Skip to main content

Dizel Makineler Yakıt Sistemleri -2 | Mekanik Sistemler Eğitimi

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ -2 NEDİR ? 

Dizel makineler yakıt sistemleri nedir ? Dizel makineler de kaç çeşit yakıt sistemi vardır ? Dizel makinelerde yakıt sistemleri nasıl kullanılmaktadır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Dizel Makineler Yakıt Sistemleri Nedir -2 adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ-2

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- COMMONRAIL ENJEKSİYON SİSTEMİ

Common Rail yakıt sisteminde şu elemanlar mevcuttur:

Yüksek Basınçlı Motorin Pompası

Rail ( Yakıt Borusu)

Enjektör ( Bazılarında selenoid valf de bulunur)

Throttle Valf

Geri Döndürmez Valf

Yakıt Boruları

Basınç Limit Valfi

Yüksek Basınçlı Yakıt Pompası: Yüksek basınçlı yakıt pompası otomobillerdeki  gibi düşük güçlü makinelerde 1 adet olarak bulunurken, yüksek güç ihtiyacı olan gemi makinelerinde fazla sayıda kullanılmaktadır. Rail Ünitlere pompalar tarafından basınçlı yakıt gönderilmektedir.

Throttle Valf: Bu valf rail’e gönderilen yakıt miktarına kumanda ederek rail basıncını ayarlamaktadır. Makinenin Elektronik Kontrol Ünitinden (ECU) gelen değerlere göre yakıt miktarını arttırmak veya azaltmaktadır.

Makine devri arttırıldığında ECU tarafından silindirlere daha fazla yakıt gönderildiğinden Rail basıncı düşecektir. Bu basınç düşümü sonucunda throttle valf açılacak ve Rail’e daha fazla yakıt gönderilmesi sağlanacaktır.

Rail Ünit: Rail Ünit sistemde basınçlı motorin için bir akümülatör görevi görmektedir. Burada depolanan yakıt ECU tarfından belirlenen zamanlarda enjektör tarafından istenen miktar ve sayıda silindire püskürtülmektedir.

Bazı makinelerde 1 adet rail bulunurken, yüksek güç ihtiyaçlarını karşılayan gemi makinelerinde dizayna göre 1-3 silindir enjektörüne yakıt besleyen çok sayıda rail bulunmaktadır.

Bitişik rail ünitler birbirleriyle iştiraklidir.

Rail üzerinde basınç sensörü, akış sınırlayıcı gibi elemanlar mevcuttur.

Enjektörler: CR yakıt püskürtme sistemlerinde  genel olarak üç tür enjektör kullanılmaktadır.

Selenoid Kumandalı

Piezo Elektrik Kumandalı

Servo Yağ Kumandalı

Her üç tür enjektörde yakıt püskürtme stratejisi ECU tarafından kontrol edilir. Her üç tip enjektör bir püskürtme ameliyesinde çok sayıda püskürtme yapabilir. Bu enjektörlerin sac hacim adı verilen uçlarında kalan hacimler düşüktür.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- NEDEN CR ENJEKSİYON SİSTEMİ  ?

CR sistemlerinde yapılabilen çoklu püskürtme sayesinde CR Yakıt Sistemlerinde vuruntu minimuma indirilir.Çoklu enjeksiyon yapabilme imkanı mevcuttur.

Klasik püskürtme sistemlerinden daha yüksek basınçta püskürtme: Dizellerde dolgu yakıt hava karışımı olarak hazır olmadığından karışım oluşumu için zaman harcanmaktadır. Püskürtülen yakıtın buharlaşarak tutuşma sıcaklığına ulaşması gerekmektedir.

Yakıt püskürtme basıncının arttırılması yakıt demetindeki damlacık ortalama çapının küçülmesini sağlar. Ortalama damlacık çapının küçülmesi yakıt demetindeki damlacıkların toplam yüzey alanını arttıracağından buharlaşma daha çabuk olacaktır.

Püskürtme basıncının artması ile demetin silindir içerisinde alacağı yol arttırılmış olacaktır. Karışım oluşumunun çabuk ve homojen olarak silindirde gerçekleşmesi ile düzgün yanma sağlanacaktır. Yanma sonrasında emisyonlardaki HC miktarı azalacaktır.

Ön püskürtme yapabilme imkanı: Ön püskürtme ile silindirde sağlanan sıcaklık yükselişi sayesinde tutuşma gecikmesinde silindire dolan aşırı yakıtın neden olacağı vuruntu önlenir. Ayrıca silindirde yanma reaksiyonuna girmemiş HC miktarı azalacaktır. Silindirde ulaşılacak maksimum basınç düşeceğinden silindir maksimum sıcaklığı da azalacaktır. Bunun sonucunda NOx emisyonlarında azalma olacaktır.

Ana püskürtmenin başlangıcını ayarlama imkanı: Ön püskürtme ile sıcaklığı arttırılan silindire yapılacak ana püskürtme bir veya daha fazla sayıda yapılabilir. ECU tarafından yakıtın püskürtme zamanı ve miktarı yüke göre ayarlanarak maksimum basıncın ÜÖN’dan 10-15 ˚KMA da olması sağlanır.

Son püskürtme: Genleşme stroğunun sonuna doğru  yapılacak püskürtme ile egsozla dışarı atılacak yanmamış karbonların yakılması sağlanır. Bu şekilde dizellerin önemli emisyonlarından “is” azaltılabilir. Bu işlem yakıt sarfiyatında artışa neden olsa da emisyon kontrolü açısından gereklidir.

