Hava-yakıt karışımının yanması sonucu güç üreten içten yanmalı motorlar hava koşullarına göre farklı performans gösterirler. Yakıtın performansa etkileri bir kenara koyularak emilen havanın özellikleri dikkate alınırsa karşımıza oldukça çarpıcı sonuçlar çıkabilmektedir ve bu durum ortalama bir araç kullanıcısı tarafından da rahatlıkla hissedilebilir ve motor performansı ortamdan rahatlıkla etkilenebilir.
Daha önceki bir yayınımızda rakımın ve hava basıncının motor performansına etkileri konusunu işlemiş ve Ankara-Sinop arasında yaptığımız bir seyahatten elde ettiğimiz verilerle konuyu rakım üzerinden izah etmeye çalışmıştık. Şimdi ise “Nem miktarı” ve “Hava sıcaklığı” gibi diğer parametrelerin motor performansı üzerindeki etkilerini izah etmeye çalışacağız.
Nem Miktarı
Bulunduğumuz ve soluduğumuz ortamda mutlaka bir miktar nem yani su buharı bulunmaktadır. Bu nem miktarı, yakınında deniz olan yerlerde ve özellikle sıcak havalarda, yüksek yerlere göre daha fazla olabilmektedir. Çeşitli hava şartlarına göre değişmekle beraber, havadaki nem miktarı İstanbul’da Ankara’dakinden daha fazladır da diyebiliriz. Diğer taraftan nem miktarının yüksek olması, içten yanmalı motorlarda istenen bir durum değildir ve motor performansının düşmesine neden olur.
Nedeni işe şu şekilde açıklanabilir;Motor tarafından emilen havanın içinde yanmayı sağlayan oksijen molekülleri yerine daha fazla su buharı yani nemin olması birim havada oksijen yoğunluğunun düşmesine neden olur. Yani motor planlanan kadar oksijen emmesi gerekirken bir miktarını su buharı olarak emmek zorunda kalır ve emilen su buharı da oksijen gibi yakıcı değildir. Bu nedenle ateşleme sırasında tutuşan oksijen moleküllerinin miktarı da daha azdır. Ayrıca su buharının motor içerisine daha fazla girmesi korozyon (paslanma) açısından da istenen bir durum değildir. Bunları haricinde, daha fazla su buharının yüksek sıcaklık nedeniyle yanma odasında genleşmesi özellikle pistonların zorlanmasına neden olabilir.
Anlaşılması açısından abartılı bir örnek verecek olursak; 100 birim havanın içinde 50 birim oksijen ve 50 birim de su buharı ve diğer maddeler olsun. Su buharı miktarı 10 birim daha artsın ve aynı miktarda oksijen motor tarafından eksik emilsin. İşte ateşleme sırasında 50 birim oksijen yanması gerekirken sadece 40 birim oksijen yanacaktır. Bu da hava-yakıt karışımının tutuşma performansını ve dolayısı ile de motorun performansını olumsuz yönde etkileyecektir.
(Not: Araçlardaki hava filtreleri, su buharını filtre etmez, sadece toz ve benzeri motora girmemesi gereken partikülleri filtre eder.)
Sıcaklık
Her şeyden önce şunu belirtelim; Basıncı sabit olarak kabul edecek olursak, sıcaklık yükseldikçe havanın yoğunluğu azalır. Aşağıdaki grafik bu durumu net bir şekilde açıklıyor olsa da basit bir örnek ile izah edelim;
İçi hava dolu bir balonumuz olduğunu düşünelim ve bu balonu ilk önce 0°C sıcaklığındaki buzdolabına koyalım ve bir süre sonra da 22°C sıcaklığındaki oda ortamına çıkartalım. Basıncı sabit olarak kabul edersek, balon buzdolabında küçülür ancak oda ortamına çıkarttığımız zaman eski hacmine geri döner. Yani ısınan hava genleşir. Ancak balonun hacmindeki bu değişime rağmen içindeki havayı oluşturan maddelerin miktarında bir değişiklik olmaz. Kısacası havanın yoğunluğu balonun hacmi dikkate alınırsa, oda ortamında daha düşüktür. Birim hacimdeki oksijen miktarı da daha azdır.
Hava yoğunluğunun sıcaklığa göre değişimi
İşte tam da bu noktada balonu unutalım ve bu sefer içten yanmalı motorumuzun bulunduğu ortamı düşünelim. Basıncı yine sabit tutacak olursak, yüksek sıcaklıklarda havanın yoğunluğu daha düşük olduğu için birim hacimdeki oksijen miktarı daha azdır. Oksijen miktarının az olması ise yanma odasındaki hava-yakıt karışımının daha fakir olmasına ve dolayısı ile de performansın düşmesine neden olur.
Diğer taraftan günümüzde kullanılan içten yanmalı motorların büyük bir çoğunluğunun aşırı besleme sistemine ve aşırı şekilde emilen havanın soğutulmasına yarayan intercooler sistemine sahip olduğu düşünülürse, bu tip turbo-intercooler ikilisine sahip içten yanmalı motorlar, emilen havadaki sıcaklık değişimlerine karşı çok daha kararlı bir çalışma karakterine sahiptirler. Bu nedenle özellikle gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkının yüksek olduğu karasal iklimlerde, aracın gece-gündüz performansları arasında atmosferik motorlar kadar belirgin bir fark olmamaktadır. Ancak atmosferik yani doğal emişli motorlarda bu durum net bir şekilde hissedilebilir ve özellikle çok sıcak yaz günlerinde aracın performans değerlerinde hissedilir bir düşüş hissedilebilir.
Sonuç olarak motor performansı;
Yüksek nem ve yüksek sıcaklık altında özellikle atmosferik motorlarda hissedilir oranda düşüşe uğrayabilir. Aşırı beslemeye sahip motorlarda ise yüksek sıcaklık intercooler sayesinde etkisini önemli oranda kaybederken yüksek nem miktarından etkilenme konusunda her iki motor tipi de benzer şekilde olumsuz yönde etkilenmektedir.
Güç birimleri bazen kafa karışıklığına neden olabilmektedir. Farklı otomobil broşürleri ve teknik verileri incelendiği zaman bazı modellerin motor gücü HP birimi ile verilirken bazı...
