MOTORLARDA SİSTEMLER

MARMARA ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
MAKİNE MÜHENSİLİĞİ BÖLÜMÜ
MOTORLARDA SİSTEMLER
Hazırlayan:
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Motor Elektriği
Motor Elektriği
Akü
Marş Motoru (Marş sistemi)
Alternatör (Şarj sistemi)
Ateşleme bobini (Ateşleme sistemi)
Kontak anahtarı
Gösterge paneli
Sensörler
Akü
Elektrik enerjisini kimyasal enerji olarak depo eden ve devresine alıcı bağlandığı zaman bu enerjiyi
tekrar elektrik enerjisine çevirerek dış devreye veren bir üreteçtir.
Akü
•Araç motoru çalışmadığı zamanlarda kullanılacak alıcılara akım göndermek.
(Radyo, kalorifer, sigara yakacağı, lambalar gibi alıcılar.)
•Motorun ilk anda çalışabilmesi için marş motoruna elektrik akımı vermek.
•Motor çalışırken elektrik sisteminde voltaj ve amperaj dengelemesi yapmak (Yani
yüksek devirlerde alternatörün üreteceği voltaj bazen fazla yükseleceğinden
alıcıların zarar görmesine sebep olabilir). Bu durumda akü alternatörün
oluşturduğu akımın bir kısmını üzerine alarak aşırı voltajın yükselmesini önler.
Ayrıca taşıt çalışırken motordan hareket alan şarj sistemi alıcıları besleyebilse de
motor durduğu anda bazı gereksinimler için yine elektrik enerjisine ihtiyaç vardır.
Bu fonksiyonlar araçta akü ile sağlanmaktadır.
Motor Elektriği
Akü
Motor çalışmazken elektrik ihtiyacını karşılar
UYARI:
Akü bakımı elektrolit seviye kontrolü ve
elektrolit yoğunluğu kontrolünü içerir.
DİKKAT:
Aküyle ilgili aşağıdaki konulara dikkat edin.
• Akü şarjı esnasında hidrojen gazı çıkar
ateşle yaklaşmayın.
• Elektrolitin içerisinde sülfürik asit vardır.
Vücudunuzdan ve giysilerinizden uzak
tutun.
Negatif terminal
Havalandırma tapası
Şarj göstergesi: Şarj durumunu ve elektrolit seviyesini gösterir. (Sadece bir eleman için)
Pozitif terminal
Elektrolit
Eleman
Plakalar (Pozitif ve negatif plakalar vardır.)
Benzinli Motor Sistemleri - Motor Elektriği - Akü
Referans
Deşarj
Sülfürik asit kurşun plakalarla kimyasal
reaksiyona girerek elektrik üretir ve
oluşturur. Bu esnada sülfürik asit kurşun
plakayla birleşerek kurşun sülfata
dönüşür.
Şarj
Sülfürik asit kurşun plakalardan ayrılarak
elektrolitle karışır ve elektrolitin
yoğunluğunu artırır. Pozitif plakalar
kurşuna negatif plakalar ise kurşun
dioksite dönüşür.
Deşarj amperajı
Şarj amperajı
H2SO4: Sülfürik asit
H2O: Su
H2: Hidrojen
O2: Oksijen
Marş Sistemi
Motorun kendiliğinden çalışabilmesi gibi bir özelliği olmadığından, krankı
çevirebilmek ve çalışmasını sağlamak için dışarıdan bir kuvvete gereksinim
vardır. Birçok marş sisteminde, otomobillerde bir elektrikli motor kullanılmaktadır.
Bu motor, bir pinyon dişliyi volan dişlisi üzerine geçirip çıkaracak şekilde bir marş
selenoidine sahiptir.
Mars motoru aküden temin edilebilecek sınırlı güçle, büyük bir tork oluşturmalıdır.
Aynı zamanda, hafif ve küçük olmalıdır. Bu nedenlerle, DC (Doğru akım) serisi
motorlar kullanılır.
Motor kendi başına, emme, sıkıştırma, yanma ve egzoz stroklarını, devamlı
olarak tekrarlayıncaya kadar tam olarak çalışmaz. Motorun çalıştırılmasındaki ilk
aşama, motoru çevirerek, ilk yanma zamanını oluşturmaktır. Bu sebeple marş
motoru, en az ilk yanmayı oluşturabilecek minimum motor devrini sağlayacak
kapasitede olmalıdır.
Bir motoru çalıştırabilmek için gereken minimum döndürme hızı, motorun yapısına
ve çalışma koşullarına bağlı olarak değişir, fakat genellikle bir benzinli motor için
40-60 d/d ve bir dizel motor için 80-100 d/d'dir.
Marş Sistemi
Motorun belirli bir hıza ulaşıncaya kadar çalışmamasının nedenleri şunlardır:
• Düşük hızlarda yakıt tam olarak atomize olmaz. Bir benzinli motorda, hava
emiş hızının düşük olması karbüratör çalışmasını etkiler. Dizel motorlarda,
enjeksiyon pompa devrinin düşük olması, yakıtın komple atomize olmasını
engeller.