Yakıt tasarrufu: Silindire gönderilen yakıtta bulunan karbon bileşikleri tamamen yakılabilir. Silindire püskürtülen yakıt daha hızlı buharlaşıp yanmayı başlattığı için daha az yakıtla daha fazla güç elde edilebilecektir. Makinenin devir sayısı arttırılabilmesi makineden alınabilecek gücü arttıracaktır.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- FİLTRELER

Dizel makinelerde yanma kalitesinin sağlanması için silindirlere gönderilen yakıtın yabancı maddeler ve sudan arındırılması gereklidir. Silindirlere gönderilecek su ve yabancı maddeler püskürtülen yakıt miktarını azaltacak ve yakıt sistemi elemanlarında arızalara neden olacaktır.

Filtreler yakıt içerisinde bulunan tortu, yabancı madde ve suyu yakıttan ayırarak sistemden uzaklaştırırlar.

Yakıt filtreleri kullanım yerlerine göre çeşitlilik göstermektedir. Kaba filtre denilen 50 mikrona kadar parçacıkları süzen filtre üniteleri genellikle ön filtreleme sistemlerinde kullanılmakta olup, metal veya kağıt filtre elemanlarından yapılmaktadır.

Yakıt silindire gönderilmeden önce yapılan ve 5 mikrona kadar parçacıkları süzen ince filtrelemede ise genellikle kağıt esaslı filtre elemanları kullanılmaktadır.

Kağıt esaslı filtreler kağıt, keçe bez, pamuk elyaflı malzemelerden üreilmektedir.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- DUBLEX FİLTRELER

Yakıt hattında tulumbadan sonra silindirlere gönderilen yakıtın filtrelenmesinde genellikle dublex filtreler kullanılır.

Bu filtrelerin içerisinde kağıt filtreler bulunur ve yakıt içerisinde bulunan 5 mikrondan büyük parçacıklar süzülürek sistemden ayrılır. Yakıt hattında olması muhtemel hava da burada sistemden dışarı çıkartılır.

Dublex filtre ünitinde bulunan iki filtreden bir tanesi makinenin tam güç ihtiyacında gerekli motorin geçişini sağlayacak akışa yeterli gelmektedir. Bu filtrelerin kullanımında yapılan en büyük yanlışlık filtre seçici kolunun orta konumda kullanılarak iki filtrenin aynı anda kullanılmasıdır. Bu filtre ünitinin kullanılma sebebi ile uyuşmamaktadır.

Bu sistem, normal kullanımda filtrelerden biri tıkandığında seçici kol ile diğer filtre devreye alınarak, makine çalışır durumdayken filtre değişimine imkan tanımaktadır. İki filtre birden seçilirse ikisi aynı anda tıkandığından makinenin filtre değişimi için stop edilmesi gerekecektir.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ- ARIZALAR

Yakıt sistemlerinde en çok karşılaşan sorunlar sistemin hava alması sonucu makineye yakıt püskürtülememesi ve enjektörlerin arızalanmasıdır.

Yakıt sistemi hava yaptığında silindirlere yakıt akışı duracağından makine stop edecektir. Bu arıza genellikle servis sarnıcında yakıt kalmaması veya denizli havalarda sarnıçtan motorin alış devresinin tanktan hava alması ile sistem hattı üzerinde tulumba öncesinde kaçak olmasıdır.

Sistem hava yaptığında dublex filtre üzerindeki hava alma civatası gevşetilerek buradan düzgün motorin akışı görülene kadar yakıtın el pompası ile basınçlandırılması gereklidir.

Enjektör arızaları enjektörün tıkanması, tutması veya işemesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu durum egsoz payrometre değerlerinden anlaşılabilir. Eğer payrometre değeri düşük ise silindire yakıt gelmiyor demektir.

Eğer egsoz payrometre değeri yüksek ise enjektör kapanması gereken zamandan sonra yakıt kaçırıyor yani işeme yapıyor demektir. İki durumda da enjektörün sökülerek test edilmesi, gerekirsedeğiştirilmesi gerekir.

Dizel motorlardan Kaynaklanan Emisyonlar

Azot oksit (NOx)

Partikül Madde (PM)

Karbonmonoksit (CO)

Hidrokarbonlar (HC)

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx

NOx emisyonları olarak NO ve NO2 emisyonları kastedilmektedir.

NOx emisyonları silindirlerde ulaşılan sıcaklık değeri ve bu sıcaklık değerinde kalınan süre ile orantılı olarak artmaktadır.

Bu emisyonların azaltılması için silindir maksimum sıcaklığının güç kaybına fazla neden olmadan düşürülmesi veya bu maksimum sıcaklıkta kalınan zamanın azaltılması ile mümkündür.

NOx emisyonlarını azaltmak üzere kullanılan yöntemler;

Egsoz Gazı Resirkülasyon (EGR) sistemleri,

Selektif Katalitik İndirgeme (SCR) sistemleri

WIF Water-in-fuel Emilsiyonu

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx EGR SİSTEMLERİ

EGR sistemlerinde silindirden çıkan ve inert gaz haline geldiğinden kimyasal reaksiyona giremeyecek egsoz gazlarından bir bölümü alınıp taze havaya karıştırılarak silindire gönderilir.

Silindir içerisine giren karışımda EGR için gönderilen egsoz gazları yer aldığından içeride yakılabilecek temiz hava miktarı dolayısıyla da yanma azalır.

Yanmanın azalması ile silindirde ulaşılabilecek maksimum sıcaklık düşürülmüş olur.

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx SCR SİSTEMLERİ

SCR sitemlerinde egsoz gazına Ad-blue adı verilen bir katalizör enjekte edilerek NOx miktarı düşürülmektedir.

SCR sistemleri makine gücünde düşüşe neden olmadığından avantajlıdır.

Dezavantajı ilk kurulum maliyeti ve Ad-blue katalizörünün depolanmasıdır.

