Günümüzde otomotiv endüstrisinin geçirdiği dönüşümle birlikte elektrikli ve hibrit motorlu araçların sayısı her geçen gün artmaya başladı. Buna rağmen, dizel araçlar dünyada hala benzinli araçlardan sonra en çok tercih edilen araçlar olmayı sürdürüyor.
Sanılanın aksine çok da eski bir geçmişe sahip olmayan dizel yakıt teknolojisine sahip araçlar, tüketicilere sunduğu cazip fiyatlar ve uzun ömürlü olmalarıyla dikkatleri çekiyor. Bu yazımızda bir dönemin dünyanın en popüler yakıt türü olan dizel hakkında bilinmesi gerekenleri aktarırken “Dizel nedir?”, “Dizel araba nedir?”, “Dizel motorlarda yakıtın ateşlenmesi nasıl olur?” sorularından yola çıkarak dizel motor hakkında bilinmesi gerekenleri sıralayacağız.
Dizelin Doğuş Hikayesi
Dizel motor, tıpkı benzinli motor gibi içten yanmalı bir motor tipidir. Dizel motor çalışma prensibi, oksijen içeren bir gazın sıkıştırılarak yüksek basınç ile yüksek sıcaklığa ulaşması ve bunun sonucunda silindir içine püskürtülen yakıtın alev alması yani patlamasına dayanır. Bu bakımdan, dizel motorlar benzinli motorlar gibi ateşleme bujisine veya karbüratöre ihtiyaç duymazlar. 1892 yılında Alman mühendis Rudolf Diesel tarafından icat edilen ve sonrasında patenti alınan bu süreç, otomotiv endüstrisi içerisinde “diesel çevrimi” olarak da bilinir.
Rudolf Diesel, aslında geniş kömür yataklarına sahip olan Almanya’nın petrole bağımlılığını azaltmak için kömürle çalışan bir motor yapma fikriyle yola çıkar. Ancak, kömür tozunun çabuk yanmasından ötürü ortaya çıkan kül büyük sorunlar doğurur. Daha sonraları ise motorda farklı yakıtların kullanılması prensibiyle tasarımını geliştirir. Hatta mucit Diesel, motorun dünyaya tanıtımını 1900 yılında düzenlenen fuarda yakıt olarak petrol yerine yer fıstığı yağı kullanarak yapmıştır. “Biodizel” kavramı da işte tam olarak buradan doğar.
Dizel Motor Çalışma Süreci
Dizel motorlarda pistonlar, silindirde en üst noktaya geldiği anda hava da en yüksek basınca ulaşır. Sıkıştırılan havaya enjeksiyondan dizel yakıt püskürtülür. Yanma odasında sıkışan havanın üzerine püskürtülen bu yakıt, sıcak basınçlı havayla birleştiği anda yanma ve patlama gerçekleşir. Söz konusu patlama esnasında yanan hava genleşir ve büyük bir basıncı açığa çıkarır. Bu basınç, silindirin en üst noktasındaki pistonu aşağı doğru iter. Pistonun bağlı olduğu piston kolu, itme hareketini motorun altında bulunan krank miline iletir. İtme hareketi krank milinde dönme momentine dönüşür. Bu hareket saniyede defalarca kez tekrarlanır. Silindire çekilen hava her defasında yandıktan sonra egzoz kanalları aracılığı ile dışarı atılırken, diğer silindirlerde de yanma ve egzoz işlemi devam eder. Motorda üretilen dönme hareketi debriyaj, vites kutusu ve akslar aracılığı ile tekerlere kadar iletilir. Böylece araç hareketini sağlar.
İki Farklı Enjeksiyon Türü Var
Dizel motor teknolojisinde yakıt enjeksiyonları iki türdedir. Bu türler, “direkt” ve “endirekttir” olarak bilinir. Direkt enjeksiyon sistem, yeni nesil motorlarda kullanılır ve yakıt çok yüksek basınçlarda direkt olarak silindir içindeki yanma odasına aktarılır. Bu sistemde, enjeksiyon işlemi tek seferde veya kademeli olarak uygulanır. Böylece daha yumuşak ve gürültüsüz bir yanma işlemi sağlanır. Bu tip motorlarda egzoz zamanında az miktarda yakıt püskürtme işlemi yapılarak hidrokarbonların ve partiküllerin yakılması sağlanır. Bu sayede emisyon oranları düşürülür.
Direkt enjeksiyonda ayrıca, yakıtın yüksek basınca ulaştırılması için hareketini eksantrik milinden alan basınç pompası kullanılır. Endirekt enjeksiyonda ise, yakıt yanma odası dışında önden bir odaya verilir. Daha sonra yanma işlemi başladığında yanma odasına aktarılır. Endirekt enjeksiyonlu dizel motorlarda ses ve titreşimler daha az hissedilir. Ancak ısı kaybı ortaya çıktığından dolayı motor verimi düşebilir.
Dizel Motor Çeşitleri Nelerdir?
