Volümetrik Verim Nedir ?
Volümetrik (hacimsel) Verim Formülü ve Volümetrik Verim Hesabı
İçten yanmalı motorlarda silindir içerisine
alınan hava miktarıyla ilgili en önemli etkenlerden biri volumetrik verimdir.
Volümetrik verim, hacimsel verim anlamına gelir (volume:hacim).
Volümetrik verim, silindir içerisinde alınan
gerçek hava miktarının, teorik olarak alınabilecek hava miktarına bölünmesiyle
bulunur.
Volümetrik Verim= (Silindire alınan hava hacmi)
/ (Silindir toplam hacmi)
(Toplam hacim: strok hacmi + yanma odası hacmi)
Bir başka tanımla volümetrik verim: silindire
alınan hava hacminin, silindir hacmine oranıdır. Volümetrik Verim = (Silindire alınan gerçek
hava miktarı) / (Alınması gereken teorik hava miktarı) (Bkz: Silindir Hacmi-Motor Hacmi-Sıkıştırma Oranı)
Volümetrik Verimin Motor Performansına Etkileri
Hacimsel verim motor torku ve gücünün
belirlenmesinde çok önemli rol oynar. Motorun volümetrik verimi azalırsa,
performans düşer, yakıt tüketimi artar; bu sebeple motorlarda hacimsel
(volümetrik) verimin tüm motor devir aralıklarında yeterince yüksek olması istenir.
Volümeterik verim yüksek olursa, tork ve güç de aratacaktır; çünkü yanma daha
verimli gerçekleşecektir. Atmosferik motorlarda volümetrik verim %60 - %90
arasındadır. Turbo şarjlı (aşırı hava beslemeli) motorlarda volümetrik verim
%110 - %200 arasında değişir.
Volümetrik verim, silindirlere alınan havanın
miktarıyla ilgilidir, atmosferik (doğal emişli) motorlar; atmosfer basıncı ve
silindirde emme zamanında oluşan vakum (negatif basınç) ile havayı emer. Turbo
şarjlı motorlarda ise, emme manifolduna gönderilen 2-3 bar hava basıncı vardır;
böylece hava silindir içerisine adeta itilerek (zorla) sokulur, böylece
silindir içerisine giren havanın miktarı ve hacimsel verim artmış olur.
Motorda Volümetrik Verimi Etkileyen Faktörler
Verim, motorun tasarımından kaynaklı veya dinamik olarak motor
çalışma şartlarına bağlı faktörler tarafından değiştirilir. Motor tasarımından
kaynaklanan faktörler sabittir, değişmez. Motorun çalışmasından kaynaklanan
veya ilave donanım ve sistemlerin etkisiyle ortaya çıkan faktörler değişkendir.
Bunlar:
*Gaz kelebeği; Benzinli araçlar motor gücü, gaz kelebeğiyle kumanda
edildiğinden ve emilen havanın miktarını gaz kelebeği değiştirdiğinden, gaz
kelebeği açıklığı volümetrik verimi etkiler.
*Aracın deniz seviyesinden yüksekliği,
volümetrik verimi etkiler; yükseklik arttıkça (dağlarda) verim azalır, çünkü
hava basıncı azalır. Eski tip karbüratörlü araçların performansı yükselti
arttıkça azalırdı. Yeni nesil elektronik enjeksiyonlu sistemlerde atmosfer
basıncını ölçen bir sensör (barometre) vardır (ECU’nun üstünde), ECU;
yüksekliğin artmasıyla atmosfer basıncındaki azalmayı hesaba katarak hava-yakıt
karışımında ayarlama yapar ve motor performansı düşüşünün önüne geçilir.
*Motor devri hacimsel verimi en çok etkileyen
faktörlerden biridir, motor devri arttıkça emme supaplarının açık kalma
süreleri kısalacağından, volümetrik verim azalır. Devir arttıkça verimin
azalmaması için gelişmiş motorlarda bir çok teknoloji kullanılmıştır.
*Turbo şarj kullanılması;
motora emilen havanın basınçlı olarak gönderilmesi, hacimsel verimi çok büyük
oranda (2 katından fazla) yükseltir. Bunun için egzoz turbo şarjı veya
süperşarj (kompresör) kullanılabilir.
*Turbo şarjlı motorlarda intercooler (ara soğutucu)
kullanılması. Motora emilen hava ne kadar soğuk olursa, volümetrik verim o
kadar artar, çünkü soğuk havanın birim hacminde daha fazla oksijen vardır.
*Emme supap sayısı; Supap sayısı arttırılarak
volümetrik verim arttırılır, böylece emme zamanında (birim zamanda) emilen
havanın miktarı artmış olur. Silindir başına 1,2,3 emme supabına sahip motorlar
vardır. Eskiden 1 emme 1 egzoz supabına sahip 4 silindirli 8V (8valfli)
motorların yerini, her silindir için 2 emme 2 egzoz supabına sahip 16V (16 valfli)
motorlar almıştır.
*Emme supabının büyüklüğü; Emme supapları her
zaman egzoz supaplarından daha büyüktür, bunun amacı emme zamanında daha fazla
havanın alınabilmesini sağlamaktır.
*Emme manifoldunun tasarımı-geometrisi (şekli).
Emilen havanın en az hava akış direnciyle (basınç
dalgalanması, akustik direnç) karşılaşarak silindirlere emilmesi sağlanır.
*Değişken kanallı-yollu emme manifoldu
kullanılması; motor devrine göre, elektronik olarak kumanda edilen klapelerle
(kapakçıklarla) emme manifoldundaki havanın geçtiği kanallar değiştirilerek,
havanın kat ettiği yolun değiştirilir, böylece hava daha az dirençle karşılarak
silindirlere emilir ve volümetrik verim artar.
(Bkz: Değişken Yollu Emme Manifoldu)
(Bkz: Değişken Yollu Emme Manifoldu)
*Türbülans Klapeli emme manifoldu (Twinport
gibi); Silindir emiş kanalı 2 ayrı kanala ayrılmıştır, her emme supabına bir
emme kanalı. Kanallardan birinde türbülans klapesi (kapakçığı) bulunur ve
elektronik olarak ECU tarafından açılıp kapatılır. Türbülans klapeleri
sayesinde hava türbülanslı bir şekilde silindirlere emilir ve hava yakıt
karışımını iyileştirerek, volümetrik verimi ve motor verimini iyileştirir,
yakıt tüketimi azalır.
*Değişken supap zamanlaması
– VVT veya VTC : Emme eksantrik milinin pozisyonu açısal olarak değiştirilerek,
yani avans veya rötar verdirilerek, emme supabının açılma zamanı değiştirilir,
supap bindirme süresi arttırılır, böylece emme zamanında silindirlere daha fazla
hava emilebilir. (Bkz: Değişken Supap Zamanlaması)
*Elektronik Supap Açıklığı
Kontrolü (VTEC veya Valvetronic veya Camtronic): Emme eksantrik milinin
kamlarının kademeleri değiştirilerek, emme supaplarının açılma miktarları
(supap açıklığı) değiştirilir, böylece emme zamanlaması ve emme süresi de
değiştirilmiş olur, emilen havanın miktarı artar, volümetrik verim
iyileştirilmiş olur. (Bkz: VTEC)
Yorumlar
Yorum Gönder