SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ TEMEL MÜHENDİSLİK KAVRAMLARI Dr. Öğr. Üyesi Selim DEMİRTÜRK Temel Mühendislik Kavramları ❑Bilimsel dilde her kelimenin açık ve tek bir anlamı vardır. Bu yüzden bilimsel dilde günlük hayatta kullanılan kelimelerden kaçınılır. ❑Örneğin kütle ve ağırlık iki farklı terimdir. Bir insanın kütlesi dünyada ve ayda aynıdır. Fakat ağırlığı ayda daha az olur. ❑Benzer şekilde ısı ve sıcaklık günlük hayatta birbirleri yerine kullanılabilen kelimeler olsa da bilimsel dilde çok farklı anlamlarda kullanılır. ❑Birimler mühendisliğin alfabesidir. Birimleri tam olarak anlamamış yerine oturtamamış olanlar mühendislik yapamazlar. ❑Dünyada esas olarak iki birim sistemi vardır. Bunlar; ▪ SI birim sistemi (System International/Uluslararası Birimler Sistemi) ▪ BG birim sistemi (British Gravitational/İngiliz birim sistemi) 2 1. SI Birim Sistemi ❑Bizim de kullandığımız ve dünyada en yaygın olarak kullanılan, yakın gelecekte ise diğer birim sistemlerinin yerine geçmesi kaçınılmaz olan sistem bu sistemdir. SI birim sistemi sadece yedi temel birim üzerine kurulmuştur. Bunlar; • Uzunluk birimi Metre (m) • Kütle birimi Kilogram (kg) • Zaman birimi Saniye (sn) • Akım birimi Amper (A) • Sıcaklık birimi Kelvin (K) • Işık yoğunluğu birimi candela (cd) • Madde miktar birimi Mole (mol) ❑Belirtilen bu temel birimlerin ilk üçünden (Metre-Kilogram-Saniye) ötürü bu sisteme MKS sistemi de denir. SI birim sistemindeki tüm diğer birimler bu yedi temel birimden üretilmiştir. 3 4 Birimlerin Ondalık Katlarının Gösterimi T G M k h D d c m µ n p f a tera = 1012 = 1 000 000 000 000 giga = 109 = 1 000 000 000 mega = 106 = 1 000 000 kilo = 103 = 1 000 hekto = 102 = 100 deka = 101 = 10 desi = 10-1 = 0,1 senti = 10-2 = 0,01 mili = 10-3 = 0,001 mikro = 10-6 = 0,000 001 nano = 10-9 piko = 10-12 femto = 10-15 atto = 10-18 5 2. BG birim sistemi (British Gravitational) • Imperial sistem olarak da bilinen bu birim sistemi bugün sadece İngiltere ve bazı teknik kitaplarda kullanılmakta ve kaynak olarak bu kitapları kullanan araştırmacılar, çalışmalarında bu sistemi kullanmaya devam etmektedirler. BG birim sistemi bugün Türkiyede daha çok boru ve boru diş ölçüleri için kullanılmaktadır. • BG birim sisteminde de kullanılan temel ölçülerin ilk üçü Kütle, Uzunluk ve Zamandır. Ancak bu ölçülerden ilk ikisinin birimleri farklıdır. Bunlar; • Kütle birimi Pound (Lb) • Uzunluk birimi Feet (ft) • Zaman birimi Saniye (Sn) 6 7 8 SI Birim Sisteminde Temel Mühendislik Kavramları KÜTLE SI birimi: kilogram Sembol: kg Temel büyüklük: gram Ölçen araç: Eşit kollu terazi • Kütle, bir cismin özündeki niceliklerin ölçüsüdür. Diğer bir deyişle kütle, madde miktarıdır. • Ayrıca nesnenin hareket etmeye karşı gösterdiği direnç olarak da adlandırılabilir. • Kütlesi büyük olan nesneye aynı kuvvet uygulandığında hızlanması daha düşük olur. Diğer bir deyişle kütlesi büyük olan daha büyük eylemsizliğe sahiptir. • Günlük kullanımda kütle genellikle ağırlık ile karıştırılır. Kütle bulunduğu ortamın yerçekimine göre değişmez bir değerdir. Skaler bir büyüklüktür. 9 AĞIRLIK ❑ Ağırlık, bir cisme yer yüzü tarafından uygulanan kütle çekim kuvvetidir. Ağırlık bir kuvvet olduğu için birimi Newton'dur ve kısaca 'N' ile gösterilir. ❑ Kütle çekimi, nesnelerin birbirlerine doğru çekme kuvveti uygulamasına denir. Bu çekme kuvveti, cisimlerin kütleleriyle doğru orantılıdır. Kütle, merkezlerini birleştiren uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. G = m x g ( Ağırlık = kütle x yerçekimi ivmesi) g = 9,80665 m/sn2 (Dünyada), g= 1,63444 m/sn2 (Ayda) ❑ Bir cismin madde miktarı (kütle) aynı kalmasına rağmen ağırlığı dünyada, Ay'da veya diğer gezegenlerde farklı olacaktır. ❑ Örneğin: kütlesi 10 kg olan bir cisim dünyada tartıldığında 98 N gelirken, bu cismi Ay'da tarttığımızda 17 N gelecektir. Bu da Ay'ın çekim kuvvetinin dünyadan düşük olduğunu göstermektedir. Uzay mekiği ile Ay'a doğru yolculuk yapan bir astronot düşündüğümüzde, bu yolculuk esnasında astronotun kütlesi değişmez. Astronot dünyadan uzaklaşıp Ay'a yaklaştıkça dünyanın uyguladığı çekim kuvveti azalmaya Ay'ın uyguladığı çekim kuvveti ise artmaya başlar. Ay ve dünyanın çekim kuvvetlerinin eşit olduğu noktada astronotun ağırlığı sıfır olur. 10 KUVVET ❑ Mühendislikte birinci kavram KUVVET tir. Çünkü tüm mekanik ve hidrolik sistemler kuvveti aktarmak veya dönüştürmek için dizayn edilirler. Kuvvet kavramı Newtonun ikinci kanunu ile tanımlanmıştır. ❑ Newton un ikinci kanunu: Bir kütle üzerine etki eden kuvvet, söz konusu kütle ile o kütlenin sahip olduğu ivmenin çarpımına eşittir. Yani kısaca Bu formülde F=m*a dır. m= Kütle (Kg), a= ivme(m/sn2), F=Kuvvet (Kg-m/sn2) Burada Kuvvet birimi olarak (Kg-m/sn2) yerine bu kavramı tanımlayan Newton un adına izafeten kısaca Newton (N) denilmiştir. Böylece kuvvet birimi olarak F = Kuvvet (N) kullanılmaktadır. Bu birimle alakalı çok sık yapılan yanlışlık 1 kg lık kütlenin oluşturduğu kuvvetin 1 N olduğu şeklindeki yanlış algıdır. Yerçekimi ivmesi (a) : 9,81 m/sn2 alındığında, F = m*a --------- 9,81*1= 9,81 Newton (N) olur. 11 ❑ Kuvvetin vektörel bir değerdir. Yani kuvvetin büyüklüğü yanı sıra birde yönü vardır. Bunun anlamı, bir cisim ancak ivmelendiği yönde bir kuvvet uygulayabilir. İVME İvme, hızın zamana göre değişim hızı veya zamana göre türevi olarak tanımlanır. Büyüklüğü uzaklık/zaman2 olan bir vektörel niceliktir ve cismin hem hızının hem de yönünün şiddetlerindeki değişimini gösterir. İvmenin SI birimi m/s² (metre/saniye2) dir. ❑ Bazı teknik kitaplarda kuvvet birimi olarak “Kilogram Kuvvet” (Kgf ) kullanılmaktadır. ❑ 1 kg-f: 1 kilogramlık kütleye etki eden yer çekimi kuvvetinin büyüklüğü yani ağırlığıdır. 1 kg-f = 9,81 N 12 HIZ • Hız, bir şeyin kat ettiği mesafenin, bu mesafe kat edilirken geçen zamana bölünmesiyle ölçülen olgudur. • Hareketlinin herhangi bir andaki hızına ani hız, yol boyundaki hızların ortalamasına da ortalama hız adı verilir. • Hız, vektörel bir büyüklüktür. Yönü ve büyüklüğü ile ifade edilir. Hız birimleri SI birim sisteminde m/s (metre/saniye) dir. • Ancak araçlarda yaygın olarak kullanılan hız birimi 1 saatte alınan yolu kilometre cinsinden ifade eden km/h (kilometre/saat) dir (1 m/s = 3,6 km/h). • Mil, başta Amerika Birleşik Devletleri olmak üzere, İngiltere, Liberya ve Myanmar ülkelerinde kullanılan bir uzunluk birimidir. Diğer tüm ülkeler tamamen kilometre birimine geçmişlerdir. • 1 mil, 1.609344 km'ye tekabül etmektedir. Kilometre cinsinden olan bir uzunluğu mile çevirmek için uzunluk değeri 1.609344'e bölünmelidir. Mil cinsinden olan bir uzunluğu kilometreye çevirmek içinse uzunluk değeri 1.609344 ile çarpılmalıdır. • 1 km/h = 0,62140 mil/h 13 TORK • Tork, kuvvet momenti ya da dönme momenti bir cismin, bir eksen etrafında dönmesine sebep olan etkidir. Bu etki, dönme eksenine olan uzaklıkla ve dönmeyi sağlayan kuvvetle doğru orantılıdır. Torkun sembolü Yunan alfabesindeki tau harfidir: τ • Torkun büyüklüğü üç değişkene bağlıdır: uygulanan kuvvet, kuvvet kolunun uzunluğu ve kuvvet koluyla kuvvet arasındaki açı. • F kuvvetinin etkisinde dönen bir cisme, döndürme etkisini sadece kuvvetin konum vektörüne dik olan bileşeni uygular. τ=r×F • Torkun SI birimi newton metre dir (N.m) τ = r × F, τ = r F⊥ = r F sinθ 14 İŞ • İş, bir cisme uygulanan kuvvetin cismi hareket ettirmesidir. Yani ne kadar büyük bir yükün altına girmiş olursanız olun hiç yol almıyorsanız hiçbir iş yapmıyorsunuz demektir. • "İş" terimi ilk kez 1826'da Fransız matematikçi Gaspard-Gustave Coriolis tarafından kullanılmıştır. • İş skaler bir nicelik olup birimi kuvvet çarpı uzunluktur. Dolayısıyla işin SI'daki birimi Newton.metre (N.m) dir. Bu çarpım tek kelime ile yani Joule (J) ile ifade edilir. • İş = Kuvvet X Yol • W = F (N) * L (m)= F*L (N-m) • Bu formülde F= Kuvvet (N), L= Yol (m), W= İş(N-m). • Yapılan işin ısı ürettiğini veya tersine ısı nın iş üretebildiğini keşfeden İngiliz bilim adamı Joule nin anısına bu birim için (N-m) yerine (Joule) denilmiştir. • Böylece iş birimi olarak W= İş(J) kullanılmaktadır. 