Dizel motorlar tek tip olarak ortaya çıksa da zaman içerisinde farklı çeşitleri geliştirilmiş ve otomotiv endüstrisinde kullanılmaya başlamıştır. Dizell motor çeşitlerinin en bilinenleri, High Pressure Direct Injection (HDI), Common Direct Turbo Injection (CDTI) ve Turbo Direct Injection (TDI) olarak sıralanabilir. TDI, turbo beslemeli olarak bilinen ve direkt enjeksiyonlu motorlara verilen isimdir. TDI’yda yakıt direkt olarak yanma odasına püskürtülür. Bu motorlar, aldıkları enerjinin yüzde 45’ini enerjiye çevirmesiyle çevreye katkı sağlayabilir. HDI, yüksek basınca ihtiyaç duyan yani yüksek basınçla çalışan dizel motor türüdür. Yanma odasına 1800 bara kadar basınç ile yakıt gönderebilen HDI, bu sayede motor verimini artırabilir. Son olarak CDTI, “common rail” sistemine kullanan motor çeşidi olarak bilinir. Bu sistemde de yanma odasındaki hava-yakıt karışımı 1,5 katına kadar artırılır. Aynı zamanda motora da sadece ihtiyacı kadar yakıt göndererek önemli oranda yakıt tasarrufu sağlar.
Dizel otomobil kullanan sürücülerin en çok karşılaştığı konuların başında dizel partikül filtresi gelir. Dizel motorlu araçlar; benzinli, hibrit veya elektrikli araçlara kıyasla daha fazla bakım ister. Dizel partikül filtresi, çevre sağlığı için son derece zararlı olan hidrokarbonlar ve karbonmonoksit gazlarla motorun çalışması sonucunda oluşan diğer zararlı parçacıkların atmosfere karışmasının önüne geçer. Filtre, bu amaç doğrultusunda aktif rejenerasyon işlemini de gerçekleştirir. Bu kapsamda, belirli bir doluluk oranının ardından aktif rejenerasyon kendiliğinden devreye girerek partikül filtresini temizler. Diğer taraftan, aktif rejenerasyon işlemine ek olarak partikül filtresi temizleme süreci sürücüler tarafından da yapılabilir. Bunun için aracı 30 ila 50 dakika boyunca sabit hızda sürmek yeterli olacaktır. Böylece, motordan çıkan gazların etkisiyle filtre içerisindeki ısı 550 °C civarına çıkacak ve zararlı parçacıkların yanması için elverişli şartlar oluşacaktır. Dizel partikül filtresi temizleme işlemi böyle yapılırken, dizel enjektör temizleyici ürünlerle de yakıt tasarrufu ve bakım işlemleri gerçekleştirilebilir.
Dizel araçlarda karşılaşılan bir diğer konu ise egzozdan çıkan siyah dumanlardır. “Dizel araba neden siyah duman atar?” sorusunun aslında birden çok yanıtı vardır. Örneğin; dizel araçlara konulan motor yağı seçimine dikkat edilmelidir. Çünkü, dizel bir aracın egzozundan çıkan yoğun siyah duman genellikle motor yağı kaynaklı olabilir. Bu araçlara mutlaka kaliteli dizel motor yağı koymak siyah duman problemi ile karşılaşmayı azaltacaktır. Diğer yandan, dizel araçlarda ortaya çıkan siyah duman sıkıntısının temel sebepleri; ani hızlanmalar ve uzun süreli yüksek devirler, EGR parçasında meydana gelen arızalar, yakıt sistemi arızaları, hava koşulları ve kullanılan yakıt şeklinde sıralanabilir.
Dizel ve Benzinli Motorlar Arasındaki Fark
Aslında dizel motorlar ile benzinli motorlar arasında çok ciddi farklılıklar bulunmamaktadır. Buna rağmen dizel benzin farkı olarak motorun çalışma şekli örnek gösterilebilir. Her iki motor türü de kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çeviren içten yanmalı motorlardır. İki motor arasındaki en temel fark ise, yakıtlar ve yakıtların yanma işlemlerinde gizlidir. En temel ayrım olarak dizel motorlarda, buji ve karbüratör gibi parçalara ihtiyaç duyulmaz. Benzinli motorlarda hava ve yakıtın karıştırılması için bir karbüratöre, sıkıştırılan bu havanın yakılması için ise kıvılcım üretebilen ateşleme parçası bujiye ihtiyaç vardır. Dizelde basınç uygulanan hava veya gaz çok yüksek sıcaklıklara ulaşır. Sıkıştırılmış sıcak havaya yakıt püskürtülmesiyle hava alev alır ve patlama gücü elde edilir. Benzinli motorlarda ise önce yakıt ve hava karıştırıldıktan sonra silindire ulaştırılır. Daha sonra buji aracılığı ile yanma işlemi gerçekleşir.
Dizel motor hakkında bilinen temelleri, çalışma prensibini, bakım önerilerini, dizel ve benzin farkı konularını yukarıda kapsamlı olarak aktarmaya çalıştık. Her ne kadar araç türü olarak görülse de dizel, benzinli hatta elektrikli araçlar aslında birer yakıt türüdür. Yakıt türleri için ise yakıt türleri karşılaştırması içeriğine göz atabilirsiniz.
