Genel Araştırma

MOTORLARDA YAĞLAMA SİSTEMİ Motorlarda Yağlamanın Önemi Yağlama yağı, bir motora hayat veren kan gibidir. Yağlama yağı hareket hâlindeki tüm motor parçalarını dolaşarak pislikleri temizlemekte ve onları belirli bir çalışma sıcaklığında tutmaktadır. Aynı zamanda aşındırıcı metalik parçaları taşıyarak çalışan parçaların yağlanmasını, aşınmamasını ve ısınarak yanmamasını sağlamaktadır. Çalışmakta olan herhangi bir motor veya makinenin, verim ve ömrüne etki eden en önemli faktörlerden biri yağlamadır. Birbiri üzerinde hareket eden motor (makine) parçaları ne kadar mükemmel işlenirse işlensin parçaların molekül yapılarına bağlı olarak yüzeyleri yine de düzgün olmaz. Aşağıdaki şema büyüteçle bakılan iki parçanın yüzeyini göstermektedir. Hareketi kolaylaştırmak, daha fazla verim almak ve çalışan parçaların ömrünü uzatmak için parçaların birbirine doğrudan doğruya sürtünmelerini önlemek gerekir. Birbiri üzerinde hareket eden iki katı cismin arasındaki sürtünmeyi azaltmak için uygun bir sıvı kullanılır. Buna yağlama işlemi denir. Sürtünme Birbiri üzerinde hareket eden iki cismin hareketine engel olan dirence, sürtünme denir. Sürtünme, her yerde ve her harekette bulunur. Herhangi bir parçayı diğeri üzerinde hareket ettirebilmek için bir kuvvet uygulamak gerekir. Uygulanan bu kuvvetin değeri, sürtünme kuvvetinden daha çok olur. Aksi durumda hareket sağlanamaz. Örneğin çantanızı masanın üzerinde kaydırarak hareket ettirmek isterseniz belli büyüklükte bir kuvvet uygulamanız gerekir. Çantanın üzerine ikinci bir çanta koyup aynı işlemi tekrar edecek olursanız ilk uyguladığınız kuvvetten daha çok kuvvet uyguladığınızı göreceksiniz. Bu basit deneyle sürtünme kuvvetinin yüke ve sürtünen yüzeylerin durumuna göre değiştiğini kolayca anlamış olursunuz. Motor yataklarındaki sürtünmeyi en aza indirmek için yağlamak zorunludur. Üç şekilde sürtünme vardır: Kuru sürtünme İki cismin birbiri üzerindeki hareketine karşı gösterilen dirence sürtünme dendiğini biliyoruz. Parçalar birbirine doğrudan doğruya sürtünecek olursa buna kuru sürtünme denir. Kuru sürtünme, sürtünen yüzeylerin düzgünlüğüne ve parçaların ağırlığına bağlıdır. Parçalar ne kadar düzgün işlenirse işlensin bir büyüteçle bakıldığı zaman, yüzeylerin, girintili ve çıkıntılı olduğu görülür. Kuru sürtünme; hareket hâlinde bulunan parçaların, bu girinti ve çıkıntılarının birbirine takılmasından doğar. Kuru sürtünme ile motor parçalarını çalıştırmak mümkün değildir. Çünkü kuru sürtünmede, çok büyük ısı meydana gelir, bu ise parçaların ömrünü çok kısaltır ve aşırı güç kaybı olur. Yarı sıvı sürtünme Muylu ile yatak yüzeylerinin bir kısmının yağlı, bir kısmının yağsız olmasına denir. Bu durum, parçaların ilk harekete başladığı anda meydana gelir. Normal çalışma başlayınca sıvı sürtünmeye dönüşür. Hareket başlangıcında sürtünme katsayısı en büyük değere ulaşır. Yarı sıvı sürtünme ile çalışan yataklarda, yatak içi basıncı ortalama olarak, 20 bar’ı geçmemelidir. Sıvı sürtünme (yağli sürtünme) Bu sürtünmede yatak yüzeyi ile muylu arasında doğrudan bir sürtünme