15 GÜÇ Gücün tanımı kısaca; birim zamanda üretilen iş demektir. Formüle edersek GÜÇ= İŞ/ ZAMAN dır. Yani belli bir işi ne kadar kısa zamanda yapıyorsanız o kadar fazla güçlüsünüz demektir. Bu formülde birimleri yerine koyalım. P= W (J) / T (sn) = W/T (J/sn) olur Bu formülde W= İş(J), T= Zaman(sn), P= Güç(J/sn) Eğer gücü kuvvet cinsinden formüle edecek olursak Güç= Kuvvet*Hız P=F(N)*V(m/sn) P=F*V(N-m/sn)=> yine P=F*V(J/sn) olur Daha önceki tanımlarda olduğu gibi bu tanımda da buhar makinasının mucidi olan James Watt adına izafeten güç birimi olarak (J/sn) yerine (Watt) denilmiştir. Böylece güç birimi olarak P= Güç(W) kullanılmaktadır. 1000 W=1 kW (Kilowatt), 1kW = 1.341 hp, 1 hp = 0.746 kW 16 ENERJİ ❑ En genel anlamıyla ‘iş yapabilme gücü’ olarak tanımlanabilen enerji, her türlü üretim hatta tüketimin gerçekleştirilebilmesi için ihtiyaç duyulan bir kaynak durumundadır. İnsanlar enerji kaynağı olarak odun, insan ve hayvan gücü, akarsu, kömür, petrol, doğalgaz, nükleer enerji, hidrojen ve bor benzeri gibi farklı maddelerden zaman içinde yararlanmıştır. İnsanlığın günün bilim ve teknoloji olanaklarına bağlı olarak, değişik maddelerden ekonomik koşullarda enerji üretmenin arayışını sürdürülmekte olduğu da bilinmektedir. Enerji 8 temel başlık altında sınıflandırılır; ▪Kinetik Enerji ▪Potansiyel Enerji ▪Isı Enerjisi ▪Kimyasal Enerji ▪Elektrik Enerjisi ▪Elektromanyetik (Işık) Enerji ▪Ses Enerjisi ▪Nükleer Enerji Isı hesaplarında enerji birimi olarak kalori ve joule kullanılmaktadır. 1 kcal = 4,185 kJ 17 Kinetik Enerji Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Hareket de bir iş kapasitesidir. Bir cismin hareketinden (hızından) dolayı sahip olduğu enerjidir. Ek=1/2.m.v2 formülüyle hesaplanır. Ek=Kinetik enerji (joule), m=Cismin kütlesi (kg), v=Cismin hızı (m/s) dir. Potansiyel Enerji Cisimlerin durumları nedeniyle sahip oldukları enerjidir. Gerilmiş ya da sıkıştırılmış yayın, yukarıya kaldırılmış cismin, barajda birikmiş suyun potansiyel enerjileri vardır. Bir yayı gererken ya da sıkıştırırken, bir taşı kaldırırken iş yaparız. Yay ve taş, yapılan bu iş kadar potansiyel enerji kazanır. Belirtilen bir yere göre G=m .g ağırlığındaki bir cismin potansiyel enerjisi Ep=m.g.h formülüyle hesaplanır. Ep=Potansiyel enerji (joule), m=Cismin kütlesi(kg), h=Cismin yüksekliği(m) dir. Cismi h yüksekliğinden aşağıya bırakırsak potansiyel enerji, kinetik enerjiye dönüşür. Mekanik Enerji: Bir cismin ya da sistemin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır. Düz bir yolda ilerleyen bir arabanın mekanik enerjisi kinetik enerjisine eşittir. Dördüncü katta pencerede duran bir saksının mekanik enerjisi yalnızca potansiyel enerjisine eşittir. Yüksek bir uçurumdan attığınız bir taşın düşerken mekanik enerjisi, potansiyel ve kinetik enerjilerinin toplamına eşittir. 18 Isı Enerjisi; Belirli bir sıcaklık sistemi içerisinde, sıcaklığı yüksek olan bir sistemden sıcaklığı düşük olan bir sisteme sıcaklık farkından dolayı aktarılan enerjiye ısı enerjisi denir. Isı enerjisinde iş enerjisinde olduğu gibi bir transfer söz konusudur. Kabaca ısı enerjisi, sıcak bir maddeden daha düşük sıcak bir maddeye geçen enerji miktarıdır. Sıcaklık: Bir maddeyi oluşturan taneciklerden ortalama hareket(kinetik) enerjisini ifade den bir değerdir. Sıcaklık, bir cismin sıcaklığının ya da soğukluğunun bir ölçüsüdür. Isı ile doğru orantılıdır ancak ısı gibi enerji değildir. Endotermik tepkime (reaksiyon): oluşumu sırasında ısı alan ve genellikle yavaş yürüyen tepkimedir. Buzun erimesi buna bir örnektir. Ekzotermik tepkime (reaksiyon): ısı veren demektir. Bu tür tepkimelerin gerçekleştiği anda ortama ısı yayılır ve daha hızlı yürüyen bir tepkimedir. Tüm yanma tepkimeleri ekzotermik reaksiyonlardır. Kimyasal Enerji; Moleküller veya atomla arasındaki kimyasal bağların oluşması ve yıkılması arasındaki enerji farkından kaynaklanan enerji çeşididir. Yakıtların yanması kimyasal bir reaksiyondur ve ısı enerjisi açığa çıkarır. Elektrik Enerjisi; Atomdan atoma doğru elektron akışı seri halde olduğu zaman elektrik akımı oluşur. Akıma karşı maddeler çeşitli miktarda direnç gösterirler. Akım dirençle karşılaştığı zaman ısı ortaya çıkar. Ya da elektrikten kaynaklanan manyetik alan ile iş yapılır. İşte farklı türde enerji olarak karşımıza çıkan bu enerji elektrik enerjisidir. Sıcaklık, ışık, manyetik alan gibi sonuçları karşımıza çıkarır. 19 Elektromanyetik (Işık) Enerji; Dünya enerjisini güneşten alır. Aldığı enerjiyi ışık yoluyla elde eder. Işık aslında elektromanyetik radyasyondur. Işıkta foton denilen tanecikler vardır. Bu tanecikler dalga ile birlikte hareket ederler ve enerji taşırlar. Elektron atom içerisinde yörünge değiştirdiğinde fotonlar açığa çıkar. Ayrıca yüklü taneciklerin hareketiyle de fotonlar açığa çıkar. Fotonla beraber ortaya çıkan bu enerji elektromanyetik enerjidir. Ses Enerjisi; Ses dalgaları hava moleküllerini titreştirerek ilerlerler. Bu titreştirme, kinetik enerjidir aslında. Elimizdeki sopayı bir tenekeye vurduğumuz zaman havada meydana getirdiğimiz dalga ona hareket potansiyeli verir. Bu potansiyel sonra harekete dönüşür ve ses böylece yayılır. Sesin hava moleküllerini hareket ettirici etki de ses enerjisidir. Nükleer Enerji; Atom çekirdeğinin bölünmesi ya da iki atom çekirdeğinin birleşmesi sonucunda ortaya yüksek miktarda enerjiye nükleer enerji denir. Nükleer enerji atomun çekirdeğinde hapsolmuş enerjidir. Bir tek atomda hapsolan enerji bile çok yüksektir. Atom çekirdeğinin parçalanması (fizyon) ile nükleer enerji açığa çıkar. Atom bombası bu prensiple üretilmiştir. Atomun çekirdeğinin kaynaşması (füzyon) da yine büyük bir enerji demektir. Hidrojen bombası ve güneş enerjisinin mantığı budur. Kütle enerjisi: Kütlesi olan her cismin içinde devasa miktarda enerji depolanmıştır. Albert Einstein maddenin bir tür enerji olduğunu göstermiştir ve E = m.c2 formülü ile açıklamaktadır. Bir cismin durgunken sadece kütlesinden dolayı olan enerjisi, cismin kütlesiyle ışık hızının karesinin çarpımına eşittir. 20 ENERJİNİN KORUNUMU ❑Hiçbir enerji kendi kendine var olmaz, kendi kendine de yok olmaz. Fakat bir türden başka bir tür enerjiye dönüşebilir (Termodinamiğin 1. kanunu). ❑Bu dönüşüm sırasında toplam enerji daima sabittir. Toplam enerjinin sabit olması demek bir tür enerji azalırken başka tür enerjinin aynı miktarda artması demektir. ❑Örneğin belli bir yükseklikten yere doğru hızlanarak düşen bir cismin kinetik enerjisi artarken, aynı miktarda potansiyel enerjisi de azalmaktadır. ❑Barajda birikerek potansiyel enerji kazanan su daha sonra yüksekten düşerek kinetik, sonra elektrik ve oradan da ısı ve ışık enerjisine dönüşmektedir. 