Mazda 3 BM Skyactiv Dizel Teknik Soru

DH de arkadasin biri sormus. Buraya tasiyayim dedim.

"Skyactiv dizel motorla ilgili görselleri izleyen ve yazıları okuyanlar şunu görecekler.Dizel motor için en düşük sıkıştırma oranı olduğu ve sıkıştırma oranının 14:1 olarak söylenmiş. Bu sıkıştırma oranında haliyle duşuk sıkıştırma basıncı ve sıcaklığı olduğu soyleniyor.Esas mesele de burada başlıyor.Burada yanmayla beraber yanmanın Tdc noktasına daha yakın yerde başladığı (duşuk ignition delay) ve konvensiyonel dizellere gore daha çok compustion phase(iş,genleşme stroku) elde edildiği ve boylece daha verimli olduğu soylenmiş. Benim burada anlamadığım tutuşma gecikmesini onlemek için butun firmalar harıl harıl daha yuksek sıkıştırma basıncı ve sıcaklığı elde etmeye çalışıyor,zira tutuşma gecikmesi grafiklerinde en temel oğretilen şey tutuşma gecikmesini azaltmak için basıncı ve sıcaklığı arttıracaksın.Google a tutuşma sıcakl grafiği yazdığınızda butunn veriler aynıdır.Peki yıllardır biz bunu oğrendikten sonra Mazda duşuk kompresyon basıncı ve sıcaklığıyla tutuşma gecikmesini nasıl azaltıyor?Yıllardır oğrenitilen yanlış mı yani? Burada benim anlamadığım yada kaçırdığım bir şey var yanlış mıyım ?"

Motordan Teoriğinden Anlayan Gelsin (Skyactiv)

Dizel motorla otto yu birbirine karıştırmamak gerek.
Otto da yamanın kısa sürede olmasını ve tdc de olmasını isteriz ki basınç olsun ve güç üretilsin.
Ama dizelde sıkıştırmaya sıcaklığı artan havaya tdc ye gelmeden çok az evvel yakıt püskürtülür ve o sıcaklıkla kendi kendine yanmaya başlar ve bu kendi kendine yanma bir süreçtir. Otto daki gibi bir anda değildir.

Otto p-v diyagramında ısı girişi (yanma) zamanı sabit hacimde basınç artışı olarak gösterilirken, dizelde sabit basınçta hacim artışı olarak gösterilir.

Dizel motorun verimi de sıkıştırma oranı yanında genleşme oranı (yanmanın devam ettiği kurs boyunun toplam kurs hacmine oranı) da verimi artırır. Bu nedenle mazda sıkıştırma oranını azıcık düşürerek bu genleşme oranını da artırmış oluyor. Bunların hepsi artı eksi yanları var. Öyle bir nokta bulmuş ki sıkıştırma azaldığı için verim normalde azalması gerekir, ama genleşme oranı arttığı için bu kaybı telafi ediyor. Öte yandanyanma odası sıcaklık düştüğü için de bir çok Emisyon derdinden kurtuluyorsun.

Devam edelim.

Otto çevrimiyle çalışan motorun basınç ve hacim diyagramı...
Yanmanın tam TDC de kısa bir sürede tamamlanması beklenir. Bu nedenle bujinin çakması için gönderilen elektrik de bir zaman aldığı için ignition timing (ateşleme zamanı) denilen bir olgu vardır. TDC'den 3-10 derece önce bujiye elektrik gönderilir ve buji çakar. Bundan sonra da ateşleme gecikmesi vardır. Tahmini TDC'ye gelmeden 2 ms önce buji çakar ve hava yakıt karışımının alev alması tam TDC'de olur.




Dizel çevrimiyle çalışan motorun basınç-hacim diyagramı..

Motorin kendi kendine yanarak güç üretildiği için TDC'ye gelmeden yine çok az bir süre önce püskürtülür ki, kendi kendine yanma tam TDC'de başlasın ve bir süre devam etsin.


Verim ifadesi de aşağıdaki gibidir.


Şimdi unuttuğum bir şeyi hatırlamış oldum. Verimin genleşme oranıyla değişimini gösteriyor. Genleşme oranını azaltınca verim artıyormuş. Mazda da böyle başarmış olmalı. Rc=1 benzinli motoru gösteriyor. Demek ki Mazda sıkıştırmayı düşürüp (verimi düşürme -, emisyonlar azaltma +) aynı zamanda genleşme oranını da kısaltmış. (daha kısa sürede yakıt püskürtme ve yanma, daha yüksek verim.) Böylece sıkıştırmayla azalttığı verimi, genleşme oranıyla daha da yükseğe çekmiş.

Aslında bu da mühendislikte herşeyin harika olmayacağını, daha iyiye ulaşmak için bazen feragatlar yapılması gerektiğinin çok güzel örneği.

Bu soruda dizel ve benzinli motor birbirine karıştırılmış gibi

Boylece aciklanmis oldu. Tabi ben bisey anlamadim
Emeginiz icin tesekkurler.

Aslında bu soru bence HCCI motorların çalışma prensibi ile örtüşüyor (dizelle benzinliyi karıştırmış soran kişi). Oradaki amaç yüksek basınçta karışımın homojen yanması