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-NOx WIF EMİLSİYON SİSTEMLERİ

WIF sistemlerinde yakıt enjektörden silindire püskürtülmeden önce içerisine bir miktar su karıştırılır.

İçerisinde su bulunması nedeniyle püskürtülen yakıtın yanması sonucu ortaya çıkacak maksimum silindir sıcaklığı düşer.

Sıcaklık düşüşü nedeniyle NOx emisyonu azalır.

Yakıt içerisinde bulunan su nedeniyle özel enjektörler kullanılır.

Bu sistemlerden ayrı olarak alınan taze havanın nemlendirilmesi ile de silindir sıcaklığı düşürülmektedir.

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-HC

HC bileşikleri silindirde yakıtın tam yanmaması sonucu ortaya çıkar.

CR püskürtme sistemlerinde uygulanan son püskürtme ile emisyon düşürülür.

SCR sistemleri deHC emisyonlarını azaltır.

Egsoz sisteminin çıkışına yerleştirilen yakıt nozullarından püskürtülen yakıt ile egsoz gazlarında bulunan HC yakılarak da emisyon düşürülebilir.

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-PM

Dizel egzoz partikülleri baslıca toplanmış katı karbonlu malzeme, kül, uçucu organik ve kükürt bileşiklerinden oluşur.

Dizel motorlarda yapılan egsoz emisyonlarının müdahalesi en zor olanıdır.

PM emisyonunu azaltmak için dizel partikül filtreleri kullanılır.

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SORUNLARI-CO

Yanma için yeterli oksijenin bulunmadığı zamanlarda CO emisyonu artar.

Bu emisyonun azaltılması için taze hava miktarının ayarlanması gerekir. Bu şekilde CO emisyonları CO2 emisyonuna dönüştürülerek azaltılır.

CO2 emisyonu atmosferde sıcaklık artışına neden olmaktadır. Bu emisyonu güçten kaybetmeden düşürmek için baca kazanları gibi atık ısı azaltıcı sistemler kullanılır.

DİZEL MAKİNELERDE EMİSYON SINIRLAMALARI

Gemiler için yapılan emisyon sınırlamaları Tier adını almaktadır.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ -2 NEDİR  SONUÇ :

Bugün Dizel Makineler Yakıt Sistemleri -1 adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Dizel makineler ile ilgili seriye kaldığımız yerden devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Dizel Makineler Yakıt Sistemleri -1 | Mekanik Sistemler Eğitimi

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ -1 NEDİR ? 

Dizel makineler yakıt sistemleri nedir ? Dizel makineler de kaç çeşit yakıt sistemi vardır ? Dizel makinelerde yakıt sistemleri nasıl kullanılmaktadır ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Dizel Makineler Yakıt Sistemleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ-1

Piston tarafından sıkıştırılarak sıcaklığı yükseltilen silindir içerisindeki taze havaya yakıt püskürtülmesi ve yakıtın kendiliğinden tutuşması sonucu ortaya çıkan yanma sonucu oluşan yüksek basıncın etkisiyle pistonlar üzerinde oluşturulan doğrusal itme kuvveti ile iş üretilen dizel makinelerde kullanılan yakıt sistemleri;

Ünit Tipi Yakıt Püskürtme Sistemleri,

Radyal Yakıt Püskürtme Sistemleri

Bosch Tipi Yakıt Püskürtme Sistemleri,

Common-Rail Yakıt Püskürtme Sistemleri olarak 4 grupta incelenebilir.

Her dört sistemde gemi servis sarnıçlarında dinlendirilmiş motorin tulumbalar tarafından basınçlandırılarak silindirlere gönderilir.

Gemi dizel makinelerinde yakıt olarak Heavy Fuel-Oil (HFO Vizkositesi 700 cst’den düşük (50°C)— ISO 8217:1996 and ISO 8217:2005 standarts), F-76 Motorin ve F-55 Motorin kullanılmaktadır.

Yakıt tipine göre sistemde mevcut elemanlar, özellikle enjektörler değişiklikler göstermektedir.Fuel-oil genellikle ticari gemilerde daha uygun maliyet yarattığından tercih edilmekte olup, bu gemilerde genellikle motorin (marine diesel oil) ile birlikte kullanılmaktadır.

Fuel-oil kullanan sistemlerde yakıtın silindire püskürtülmesi esnasında uygun boyutta parçacıklar halinde püskürtülebilmesi maksadıyla ısıtılarak viskozitesi düşürülür.

Dizel makinelerde püskürtülen yakıtın silindirde tam olarak yakılabilmesi için ortam ısısının uygun olması, yakıtın silindir içerisine homojen olarak yayılması ve silindirdeki tüm oksijeni yakabilmesi gereklidir.

Yakıtın, silindirde yanmanın gerçekleştiği yanma odası olarak adlandırılan; üstte kaver altta piston ve çevresinde laynerden oluşan bölüme uygun basınçta püskürtülmesi gereklidir.

Dizel makinelerde yakıt-hava karışımı benzinli motorlardan farklı olarak yanma odasında gerçekleşmektedir.Karışım oluşumunun yanma odasında gerçekleşmesi saykılda bu işlem için zaman ayrılmasını gerektirmektedir.

Karışım oluşumu için gereken bu zaman nedeniyle dizel motorlar benzinli motorlar kadar yüksek devir sayılarına ulaşamamaktadır.Bu yüksek devir sayılarına, benzinli motorlar otomobillerde 7000 rpm’e kadar çıkmaktadır,  dizel motorlar bu devir sayısına ulaşamadığından aynı silindir hacmindeki benzinli motorlar kadar güç üretememektedir.