21 ISI ve SICAKLIK Mutlak sıfır derecesi, yani evrende mevcut tüm hareketlerin atomik seviyede bile durduğu sıcaklığın suyun donma sıcaklığından 273.15 derece daha düşük olduğunu keşfeden bilim adamı Lord Kelvin adına izafeten sıcaklık birimi olarak Kelvin (K) kabul edilmiştir. Ancak sıcaklık derecesi olarak suyun donma sıcaklığı ile kaynama sıcaklığı arasındaki farkın 100 de biri referans olarak alındığından ve bu tanımı Kelvin'den önce yapmış olan Celcius un adına izafeten sıcaklık birimi olarak pratikte (oC) kullanılmaktadır. ❑Birim aralık olarak (K) = (oC) dir. Ancak başlama noktaları farklı olduğundan herhangi bir sıcaklığı Celcius dan Kelvin'e çevirmek gerektiğinde 273.15 ilave etmek gerekmektedir. Örnek: 6.85(oC)=280(K) ❑Isı, belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir. Isı da iş gibi bir enerji transfer biçimidir. SI sistemindeki birimi Joule (J) dür. ❑Sıcaklık, bir cismin sıcak-soğukluğunun ya da başka bir değişle bir sistemin ortalama moleküler kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. SI sistemindeki birimi Kelvin (K) dir. Yani ısı bir enerji, sıcaklık ise bir ölçüdür. Aşağıdaki formülde bu daha iyi görülmektedir: Q = m.c.ΔT Q: verilen veya alınan ısı enerjisi miktarı, m: kütle, c: özgül ısı, ΔT: sıcaklık farkı 22 BASINÇ ❑Basınç, bir yüzey üzerine etkide bulunan dik kuvvetin, birim alana düşen miktarıdır. Basınç belli bir kuvvetin belli bir alana homojen olarak yayılması ile ortaya çıkan etkidir. ❑Katı, sıvı ve gazlar ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygularlar. Kuvvetin kaynağı ne olursa olsun birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç (P), bütün yüzeye dik olarak etki eden kuvvete de basınç kuvveti (F) denir. Bu tanımın birimine hidrolik kaldırma prensiplerini açıklayan Pascal’ın anısına basınç birimi olarak N/m2 yerine Pascal (Pa) denilmiştir. Pascal, SI birim sisteminde temel basınç birimi olmasına karşın pratikte atmosfer basıncının ancak 100,000 de 1’ni olmasından ötürü gazlar ve sıvılar için basınç birimi olarak 100,000 pascal = 1 bar olarak kullanılmaktadır. (bar köken olarak eski Yunancada ağırlık demek olan baros dan kısaltılmıştır). Böylece Pressure (P) = Basınç (N/m2) = 1(Pa)=1x10-5 bar • 1 atm = 14.6959488 pounds per square inch (psi) • 1 Bar = 105 Pa = 0.98692316931 atm ≈ 1 atm • Not: Araçların lastik basınçları genellikle psi birimiyle gösterilir. 23 Otomotiv Mühendisliği Genel olarak, otomotiv mühendisleri çalıştıkları alana göre farklı dallara ayrılmıştır: Tasarım Mühendisliği, Ar-Ge Mühendisliği, Kalite Mühendisliği ve Üretim Mühendisliği vb. gibi. Tasarım Mühendisliği; İngilizce ve Fransızca da ki “desing” kelimesi karşılığı olarak kullanılan tasarım kelimesi, aslen Latince kökenlidir. Farklı tanımlara sahiptir. Örneğin: • Algı ile kavram arasında bir bağlama aracıdır. Önemli özelliklere dikkat çeken tasarımın nesnel gerçeklik ile doğrudan ilişkisi yoktur. • Tasarım bilgi edinme öğesidir. Çünkü duyumsal tasarım ile zihinsel tasarım daima birbirini etkiler. Bu nedenle duyumsal bilgi ile ussal bilgi her zaman iç içedir. Gerçek bilgi ise böylelikle oluşur. • Tasarım, yaratıcı sürecin kendisi olup faaliyet için gerekli olan eskiz ve planların hazırlanması sürecindeki çalışmaları kapsamaktadır. • Tasarım, bir şeyi zihinde biçimlendirme, kurma, tasavvur etmedir. • Bilgisayar alanında ise araştırma bürolarında, yeni bir ürünün tasarımı için kullanılabilen bilişim tekniklerinin tümü. 24 Ar-Ge Mühendisliği; Yeni bir sistem, hizmet, ürün, yazılım, süreç geliştirmek amacıyla tasarlanan yaratıcı projeler AR-GE yani Araştırma ve Geliştirme çalışmalarıdır. Üniversiteler, araştırma kurum ve kuruluşları, sanayi sektörü, şirketler «Araştırma ve Geliştirme» çalışmaları yapılmaktadır. Araştırma ve Geliştirme çalışmalarının amaçları; • Teknolojik alt yapıyı güçlendirmek, yeni teknolojiler için bilgi üretmek • Üretim sektöründe maliyeti düşürmek, kaliteyi ve verimi arttırmak • Sektörlerin ihtiyacına yönelik teknoloji transferini ve uyumunu sağlamak • Üretilen teknolojik, bilimsel bilgiyi ticarileştirmek Araştırma ve Geliştirme sürecinde 3 aktivite vardır; Temel Araştırma; AR-GE yapılacak alanda deneysel, teorik çalışma sürecidir. Bu süreçte yeni bilgi edinme amaçlanır ve uygulama yapılmaz. Uygulamalı Araştırma; Belirli bir amaca yönelik uygulamalı çalışmaların yapıldığı süreçtir. Deneysel Geliştirme; Temel araştırma ve uygulamalı araştırma süreçlerinde edinilen bilgilerle yeni bir teknoloji, ürün, sistem, hizmet geliştirilmesine yönelik çalışma aşamasıdır. 25 Üretim Mühendisliği; ❑ Üretim mühendisi üretilecek ürünlerin imalatıyla ilgili metotları araştırır, tespit eder ve üretim aşamalarını planlamakla yükümlüdür. Üretim mühendisi aynı zamanda kalite kontrolü yapan kişidir. Üretilen ürünlerin taşıma, dağıtma, depolama gibi süreçlerini tespit etmek de üretim mühendisinin görevleri arasındadır. ❑ Üretim esnasında işgücünün tespit edilmesi, üretime katkı sağlayacak kişilerin nitelikleri ve sayısı yine üretim mühendisi tarafından hesaplanır. Firmanın insan kaynakları bölümü ile koordineli bir şekilde çalışıp, üretim sürecindeki para, zaman, işgücü ve malzemelerin en iyi şekilde kullanılması için işletmenin çıkarlarını en iyi şekilde planlayan üretim mühendisidir. ❑ Üretim mühendisi çalıştığı işletmede işletmenin ekonomi işlerine bakan bölümle koordineli çalışarak, ekonomik incelemeler yapar. Günün şartlarına göre ortaya çıkacak tasarım ve imalat teknikleri hakkında kendisini geliştirir, günceller. Yeniliklerin üretim aşamasında uygulanması için gayret sarf eder. İşletmenin üretim performansını artırmak için gerekli istatistikleri tutar ve işletmesini çağın gereklerine göre geliştirir. 26 Kalite Mühendisliği • Kalite mühendisliği ürün ve süreç kalitesini belirlemek, ölçmek ve iyileştirmek amacıyla fen ve mühendislik bilimlerinin kavram, teknik ve yöntemlerini kullanarak, planlama ve kontrol sistemleri tasarlar, uygular ve geliştirir. • Taguchi, “kalite mühendisliği” kavramının fikir babasıdır. Dr. Taguchi ise üç tür tasarım üzerinde durmuştur: • Sistem tasarımı (teknolojik, fonksiyonel). • Parametre tasarımı (ürün ve süreçler). • Tolerans tasarımı (sapmalar). • Kalite mühendisleri firmalara göre mal, süreç ve hizmetlerin kalitesini uygun mühendislik yöntemlerine göre ölçüp kontrol sistemlerini tasarlar ve bunları uygulamaya koyar. 27 • Kalite Mühendislerinin kullandığı bazı standartlar: • ISO 14001 – Çevre Yönetim Sistemi • OHSAS 18001 – İş Sağlığı ve Güvenliği Standardı • ISO 27001 – Bilgi Güvenliği Yönetim Sistemi • ISO 50001 – Enerji Yönetim Sistemi • ISO 16949 Otomotiv Sektörü Kalite Yönetim Sistemi • • • • • • • • ISO/TS 16949 standardı ile, otomotiv sektörünün bilgi birikimini bir araya toplamak ürün kalitesini iyileştirmek tedarikçi zincirini geliştirmek, tüm sektörün aynı kalite sisteminde buluşmasını sağlamak verimliliği arttırmak ana sanayinin farklı denetim tipleri uygulamasını önlemek sektörün nitelik ve kalite düzeyini arttırmak tüketiciye daha güvenilir ürünler sunmak 28 • Kalite Mühendisi unvanına sahip kişiler aşağıdaki görevleri yerine getirir. • • • • • • Ürün kalitesini test eder Fabrikanın hijyen standartlarının yerine getirilmesini sağlar. İşçi standartlarını belirler. Kalite konusunda müşteri temsilciliği yapar. Test ölçüm cihazlarını kullanır. Uygunsuzlukları ve riskleri tespit eder ve düzeltilmesi için ilgili kişilerle görüşür. 