• Sıcaklık çok düşüktür. Bir benzinli motorda, düşük silindir sıcaklığı yakıtın
atomize olmasını engeller. Bir dizel motorda, silindir içine sıkıştırılan havanın
sıcaklığı yükselinceye kadar, yakıt tutuşamayabilir.
• Mars motorunun, çalıştırma sırasında düşük bir devir vermesine karşın yüksek
bir akım çekme özelliğinden dolayı, akü kutupları arasındaki voltaj düşmesine
bağlı olarak, marş esnasında ateşleme sistemi (Benzinli motor için) yeterli
gücü alamayabilir. Eğer bu olursa, ateşleme bobininin primer sargısında
yetersiz voltaj oluşacağından, bujilere yetersiz sekonder voltajı gönderilecek
ve ateşleme performansı düşecektir.
Marş sistemi
Akü
Kontak anahtarı
Marş motoru
Marş sistemi
Günümüz otomobillerinde
kullanılan marş motoru,
pinyon
dişliyi
volan
üzerindeki dişlere geçirip
çıkaracak
bir
marş
selenoidiyle donatılmıştır.
Referans
Dört tip marş motoru vardır.
Klasik tip
Redüksiyon tip
Planet tip
D Redüksiyon tipe göre daha kompaktır. Endüvi bobini küçüktür böylece toplam boy kısaltılmıştır.
Marş Sistemi
Düşük sıcaklıklarda motoru çalıştırmak için daha büyük bir tork gerektiğinden, soğuk ülkeler için
tasarlanan otomobillerde redüksiyonlu tip marş motoru kullanılır. Bu tipte motorun ağırlığı ve
boyutlarına oranla daha fazla tork üretmek mümkün olduğundan, günümüzde sıcak ülkelerde de
birçok otomobilde bu tip kullanılmaya başlanmıştır.
Otomobiller genellikle 12 V akü kullandığından, marş motorları bu voltaja göre tasarlanırlar. Bazı
dizel motorlu araçlar, seri şekilde bağlı iki adet 12 V‘luk akü (12 V + 12 V = 24 V) ve çalıştırma
performansını arttırmak için 24 V‘luk marş motoru kullanırlar. 24V’luk mars motorunun yapısı,
çalışması ve arızacılığı temelde 12 V‘luk modelleriyle aynıdır.
Redüksiyon Tip Marş Motorunun Yapısı
Bu tip marş motorlarında; bir
marş selenoidi, küçük bir yüksek
devirli motor, çeşitli redüksiyon
dişlileri, bir pinyon dişli, bir marş
kavraması vs. bulunur.
Ekstra dişliler marş motoru
devrini 3 veya 4 kat düşürerek
pinyon dişliye aktarırlar. Selenoid
rodu aynı eksende bulunan
pinyon dişliyi direkt olarak iterek
volan dişliyle kavrastırır.
Bu tip marş motorları, ölçü ve
ağırlıklarına oranla, klasik tipe
göre daha büyük tork üretirler.
Planet Tip Marş Motorunun Yapısı
Planet tip marş motoru, redüksiyonlu tipte
olduğu gibi endüvinin dönme devrini düşürmek
için bir planet grubu kullanır ve pinyon dişli
klasik tipte olduğu gibi bir tahrik levyesiyle
volan dişlisine geçirilir.
Endüvi mili devrinin düşürülmesi, üç planet
pinyon dişli ve bir çevre dişli tarafından
gerçekleştirilir. Endüvi mili dönerken, planet
pinyon dişliler ters yönde dönerek, çevre
dişlinin dönmesine neden olurlar. Bununla
beraber çevre dişli sabit olduğundan planet
pinyon dişliler kendiliğinden çevre dişli
içinde dönmeye başlarlar. Planet pinyon
dişliler, planet pinyon dişli miline bağlı
olduğundan, planet pinyon dişli milini de
birlikte döndürürler. Endüvi mili dişlisinin,
planet pinyon dişlilerine ve çevre dişliye,
dişli oranları, sırasıyla 11:15:43'tür. Bu dişli
grubunda devir düşümü yaklaşık 5 oranında
olduğundan, pinyon dişli devri de 1/5
oranındadır.
Şarj Sistemi
Elektrik ile ilk keşifi yapan İngiliz bilim
adamı Michael Faraday 19. yüzyılın
ilk yarısında yaptığı deney ve
çalışmalar sonucunda manyetik
enerjiden elektrik akımı elde
edilebileceğini keşfetmiş ve ilk
elektrik dinamosunu yapmıştır.
O zamandan bu güne kadar çeşitli
aşamalardan geçen dinamolar,
otomobilin icat edilmesiyle otomobile
de şarj sistemi olarak yerleşmiştir.
Otomobille birlikte gelişen şarj
sisteminde
önce
üç
fırçalı
dinamolar ve daha sonrada iki
fırçalı şönt dinamolar kullanılmıştır.
Şarj sistemi
Aküyü doldurur ve elektrikli alıcıları besler.
