Valla sen de katkı yaparsın diye düşünmedim değil, Özkan... Bu sebeple skyactiv dizel konusunu sana bıraktım. Mazda dizel ünitelerde görülen 16:1 ile 18:1 arasındaki sıkıştırma oranını 14:1'e indirdi. Şimdi bu yukarıda anlattıklarıma ters bir durum doğuruyor. Nasıl, neden, ne maksatla, ne fayda için?
Estafurullah abi bizim bilgimiz sağdan soldan okuduklarımızdan ibaret
Sen bu işin içindesin. Bildiğim kadarıyla birşeyler yazayım.
Dizel araçlarda benzinlilerdeki buji görevini bizzati sıkışan havanın kendisi görür. Kabaca anlatmak gerekirse sıkışan hava ısınır, üzerine de dizeli püskürtünce patlama gerçekleşir. Dizeller bu sebepten dolayı benzinlilerden çok daha yüksek sıkıştırma oranlarına ihtiyaç duyarlar. Dizellerin sorunu benzinlilerdeki gibi hava-yakıt karışımının silindir üst ölü noktasına kadar sıkıştırılıp homojen bir biçimde karışamaması. Genelde dizel motor mantığı sıkıştırılan havanın üzerine yakıt püskürtülmesi şeklinde olduğundan havanın patlamadan önce yakıtla homojenize bir şekilde karışması çok daha zor . Bu sebepten dolayı patlama sonrası dizel üreticilerinin başlarına bela olan zararlı partiküller oluşuyor ve bu sebepten dolayı yakıtı 1500 bar gibi korkunç basınçlarla püskürtüp daha homojen bir karışım istiyorlar. Üreticilerin bundan kaçınma yöntemleri ise patlamayı ertelemek! Evet silindir üst ölü noktasında değilde aşağı inerken patlama gerçekleşiyor ki sıcaklık azalsın ve hava-yakıt biraz daha iyi karışsın. Bu da verimlilikten taviz vermek demek tabiki.
Mazda'nın temel fikri ise şu şekilde. Sıkıştırma oranını düşür. Hava daha az sıkıştığından daha az ısınsın. Daha az ısınan hava daha zor yanacağından üst ölü noktadan itibaren güvenle yakıt püskürtülebilsin. Böylece daha homojen bir karışım ve daha az zararlı partikül!
Aşağıda Mazda'nın bir sunumunda kullandığı çizim var. Solda yüksek sıkıştırma oranı ve iyi karışmayan hava-yakıt yüzünden yanmayan moleküller (NOx) ve siyah ile gösterilen zararlı partiküller (kurum vs.) gözüküyor. Düşük sıkıştırma oranı ve silindir üst ölü noktası civarındaki ideal yanma ile elde edilen homojen bir karışım ve daha az zararlı atık ise sağda.
Eh tabi bunu lafla düşünmemişlerdir eminim
Sıkıştırma oranını düşürmek demek dizel döngüsünün verimliliğini düşürmek demek. Aşağıdaki resimde temsili bir dizel çevrimi gözüküyor. Silindir V1 hacminden V2 hacmine sıkıştırılırken basınç p1'den p2'ye yükseliyor. Bu sırada yanma başlıyor ve silindir V3 hacmine inene kadar yanma sürüyor. Bildiğimiz sıkıştırma değeri V1/V2 iken genişleme oranı ise (expansion ratio) V1/V3 ile ifade ediliyor. V1 değerini düşürürken V3 değerini de düşürebilirseniz teoride verimlilikten çok birşey kaybetmiyorsunuz. İşte Skyactiv dizelin yaptığı da bu. Üst ölü noktada başlayan patlama ile piston çok aşağı inmeden yanma bitiyor ve böylece V3 değeri azalıyor. Böylece sıkıştırma oranı düşüyor ama genişleme oranı artıyor. Teoride dizel döngüsünün verimliliği düşmüyor!
Bunların sonucunda ise sililndir içerisinde daha az basınç oluştuğundan malzemeleri de ona göre seçebiliyorsunuz. Dökme demir yerine aliminyum kullanılıyor bu da daha hafif bir motor demek (önceki dizele göre -25kg). Daha ince silindir duvarları, daha hafif krank, daha az sürtünme vs.
Tabiki işler o kadar basit değil. Düşen sıkıştırma oranı ve sıkıştırılan havanın sıcaklığı ile soğuk motorun çalışması dert. Bunu başarmak için de, yanma odasının şeklinden seramik kızdırma bujilerine, 12 noktalı enjektörlerden egzost valflerinin motor ısınana kadar açık kalmasına kadar 100'lerce patentli inovasyon var. Asıl mühendislikte zaten orada yatıyor.