29 Otomotivin Tarihçesi ❑ Otomobilin tarihi 19. yüzyılda enerji kaynağı olarak buharın kullanılmasıyla başlar ve içten yanmalı motorlarda petrolün kullanılmasıyla devam eder. Günümüzde ise alternatif yakıtlar (LPG, Doğal gaz, Hidrojen, Bio-dizel, Alkoller) ve alternatif enerji sistemlerinin(Elektrik) otomobillerde kullanılması hız kazanmıştır. ❑ Otomobil, ortaya çıkışından itibaren gelişmiş ülkelerde insan ve yük taşımacılığı konusunda ana ulaşım aracı olarak kendini kabul ettirmiştir. ❑ ❑ 1910 model Ford Model T Otomotiv endüstrisi II. Dünya Savaşı'ndan sonra en etkili endüstri kollarından birisi olmuştur. Dünya üzerinde 1907 yılında 250.000 olan otomobil sayısı, 1914'te Ford Model T'nin ortaya çıkışıyla 500.000'e ulaşmış, II. Dünya Savaşı'ndan hemen önce bu sayı 50 milyonun üzerine çıkmıştır. Savaşın ardından geçen otuz yıl içinde otomobil sayısı altı katına çıkmış ve 1975 yılında 300 milyona ulaşmıştır. Dünya üzerinde yıllık otomobil üretimi 2018 yılında 100 milyona ulaşmıştır. 30 ❑ Otomobil tek bir kişi tarafından bulunmamıştır. Yaklaşık yüzyıl boyunca dünyanın dört bir yanında ortaya çıkan buluşların bir araya gelmesiyle ortaya çıkmıştır. Modern otomobilin ortaya çıkışının yaklaşık 100.000 patent alımı sonrasında gerçekleştiği tahmin edilmektedir. ❑ Otomobil ulaşımda bir çığır açtı ve bireylerin mekân ile olan ilişkileri başta olmak üzere derin sosyal değişikliklere neden oldu. Ekonomik ve kültürel ilişkilerin gelişmesini kolaylaştırdı ve yollar, otoyollar ile park yerleri gibi devasa yeni altyapıların geliştirilmesine yol açtı. ❑ Otomobilin sosyal yaşam üzerindeki etkileri her zaman tartışma konusu olmuştur. Yaygınlaşmaya başladığı 1920'lerden beri çevre üzerinde (kaza sonucu ölüm yüzdesinin artması, kirliliğe yol açması) ve sosyal yaşam üzerinde (bireyselliğin artması, obezite, çevre düzeninin değişmesi) olan etkileri nedeniyle eleştirilerin odağı oldu. ❑ 20. yüzyılın sonları ve 21. yüzyılın başlarında önemli petrol krizleri ile karşılaşan otomobilin karşısında petrolün kaçınılmaz azalması, küresel ısınma ve endüstrinin genelinde uygulanan kirlilik yaratan gazların emisyonları üzerindeki kısıtlamalar gibi sorunlar bulunmaktadır. ❑ Bunların üzerine 2007 - 2009 yılları arasında yaşanan ve otomobil endüstrisini derinden etkileyen küresel finans krizi eklenmiştir. Bu kriz önemli küresel otomotiv gruplarına ciddi zorluklar yaşatmaktadır. 31 Otomotivin Tarihçesi (Etimoloji ve Öncüller) Otomobil sözcüğü Türkçe'ye, Yunanca αὐτός (autós, "kendi") ve Latince mobilis ("hareket eden") sözcüklerinin birleştirilmesiyle oluşturulan ve başka bir hayvan ya da araç tarafından itilmek ya da çekilmek yerine kendi kendine hareket eden araç anlamına gelen Fransızca automobile sözcüğünden geçmiştir. Roger Bacon, 13. yüzyılda Guillaume Humbert'e yazdığı bir mektupta at ile çekilmeden, hayal bile edilemeyecek hızda hareket eden bir aracın yapılabileceğinden söz eder. Bu araç büyük olasılıkla 1679 - 1681 yılları arasında Ferdinand Verbiest tarafından Çin imparatoru için bir oyuncak olarak yapılan küçük buharlı araçtır. Verbiest tarafından 1672'de çizilen buhar çarklı oyuncağın resmi. Bir oyuncak olarak tasarlanan bu araç, küçük bir ocağın üzerinde yer alan buhar kazanı, buharın hareket ettirdiği bir çark ve dişliler ile hareket ettirilen küçük tekerleklerden oluşmaktaydı. 32 1769'da Fransız Nicolas Joseph Cugnot Ferdinand Verbiest'in düşüncesini hayata geçirmiş ve 23 Ekim'de buhar kazanı ile çalışan ve "fardier à vapeur" (buharlı yük arabası) adını verdiği aracı çalıştırmıştır. Kendinden tahrikli bu araç ağır topların taşınması amacıyla Fransız Ordusu için geliştirilmiştir. Yaklaşık olarak 4 km/h hıza ulaşan fardier 15 dakikalık bir otonomiye sahipti. Direksiyonu ve freni olmayan ilk araç deneme sırasında kaza eseri bir duvarı yıkmıştı. Bu kaza 7 metre uzunluğunda olan aracın gücünü göstermektedir. Le fardier de Cugnot, 1771 modeli, Paris'te Arts et Métiers Müzesi'nde sergilenmektedir. ❑ Fransa dışında diğer ülkelerde de benzer araçlar üretilmiştir. Ivan Kulibin, Rusya'da 1780'lerde pedallı ve buhar kazanı ile çalışan bir araç üzerinde çalışmaya başladı. 1791'de tamamlanan üç tekerlekli bu araç modern otomobillerde görülen volan, fren, vites kutusu ve yataklar gibi özelliklere sahipti. Ancak, Kulibin'in diğer buluşlarında olduğu gibi hükûmet bu aracın potansiyel pazar olanağını göremediği için çalışmalar daha öteye gidememiştir. ❑ ABD'li mucit Oliver Evans yüksek basınç ile çalışan buhar makinelerini ortaya çıkarmıştır. Fikirlerini 1797'da sergilemiştir ama çok az kişi tarafından desteklenmiş ve icadı 19. yüzyılda önem görmeden önce ölmüştür. 33 ❑ İngiliz Richard Trevithick, 1801'de buhar ile çalışan üç tekerlekli ilk İngiliz aracını sergilemiştir. "London Steam Carriage" adını verdiği bu araçla Londra caddelerinde 10 mil boyunca yol alır. Direksiyon ve süspansiyon ile ilgili temel sorunlar ve yolların durumu otomobilin bir taşıma aracı olarak kenara itilmesine ve yerini demiryollarına bırakmasına neden olur. ❑ Diğer buharlı otomobil denemelerinin arasında 1815'te Çek Josef Bozek tarafından yapılan ve yağ ile çalışan bir buharlı araç ile 1838'de İngiliz Walter Hancock tarafından yapılan dört kişilik buharlı fayton sayılabilir. ❑ Buharlı makineler alanındaki gelişmeler sonucunda yol araçları üzerine yeniden çalışmalara başlanmıştır. Demiryollarının gelişmesinde öncü olan İngiltere'nin buharlı yol araçlarının gelişmesinde de başı çekeceği düşünülse de 1839'da çıkan ve buharlı araçların hızını saatte 10 km ile kısıtlayan yasa ve otomobillerin önünden kırmızı bayraklı bir kişinin gitmesini zorunlu kılan "Locomotive Act" bu gelişmeye ket vurmuştur. ❑ Dolayısıyla buharlı otomobiller Fransa'da gelişimine devam etmiştir. Buharlı tahriğin örneklerinden biri 1873'te Amédée Bollée tarafından piyasaya sunulan ve ilk gerçek otomobil sayılabilecek olan L'Obéissante'tır. Bu araç on iki kişiyi taşıyabilmekte ve saatte 40 km hız yapmaktaydı. 34 ❑ 1878'de Paris Dünya Fuarı'nda sergilenen bu yeni araçlar hem halkın hem de büyük sanayicilerin ilgisini çekmiştir. Özellikle Almanya'dan olmak üzere her yerden siparişler alınmaya başlanmış ve 1880'de Bollée Almanya'da da bir şirket kurmuştur. 1880 ile 1881 yıllarında Bollée Moskova'dan Roma'ya, Suriye'den İngiltere'ye dünyayı gezerek modellerini tanıtır. 1880'de La Nouvelle adı verilen, iki vitesli ve 15 beygir gücünde bir buhar motoruna sahip yeni bir model çıkarılır. ❑ 1881'de altı kişilik ve saatte 63 km hıza ulaşan "La Rapide" modeli piyasaya sunulur. Bunu diğer modeller de izler ancak ağırlığa oranla elde edilen performansa bakıldığında buharlı tahriğin bir çıkmaza doğru gittiği görülür. Bollée ve oğlu Amédée alkol ile çalışan bir motor ile denemeler yapsalar da sonuçta içten yanmalı motor ve petrol kendini kabul ettirir. ❑ Motorlarda sağlanan gelişmeler sonucunda bazı mühendisler buhar kazanının boyunu küçültmeye çalıştı. Bu çalışmaların sonunda, 1889 Dünya Fuarı'nda Serpollet Peugeot tarafından gerçekleştirilen ve otomobil ile üç tekerlekli motosiklet arasında sayılan ilk buharlı araç sergilendi. Bu gelişme "anlık buharlaşma" sağlayan kazanı geliştiren Léon Serpollet sayesinde elde edilmiştir. Serpollet ayrıca kendi geliştirdiği araç ile birlikte ilk Fransız sürücü ehliyetinin de sahibi olmuştur. Hem sahip olduğu şasi hem de o dönemdeki kullanım tarzı bakımından bu üç tekerlekli araç otomobil olarak değerlendirilir. 