanılan motor tipi gaz türbinli motorlardır. Gerek sivil Sıralı motorlar, genellikle çift sayıdaki silindirlerin krank uçaklarda gerekse de askerî uçaklarda bu motorlar ihtiyaç miline paralel olarak hizalandığı motor tipidir. Bu duyulan performans parametrelerini sağlayabilecek motorlarda hem su hem de hava soğutma sistemi kapasitede güç üretebilirler. Gaz türbinli motorların kullanılabilir ve ayrıca silindirler krank milinin üzerinde temelde dört farklı türü mevcuttur. Bunlar: olabileceği gibi altında da olabilirler. 1. Turbojet V-tip motorlar, krank milinin iki yanında birbirinden 45°, 2. Turbofan 60° veya 90° açıyla yerleştirilmiş iki sıra silindirden 3. Turboprop oluşmaktadır. Sıralı motorlara göre fazladan bir sıra daha 4. Turboşarj seklinde listelenebilir. silindire sahip olduklarından ve ayrıca sadece tek bir Turbojet motorların çalışma prensibi aşağıdaki gibi krank gövdesi ve krank mili bulunduğundan güç/ağırlık özetlenebilir: oranları daha yüksektir. Turbojet motora hava, öncelikle hava girişi adı verilen bir Boksör motorlar, günümüzde hafif uçaklar için en çok geometrik yapı vasıtasıyla girer. Buradan itibaren motora tercih edilen pistonlu motor tipidir. 400 HP’ye kadar güç giren havanın karşılaşacağı ilk motor bölümü üretilebilen bu motorlarda çoğunlukla hava soğutma kompresördür. Hava, bu bölümde sıkıştırıldıktan sonra sistemi kullanılmaktadır. Bu motorlarda birbirinin yakıtla karıştırılarak, yanma işleminin gerçekleşeceği karsısına gelecek şekilde her zaman çift sayıda silindir yanma odası bölümüne geçer. Sıcaklık ve basıncı en kullanılır. yüksek değerlere ulaşan yanmış gazlar, ısı enerjisinin de Jet Motorları yardımıyla bir türbin bölümüne yönlendirilirler. Egzoz Jet motorları, Newton’un üçüncü yasasına göre çalışan gazları, türbini çevirerek mekanik enerji üretilmesini motorlardır. Bu yasa özetle, her etkinin bir tepki kuvveti sağlarken, türbinden çıktıktan sonra bir egzoz bölümü oluşturduğunu ifade etmektedir. Diğer bir deyişle bir vasıtasıyla yüksek hızlarda atmosfere atılırlar. Uçağın cisme dışarıdan bir kuvvet uygulandığında, cisim de hareket etmesini sağlayan ve motor itkisi olarak kuvveti uygulayan sisteme eşit şiddette ancak zıt yönlü bir adlandırılan kuvvet, motordan çıkan ve motora giren kuvvet uygular. Bu prensibi jet motorlarında, atmosfer hava/gaz akışının hız farkından oluşur. Türbinden elde havasının motorun içerisine alınıp yüksek bir hızda edilen mekanik enerji ise kompresörlerin ve diğer egzozdan atılması şeklinde uygulamak mümkündür. Buna aksesuarların (pompa, jeneratör vb.) çalıştırılması için göre motor, içerisinde bulunan havaya kuvvet uygulayarak kullanılır.
