Karşıt pistonlu motor nedir? Nasıl çalışır?

İçten yanmalı motorlar 120 yılın üstünde bir zamandır çeşitli taşıtlarda kullanılıyor ve bu zaman süresince pistonlu çalışma prensibinde ...

İçten yanmalı motorlar 120 yılın üstünde bir zamandır çeşitli taşıtlarda kullanılıyor ve bu zaman süresince pistonlu çalışma prensibinde çok az değişiklik meydana geldi. Wankel motorlar hariç karşısına önemli bir rakip çıkmadı ve o da çeşitli sebeplerden dolayı artık üretimde bulunmuyor. Günümüzde ise pistonlu yapı korunarak çalışma verimini arttırmaya yönelik birçok farklı teknoloji tanıtılıyor. Değişken hacim, eksantriksiz motor, bujisiz benzin motoru (HCCI), değişken sıkıştırma ve benzeri birçok uygulama ya hayata geçirildi ya da yakın zaman içinde geçirilmesi planlanıyor.

Değişken sıkıştırmalı motor nasıl çalışıyor?

Diğer taraftan 1800'li yılların sonunda icat edilen karşıt (zıt) pistonlu  motorlar sahip oldukları piston kafalarının karşılıklı olarak çalışma prensibiyle diğer motorlardan bir miktar ayrılmışlardı. Ayrıca bu motorlar 4 zamanlı değil 2 zamanlı olarak çalışıyordu. 1. ve 2. Dünya Savaş'larında ve sonrasında çeşitli uçak, gemi, denizaltı, tren ve  tanklarda kullanılan bu motorlar 1980'li yıllara kadar kullanılmaya devam edildi ancak bu tarihten sonra ortalarda görünmedi. Ancak günümüzde Achates ve Ecomotors gibi teknoloji firmaları karşıt pistonlu motorları otomobil ve çeşitli kara taşıtı motoru olarak kullanabileceklerini düşünüyor ve bu doğrultuda da çalışmalarına kararlı bir şekilde devam ediyorlar.

Achates'in baz aldığı Junkers Jumo 205 karşıt pistonlu motor ve kullanıldığı 2.Dünya Savaşı yüksek irtifa uçağı

Bu doğrultuda Achates firması Amerikan Ordusu'nda çeşitli tank, gemi ve benzeri taşıtlarında kullanılacak yeni nesil motorlar için ön anlaşma bile yapmış durumda. Ayrıca üzerinde çalıştıkları 12 yıl içerisinde proje için 140milyon dolar yatırım alan firma, resmi bir kurum olan Amerikan Enerji Araştırma Proje Departmanı'ndan da 9 milyon dolarlik bir proje ödülü kazanmış bulunuyor. Kısacası böyle bir motor hayal değil ve arkasında Amerikan Devleti'de dahil birçok farklı kurum ve şirketi almış.


Karşıt pistonlu motor nasıl çalışıyor?

Her şeyden önce pistonların karşılıklı çalışması nedeniyle bu motorun boxer motorlar ile karıştırılmaması gerektiğini belirtelim. Boxer motor için 180 derece açılı bir V motor denilebilecekken karşıt pistonlu motorlar tamamen farklı bir çalışma prensibine sahiptir. Karşıt pistonlu motorlar 2 zamanlı, bujisiz ve silindir kapakları olmayan dizel motorlardır. Bu da onları ciddi anlamda basit bir motor haline getirmektedir.

Şimdi Achates firmasının tasarladığı karşıt pistonlu motorların çalışma prensibine bakalım;

Günümüzde Achates firmasının geliştirdiği karşıt pistonlu motor temel olarak 2 zamanlı bir dizel motordur ve 2 krank miline sahiptir. 1930'lu yılların başında kullanılmaya başlanan bir dizel uçak motoru olan Junkers Jumo 205'i baz alan bu motorda, 2 sıralı motor silindir kapakları çıkarılarak kafa kafaya monte edilmiş gibi görünmektedirler. Pistonların kafa kafaya çalışması sayesinde silindir kapağına, eksantrik miline ve supablara gerek kalmamakta ve 1 silindirde 2 adet piston bulunmaktadır. Prototip olarak test edilen Achates motoru ise 3 litre hacminde, 3 silindirli ve 6 pistonludur.