35 İçten Yanmalı Motorun İcadı ❑ Bir çok prototip üretilmesine rağmen otomobilin gerçek anlamda yerini bulması için 1860'larda otomobil tarihinde çığır açacak olan buluşun yapılmasını beklemek gerekmiştir. Bu önemli buluş içten yanmalı motordur. ❑ İçten yanmalı motorların öncülü sayılan, içinde bir piston bulunan metalik silindirden oluşan bir düzenek 1673'te Paris'te fizikçi Christiaan Huygens ve asistanı Denis Papin tarafından geliştirilmiştir. ❑ Alman Otto von Guericke'in geliştirdiği prensipten yola çıkan Huygens, vakum üretmek için hava pompasından değil, barutun ısıtılmasıyla elde edilen bir yanma sürecinden yararlanmıştır. Hava basıncı pistonun ilk konumuna dönmesini sağlar ve böylece bir kuvvet oluşturur. ❑ İsviçreli François Isaac de Rivaz 1775'lere doğru otomobilin gelişimine katkıda bulundu. Yaptığı buharlı birçok otomobil esneklikten yoksun olmaları nedeniyle başarılı olamasa da "Volta tabancası"nın çalışmasından esinlenerek yaptığı içten yanmalı motora benzeyen bir düzeneğe 30 Ocak 1807'de patent aldı. ❑ Belçikalı mühendis Étienne Lenoir 1859'da "Gazlı ve genleşmiş havalı motor" adı altında iki zamanlı içten yanmalı bir motorun patentini alır ve 1860'ta elektrik ile ateşlenen ve su ile soğutulan ilk içten yanmalı motoru geliştirir. Bu motor ilk olarak gazyağı ile çalışıyordu ama daha sonra Lenoir gazyağı yerine petrol kullanılmasını sağlayan bir karbüratör bulur. En kısa zamanda yeni motorunu denemek isteyen Lenoir, kaba bir otomobile bu motoru yerleştirir ve Paris'ten Joinville-le-Pont'a kadar yolculuk yapar. 36 ❑ Ancak hem malî kaynakların hem de motorun veriminin yetersizliğinden ötürü Lenoir araştırmalarına son vermek zorunda kalır ve motorunu sanayicilere satar. İlk Amerikan petrol kuyusu 1850'de açılsa da petrolü kullanan etkili bir karbüratör George Brayton tarafından ancak 1872'de yapılır. ❑ Gaz sıkıştırmasından yoksun olması nedeniyle verimliliği çok kötü olan Lenoir'ın buluşunu Alphonse Beau de Rochas iyileştirir ve bu sorunu emme, sıkıştırma, yanma ve egzozdan oluşan dört zamanlı bir termodinamik çevrim geliştirerek aşar. Teorisyen olan Beau de Rochas çalışmalarını gerçek hayata uygulayamaz. 1862'de patent alır ama maddî zorluklar nedeniyle koruyamaz ve ancak 1876'da ilk dört zamanlı içten yanmalı motorlar ortaya çıkar. ❑ Dört zamanlı çevrimin teorisinin Beau de Rochas tarafından ortaya konması sonucu içten yanmalı motorlardan gerçekten yararlanılmaya başlanır. ❑ Alman Nikolaus Otto, 1872'de Beau de Rochas prensibini uygulayan ilk mühendis olur ve bu çevrim artık "Otto çevrimi" olarak bilinmeye başlar. 1. Emme, 2. Sıkıştırma, 3. İş, 4. Egzoz 37 ❑ Tarihin ilk otomobilinin hangisi olduğunu söyleyebilmek oldukça zor olsa da genel olarak Karl Benz tarafından üretilen Benz Patent Motorwagen ilk otomobil olarak kabul edilir. ❑ Ancak Cugnot'nun "Fardier"sini de ilk otomobil olarak kabul edenler vardır. 1891'de Panhard ve Levassor Paris sokaklarında Benz motoruyla donatılmış ilk Fransız otomobilleriyle dolaşmaktaydı. ❑ 1877'de 4 zamanlı ve 1 beygir gücüne sahip motoru olan bir otomobil geliştiren Alman mucit Siegfried Marcus ise ilk otomobil ile ilgili tartışmaların dışında kalmıştır. 1886'da çıkan Benz Patent Motorwagen İçten yanmalı motoru kullanan ilk otomobildir. Güç: 2/3 ya da 0,9 bg Maksimum hız: 12,8-16 km/h Boş ağırlık: 265 kg 38 ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ ❑ Türk Otomotiv Sanayisi Türkiye’de ilk otomobil üretme girişimi 1929’da Ford tarafından İstanbul serbest bölgede denenmiş montaj hattı kurulmuş fakat 1930’lu yıllardaki eknomik kriz ortamı (Büyük Buhran) içinde gelişim gösteremeden sona ermiştir. 1954 yılında tarım alanında da kullanılmaya uygun olan Jeep modellerinin Türkiye’de üretilmesi için Tuzla Jeep Fabrikası kurulmuş ve Türk Willys Overland askeri cip ve kamyonetleri ile Büssing kamyonlarının yapımına başlanmıştır. 1955’te ise ticari kamyonet üretimine geçilmiştir. 1955 yılında kurulan Federal Türk Kamyonları AŞ tamamı Türk olan kadrosu ile Çayırova'da Federal markası ile kamyon montajı ve imalatına başlamıştır. 1959 yılında Ford Motor Company ve Koç grubu girişimiyle Otosan kurulmuş ve otomobil üretimine dönük yatırımlar bakımından ilk adım atılmıştır. 1960 yılında kadrosu bütünüyle Türk olan Otosan fabrikasında günde 4 adet Ford Consul otomobil ile 8 adet Ford Thames kamyon üretimine, 1967 yılında da hafif ticari araç Ford Transit üretimine başlanmıştır. 1962 yılında Federal Türk Kamyonları AŞ OYAK tarafından satın alındı.Yerine İnternational Harvester ortaklığıyla Kamyon, Otobüs, Minibüs, Traktör, Kamyonet, Pick-Up ve REO marka Askeri Araçlar ile şase,radyatör,benzin deposu,tampon ve şase ara malzemesi üretecek olan Türk Otomotiv Endüstrileri A.Ş. kuruldu. 1963 yılında ise Otobüs Karoseri A.Ş. tarafından Magirus otobüsleri montajı gerçekleştirilmeye başlanmıştır. 39 İlk Yerli Otomobil: Devrim 1961 yılında dönemin Devlet Başkanı Cemal Gürsel'in emriyle Eskişehir Devlet Demiryolları Fabrikası'nda Türk mühendisler tarafından tamamıyla Türkiye'de tasarlanıp, geliştirilen ilk otomobil üretilmiş ve araca Gürsel'in isteği üzerine Devrim adı verilmiştir. O tarihlerde toplu iğne dahi üretemeyen bir ülkede 135 gün gibi çok kısa bir zamanda son derece kısıtlı imkanlarla tamamen Türk yapımı bir otomobil geliştirilmiş, bundan 4 tane üretilmiş; otomobilller için 3 farklı tipte 10 adet motor üretilmiştir. "Devrim otomobilleriyle, "Türkler otomobil yapamaz!" zihniyeti çürütülmüş, geri düşünce mağlup edilmiştir. Şunu ileri sürebiliriz ki, Devrim'in daha sağlam, daha güzel hale getirilmesi artık bir yatırım işidir. Bu konuda karar vermek de devletindir. Teşvik görmek bizleri şevklendiriyor. Yapıcı tenkide daima hazırız. Şahsi hiçbir menfaatimiz yok. Hedefimiz memleketimizin gelişmesidir Takdir Büyük Türk Milletinindir.“ Türk milletinden hak ettiği ilgiyi gören Devrim otomobillleri ne yazık ki yatırım konusunda aynı ilgiyi görememiş ve seri üretime geçememiştir. Buna rağmen özel sektörde otomobil imali fikrini körüklemiş ve onlara cesaret vermiştir. 40 Gerçekleşemeyen İkinci Yerli Otomobil: Zafer ❑ 1960'ları ortalarına doğru TOE Volvo ile ortak araç üretiminde bulunma çalışmaları yapmış ve Volvo firmasıyla antlaşma sağlanamayınca 1968 yılında Triumph firmasının ortaklığı ile 'Zafer' marka yerli otomobil üretme çalışmalarına başlamıştır. ❑ Önce sedan modelinin, daha sonra ise station vagon ve pick-up modelinin üretilmesi düşünülen aracın daha tanıtım aşamasında iken bazı kişilerin ve çevrelerin baskısı nedeniyle üretiminden vazgeçilmiştir. İlk Başarılı Otomobil: Anadol ❑ 1966 yılına gelindiğinde Otosan, İngiliz Reliant firmasına prototipini hazırlattığı ve prensipte fiberglas gövdeli, iki kapılı, bütün mekanik parçaları Ford’dan alınan, adı bir yarışma sonucu belirlenen otomobilini Anadol’u üretmeye başlamıştır. ❑ Üzerinde durulacak diğer bir husus, 1966 yılında üretime geçen ülkenin ilk seri üretim otomobillerinden Anadol'un müteşebbislerinin, başlangıçta "Türkiye'de otomobil yapılamaz!" diyenler oluşudur. 41 ❑ Anadol’un üretime başlamasından sonra 1968 yılında Tofaş kurulmuş, 1971 yılında Murat 124 modelini İtalyan Fiat lisansı ile üretmeye başlamıştır. Yine 1969 yılında kurulan Oyak Fransız Renault lisansı ile ilk modelini 1971 yılında Renault 12 olarak hayata geçirmiştir. ❑ Bu dönemde koltuk, döşeme, lastik, kauçuk parçalar ve akü üretebilen Türk sanayisi motor aksamı, piston, sekman, subap, dişli üretimine de geçmiş; MAN, Otoyol Sanayi A.Ş., Karsan, Otomarsan, Genoto, Chrysler, BMC Sanayi ve Ticaret A.Ş., Taşıt Sanayii A.Ş. faaliyete başlamıştır. ❑ 1977 yılında Ford Otosan ve Reliant’ın Anadol için kurulan ortaklığında Bertone imzalı FW11 prototipi ortaya çıkmış ancak bu projenin maliyetini yüksek bulan Otosan mühendisleri yeni bir çalışma başlatarak Anadol 16 adı verilen yeni bir örnek geliştirmişlerdir. Ancak bu prototipin üretiminden de vazgeçilmiştir. ❑ 1980 yılında Devrim’den sonra motoru da dahil olmak üzere bütünüyle Türkiye’de Otosan tarafından tasarlanan "Çağdaş" modeli, endüstri tasarım ödülü almıştır. Çağdaş modeli yeni bir Anadol modeli olarak tasarlanmıştı ve motor olarak Wankel Tipi Motor kullanılmıştı. 