yoktur. Yüzeyleri daima çok ince bir yağ filmi ile kaplıdır. Böyle sürtünmeye sıvı sürtünme denir. Sıvı sürtünmede sürtünen parçaların girinti ve çıkıntıları yağ ile doldurulduğu için sürtünme parçalar yerine sıvı tabakaları arasında olur. Sıvı sürtünmede yüzeylerin hareketine karşı gösterilen direnç kuru sürtünmeye göre çok azdır. Otomobil motorlarında motor ilk harekete geçtiği zaman yataklarda, piston - sekman ve silindir cidarları arasında yarı sıvı sürtünme veya sıvı sürtünme bu1unabilir. Çünkü motor çalışmadığı zamanda yağlama yağının çoğu, yüzeylerden akar ve parça yüzeylerinde ince bir yağ filmi kalır. Ancak yağ filminin olup olmaması, “kullanılan yağın özelliğine” bağlıdır. Genellikle seçilen yağlar, yağ filmi meydana getirir. Motor normal çalışmaya başladığında yağlama sistemi yağı devretmeye başlar ve yüzeylere daha çok yağ gelir. Sıvı sürtünmede meydana gelen yağ filmi kalınlığına yağın viskozitesine, ortalama yüzey basıncı, kayma hızı, yatak ölçüleri gibi etkenler etki eder. Bu, hidrodinamik bir konu olup burada fazla değinilmemiştir. Sıvı sürtünmede sürtünme katsayısı en küçük değerini alır. Motorlarda Kullanılan Yağlar ve Özellikleri Viskozite Viskozite yağın akmaya karşı direncini gösterir. Diğer bir deyimle, yağın akıcılığını belirtir. Düşük viskoziteli bir yağ çok akıcı, yüksek viskoziteli yağ ise az akıcıdır. Viskozite yağın yeteneğini göstermez. Sadece, yatak ile muylu arasında yağ filmi oluşturup oluşturamayacağını, sıcaklık altında ne kadar akıcı olduğunu gösterir. Akıcılığı iyi olan bir yağın parçalara yapışma ve yağ filmi oluşturma yeteneği azdır. Akıcılığı az olan yağın aynı yerde kullanılması hâlinde yatak ile muylu arasındaki boşluğa girmesi zor olacağından yağlama yeteneği az olabilir. Sürtünmenin Azaltılması Birbirleri üzerinde kayan metal yüzeyler arasında sürtünme meydana gelir. Bu yüzeyler arasında kullanılan sürtünmeyi azaltıcı bir malzeme sayesinde sürtünme kuvveti azaltılabilir. Hem de metallerin aşınması engellenebilir. Sürtünme yüzeylerinin yağlanması sıvı yağlama (sıçratma yöntemi) ve film yağlama (yağ filmi) şeklinde ikiye ayrılır. Sıvı yağlama yönteminde katı malzemenin sürtünme yüzeyleri arasında kalın bir yağ filmi oluşturulur ve bu yüzeylerin direkt temas etmesine engel olur. Her iki malzeme arasındaki sürtünme sıvı yağlama ile büyük ölçüde azaltılmış olur. Örneğin rulmanlar bu yöntem ile yağlanır. Yağ filmi yönteminde ise yüzeyler arasında teşekkül eden yağ filmi oldukça incedir. Sıvı yağlama yöntemi ile karşılaştırıldığında bu yöntemde yüzeylerdeki aşınma miktarı daha fazladır. Bu yöntemde birbirleri ile çalışan sürtünme yüzeylerinde düzgünsüzlük (pürüz) varsa parçaların yüzeyleri birbirleri ile temas edebilir. Hatta sıcaklığın artması ile birlikte büyük hasarlar gelebilir. Bu yüzden yağ filmini teşekkül eden yağ tipi uygun seçilmelidir. Üst piston sekmanının bulunduğu yerdeki yağ filmi örnek olarak gösterilebilir. Yüzey Gerilimi (Kohezyon) Herhangi bir maddeyi bir arada tutan iç kuvvete kohezyon denir. Katıların kohezyonu sıvılara göre çok fazladır. Sıvılarında