Motorun çalışması ise şu şekilde gerçekleşiyor;
  • Supercharger tarafından emilen taze hava emme portundan yanma odasına alınıyor. (Emme  ve egzoz portları aşağıdaki animasyonda pistonların üst ölü noktaya çıktığı noktada görülebilir)
  • Her iki piston karşıt hareketle yüz yüze gelir ve havayı sıkıştırır. 
  • Sıkıştırılan hava üzerine 2 enjektör tarafından dizel yakıtı püskürtülür. 
  • Yakıt tutuşarak her iki pistonu da iter ve her bir pistonun bağlı olduğu krank mili hareket eder. 
  • Yanmış gazlar egzoz portundan dışarı atılır. (Emme  ve egzoz portları aşağıdaki animasyonda pistonların üst ölü noktaya çıktığı noktada görülebilir)
Aşağıdaki animasyonun tam ve uzun halini konunun devamında izleyebilirsiniz.

Achates'in karşıt pistonlu motoru neler getirecek?

Yaklaşık 12 yıldır üzerinde çalışılan ve 150 milyon dolara yaklaşan bir destek sağlanan projenin son aşamasına gelindi ve bulunduğumuz yıl Ford F150 ve Chevrolet Silverado modellerine monte edilen Achates motorlu prototip araçların tanıtılması bekleniyor. Ayrıca seri üretim aşamasında 1.8lt 2 silindir (4 piston) ile 9.8lt 3 silindir (6 piston) arasından çok çeşitli motorların tasarlanacağı ifade ediliyor. Bu arada sıkıştırma oranı arttırılarak aynen Mazda'nın Skyactiv 2 motorunda hedeflediği gibi bujisiz (HCCI) karşıt pistonlu bir benzin motorunun da ortaya çıkarılması bekleniyor.


Karşıt pistonlu motorun sıralı ve V tipi dizel motorlara göre şu avantajların olacağı belirtiliyor;
  • %55 motor verimi
  • Daha yüksek sıkıştırma oranı
  • Daha kompakt tasarım
  • Daha az parça kullanımı (eksantrik mili, supap ve silindir kapağı bulunmuyor)
  • %40-%45 oranında daha az yakıt tüketimi
  • Daha düşük emisyon
  • %35 daha hafif
  • %12 daha ucuz üretim maliyeti
Not: Belirtilen hedefler Achates tarafından bir bilimsel üniversite dökümanı ile deneyler sonunda elde edilmiştir. Motorun yağlama sistemi, detonasyon (vuruntu) durumu ve diğer konularda henüz gerekli bilgi mevcut değildir. 

Achates karşıt pistonlu motor çalışmasını aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz


Ecomotors'un alternatifi

Achates'in prototipi dışında bir de Ecomotors'un geliştirdiği karşıt pistonlu motor mevcut ve bu motor tek bir krank miline bağlıdır. Genel çalışma prensibi aynı olsa da pistonların motorun ortasında boxer motora benzer bir şekilde çalışması ve bu pistonlara karşılıklı olarak 2 piston daha bulunması oldukça ilginç bir yapının ortaya çıkmasını sağlıyor. Her ne kadar bu motorda tek bir krank mili olsa da piston mekanizması çok daha karmaşık bir yapıya sahip. Ayrıca kompakt olmasına rağmen ince ve uzun yapı özellikle otomobil ve diğer tekerlekli araçlarda kullanılmasını zorlaştırıyor. Bu nedenle esas olarak gemi, tank ve benzeri taşıtlarda kullanılması planlanıyor. 


İlgili Konular

zıt pistonlu motor 95581758676551593

Yorum Gönder Yorumlar

emo-but-icon

Sosyal Medya

Arama

Facebook

item