Karışım oluşumu için gerekli olan zamanın kısaltılması için yakıt püskürtme basınçları günümüz makinelerinde 2000 bar’a kadar yükselmiştir.

Dizel motorlarda yanma oluşması için sıkıştırılan hava içerisine yakıt püskürtülür. Yakıt enjektörden çıktıktan sonra ortam ısısı ve yüksek basınçtan daha alçak basınca çıktığından aniden genleşmekte ve faz değiştirerek buhar haline gelmektedir.

Yakıt buharı ve hava içerisinde bulunan oksijen biraraya gelerek yanma oluşur.

Karışım oluşumunun düzgün yapılabilmesi için yakıtın enjektörden yüksek basınçla silindir içerisine püskürtülmesi gereklidir.Yakıtın yüksek basınçla püskürtülmesi sayesinde yakıt daha ufak parçacıklar halinde yanma odasına yayılır.

Daha ufak damlacıklar oluşturulması yakıtın ortam ısısına maruz kaldığı yüzey alanını arttıracağından buharlaşma daha çabuk olmaktadır.

Püskürtme basıncı yakıtın damlacık çapını doğrudan etkilemenin yanı sıra yakıt demetinin yanma odasında maruz kalacağı basınçlı ortamda katedebileceği mesafeyi de belirler.

Uygun basınçta püskürtülmeyen yakıt yanma odasına homojen olarak yayılamaz. Bu durumda silindire püskürtülen yakıt yanma odasındaki tüm oksijen ile birleşemediğinden yanmadan silindiri terk eder. Bu da makineden verilen yakıt doğrultusunda beklenen gücün düşmesine neden olur.

DİZEL MAKİNE YAKIT SİSTEMLERİ- YAKIT PÜSKÜRTME KANUNU

FB : Yakıtın gönderilmesi

SV : Enjeksiyon gecikmesi

SB : Enjeksiyonun başlangıcı

ZV : Tutuşma gecikmesi

VB : Yanmanın başlangıcı

SE : Enjeksiyonun sona ermesi

VE : Yanmanın sona ermesi

Dizel makinelerde silindire püskürtülecek yakıt miktarı ve zamanı püskürtme kanunu ile belirlenir. 1000 rpm devirli 4 zamanlı bir dizel makinede 40˚ KMA süresince yakıt püskürtüldüğünde gerçek zaman yaklaşık olarak  6.6 msec sürmektedir.

Bu zaman kısalığı dizel makine devirleri dolayısıyla alınabilecek güç miktarı açısından kısıt oluşturmaktadır.

Yakıtın püskürtülmeye başlanması ile silindire girişi arasında geçen süre “Püskürtme Gecikmesi”, yakıtın silindire  girişi ile yanmanın başlaması arasındaki zaman aralığı ise “Tutuşma Gecikmesi” olarak adlandırılır.

Tutuşma gecikmesi süresince yanma odasına püskürtülen yakıt yanmanın başlaması ile birden yandığından silindirde ani bir basınç yükselmesi olur. Bu ani basınç yükselmesi “Dizel Vuruntusu”na neden olur.

DİZEL MAKİNE YAKIT SİSTEMLERİ- ENJEKSİYON SİSTEMİNDEN BEKLENENLER

Yakıt püskürtme sistemi yakıtı silindirlere dağıtırken aşağıda belirtilen istekleri karşılamalıdır.

Püskürtülen yakıt miktarını tam olarak ayarlamalıdır. (Ölçüm)

Püskürtmeyi zamanında yapmalıdır. (Zamanlama)

Püskürtme süratini kontrol etmelidir. Püskürtme hangi hızla tekrarlanması gerekiyorsa o hızla tekrarlamalıdır.

Yanma odasının tipine göre püskürtülen yakıtı atomize etmelidir. Yani yakıtı küçük zerreciklere bölerek yanma odasına dağıtmalıdır. (Atomizasyon)

Yakıt silindire homojen olarak yayılmalıdır. Püskürtülecek yakıtı basınçlı ve dağıtıma hazır hale getirmelidir.

DİZEL MAKİNE YAKIT SİSTEMLERİ- ENJEKSİYON SİSTEMİ ÇEŞİTLERİ

RADYAL ENJEKSİYON SİSTEMİ

COMMONRAIL ENJEKSİYON SİSTEMİ

UNİT TİPİ ENJEKSİYON SİSTEMİ

BOSCH TİPİ ENJEKSİYON SİSTEMİ

DİZEL MAKİNE YAKIT SİSTEMLERİ- RADYAL ENJEKSİYON SİSTEMİ

Radyal enjeksiyon sisteminde makine tarafından çevrilen radyal bir pompa tarafından yakıt basınçlandırılır.

Yakıt gönderme zamanı pompa tarafından ayarlanır.

Pompa tarafından basınçlandırılan yakıt ateşleme sırası gelen silindirin enjektörüne gönderilir.

DİZEL MAKİNE YAKIT SİSTEMLERİ- ÜNİT TİPİ ENJEKSİYON SİSTEMİ

Ünit tipi enjeksiyon sisteminde servis sarnıcından gelen motorin filtrelendikten sonra, makineden hareket alan motorin tulumbası tarafından basınçlandırılarak silindirlerin enjektörlerine kadar gönderilir.

Her silindirin enjektöründe basınçlı yakıt hazır olarak bulunmaktadır. Sırası gelen silindirin enjektörü kemşaft tarafından açılarak silindire yakıt püskürtülür. Zamanlama kemşaft tarafından yapılır. Yakıt püskürtme başlangıcı ve sonu kemşaftın ilgili kemi ile ayarlanır.

Püskürtülmeyen basınçlı yakıt dönüş hattından servis sarnıcına geri döner.Basınçlı yakıt her an hazır olduğundan püskürtme gecikmesi ortadan kalkar.