kendi aralarında iç kuvvetleri çok farklıdır. Örneğin; cıvanın suya, suyun yağa, yağın gres yağına göre kohezyonları değişiktir. Bu iç kuvvet yükseldikçe yağın akıcılığı azalır. Yapışkanlık Özelliği (Adezyon) Sıvıların katı cisimlere yapışma özelliğine denir. Her sıvının yapışkanlık özelliği başka başkadır. Örneğin; cıva bir sıvıdır ama yapışma özelliği yoktur. Otomobillerde kullanılan madenî yağlar, ham petrolün damıtma ürünlerinden olup yukarıda açıklanan özellikleri bünyesinde bulundurur. Yağlama yağlarında bulunan bu iki özellik, yüzey gerilimi, (kohezyon) ve yapışkanlık özelliği (adezyon) yağların viskozitesini belirler. Viskozite, viskozimetre ile ölçülür. Üzerinden bir m/sn. hızla hareket ettiren kuvvete, mutlak viskozite denir. Mutlak viskozite, yağın özelliğini belirten sıvı sürtünme katsayısıdır. Yağın Motor Parçalarını Soğutması Çalışmakta olan bir motorda, motor parçaları, gerek yanma sonu meydana gelen sıcaklıktan dolayı ve gerekse sürtünmeler nedeni ile oluşan ısı ile çok fazla ısınır. Bu ısının büyük bir kısmı, egzoz gazları ve soğutma sistemi ile iletilmekle beraber, bir kısmı da yağlama yağları ile alınarak parçaların soğutulmasına yardım eder. Motor çalışmaya başlayınca motor yağı çok hızlı bir dolaşım hâlinde bulunur. Ortalama olarak karterin de dört litre yağ bulunan bir motorda, yağ pompası yağı dakikada 4-6 defa devreder. Devreden yağ, parçaların ısısını alarak kartere döner. Karterin, hava akımı ile temas eden dış yüzeylerinden ısıyı havaya iletir ve normal çalışma sıcaklığını korur. Bazı motorlarda, alt karter hava akımı ile temas etmediği veya hava akımı bulunmadığı için yağ soğutma radyatörleri bulunur. Yağların Sızdırmazlık Sağlaması Motorlarda yağlar, özellikle piston-sekman ve silindir cidarları arasında bir conta gibi görev yaparak sızdırmazlık sağlar. Yağların sağladığı sızdırmazlık iki şekilde olmaktadır. Birincisi, emme zamanında pistonun Ü.Ö.N’dan A.Ö.N’ya doğru hareketi esnasında karterden yanma odası tarafına hava sızarak karışım oranının bozulmasına engel olur; ikincisi ise sıkıştırma ve iş zamanlarında kartere kompresyon ve yanmış gaz kaçmasını önleyerek motor veriminin artırmasını sağlar. Temizleyici (Deterjanlı) Yağlar Karterde bulunan yağ çeşitli nedenlerden dolayı zamanla kirlenir. Yağın kirlenmesi, karbon birikintileri, toz, su ve asitlerin yağa karışması ile olur. Bu maddelerin bir kısmı yağlama donanımında bulunan yağ filtreleri tarafından süzüldüğü gibi, bir kısmı da buhar hâlinde iken karter havalandırma sistemi ile motordan dışarı atılır. Motor parçalarını koruyabilmek için ve müşir yağlarının uzun zaman kullanılabilmesini sağlamak amacı ile yağın içerisine çeşitli kimyasal katıklar katılır. Bu kimyasal maddeler yağın içinde asit oluşmasını geciktirir. Motor parçaları üzerinde daima koruyucu bir tabaka meydana getirerek yağın yağlama görevini en iyi bir şekilde yapmasına yardım eder. Hangi cins yağı ne zaman ve hangi çalışma şartlarında kullanmak gerektiğini bilmek, yağ seçiminde kolaylık sağlar. Aracın çalışma şartlarına en uygun olan yağ seçilir