hızlanmasını sağlar. Hızlandırılmış bu hava motor Turboprop motorlar esasen bir çeşit gaz türbinli motor içerisinde ilerlerken ve egzozdan atılırken tepki kuvveti olup turbojet motorlardan en önemli iki farkı, motorun uygular. Bu tepki kuvveti, motorun veya bağlı olduğu önünde bir pervanenin bulunması ve motor itkisinin uçağın ileri doğru hareketlenmesini sağlar. İşte bu sebeple
egzozdan çıkan yüksek hızlı gaz akışı yerine bu yardımıyla yolcu kabini veya kokpitin ısıtılmasında, pervaneden elde edilmesidir buzlanmanın önlenmesinde, motorda bazı bölümlerde sızdırmazlık sağlanmasında ve hatta türbin gibi çok daha Pervane haricinde başka bir ünite için bir şarj vasıtasıyla yüksek sıcaklıklı bölgelerde soğutma yapılmasında güç üreten motorlara turboşarj motor denir. Gaz üretici ve kullanılmaktadır. Bu amaçlarla kullanılan hava akışına güç türbin bölümü olmak üzere iki ana bölümden bleed havası adı verilmektedir. oluşmaktadır. Günümüzde türbinli motorlarda iki temel kompresör tipi Turbofan motorlar, turbojet ve turboprop motorlar kullanılmaktadır. Bunlardan ilki santrifüj akışlı arasındaki boşluğu doldurmak ve bu iki motor türünün kompresörler olarak tanımlanmaktadır. Bu kompresörler avantajlarını bir araya getirmek amacıyla en eski kompresör tipi olup günümüzde turboşaft geliştirilmişlerdir. motorlar, APU ve birçok küçük motorda kullanılmaktadır. Turbofan motorlar ile ilgili bilinmesi gerekli üç tanım söz Diğer bir kompresör tipi olan eksenel akışlı kompresörler, konusudur. Bunlardan ilki itki oranı olup fandan geçen hava akışının ilerleme doğrultusu ve sıkıştırmanın da bu havadan elde edilen itkinin türbinden gelen gazların doğrultuda meydana geliyor olmasından dolayı bu isimle oluşturduğu itkiye oranı şeklinde tanımlanır. By-pass anılmaktadır. Eksenel akışlı kompresörler art arda oranı adı verilen ikinci tanım ise fandan geçen hava sıralanan pek çok sayıda kompresör kademesinden akışının motorun içinden geçen hava akışına oranıdır. By- oluşurlar. pass oranına göre turbofan motorlar genellikle aşağıdaki Yanma Odası gibi sınıflandırılmaktadırlar: Yanma odasının temel görevi, temel görevi, hava akışı • Düşük by-pass oranlı motorlar (< = 1:1) içerisine belirli bir oranda yakıt püskürtmek, ardından bu • Orta by-pass oranlı motorlar (> 1:1 ve < 4:1) karışımı bir kıvılcım vasıtasıyla yakmaktır. • Yüksek by-pass oranlı motorlar (> = 4:1) Türbin İçerisinde herhangi bir hareketli parçası bulunmayan jet motorlar ramjet olarak adlandırılırlar. Hava giriş, yanma Türbin, yanma odasında üretilen ısı enerjisinin mekanik odası ve egzoz olmak üzere üç ana bölümden oluşurlar. enerjiye dönüştürüldüğü ünitedir.
Herhangi bir kompresör ünitisine sahip olmadıkları için bu Egzoz motorların çalışabilmesi için çok yüksek hızlarda hareket ediyor olmaları gerekmektedir. Egzoz bölümünün temel görevi, türbinden gelen gazların Pulsejet motorlar, ramjet motorlara benzerler. Bu mümkün olduğunca yüksek hızlarda atmosfere atılmasını motorlarda da herhangi bir kompresör veya türbin ve dolayısıyla yüksek itki kuvveti elde edilmesini bulunmaz. Bununla birlikte ramjetlerden temel farklılığı sağlamaktır.
bu motorlarda fotoğraf makinalarındaki açılır kapanır Türbinli ve Pistonlu Motorların Karşılaştırılması diyaframa benzeyen valflerin kullanılmasıdır. Günümüzde kullanılan pistonlu motorlar, türbinli Gaz Türbinli Motorların Bölümleri motorlara göre daha hafif olup, daha düşük performanslara
Temel seviyede bir gaz türbinli motor; hava girişi, sahiptirler.
kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz olmak üzere beş Pistonlu motorlarda termodinamik çevriminin tüm ana bölümden oluşmaktadır. Her bölüm birbirinin arkasına adımları aynı alanda yani silindir içerisinde ardışık bir yerleştirilmiş olup termodinamik işlemler, motorun bu beş şekilde gerçekleşir. Ancak türbinli motorlarda tüm çevirim bölümünde es zamanlı olarak gerçekleşmektedir. adımları birbirini takip eden ve farklı bölümler içerisinde
Hava Girişi ve aynı zamanda gerçekleşmektedir.
Hava girişi bölümü havanın motorla ilk karşılaştığı bölüm Yüksek irtifalar söz konusu olduğunda gaz türbinli olup, hareketli parçası bulunmayan bas it bir geometrik motorların pistonlu motorla göre daha üstündür.
yapıdır. Genellikle bu yapının giriş kesit alanı çıkış kesit Türbinli motorların yüksek uçuş hızlarında pistonlu alanından daha küçük olup, içinden geçen havanın hızı motorlara göre çok daha verimli oldukları ve pistonlu düşürülürken basıncın arttırılması sağlanır. motorların kullanılamayacağı yüksek hızlarda dahi türbinli
Kompresör motorların gayet verimli bir şekilde kullanılabildikleri de ifade edilebilir. Kompresörlerin bir türbinli motorda görevi, motora giren havanın basıncını artırarak önce bir difüzör bölümüne, ardından da yanma odasına, doğru basınç, sıcaklık ve hızda yönlendirmektir.
Günümüzde birçok hava aracında kompresörden geçen nispeten sıcak havanın bir kısmı uygun bağlantılar