Enjektörde hazır bulunan basınçlı yakıt kem tarafından enjektör yay kuvveti yenilince enjektör gövdesine dolarak yanma odasına püskürtülür.

Kemin baskısı kalktığında enjektör yayı planceri yukarı kaldırır ve püskürtme sona erer.

Bir saykılda püskürtülecek yakıt miktarı, enjektör gövdesinde bulunan rek kolunun hareketi ile ayarlanır.Plancerin rek kolu tarafından kendi etrafında döndürülmesi ile, üzerinde bulunan helezonik boşluğun motor devrini değiştirecek şekilde daha fazla ya da daha az miktarda yakıt gönderilmesine kumanda eder.

Rek kolu plangerin helis kanalının yerini değiştirerek yakıtın by-pass’a kaçma zamanını ayarlar. Devir artışı istendiğinde daha çok yakıt göndermek için rek kolu ileri itilir ve by-pass hattının daha geç açılması sağlanır.

DİZEL MAKİNE YAKIT SİSTEMLERİ- BOSCH TİPİ ENJEKSİYON SİSTEMİ

Sıralı tip pompaların kullanıldığı bu sistemde yakıt tankından alınan yakıt besleme pompası tarafından basınçlandırılarak filtreden geçirilir.Filtrede 5 mikrondan büyük partiküller ve yabancı maddeler tutulur. Ayrıca püskürülecek yakıtta bulunan hava da filtrede ayrıştırılarak geri dönüş devresine iletilir.

Ayrık elemanlı yakıt püskürtme sistemi (Bosch tipi),

APE tipi

APF tipi olarak iki çeşittir.

APE tipinde: Tüm yakıt püskürtme pompaları bir muhafaza içine yerleştirilmiştir ve tüm plancerlere bir rek koluyla kumanda edilir. Genellikle küçük boyutlara sahip dizel makinalarda kullanılır.

APF tipinde: Her silindirin pompası kendi muhafazasındadır ve her plancer için ayrı bir rek kolu mevcutur. Genellikle büyük dizel makinalarda kullanılır.

APE ve APF tipi pompalarda plancer, yakıt kontrol reki ve enjektör aynı şekilde çalışırlar. Plancer bir buşun içerisinde hareket etmektedir. Plancer buşunun üzerinde karşılıklı iki port bulunur. Portlardan biri yakıt giriş portu diğeri geri dönüş portudur.

Bu sistemlerde enjektör tarafından silindire püskürtülecek yakıt miktarı ve zamanı Yüksek Basınç Pompası tarafından ayarlanır.Rek kolunun ileri itilmesi ile planger üstündeki helisel kanalın durumu değiştirilir.Bu şekilde yakıtın silindire gönderilmesinin sonlandırılacağı zaman ayarlanmış olur. Pompa plangeri yakıt gönderse bile yakıt by-pass devresine gidecektir.

Bosch tipi püskürtme sisteminde hareketini krankşafttan alan yüksek basınçlı motorin tulumbası tarafından silindirlere gönderilecek yakıtın zamanlaması yapılır.

Tulumba içerisinde her silindir için ayrı bir plancer mevcuttur.Tulumba şaftında bulunan kemler tarafından sırası gelen silindirin planceri yukarı doğru hareket eder. Motorin servis tulumbası tarafından yüksek basınçlı motorin tulumbasına gönderilmiş olan yakıt yukarı doğru hareket eden plancer tarafından sıkıştırılır.

Plancer tarafından sıkıştırılan yakıtın basıncı artar. Yakıt basıncı pompa çıkışında bulunan kompanzasyon valfinin ayarlanmış olduğu basıncı aştığında kompanzasyon valfi açılır ve yakıt kamçı kanalıyla enjektöre gönderilir.

Enjektöre ulaşan basınçlı yakıt enjektör içerisine dolarak iğne valfi yukarı doğru hareket ettirir. Yakıt yüksek basınç ile enjektör tarafından yanma odasına püskürtülür.

Yüksek basınçlı motorin tulumbası üzerinde bulunan rek kolunun pozisyonu ile plancer üzerindeki helisel kanalın pozisyonu ayarlanır. Plancerin yukarı hareketi esnasında helisel kanalın çıkışı by-pass hattına ulaştığında yakıt by-pass hattına kaçar ve plancer üzerindeki yakıt basıncı aniden düşer.

Bu basınç düşmesi nedeniyle plancer yukarı hareketine devam etmesine rağmen kompanzasyon valfi içerisindeki yay basıncı nedeniyle aniden kapanır ve kamçı yolu ile enjektöre gönderilen yakıt kesilir.

Yakıtın birden kesilmesi önemlidir. Yakıtın aniden kesilmesi ile enjektör iğne valfini yukarı hareket ettiren yakıt basıncı da aniden düşer ve enjektör yay basıncı nedeniyle iğne valf aşağı doğru hareket ederek yakıt püskürtmesini durdurur. Bu şekilde enjektörün düşük basınçla yakıt püskürtmesi engellenir.

Klasik enjektörler iki çeşittir;

Delikli Tip Enjektörler: Üzerlerinde 1-12 adet çapları 0,2-1 mm arasında değişen delik mevcuttur. Yanma odasına homojen yakıt dağılımı için uygundurlar.

Çubuk Tipi Enjektörler: Enjektör deliğinden ileri doğru çıkan pintle adı verilen kısım nedeniyle ortası boş konik tipi yakıt spreyi oluştururlar. Daha çok ön yanma odalı makinelerde tercih edilirler.