ve kullanılırsa deterjanlı yağlar da kendisinden beklenen görevi daha iyi yerine getirir. Motor Yağının Değiştirilmesi Motorun karterine konulan yağ sistemde dolaşmaya başladığı andan itibaren kirlenmeye ve yağlama yeteneğini kaybetmeye başlar. Yağın yağlama yeteneğini kaybetmesi, içerisinde toplanan yabancı artıkların oranına bağlıdır. Yukarıda, çamurlaşmış sulu artıkların etkisini açıklamış bulunuyoruz. Buna ek olarak motorun çalışması sırasında yanma odası yüzeylerinde karbon birikintileri görülür. Bu karbon birikintileri parçalanarak yağa karışır ve sakızlaşmaya neden olur. Sakızlaşmış artıklar; asitler, reçineleşmiş artıklar, yakıtın yanma sonu oluştuğu gibi yüksek sıcaklık altında çalışan motor yağlarında da görülebilir. Motorda yağ filtresi olmasına rağmen, bu pisliklerin bir kısmı yağın içinde kalır. Diğer taraftan devamlı dolaşım sonunda yağ molekülleri yorulur. Kilometrelerce çalıştıktan Sonra yağ güvenli bir şekilde kullanılamayacak duruma gelir. İşte bu hâle gelmiş olan yağlar, boşaltılarak yerlerine yeni yağ doldurulur. Bugünkü, modern motorlarda kullanılan yağları, zararlı pisliklerden koruyabilmek için içerisine çeşitli katıklar katılır. Ancak bu katıklar, yağın belli bir müddet çalışabilmesini sağlayabilir. Motorlarda yağın değiştirilmesi için kesin bir zaman olmamakla beraber, bazı yapımcıların önerilerini dikkate almak gerekir. Tozlu veya soğuk havalarda, sık sık durup kalkma hâllerindeki çalışmalarda 1.000 km de veya 60 günde değiştirilmelidir. Orta şartlardaki çalışmalar için sık sık durup kalkma, kısa zaman çalışma, kasisli yollarda orta sıcaklıklardaki çalışma şartlarında motor yağı 2.500 km’de değiştirilmelidir. Açık ve asfalt yollarda çalışan motorlarda 5.000 km’de değiştirilebilir. Son model motorlarda, geliştirilmiş yağlar ve yağ filtrelerinin daha iyi iş görebilmeleri sonucu, otomobil yapımcıları önerilerini aşağıdaki gibi yapmaktadır. Genellikle uygun çalışma koşulları için bazı yapımcılar, motor yağını 7.500 km veya iki ay çalışma sonunda, bazı yapımcılar ise 10.000 km veya iki ay çalışma sonunda değiştirilmesinin uygun olacağı önerilmektedir. Yağ filtrelerinin değişimi ise iki yağ değişiminden sonra yapılmalıdır. 2.3. Yağlama Sisteminin Görevleri Motorlarda kullanılan yağlama yağlarının başlıca görevleri Birbiri üzerinde hareket eden madenî parçaların doğrudan doğruya temas etmelerini önleyerek parçaların aşınmasını ve güç kaybını azaltmak Isınan motor parçalarının soğutulmasına yardım etmek Parçalar arasında oluşan pislikleri temizlemek Piston sekman ve silindir cidarları arasından kompresyon kaçağını önlemek Yatak ile muylu arasındaki boşluk nedeni ile meydana gelecek vuruntuyu yok ederek gürültü ve sesleri azaltmak Yağlamanın ana amacı; sürtünmeyi azaltmak, parçaların ömrünü uzatarak motordan en fazla güç elde edilmesini sağlamaktır. Parçalar yağsızlaşacak olursa meydana gelecek sürtünmeler nedeni ile çok kısa zamanda görevlerini yapamaz duruma gelir. Sürtünme nedeni ile meydana gelen ısı, motor parçalarının mekanik dayanımlarını tehlikeye düşürür. Yatak malzemelerinin