42 ❑ 1985 yılına gelindiğinde Otosan Ford Taunus modelini, Oyak Renault ise ikinci bir model olarak Renault 9 modelini üretmeye başlamıştır. ❑ İki yıl sonra 1987’de ise Türkiye’nin ilk hatchback modeli olan Renault 11 bantlardan çıkmış ilk dizel motor da Anadol pikap’a takılmıştır. ❑ 1989 yılında motor ve karoserde yapılan değişikliklerle Renault 12 serisi , Toros modeline dönüştürülmüş ve 2000 yılına kadar üretimi devam etmiştir. ❑ 90’lı yıllarda Renault’nun üst sınıf modeli Renault 21’in üretimine başlanmıştır. İlk yerli üretim Opel’ler ve Toyota Corolla yollara çıkmıştır. ❑ 1993 yılında TOE ve 1995 yılında Genoto fabrikaları kapanmıştır. ❑ 1997 yılında yine ilk yerli üretim olarak Honda Civic ve Hyundai Accent üretimine başlanmıştır. 43 Temel Taşıt Sistemleri Konvansiyonel Taşıt Sistemleri İnovatif Güç Yönetimi Sistemleri 44 45 TERMİK KUVVET MAKİNALARI (MOTORLAR) Yakıtların yanması sonucu (kimyasal reaksiyon) açığa çıkan ısı enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren(basınç yoluyla) makinalara termik kuvvet makineleri denir. Termik kuvvet makineleri yanmanın olduğu yere ve hareket şekline göre sınıflandırılır. 1. Yanmanın olduğu yere göre a)Dıştan yanmalı makineler: pistonlu buhar makineleri, buhar türbinleri b)İçten yanmalı makineler: pistonlu motorlar ve gaz türbinleri 2. Hareket şekline göre a)Gidip-gelme hareketli (pistonlu) makineler: Pistonlu buhar makineleri, pistonlu motorlar b)Dönel hareketli (rotorlu) makineler: Buhar türbinleri, gaz türbinleri ❑Dıştan yanmalı makinelerde yakıt makine dışında bir buhar kazanında yakılır ve elde edilen ısıyla basınçlı su buharı üretilir. Su buharı pistonlu buhar makinelerinde pistonu iter veya buhar türbinlerinde rotoru çevirir. Dıştan yanmalı makineler buhar kazanı nedeniyle fazla yer kaplar ve ağır olurlar. Ayrıca ilk harekete geçmeleri uzun sürer. Ancak dıştan yanmalı makinelerde kömür, fuel-oil ve gaz yakıtlar gibi çoğu 46 düşük kaliteli ve ekonomik çeşitli yakıtların yanı sıra nükleer enerji de kullanılabilir. ❑ İçten yanmalı makinelerde yanma işlemi makinenin içinde yanma odası denilen yerde olur. Buhar kazanı bulunmadığından hafif olur ve az yer kaplarlar. Ancak bu makinelerde benzin, mazot, LPG, doğalgaz (CNG) gibi kaliteli yakıtların kullanılması gerekir. ❑ Pistonlu makinelerde pistonun silindir içerisindeki doğrusal hareketi krank-biyel mekanizması sayesinde krank milinde dönme hareketine dönüştürülür. Bu hareket iletimi sırasında yön ve şiddeti değişen kuvvet ve titreşimler oluşur. Bu nedenle pistonlu makinelerin çalışmaları titreşimi ve gürültülüdür ve devir sayıları yüksek seçilemez. ❑ Dönel hareketli makinelerde doğrudan dönme hareketi üretilir. Makinenin tek hareketli elemanı rotor olduğundan çalışması titreşimsiz ve gürültüsüzdür ve çok yüksek devir sayılarına ulaşılabilir. Pistonlu Buhar Makineleri 1700’lü yıllarda ilk keşfedilen ısı makineleridir. Pistonlu makine olduklarından devir sayıları düşük ve buhar kazanı nedeniyle fazla yer kaplarlar ve ağırdırlar. Silindir içinde su buharı düşük basınçlara kadar genişletilemediği için verimleri düşüktür. Bu nedenlerle geçmişte uzun yıllar gemilerde, lokomotiflerde ve bazı sanayi kuruluşlarında kullanılmış olan bu makineler günümüzde artık kullanılmamaktadır 47 Buhar Türbinleri Buhar türbinlerinde kazanda üretilen basınçlı su buharı türbin rotorun üzerinde bulunan kanatçıklara püskürtülerek doğrudan dönme hareketi elde edilir. Çalışmaları titreşimsiz ve gürültüsüz olup buhar kazanlarında düşük kaliteli yakıtlar kullanılabilir. Ancak buhar kazanın sahip olduğu ağırlık ve fazla yer kaplamalarından dolayı ilk harekete geçmeleri uzun sürer. Bu nedenle buhar türbinleri yer ve ağırlık sorunu olmayan ve farklı enerji kaynaklarından yararlanılmak istenen termik santrallerde, büyük yük ve yolcu gemilerinde kullanılırlar. Gaz Türbinleri Gaz türbinlerinde türbin miline bağlı bir kompresör vardır. Kompresörün hazırladığı basınçlı hava türbin rotorunun çevresinde bulunan yanma odalarına gönderilir. Basınçlı hava üzerine enjektörlerden püskürtülen yakıt bujilerle ateşlenip yakılarak basınçlı yanmış gazlar üretilir. Bu basınçlı gazlar türbin rotorunun çevresinde bulunan kanatçıklara püskürtülerek doğrudan dönme hareketi elde edilir. 48 ❑ Devir sayıları oldukça yüksek olup buhar kazanı bulunmadığından hafiftirler. Ancak basınçlı sıcak gazlar sürekli kanatçıklara püskürtüldüğünden ve sürekli yüksek sıcaklıklara dayanacak malzeme bulunmadığından maksimum çevrim sıcaklığı 1000–1200 K ile sınırlıdır. Maksimum çevrim sıcaklığının düşük olması ve kanatçıklardaki akış kayıpları nedeniyle gaz türbinlerinin verimi düşüktür (≈ %20). ❑ Gaz türbinleri konfor ve hafiflik aranan ekonomikliğin fazla önemsenmediği yerlerde örneğin modern savaş gemilerinde, lüks yolcu gemilerinde ve yedekte bekletilip kısa sürede devreye girmesi istenen elektrik santrallerinde kullanılırlar. Ayrıca uçaklarda kullanılan jet motorlarının bir kısmı gaz türbinidir. Pistonlu Makinalar (Motorlar) Motorlar çeşitli yakıtların yanması (kimyasal reaksiyon) sonucu açığa çıkan ısı enerjisini (basınç yoluyla) mekanik enerjiye dönüştüren pistonlu termik kuvvet makineleridir. Pistonlu motorlar 5 temel sisteme sahiptir. 1) 2) 3) 4) 5) Mekanik sistem (Silindir ve supap düzenlemesi) Yakıt sistemi [Benzinli motor (doğal emişli, aşırı doldurmalı), dizel motor(doğal emişli, aşırı doldurmalı)] Yağlama sistemi (Çarpmalı tip yağlama, basınçlı tip yağlama) Soğutma sistemi (Hava soğutmalı, Su soğutmalı) Ateşleme sistemi (Yalnızca benzinli motorlarda bulunur) Motorlar genel olarak 5 temel sistemdeki farklılıklar üzerinden sınıflandırılır. 49 Pistonlu motorların temel kısımları 50 Silindir (motor) bloğu: Motorun ana gövdesini oluşturur. Motorun tüm parçalarını üzerinde taşır. Genel olarak dökme demir yada alüminyum dökümden yapılır. Motor kulakları vasıtasıyla şasiye bağlanır. Silindir bloğu üzerinde motorun hareketli parçalarına yağlama sağının taşındığı yağlama delikleri bulunur. Ayrıca su soğutmalı motorlarda motorun aşırı ısındığı (silindir ve yanma odası çeperleri) bölgelerin soğutulması amacı ile soğutucu akışkanın geçtiği soğutma kanalları bulunur. Silindir kapağı: Silindir bloğunun üzerini kapatır. Genellikle yanma odaları silindir kapağı üzerinde oluşturulur. Benzinli motorlarda enjektörleri ve bujileri, dizel motorlarda enjektörleri, emme ve egzoz supapları ve manifoltları (emme ve egzoz) Bazı motorlarda, kam milini ve külbütör mekanizmasını üzerinde taşır. Yanma odalarının çevresinde su ve yağ kanalları vardır. Karter: Karter, motorun ait kısmını örterek; toz toprak, yağmur, çamur gibi yabancı maddelerin motorun içine girmesini önler. Bunun yanı sıra motor yağına depoluk eder ve motor yağının soğumasını sağlar. Karter, çoğunlukla preslenerek şekillendirilmiş çelik saçtan yapılır. Bunun dışında, alüminyum alaşımı ve dökme demirden dökülerek yapılan karter de vardır. 