Yakıt püskürtme sisteminde yanma odasından önceki son eleman olan enjektörler, yanma kalitesini doğrudan etkilerler. Pompa tarafından gönderilen yakıtın basıncı ile iğne valf yukarı doğru hareket ederek yakıtın silindire püskürtülmesini sağlar.

Yakıt basıncı pompada düştüğünde yay kuvveti iğne valfi yerine getirerek püskürtmeyi durdurur.

DİZEL MAKİNELER YAKIT SİSTEMLERİ -1 NEDİR  SONUÇ :

Bugün Dizel Makineler Yakıt Sistemleri -1 adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Dizel makineler ile ilgili seriye kaldığımız yerden devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Dizel Makineler Emme ve Egzoz Sistemleri Nedir ? | Mekanik Sistemler Eğitimi

DİZEL MAKİNELER EMME ve EGZOZ SİSTEMLERİ NEDİR ?

Dizel makineler nedir ? Dizel makinelerde emme sistemleri nedir ? Dizel makinelerde egzoz sistemleri nedir ? Dizel makinelerde kullanılan alt sistemler nelerdir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Dizel Makineler Emme ve Egzoz Sistemleri Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

DİZEL MAKİNELER  EMME ve EGZOZ SİSTEMLERİ

Dizel makinelerde güç, yanma odasında hava-yakıt karışımının yakılması ile silindir içerisinde oluşan yüksek basınçlı gazların piston üzerinde oluşturduğu doğrusal itme kuvveti ile elde edilmektedir.

Yanmanın gerçekleşmesi için uygun ortam ısısı (piston tarafından alınan temiz havanın sıkıştırılması ile), yanıcı madde (motorin) ve oksijen (silindire dolan taze havada bulunan) gereklidir.

Emme sistemleri, silindirde yakılacak havanın makineye alınmasını sağlayan sistemlerdir.

Egzoz sistemleri ise, yanma sonucu ortaya çıkan yanma ürünü gazlar ve artıkların makine dışarısına çıkarılmasını sağlayan sistemlerdir. Yanma ürünü artıkların ve yanmış gazların silindirden dışarı çıkartılması, bir sonraki yanma için silindire alınabilecek taze hava miktarını etkileyeceğinden önemlidir.

Emme sistemleri makineye alınan taze havanın yanmanın gerçekleşeceği silindirlere kadar getirilmesini sağlarlar.

Günümüzde dizel makineler silindire havanın alınması açısından Doğal Emişli Makineler ve Aşırı Doldurmalı Makineler olarak iki sınıfa ayrılırlar.

Doğal emişli makinelerde temiz hava, silindir içerisinde pistonun aşağı hareketi nedeniyle oluşan atmosfer basıncının altında bir basınç yani vakum nedeniyle, atmosfer basıncındaki temiz havanın, basınç farklılığı nedeniyle, dört zamanlı makinelerde emme valfi veya iki zamanlı makinelerde emme portunun açılması ile silindir içerisine dolar.

Aşırı doldurmalı makinelerde ise atmosfer basıncındaki taze hava blover, turboşarjer veya süperşarjer tarafından basınçlandırılarak silindir içerisine gönderilir.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ- AŞIRI DOLDURMA

Aşırı doldurma; belirli bir silindir hacmine kütlesel olarak daha fazla hava doldurmak maksadıyla yapılır.Süperşarj adı da verilir.

Dizel makinelerde makinenin üretebileceği gücü makine devri belirler. Makine devri arttırıldıkça üretilen güç artar.Makine devrinin arttırılabilmesi için silindire gönderilen yakıt miktarının arttırılması gereklidir.

Sadece silindire gönderilen yakıt miktarının arttırılması yeterli değildir. Silindire gönderilen yakıtın tamamen yakılması için yeterli havanın da silindirlere gönderilmesi gereklidir.

Bir makinenin sahip olduğu silindir hacmi yakabileceği yakıt miktarını dolayısıyla devrini ve üretebileceği gücü belirler.Eğer aynı silindir hacmine kütlesel olarak daha fazla hava gönderilirse, yakılabilecek yakıt miktarı dolayısıyla da üretilebilecek güç artacaktır.

Silindirlere gönderilen havanın kütlesel olarak arttırılması ancak silindire alınan havanın sıkıştırılması ile mümkün olabilir. Silindire alınan hava sıkıştırıldığında hacmi küçüldüğünden, aynı silindir hacmine kütlesel olarak daha fazla hava sokulabilir.

Silindir içerisine sıkıştırılarak daha fazla hava doldurulması yakılabilecek yakıt miktarını artıracaktır.Yakıt miktarı da arttırılırsa makine devri artacak ve üretilen güç artacaktır.

Günümüzde değişik güç ihtiyaçlarında işletilen makinelerin kısmi yük olarak adlandırılan düşük güç ihtiyaçlarında yakıt sarfiyatlarını azaltmak maksadıyla makineler düşük silindir hacimlerinde üretilmekte, yüksek güç ihtiyacı doğduğunda silindire sokulan hava miktarını arttırmak maksadıyla aşırı doldurma sistemlerinden yararlanılmaktadır.

Silindirlere gönderilen havanın kütlesel olarak arttırılması ancak silindire alınan havanın sıkıştırılması ile mümkün olabilir.Silindire alınan hava sıkıştırıldığında hacmi küçüldüğünden, aynı silindir hacmine kütlesel olarak daha fazla hava sokulabilir.

Silindir içerisine sıkıştırılarak daha fazla hava doldurulması yakılabilecek yakıt miktarını artıracaktır.Yakıt miktarı da arttırılırsa makine devri artacak ve üretilen güç artacaktır.

