Geçtiğimiz günlerde Facebook hesabımızdan bize sorulan dizel ve benzin motorlarda bulunan turbo aynı mı? ve “Dizel veya benzin motorun turboları birbirlerinde kullanılabilir mi?” sorusuna verilen ve kafa karışıklığına neden olduğu anlaşılan yanıtlar nedeniyle bu konuyu detaylı bir şekilde anlatma ihtiyacı duyduk.
Öyle ki takipçilerimize verdiğimiz yanıtlara rağmen bir emin olamama durumu yer alıyordu. İşte bu yüzden nedenleri ile beraber konuyu detaylı bir şekilde izah etmeye çalışacağız. Bu arada anlatımlarımızın aynı hacme sahip benzin ve dizel motorlar için geçerli olacağını aklımızda tutalım. Çok yüksek hacimli bir benzin motorda çok büyük bir turbo kullanılabiliyorken, küçük bir dizel motorda da küçük bir turbo kullanılıyor olabilir. Hatta büyük benzin motorda küçük bir turbo ve dizel motorda tersi bir durum bile olabilir. Bu nedenle daha farklı açıdan bakarak değerlendirme yapmak daha doğru olacaktır.
Her şeyden önce şunu belirtelim ki; dizel veya benzin motoru fark etmeksizin, turbo aynı görevi görüyor ve motora daha fazla hava temin etmekle yükümlü.
Ancak her iki motorun çalışma prensipleri ve yapıları farklı olduğu için turbo sistemlerinin de farklı özelliklere sahip olması gerekiyor. İki motor tipi arasındaki temel farklılıklar ise aşağıdaki şekilde listelenebilir ve bu farklılıklar nedeniyle de dizel ve benzin motorlarda kullanılan turboların özellikleri birbirlerinden farklıdır.
- Sıkıştırma oranı
- Yakıt özellikleri
- Çalışma hızları
- Devir bandı
-
Turbo basıncı
Dizel, benzine göre daha zor tutuşan ve bu nedenle de daha fazla sıkıştırılması gereken bir yakıttır. Üstelik tutuşma, benzin motorlarındaki gibi yanma odasındaki hava-yakıt karışımı buji ile değil, sıkıştırılan havanın üzerine yüksek basınçlı yakıt püskürtülerek kendiliğinden sağlanır. Bu nedenle de dizel motorların sıkıştırma oranı benzin motorlarından genellikle 1.5-2 kat daha yüksektir. Ancak yüksek sıkıştırma oranı nedeniyle yanma odasında oluşan basınca daha iyi dayanmaları amacıyla birçok parçası daha fazla et kalınlığına sahiptir ve bu nedenle de daha ağırdır.
Bu durum motor ömrü açısından avantaj sağlasa da özellikle hareket halindeki parçalar için aslında önemli bir dezavantajdır. Benzer hacimdeki bir benzin motoruna göre piston, piston kolu, krank mili, eksantrik mili, supaplar ve benzeri hareketli parçalar dizel motorlarda daha ağırdır. Bu nedenle de özellikle ilk hareketleri daha zordur ve üst devirlere de daha zor tırmanırlar. Bu da yanma için olmazsa olmaz olan hava emişini zorlaştırır. İşte tam da bu noktada turbo beslemenin, dizel motorlarda daha yüksek basınçlı hava emmek yerine daha fazla (daha hacimli) hava emmeye yardım eden bir görevi vardır.
Burada birçok kişi dizel motorların sıkıştırma oranı yüksek diye turbonun da daha yüksek basınçta çalışacağını düşünebilir ancak durum tam tersidir. Dizel motorun ihtiyacı olan, yukarıda bahsettiğimiz gibi basınç değildir ve daha yüksek basınçta hava göndermek tersine motora zarar verir. Şunu unutmayalım ki, dizel motorun yüksek sıkıştırma basıncı emilen hava ile değil, motorun kendisi tarafından yani pistonların havayı sıkıştırması ile gerçekleşmektedir. Bu nedenlerden dolayı da dizel motorlarda kullanılan turbo beslemeler daha düşük basınca sahiptir.
Diğer taraftan;
Benzin yakıtı çok daha rahat tutuşan ve çok yüksek sıkıştırmaya gerek olmayan bir yakıttır. Bu nedenle de benzin motorunun parçaları daha ince şekilde tasarlanır ve bu da daha hafif olmalarını sağlar. Daha hafif yapı, hem piston ve krank mili gibi parçaların ilk hareketlerinin daha rahat olmasını sağlar hem de yüksek devirlere çıkmakta daha isteklidirler. Kısacası ataletleri dizel motora göre daha düşüktür ve bu da iyi bir özelliktir. Dizel motora göre daha yüksek devirlere çıkabilmeleri ise hava emişini daha rahat yapmalarını sağlar. Yani kendi başlarına (atmosferik) hava emişini dizel motora göre çok daha iyi gerçekleştirirler.