51 Piston, piston pimi ve segmanlar: Pistonlar silindir kapağı ile birlikte yanma odasını oluşturur. Piston pimi ile biyele bağlıdır. Yanma esnasında oluşan basınç kuvveti piston tarafından biyel koluna ve oradan da krank miline iletilir. Piston üzerinde sıkıştırma ve genişleme esnasında oluşabilecek gaz kaçaklarını önlemek amacıyla kompresyon segmanları bulunur. Genellikle bir piston üzerinde iki yada üç kompresyon segmanı bulunur. Kompresyon segmanının alt kısmında ise yağ segmanı için bir kanal bulunur. Kanal uygun delik yada kısa kanallarla pistonun iç kısmına açılır. Biyel Kolu: Biyel kolu, piston pimi aracılığıyla krank mili kol muylusuna bağlanır. Biyel kollara; pistona etkiyen gaz kuvvetlerini krank miline aktararak krank milinde bir döndürme momentinin oluşmasını sağlar, Pistonun silindir içindeki doğrusal hareketini krank milinde dairesel harekete dönüştürür. Krank mili: Krank mili motorun ana milidir. Piston, pim ve biyel vasıtasıyla krank miline bağlanır. Krank mili ana muyluları ile motor bloğuna, kol muylularına ise biyel bağlanır. Pistona etkiyen gaz kuvvetleri biyel aracılığıyla krank milinin kol muylusuna aktarılarak mil çıkışında döndürme momenti oluşturulur. 52 Volan: Krank milinin arka ucundaki flanş ile cıvatalarla bağlanan metal bir tekerdir. Volanın 4 temel görevi vardır; 1) Motorda ölü noktaların aşılmasını sağlamak, 2) Marş motoru yardımıyla motora ilk hareketi vermek, 3) Kavrama yardımıyla motorun hareketini vites kutusu ve aksalar üzerinden tekerleklere aktarmak aktarmak, 4) Motorun sarsıntısız çalışmasını sağlamak. Emme ve egzoz supapları: Her silindirde emme ve egzoz supabı olmak üzere en az iki tane bulunur. Emme supabı benzinli motorlarda yakıt-hava karışımının, dizel motorlarda yalnız havanın silindire girmesini sağlar. Egzoz supabı ise yanmış gazların çıkışını sağlar. Supaplar, supap tablası ve supap sapından oluşur. Sap kısmında, supap yayı üst tablasının tutulduğu tırnak yuvaları bulunur. Kam mili: Kam (döner) mili üzerindeki kam ismi verilen çıkıntılar, çeşitli mekanizmalar ile birlikte yada doğrudan supap saplarına basarak supapların açılmasını sağlarlar. Kam milleri dişli, zincir yada dişli kayış (triger kayışı) yardımıyla krank milinden hareket alırlar. Krank milinin iki devrine karşılık kam milleri bir devir dönerler. Kam milleri krank milleri gibi döküm yada dövme çelik malzemeden yapılır. 53 Kompresyon ve yağ segmanları: Segmanların üç temel görevi vardır. Bunlar; 1.Piston ile silindir arasında sızdırmazlık sağlayarak silindirdeki gaz basıncının kartere inmesini ve silindir yüzeyini yağlayan yağın yanma odasına geçerek, yanmasını önler, 2.Silindir ve piston yüzeyleri arasında yağ filmi oluşturarak sürtünmeyi en aza indirir. Yüzeydeki yağın fazlasını da kartere sıyırarak yanmasını önler, 3.Isınan pistonların soğumasını sağlar. Pistonlar segman bölgesinden silindire temas etmezler. Pistonun en sıcak yeri olan piston başı ve segman bölgesi soğumasını segmanların üzerinden yapar. Segmanlar, dökme demir ve alaşım çeliğinden yapılır. Her iki malzemenin de sürtünmeye, basınca ve sıcaklığa karşı dayanımı yüksektir. Emme ve egzoz manifoldları: Emme manifoldları benzin motorlarında benzin hava karışımını, dizel motorlar ve manifoltdan enjeksiyonlu benzin motorlarında ise havanın silindire ulaşmasını sağlar. Egzoz manifoldları ise yanma sonucu oluşan egzoz gazlarının egzoz borusuna geçmesini sağlar. Egzoz manifoldları dökme demir, emme manifodları ise dökme demir yada alüminyum alaşımından günümüzde ise artık plastik malzemden imal edilmektedir. Emme manifoldları yeni motor teknolojileri ile birçok sensörü (emme basınç ve sıcaklık sensörü gibi) üzerinde taşır. Manifoldlardan beklenen en önemli özellik gaz akışına engel olmayacak biçimde imal edilmeleridir. 54 Motor yatakları; içerisinde dönen mili gerekli konumda tutarak dönüşümünü sağlayan, üzerine gelen yükleri karşılayan, muylulardan önce ve daha çabuk aşınarak onların kullanım süresini uzatan, kusunet içine yumuşak metal yapıştırılarak oluşturulan hassas işlenmiş değiştirilebilir motor parçalarıdır. Motorlarda krank mili, kam mili, külbütör manivelası başta olmak üzere birçok kısımda yatak veya burç kullanılmaktadır. Krank mili ana ve kol yatakları iki parçalı yapılmaktadır. Kam mili yatakları ve burçlar ise genellikle tek parçalı yapılmaktadır. Bu tip yataklara değiştirilebilir yataklar da denmektedir. Contalar: Motorlarda kullanılan contalar statik sızdırmazlık sağlarlar. Motorlarda kullanılan silindir kapağı soğutma sistemindeki suyu ve yanma basıncını aynı anda içinde tutmalıdır. Çelik, bakır ve asbestten yapılmış contalar silindir kapağı ve motor bloğu arasında kullanılır. Motor ısınma ve soğuma ile genleşip, büzüldüğü için birleşme yerlerinden sızıntı ve kaçaklar meydana gelebilir. Bunun için contalar yumuşak ve genişleme ve büzülmeyi karşılayacak kadar esnek olmalıdır. 55 Pistonlu Motorların Sınıflandırılması a-) Zamanlarına göre 1) 4 zamanlı motorlar 2) 2 zamanlı motorlar b) Yanmanın başlama şekline göre 1) Buji ile ateşlemeli motorlar (Benzin, LPG motorları) 2) Sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar (Dizel motorları) c-) Silindir düzenlemesine göre motorlar 1) Sıra tipi motorlar 2) V tipi motorlar 3) Boksör tipi motorlar 4) Yıldız tipi motorlar 5) X tipi motorlar 6) W tipi motorlar 7) Wankel tipi motorlar d-) Supap Sistemine Göre Motorlar 1) L tipi motorlar 2) F tipi motorlar 3) T tipi motorlar 4) İ tipi motorlar (Bugün çoğunlukla bu tip kullanılmaktadır.) e-) Emme sistemine göre 1) Tabii emişli motorlar 2) Aşırı doldurmalı motorlar (Turboşarj, Süperşarj) f-) Soğutma Sistemine Göre Motorlar 1) Sıvı ile soğutmalı 2) Hava ile soğutmalı g-) Yağlama Sistemine Göre Motorlar 1) Çarpmalı yağlama sistemi 2) Basınçlı yağlama sistemi 56 ❑ Üst ölü nokta (ÜÖN): Pistonun silindir içeresinde çıkabileceği en üst noktadır. ❑ Alt ölü nokta (AÖN): Pistonun silindir içerisinde inebileceği en alt noktadır. ❑ Strok (kurs - h): AÖN ile ÜÖN arasındaki mesafedir. ❑ Kurs hacmi (Vk): İki ölü nokta arasında kalan hacimdir (Vk = h.d) ❑ Toplam kurs hacmi: Tüm silindirlerdeki kurs hacminin toplamıdır. 1400,1600,2000 cc ifadeleri, toplam kurs hacminin cm3 cinsinden gösterimidir. ❑ Sıkıştırma/Yanma odası hacmi (V2): Piston ÜÖN’da iken üst kısmında kalan hacimdir. ❑ Emme (silindir) hacmi(V0): Piston AÖN’da iken üst kısmında kalan hacimdir. V1=Vk+V2 ❑ Toplam silindir hacmi (VT): Silindir sayısı (Z) ile silindir hacminin çarpımına eşittir. VT=V1.Z ❑ Sente: Emme ve egzoz supaplarının aynı anda kapalı oldukları zamandır. Sıkıştırma ve genişleme sente durumunda yapılır. ❑ Supap bindirmesi: Pistonun, egzoz zamanını bitirip, emme zamanına başladığı anda; egzoz ve emme supaplarının beraberce açık kaldıkları ana supap bindirmesi denir. ❑ Zaman: Pistonun, silindir içeresinde iki ölü nokta arasında yaptığı bir harekete zaman denir. Bir zaman teorik olarak 180˚ dir. 57 Zamanlarına göre pistonlu motorlar: 4 zamanlı motorlar krank milinin iki devrinde (720°KMA) bir iş yapılmaktadır. Silindire hava-yakıt karışımı emme supabı vasıtasıyla, egzoz gazlarının silindirden atılması egzoz supabı ile yapılmaktadır. Bir iş çevrimin tamamlanması için emme, sıkıştırma, iş ve egzoz gerçekleşmesi ile tamamlanır. Teorik olarak her bir işlem 180°KMA’da gerçekleşmektedir. Emme zamanı: Piston ÜÖN’da iken emme supabı açılır. Piston AÖN’ya doğru hareketine devam ederken silindir içerisindeki basınç atmosfer basıncının altına düşerek vakum oluşur. Vakumun etkisi ile hava-yakıt karışımı silindir içine alınır. Piston AÖN’ya vardığında silindirin içerisi benzinli motorda hava-yakıt karışımı ile dizel motorda yalnızca hava ile dolar ve emme supabı kapanır. Sıkıştırma zamanı: Piston AÖN’dan ÜÖN’ya doğru hareket ederken silindir içerisine alınan dolgu (hava veya hava yakıt karışımı) sıkıştırılmaya başlanır. Sıkıştırma işlemi esnasında silindir içerisinde