Günümüzde değişik güç ihtiyaçlarında işletilen makinelerin kısmi yük olarak adlandırılan düşük güç ihtiyaçlarında yakıt sarfiyatlarını azaltmak maksadıyla makineler düşük silindir hacimlerinde üretilmekte, yüksek güç ihtiyacı doğduğunda silindire sokulan hava miktarını arttırmak maksadıyla aşırı doldurma sistemlerinden yararlanılmaktadır.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ- SÜPÜRME

Yanma sonucu genleşme stroğunun sonunda silindirde kalan yanmış gazlar ve yanma artıklarının, bir sonraki çevrimin emme stroğunda alınacak taze havaya mümkün olduğunca çok yer açmak maksadıyla, silindire dolan taze hava tarafından egzoz sistemine gönderilmesine Süpürme (Scavenge) adı verilmektedir.

İki zamanlı motorlarda süpürme, emme portunun açılması ile silindire dolan taze havanın piston kafasının şekli nedeniyle egzoz artıklarını silindir içerisinden dışarı atacak şekilde yönlendirilmesi ile yapılmaktadır.

Dört zamanlı motorlarda ise süpürme, egzoz stroğunun sonunda piston ÜÖN’ya yaklaşırken, yani pistonun ÜÖN’ya hareketi ile yaptığı cebri egzozun sonuna doğru, egzoz valfi açıkken emme valfinin açılması yani valf bindirmesi esnasında yapılır.

İki zamanlı makinelerde süpürme işlemi makinenin porttan veya valfle egzoz yapılmasına göre değişiklikler göstermektedir.

Egzozun valften veya porttan olmasına göre hava akışı değişmektedir.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ-  SUSTURUCULAR ve FİLTRELER

Doğal emişli makinelerde silindire emilen hava emiş sırasında gürültü çıkartmaktadır. Bu gürültüyü azaltmak üzere emiş hattına susturucular yerleştirilir.

Hava emiş hattına koyulan engeller havanın akış hızını düşürerek çıkan gürültüyü azaltır.

Bazı makinelerde susturucular hava filtresi ile aynı keys içerisinde bulunur.

Filtrelerin görevi taze havada bulunan yabancı maddelerin aşırı doldurma üniteleri veya silindirlere geçişini engellemektir.

Susturucular hava emiş kanalında filtreden sonra bulunurlar.Pamuk, ince metal levha veya metal yününden yapılmış hava filtresinden geçen hava susturuculardan geçtikten sonra hava manifolduna veya aşırı doldurma elemanlarına yönlendirilir.

Susturucular yaş ve kuru tip olarak iki çeşittir.

Yaş susturucuların farkı içerisinde yağ bulunmasıdır.

Susturucular hava emiş kanalında filtreden sonra bulunurlar.Pamuk, ince metal levha veya metal yününden yapılmış hava filtresinden geçen hava susturuculardan geçtikten sonra hava manifolduna veya aşırı doldurma elemanlarına yönlendirilir.

Susturucular yaş ve kuru tip olarak iki çeşittir.

Yaş susturucuların farkı içerisinde yağ bulunmasıdır. Yaş tip susturucular yağ taramalı ve yağ banyolu olmak üzere iki çeşittir.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ- AŞIRI DOLDURMA BLOVERLER

Bloverler iki zamanlı makinelerde silindire giren taze havanın atmosfer basıncının biraz üzerinde sıkıştırılması için kullanılırlar.

Makinenin krankşaftından hareket alan dişli donanımları ile çevrilirler.

Hava filtresinden geçen temiz hava blover rotorları arasında sıkıştırılarak hava manifolduna veya airbox’a gönderilir. Emme sırası gelen silindirin emme portu açıldığında basınçlı hava silindire dolar.

dizel makineler emme ve egzoz sistemleri

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ- AŞIRI DOLDURMA TURBOŞARJERLER

Süperşarjın amacı makine silindirinde yakılan hava kütlesini, hava yoğunluğunu yükselterek arttırmaktır.Bu, silindirlerin aynı süpürülen hacim değeri için daha fazla yakıtın yakılabilmesine ve dolayısıyla makinenin çıkış gücünün artmasına imkan sağlar.

Turboşarjerler makinede pistonlar üzerinde itme kuvveti yarattıktan sonra, atmosfere egzoz edilen yanmış gazların üzerinde kalan enerji ile döndürülen bir türbin ve bu türbin tarafından çevrilerek hava manifolduna gönderilecek basınçlı havayı sağlayan bir kompresörden oluşur.

Turboşarjerler atık ısıdan yararlanarak döndürüldüğünden makinenin verimini arttırırlar.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ TURBOŞARJER

Egzoz manifoldundan gelen yanmış gazlar atmosfere egzoz edilirken turboşarjerin türbinini çevirirler. Makine ile turboşarjer arasında mekanik bir bağlantı yoktur.

Türbin kendisi ile aynı şafta bağlı olan kompresörü çevirir. Kompresör tarafından atmosfer basıncındaki taze hava sıkıştırılarak basıncı arttırılır. Basıncın arttırılması özgül hacimin düşmesine neden olur.

Özgül hacmin düşürülmesi ile belirli bir silindir hacmine kütlesel olarak daha fazla taze hava sokulması sağlanır. Makine gücü arttırılır.

Turboşarjerler makineden istenen güce göre devreye sokulabilir veya çıkartılabilir. Makineden elde edilmesi istenen güç miktarına göre kademeli olarak kullanılan çok sayıda turboşarjer kullanılabilir.

Turboşarjerlerde eksenel veya radyal akışlı türbinler ile radyal akışlı kompresörler kullanılır.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ- AŞIRI DOLDURMA SÜPERŞARJERLER

Süperşarlerin turboşarjerlerden farkı egzoz gazları ie döndürülen türbine sahip olmamalarıdır.Süperşarjerin kompresörü makine krankşaftından alınan güç ile döndürülür.