eriyip akmasına, parçaların kırılmasına neden olur. Piston sekman ve silindirler çabuk aşınır. Amaca uygun bir şekilde çalışan yağ ve yağlama donanımı, bütün hareketli parçaların yeterince yağlanmasını sağlayıp parçalar arasında sıvı sürtünmesinin olmasını sağlamalıdır. Yağlama Sistemi Çeşitleri Motor parçalarının yağlanabilmesi için karterdeki yağların, yağlama donanımında dolaşması ve yağın yataklara gönderilmesi çeşitli şekillerde olmaktadır. Başlıca motor yağlama çeşitleri şunlardır: Elle yağlama Damlama ile yağlama Fitilli yağlama Banyolu yağlama Çarpmalı yağlama Pompalı ve çarpmalı yağlama Basınçlı çarpmalı yağlama Basınçlı yağlama Tam basınçlı yağlama Tam basınçlı yağlama sistemi: Basınçlı yağlama sistemlerinin değişik şekilleri vardır. Bu sistemde, motorun yağlanması gereken yerlere (piston pimi hariç) basınçlı olarak yağ gönderilir. Tam basınçlı yağlama sisteminde ise motorun yağlanması gereken tüm kısımlarına basınçlı olarak yağ gönderilir. Bu günkü motorların hemen hepsi tam basınçlı olarak yağlanmaktadır. Yağlama sistemi devre şeması Yağ, bir yağ süzgeci ve yağ pompası yardımı ile üst karterde bulunan yağ dağıtım kanalına oradan da ana yatak muylularına, kam mili muylularına, külbütör mili ve yataklarına, yağ göstergesine yağı basınçlı olarak gönderir. Bazı motorlarda piston pimi biyel ayağında hareketli olmadığı için yağlanmasına gerek yoktur. Bu nedenle yağlama sistemi tam basınçlı olmaz. Motorlarda Yağlama Sistemini Oluşturan Parçalar ve Yağlama Sistemi Çalışması Karter Yağ filtresi Yağ pompası Yağ basınç kontrol supabı Yağ süzgeci Yağ kanalları Karter Karter, motorun alt kısmını örterek toz, toprak, yağmur, çamur gibi yabancı maddelerin motorun içine girmesini önler. Bunun yanı sıra motor yağına depoluk eder ve motor yağının soğumasını sağlar. Yapısal Özellikleri Karter çoğunlukla preslenerek şekillendirilmiş çelik sacdan yapılır. Bunun dışında alüminyum alaşım ve dökme demirden dökülerek yapılan karterler de vardır. Karterler şekil yönünden düz ve boğazlı olarak iki çeşittir. Bazı karterlerin içinde yağın çalkalanmasını azaltmak için deflektör adı verilen ara bölmeler bulunur. Karter dibinde motor yağının boşalması için boşaltma tapası bulunur. Bazı boşaltma tapaları üzerinde mıknatıs bulunur. Bunun görevi dibe çöken metal talaşlarını üzerinde tutarak yağın içinde yüzmesini önlemektir. Karter Contası, Karterin Sökülmesi ve Takılması Karter cıvatalarla üst kartere bağlanır. Sızdırmazlığı sağlamak için arasına mantar, conta kartonu, yağa dayanıklı lastikten yapılmış karter contası konur. Contasız karterlere de sıvı conta sürülür. Sökülmesi: Motor sıcak ise bir süre beklenerek soğuması sağlanır. Çünkü motor yağı çok sıcaktır. Ayrıca alüminyum alaşım karterlerin çarpılma ihtimali vardır. Motor soğuk ise bir süre çalıştırılarak yağın ısınması sağlanır. Soğuk yağ fazla akıcı olmadığı için boşaltması uzun zaman alır. Karter bağlama cıvatalarının tamamı gevşetilir. Çapraz köşelerde birer vida kalacak şekilde diğer vidalar sökülür. Daha sonra geriye kalan iki vida sökülerek karter motordan