bulunan dolgunun basınç ve sıcaklığı artar. Piston ÜÖN’ya geldiği zaman sıkıştırma işlemi sona erer. İş (genişleme) zamanı: Piston ÜÖN’daya varmadan bir avans ile benzinli motorda bujide kıvılcım çakar, dizel motorda ise silindir içine yakıt püskürtülür. Yanma odasına sıkıştırılmış dolgu yanmaya başlar ve silindir içerisinde sıcaklık ve basınç artar. Basıncın tesiri ile piston ÜÖN’dan AÖN’ya doğru hareket eder. Motor krank milinden iş elde edilmiş olur. Egzoz zamanı: İş zamanı sonunda piston AÖN’da iken egzoz supabı açılır. Piston AÖN’dan ÜÖN’ya doğru hareket ederken silindir içerisinde bulunan egzoz gazlarını süpürür ve silindirden atılmalarını sağlar. Piston ÜÖN’ya geldiğinde egzoz işlemi tamamlanır ve egzoz supabı kapanır. Böylece bir iş çevrimi tamamlanmış olur. 58 Benzinli ve Dizel Motorların Karşılaştırılması BENZİNLİ • Benzin-Hava karışımı silindire emilir. • Alınan karışım sıkıştırılır. • Buji vasıtasıyla yanma olur. • Egzoz supabı yanmış gazları tahliye eder. DİZEL • • • • Sadece hava silindire emilir. Sadece hava sıkıştırılır ve sıkışan hava ısını Enjektörün motorin püskürtmesiyle yanm olur. Egzoz supabı yanmış gazları tahliye eder. İki zamanlı motorlarda krank milinin her devrinde (360°KMA) bir iş yapılmaktadır. İki zamanlı motorların en belirgin özelliği genel olarak supap bulunmamasıdır. Silindire emme dolgusunun alınması yada yanmış gazların atılması emme ve egzoz portlarından olmaktadır. Taze havanın yada yakıt-hava karışımının silindire alınması ve egzoz gazlarının silindirden atılması süpürme sistemi ile gerçekleşmektedir. Sıkıştırma zamanı (1. strok): Piston AÖN’dan ÜÖN’ya doğru hareket ederken önce süpürme (emme) portu, daha sonrada egzoz portu kapatır. Sıkıştırma işlemi pörtler kapandıktan sonra başlar. Piston ÜÖN’ya doğru hareket ederken dolgu (hava yada hava-yakıt karışı) sıkıştırır. Sıkıştırma sonunda basınç 9-15 bar, sıcaklık ise 550-750 K civarlarında olmaktadır. Yanma ve genişleme (iş) zamanı (2. strok): Piston ÜÖN’daya varmadan bir avans ile benzinli motorda bujide kıvılcım çakar, dizel motorda ise silindir içine yakıt püskürtülerek yanma başlar ve silindir içerisinde basınç ve sıcaklık artar. Basıncın etkisi ile piston ÜÖN’dan AÖN’ya doğru hareket eder ve iş yapılmış olur. Piston AÖN’ya doğru hareket ederken silindir içerisinde basınç azalır. Piston AÖN’ya gelmeden 45-50° KMA kadar önce egzoz portu açılır. Bu esnada yanma odası içerisindeki yanmış gazların basıncı 4-6 bar dolaylarındadır. Egzoz portunun açılmasıyla silindir içerisindeki basınç düşer. Daha sonra emme portu açılır. Hava-yakıt karışımı silindire, pistonun yaptığı basınç ile dolmaya başlar. Bu esnada emme portundan silindir içerisine dolan hava-yakıt karışımının basıncı 1,1-1,3 bar civarındadır. Karterde bulunan hava-yakıt karışımının üzerine basınç piston tarafından uygulanarak oluşturulmaktadır. Silindire dolmaya başlayan hava-yakıt karışımı yanmış gazları egzoz portuna doğru sürükleyerek dışarı atılmasını sağlar. Bu esnada piston AÖN’ya ulaşmıştır. Piston AÖN’dan ÜÖN’ya doğru hareket ederken önce emme portunu daha sonrada egzoz portunu 60 kapatır. Böylece bir iş çevrimi tamamlanmış olur. Silindir düzenlemesine göre pistonlu motorlar: (a) Tek silindirli motor (b) Sıra tipi motor (c) V motor (d) Karşı silindirli (Boxer) motor (e) W motor (f) Karşı pistonlu motor (g) Yıldız (radyal) motor 61 Supap düzenlemesine göre pistonlu motorlar ❑ L tipi supap mekanizmalı motorlarda supaplar yanma odası ve silindirlere ters dönmüş L harfi gibidir. Bu tip supap mekanizması bütün supaplar bir tek kam mili ile çalıştırılır. Günümüzdeki motorlarda bu tip supap mekanizması artık kullanılmamaktadır. ❑ I tipi supap mekanizması olan motorlarda emme ve egzoz supapları silindir kapağının üzerindedir. Supap başları silindirin içine gelecek şekilde sıra halinde dizilmişlerdir. Bu motorlarda yanma odaları istenildiği kadar küçültülebildiği için sıkıştırma oranının artışına imkan sağlar. Bu nedenle günümüzde üretilen motorların çoğunda I tipi supap mekanizması kullanılmaktadır. ❑ F tip supap mekanizması L ve I tiplerinin birleşmesinden oluşur. F tipi motorlarda emme supapları I tipine göre egzoz supapları ise L tipine göre çalışırlar. Yani emme supapları silindir kapağında egzoz supapları silindir bloğunda bulunur. Günümüzdeki motorlarda bu tip supap mekanizması artık kullanılmamaktadır. ❑ T tipi supap mekanizması bulunan motorlarda emme supapları silindir bloğunun bir tarafında egzoz supapları ise diğer tarafında bulunur. İlk zamanlar çok kullanılan bu sistem verimin düşüklüğü ve yüksek sıkıştırma oranına elverişli olmayışı nedeni ile bugün artık kullanılmamaktadır. L tipi supap düzenlemesi F tipi supap düzenlemesi I tipi supap düzenlemesi T tipi supap düzenlemesi 62 Emme sistemine göre pistonlu motorlar a) Doğal emişli motorlar b) Aşırı doldurmalı motorlar: Turbo–şarj (genelde 4 zamanlı motorlarda uygulanır), süper–şarj (genelde 2 zamanlı dizel motorlarda uygulanır) veya günümüzde turbo ve süper şarjın birlikte uygulandığı 4 zamanlı motorlar da bulunmaktadır. 63 Soğutma göre pistonlu motorlar: Hava soğutmalı Su soğutmalı 64 Yağlama tipine göre pistonlu motorlar 65 Güç ve Tork • Benzin motorlarında gaz kelebeğinin, dizel motorlarında pompa kramayerinin konumunun; ayrıca motor yağ ve soğutucu akışkan sıcaklıklarının sabit tutulduğu deney şartlarında krank mili devrine bağlı olarak güç, tork ve yakıt sarfiyatı değişimlerine motor karakteristikleri denir. 67 Güç ve Tork • Temel motor performansı, motor gücü ve torku gibi iki ana faktör ile temsil edilir. • Genellikle, motor performansının en önemli bileşeni beygir gücü (hp) yada W (Watt) ile ifade edilen motor gücüdür. • Beygir gücü, belirli bir sürede yapılan iş miktarını gösteren iş verimliliğidir. • Bu konsept, İngiltere'de buhar makinesini icat eden James Watt tarafından önerilmiştir. Bir beygir gücü (HP), 75 kg'lik ağırlığı bir saniyede 1 m çekmek için gereken güçtür. • Beygir gücü (HP) için daha sıkça kullanılan bir kısaltma Almanca "Pferdestarke" kelimesinden türeyen PS'dir. • SI birim sisteminde 1 PS yaklaşık 735.4 W'tır. Bu nedenle, 100 PS = 73.5 kW veya 100 kW = 136 PS'dir. Güç ve Tork • Motor gücü, bir zaman işlevidir. Motor gücü, devir/dakika ile orantılı olarak artacaktır, çünkü devir/dakika yükseldikçe zaman başına düşen iş miktarı artar. • Ancak, belirli bir değerin üzerinde dönemeyen dinamik parçalar nedeniyle, devir/dakika ve güç çıkışında sınırlamalar vardır. • Bu nedenle maksimum güç çıkışı devir/dakika ile gösterilir, örneğin 6000 RPM’de 100 kW gibi. Güç ve Tork • Tork (Moment), motorun döndürme kuvvetini ifade eder ve yaygın kullanılan birimi “Newton Metre” (Nm)’dir. • Pistonu iten kuvvetin artması, yanma odasındaki basınca bağlıdır. Bu basınç; ana hatları ile • • • • motorun devrine, sıkıştırma oranına, silindir içerisine alınan yakıt-hava karışımının miktarına ve yanma verimine bağlıdır. Güç ve Tork Motor torku, devir yükseldikçe belli bir devire kadar artar ve bu devirden sonra, motor devri arttırılmaya devam edilirse tork azalmaya başlar. İçten yanmalı benzinli motorlarda güç belli bir devre kadar devir ile birlikte artış gösterir. Ancak belli bir motor devrinden sonra üretilen güç düşmektedir. Burada etkili olan, yüksek devirlerde sürtünme kayıplarının çok artmasıdır. (Sürtünme kayıpları motor devrinin karesi olacak şekilde artar.) Ayrıca motor gücündeki azalmanın bir nedeni de hacimsel verimin azalmasıdır. Yani yüksek devirlerde motorun nefes alma kabiliyeti düşer.