Bazı süperşarjerlerde kompresör yerine blover rotoruna benzer rotorlar kullanılır.

Atık ısıdan yararlanılmadığı ve makineden hareket aldıkları için makineden elde edilen net iş düşmektedir.Elde edilen güç artışı bu kayıba göre tercih edilmektedir.

Kompresör tarafından sıkıştırılarak özgül hacmi düşürülen hava emme valfi açılan silindire dolmak üzere hava manifolduna gönderilir.

DİZEL MAKİNE EMME SİSTEMLERİ- AŞIRI DOLDURMA HAVA ŞARJ KULERİ (INTERCOOLER-CHARGE AIRCOOLER)

Turboşarjer veya süperşarjer tarafından silindire alınacak taze havanın özgül hacmini düşürürken sıkıştırma nedeniyle sıcaklığı artmaktadır.

Aşırı doldurma havasının turboşarjerden sonra yükselen sıcaklığının sabit basınçta düşürülmesi özgül hacminin düşürülmesine de neden olur.Bu durum silindire alınacak taze havanın kütlesel olarak artmasına yardımcı olur. Bu işlem hava şarj kuleri adı verilen soğutucularla yapılır.

Soğutmada makinenin deniz suyu sistemi kullanılır. Taze hava içerisinden deniz suyu geçirilen radyatör tipi soğutucuların dışından geçirilerek soğutulur.

DİZEL MAKİNE EGZOZ SİSTEMLERİ

Egzoz sistemi elemanları silindirde görevini yerine getiren yanmış gazların atmosfere atılmasını sağlayan elemanlardır.

Silindirde genleşme stroğunun sonuna doğru egzoz valfinin veya iki zamanlı makinelerde egzoz portunun açılması ile yanmış gazlar daha alçak basınç olan atmosfere doğru basınç farkı nedeniyle kendiliğinden hareket ederler.

Silindiri terk eden gazlar egzoz manifoldunda toplanırlar ki egzoz manifoldundan sonra gazlar makine sisteminde mevcut ise turboşarjere yönlendirilirler.

Turboşarjer türbinini çeviren gazlar baca veya suya egzoz yolu ile gemi dışına atılırlar.

Egzozun kolay yapılması makinede meydana gelecek güç kayıpları nedeniyle önemlidir.Egzoz edilen gazların önüne gelecek engeller makinenin egzoz stroğunda iş kaybına neden olmasına rağmen gürültü azaltılması veya emisyonların düşürülmesi maksadıyla sistem üzerine bazı ekipmanların takılması zorunludur.

DİZEL MAKİNE EGZOZ SİSTEMLERİ- PAYROMETRELER

Payrometreler egzoz manifoldlarına bağlanan ve silindirden atılan egzoz gazlarının sıcaklıklarını ölçen elemanlardır.Payrometreler bazı makinelerde içerilerindeki gazın sıcaklık nedeniyle hacminin değişmesi ile egzoz gaz sıcaklığını gösterirken, modern makinelerde sıcaklık nedeniyle termokapıllarda oluşan voltaj farkından yararlanarak egzoz gazı sıcaklığı monite edilmektedir.

Payrometrelerden okunan sıcaklık değerleri silindirlerdeki yanma ve üretilen güç, silindir yükü  hakkında bilgi vermektedir.Silindir egzoz sıcaklıkları arasındaki ortalamadan +/- 50° C fark normal kabul edilmektedir.

Daha fazla fark olması o silindirde yanma ile ilgili sorun olduğunun işaretidir. Fazla olan silindirde enjektörün yakıt sızdırdığı, az olan silindirde ise enjektörün yakıtı düzgün veya hiç püskürtmediği sonucu çıkartılabilir.

DİZEL MAKİNE EGZOZ SİSTEMLERİ BACA SİSTEMLERİ-SUSTURUCULAR

Gemilerde silindirde işi biten egzoz gazları baca yoluyla ya da bordadan egzoz sistemleri ile dışarı atılırlar.

Bacadan egzoz sistemi olan gemilerde egzoz manifoldundan atmosfere doğru kendiliğinden hareket eden egzoz gazlarının ürettiği akış gürültüsünü azaltmak için baca yolu üzerine susturucular yerleştirilir. Bu susturucular egzoz gazının akış hızını düşürerek gürültüyü azaltırlar.

Susuturucuların bünyesine eklenen alev tutucularla kıvılcımların bacadan çıkması da engellenir.

DİZEL MAKİNE EGZOZ SİSTEMLERİ- BORDADAN EGZOZ

Makineleri çok güçlü olan ve dışarı attıkları ısı miktarı fazla olan gemilerde gerek baca sistemlerinin gemide kapladığı hacimdan kurtulmak, gerekse ısıya güdümlü mermilere gösterilen ısı miktarının azaltılması maksadıyla bordadan egzoz sistemleri kullanılmaktadır.

Egzoz gazları makinede soğutmada kullanılan deniz suyu ile birlikte bordadan atılmaktadır.Bu sistemlerde deniz suyu hem egzoz sıcaklığını düşürmekte hem de aynı sistem susturucu olarak kullanılmaktadır.

Makine devri egzozu suya yapabilecek egzoz basıncına ulaştığında egzoz bordadan su altına çevrilmektedir.Su altına egzoz yapılması geminin IR izini düşürmektedir.

DİZEL MAKİNELER EMME ve EGZOZ SİSTEMLERİ NEDİR SONUÇ : 

Bugün Dizel Makineler Emme ve Egzoz Sistemleri Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Farklı bir alan ve kategori olan bu yazımızda umarım fayda sağlayabilmişizdir.

İyi Çalışmalar