alınır. Karterin önce dış temizliği, daha sonra da iç temizliği yapılır. Temizleme sıvısı ile yıkanarak basınçlı hava ile kurutulur. Takılması: Karteri yerine takarken conta oturma yüzeyleri temizlenir. Contanın montaj esnasında kaymasını önlemek için bir yüzeyine yapıştırıcı sürülür. Karter çapraz köşelerden birer vida ile üst kartere tutturulur. Daha sonra tüm vidalar, yerine takılarak boşlukları alınır. Sıkma sırasında vidalar, karterin çarpılmasını ve contanın ezilmesini önleyecek şekilde karşılıklı ve çapraz olarak sıkılır. Boşaltma tapasına yeni conta takılarak kendiliğinden gevşemeyecek durumda uygun anahtarla ve torkunda sıkılır. Karterde Yapılan Kontroller ve Arızaları Karter motorun en altında olduğu için vurma, çarpma gibi darbelere en çok uğrayan parçadır. Darbe etkisi ile karter üzerinde meydana gelen arızalar; ezilme, çarpılma, çatlama ve yırtılmadır. Dikkatsiz çalışma sonucu meydana gelen arıza ise boşaltma tapası yuvasının bozulmasıdır. Doğal arızalarsa karter contasının ömrünü doldurması, deflektörün (ayırıcı bölmenin) kaynak yerlerinden kopmasıdır. Karter Havalandırma Sistemleri Görevleri Yukarıda açıklanan nedenlerden dolayı, yağın nasıl kirlendiğini ve bu kirlenmenin kısmen de olsa nasıl azaltılacağını gördünüz. Bu açıklamaları göz önüne alacak olursak karterin içindeki yağda bulunan pislikleri ve zararlı buharları temizlemek için bazı düzenlere gerek vardır. Örneğin yağ filtreleri, sistemde devreden yağın içindeki sert zerrecikleri süzerek temizler. Ancak asit yapma özelliği gösteren, zararlı buharların dışarı atılmasını karter havalandırma düzeni sağlar. Yapısı ve Çalışması Karter havalandırma düzeni iki şekilde çalışmaktadır. Giriş borulu karter havalandırma düzeni Bu tip havalandırma sistemi genellikle otomobil motorlarında kullanılır. Sistemin çalışması Otomobil hareket hâlinde iken karterin altından geçen hava akımı, ağzı eğik kesilmiş çıkış borunun ağzında kısmi bir vakum oluşturur. Bu vakum nedeni ile karterde basınç düşüklüğü olur ve giriş borusundan temiz hava kartere dolar. Böylece otomobili hareket ettiği müddetçe giriş borusundan giren hava, çıkış borusundan çıkarken karterdeki zararlı buharları dışarı atar. Giriş borusu ucuna konulan hava süzgecinin görevi, havanın içinde bulunan toz ve kirlerin kartere girmesini önlemektir. Bu süzgeçlerin bazıları yağ banyolu olarak yapılmaktadır. Giriş borulu sistemin en büyük sakıncası, otomobil durduğu zaman veya yavaş hareket ettiği hâllerde, yeterli hava akımı olamayacağı için havalandırma tam olamaz ve zararlı maddelerin tümü atılamadığı için yağın özelliği çabuk bozulur. Kapalı tip havalandırma sistemi Bugünün motorlarında bu havalandırma sistemi daha çok kullanılmaya başlanmıştır. Genellikle sabit motorlarda ve ağır hizmet tipi araçlarda kullanılması daha yararlı olmaktadır. Sistemin çalışması Bu sistemin çalışması aynen giriş borulu sistemde olduğu gibidir. Burada da bir giriş borusu bulunur. Ancak çıkış borusu yerine, karterden supap odasına açılan kanallar ve buradan da bir boru vasıtası ile emme manifolduna bağlanır.