Bu durumu özellikle otomobillerde atmosferik benzin motorların çok daha yaygın bir şekilde kullanılmasından anlayabiliriz. Geçmiş dönemlerde atmosferik dizel motorlar kullanılmış olsa da atmosferik benzin motora göre oldukça azınlıktadırlar. Günümüzde otomobillerde atmosferik benzin motorlar hala kullanılıyor olmasına rağmen atmosferik dizel motorun kullanımına dair bir örnek yoktur.
Diğer taraftan benzin motorların dizel motorların aksine emiş sıkıntısı yokken daha yüksek güç üretebilmek için basınca ihtiyaçları vardır. İşte tam da bu noktada turbo beslemeler benzin motorların ihtiyacı olan yüksek basınçlı havayı sağlarlar. Bu nedenle de benzin motorlarda kullanılan turbo beslemeler daha yüksek basınca sahiptir.
-
Turbo büyüklüğü
Dizelin benzinden farklı olduğu 2 önemli nokta da yandığı zaman benzine göre daha düşük sıcaklığa ancak daha yüksek hacimde yanmış gaz yani egzoz çıktısına sahip olmasıdır. Yani dizel motorlarda daha düşük sıcaklıkta ancak daha çok egzoz gazı çıkışı gerçekleşir de diyebiliriz. Turbo sisteminde 2 tane pervane olduğu ve egzoz gazları tarafından döndürülen pervanenin de türbin olarak adlandırıldığı düşünülürse, türbin pervanesinin yüksek hacimli egzoz gazı ile baş edebilmesi için daha büyük olması gerekir. Ayrıca bir üstte yer alan “Turbo basıncı” başlığında da değindiğimiz gibi dizel motorlara daha hacimli hava gerekir ve bu da ancak hava emişini gerçekleştiren daha büyük kompresör pervanesi ile mümkündür. İşte her iki nedenden dolayı da dizel motorlarda kullanılan turbo pervaneleri (türbin ve kompresör) ile bu pervanelerin hazneleri (salyangozlar) daha büyük tasarlanır.
|Türbin ve kompresör|
Benzin ise dizelden daha yüksek egzoz sıcaklığına sahip olsa da yandığı zaman gaz çıkışı daha düşük hacimli gerçekleşen bir yakıttır. Yani çıkan egzoz gazları daha sıcak ama daha azdır. Ayrıca benzin motorunun daha fazla hava değil de daha yüksek basınçta havaya ihtiyacı olduğunu yukarıda “Turbo basıncı” başlığında belirtmiştik. İşte bu nedenle dizel motordaki gibi büyük değil, küçük ancak yüksek basınçta hava emişi sağlayabilecek bir turbo sistemi gereklidir. Bu nedenle de benzin motorlarda kullanılan turboların pervaneleri (türbin ve kompresör) ile bu pervanelerin hazneleri (salyangozlar) daha küçüktür.
-
Turbo hızı
Dizel motorların çalışma aralığı benzin motorlara göre daha dardır ve normal bir dizel motor maksimum 5000-6000d/d motor hızına çıkabilirken normal bir benzin motoru 7000-8000d/d hatta çok daha yüksek motor hızına çıkabilir. Bu nedenle dizel motorlarda egzoz gazlarının çıkış hızı da benzin motorlarında dizel motorlara göre çok daha hızlıdır. Bu da doğal olarak benzin motorlarda kullanılan turbo pervanelerinin dizel motordakilere göre çok daha yüksek hızda dönmesine neden olur.
-
Turbo tepki süresi
Burada bir diğer önemli nokta da Spool-up time yani turbonun tepki süresi ile alakalıdır. Benzin motorlarının maksimum güç ve tork değerlerini daha geniş bir motor hızı aralığında vermesi daha sık vites değiştirmeyi ve turbonun da daha sık bir şekilde devreye girip çıkmasına neden olur. Bu durum yapısı gereği dizel motorlarda daha az gerçekleştiği için turbo sisteminde tasarım farkı vardır. İşte bu nedenden dolayı da benzin motorunda kullanılan turbo pervanelerinin daha hızlı tepki verecek şekilde tasarlanması gerekir.
“Dizel ve benzinli motor turbo sistemleri arasında nasıl farklar var?” cevabını özetleyecek ve genelleme yapacak olursak;
- Benzin motorunda kullanılan turbo daha yüksek basınçta hava emer ve turbo basıncı daha yüksektir.
- Dizel motorda kullanılan turbo daha yüksek hacimde hava emer ve turbo pervaneleri ve salyangozları daha büyüktür.
- Benzin motorlarda kullanılan turbo pervaneleri daha yüksek hızda döner.
- Benzin motorlarda kullanılan turbo pervaneleri daha hızlı tepki verir.
Sonuç olarak;
Dizel motorun turbosu benzin motorda, benzin motorun turbosu ise dizel motorda kullanılırsa ortaya verimsiz bir çalışma karakteri çıkar. Ayrıca çalışma şartları dikkate alınırsa aynı hacim için dizel motorlarda kullanılan turboların daha dayanıklı ve uzun ömürlü olduğu da söylenebilir ancak bu dizel motor olsun benzin motor aynı şartlarda kullanım için geçerlidir.
Facebook Comments