Alternatör
Akü
Şarj uyarı lambası
Kontak anahtarı
Şarj Sistemi
Alternatör motordan gelen mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Mekanik enerji
motordan bir kasnak vasıtasıyla alınır ve rotor döndürülerek, stator sargılarında
alternatif üretilmesi sağlanır. Bu alternatif akım diyotlar tarafından doğru akıma
çevrilerek aküye gönderilir.
Alternatörün temel parçaları elektro mıknatıslanmayı oluşturan rotor, elektrik
akımını üreten stator ve akımı doğrultan diyotlardır.
Bunlara ek olarak, aynı zamanda manyetik oluşturulması için rotora akım geçiren
fırçalar, rotorun yumuşak bir şekilde dönmesini sağlayan rulmanlar ve rotoru, statoru
ve diyotları soğutmak için bir fan bulunmaktadır. Tüm bu parçalar ön ve arka kapak
tarafından birleştirilir.
Şarj Sistemi
Şarj Sistemi Parçaları
Alternatör
Kasnakla birlikte
dönen rotor statör
sargılarında elektrik
üretilmesini sağlar.
Kasnak
Rotor
Statör
Diyotlar
IC regülatör
Terminal “B”
Şarj Sistemi
•
Şarj sistemi üç temel elemandan
oluşmaktadır;
batarya/akü,
alternatör ve regülator.
•
Alternatör aküyle birlikte çalışarak
taşıt çalıştığında elektrik ihtiyacını
karşılar.
•
Alternatörde alternatif akım üretilir
ve daha sonra bu akım doğru
akıma dönüştürülerek akünün ve
elektriksel
ekipmanların
beslenmesinde kullanılır.
Şarj Sistemi
Şarj sisteminde dört kablo alternatöre bağlanır.
•
B alternatör çıkışı aküyü elektrik akımıyla besler.
•
IG alternatör/regülatör dönüşümünü sağlar.
•
S akü şarj voltajının kontrolü için regülatör tarafından kullanılır.
•
L regülatör tarafından kullanılan uyarı lambasının toprak hattıdır.
Şarj Sistemi
Alternator Terminal Tanımları
“S” Terminal
Senses Battery
Voltage
“L” Terminal
“F” Terminal
Regulator Bypass
Full Field Testing
Grounds
Warning Lamp
“B” Terminal
“IG” Terminal
Ignition Switch Signal
Turns Regulator ON
Alternator Output
Terminal to Battery
Şarj Sistemi
Ön Kapak
Tahrik Kasnağı
Etiket
Arka Kapak
Regulator, Diod
& Fırça Kapağı
Sürkülasyon Deliği
Alternator B+
Montaj Kulağı
Çıkış Terminali
Şarj Sistemi
Şarj uyarı lambası: Şarj sistemi elektrik üretmediği zaman bu lamba yanar.
Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi
ECU çeşitli
sensörlerden gelen
bilgilerle en uygun
zamanda bujide güçlü
bir kıvılcım oluşturarak
benzin hava karışımını
yakar.
Kontak anahtarı
Akü
Ateşleme bobini ve
ateşleyici
Buji
Motor ECU’su
Kam mili konum
sensörü
Krank mili konum
sensörü
24
Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi - Türleri
Primer terminal (+)
Primer terminal (-)
Primer bobin
Demir çekirdek
Sekonder bobin
Sekonder terminal
Ateşleyici
Buji
Tip A Her silindir için bir ateşleme bobini ve bir ateşleyici vardır.
Tip B Her iki silindir için bir ateşleme bobini ve bir ateşleyici vardır. Sistemde yüksek
gerilim kablosu kullanılır.
Ateşleme bobini ve ateşleyici
Buji
Yüksek gerilim kablosu
25
Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi - Türleri
Klasik Tip
Ateşleme bobini ve
ateşleyiciden elde edilen
yüksek voltaj distribütör
vasıtasıyla bujilere dağıtılır.
IIA (Entegre ateşleme
sistemi) Tip: Ateşleme bobini
ve ateşleyici distribütörün
içindedir.
Distribütör
Distribütör kapağı
Rotor
Ateşleme bobini
Ateşleyici
Motor ECU’su
Sinyal rotoru
Sinyal bobini
26
Benzinli Motor Sistemleri / Ateşleme Sistemi - Türleri
Buji
Merkez ve şasi elektrotları arasında güçlü
bir kıvılcım oluşturur.
Merkez elektrot
Şasi elektrotu
V-kanalı
U-kanalı
Uzun buji
Çok elektrodlu bujiler
Bujinin ömrünün uzaması için şasi
elektrotu sayısı artırılmıştır.
Oluklu buji elektrodu
Orta elektrodda veya şasi elektrotda “U”
veya “V” şeklinde bir oluk vardır.
Rölantide, düşük hızda ve düşük yükte
alevin yayılmasını iyileştirir.
Uzun elektrdlu bujiler
Yanmayı iyileştirmek için elektrodlar
uzun yapılmıştır. Buna uygun
tasarlanmış motorlarda kullanılmalıdır.
27