Yenilenen teknoloji ile küçük hacim turboşarj otomobiller hayatımıza girdi. Genellikle emisyonları ve yakıt tüketimini azaltmaları konusu gündeme geldi. Fakat çoğu sistem gibi, bu sistemin de bir kusuru var elbet. Bugünkü yazıda bunu ele alacağım.
Turboşarj otomobillerde sıkıştırılan hava , termodinamik prensipleri gereği ısınır. Bu havayı soğutmak için çeşitli soğutma sistemleri kullanılır. Bu sistemlerin çoğu, atmosferde bulunan hava ile soğuttuğundan ötürü, hava emiş sıcaklığı tekrar atmosfer sıcaklığı seviyesine inemez. Bazılarında ise su ile soğur, bir nebze daha etkili ve kompakt oluyorlar genelde.
Yanma odasındaki havanın soğuması özkütleyi, dolayısıyla yanma odasındaki hava kütlesini arttırır, volumetrik verimi arttırır. Bu sebeple motorlar, benzinin hal değiştirme sırasında çevresinden ısı çekme özelliğinden faydalanarak, performans kalibrasyonunda hafif zengin ayarlanır. (Aynı zamanda hafif zengin karışımda alev yayınma hızı maksimumdur)
Aynı motorda ve aynı şartlarda, çok nokta enjeksiyon yerine direkt enjeksiyon kullanıldığında , yanma odasından çok rahatlıkla ısı çekildiği için, aşırı zengin karışıma duyulan ihtiyaç azalır. Özellikle emisyonların çok yüksek olduğu soğuk çalıştırma koşullarında, benzin çok daha kolay buharlaştığı için emisyonlar düşer. Ayrıca direkt enjeksiyon, kademeli dolgu gibi çalışma koşullarının oluşmasını da sağlar.
Bu sebepten ötürü firmalar, turboşarjlı motorlarında direkt enjeksiyon kullanmaya başladılar. Hatta artan turboşarj basıncı ve silindir sıcaklıkları sebebiyle bazı yerlerde zorunluluk haline geldi bile diyebiliriz.
Yazımızın buraya kadar olan kısmı direkt enjeksiyonla ilgiliydi. Çünkü olayın temelinde bu yatıyor. Peki nedir bu LSPI ?
LSPI(Low Speed Pre Ignition) fenomeni, alt devirde yüksek yük altında, yüksek torkta çalışan turboşarj direkt enjeksiyonlu benzinli motorlarda görülebilir.
Yanma odasının hacmi, hacim düşürme trendi sebebiyle küçüldüğünden piston çapı ve stroku da küçülür. Yanma odasının tepesinde , valfler ve buji sebebiyle enjektör konacak yer kalmadığından ötürü, yakıt enjektörü genelde silindirin yanına monte edilir.
Yüksek yük altında, kompresyon basıncını yenerek yakıtı atomize edebilmek için yakıt pompasının basıncı yükselir. Enjeksiyon miktarı artar. Hacim küçültme sebebiyle piston çapının küçülmesi, alt devirde hava hareketlerinin yetersiz olması sebebiyle enjekte edilen yakıt, buharlaşamadan silindir duvarına yapışır. Orada bulunan yağ ile karışır. (bknz: Wall wetting)
Yakıt ile karışan yağ incelir. Segmanın yukarı hareketi sırasında silindirden sıyrılan yağ-yakıt damlası, erkenden kendi kendine ateşlenir. Bujiden gelen alev cephesi ile çarpışır. Yanma odasında ani basınç yükselmeleri, vuruntu meydana gelir. Bilindiği üzere vuruntu, motoru çabucak katledebilecek bir olaydır.
Bu olay gerçekleşirken bazen dışarıdan "tık tık" şeklinde vuruntu sesi duyulur. Genelde bu ses duyulduğunda aslında vuruntu yeni başlamış değil, kuvvetli şekilde cereyan ediyor demektir.
Her küçük hacim turboşarj motorda görülmez, yanma odasının tasarımı, enjeksiyon zamanlaması, yanma odasındaki hava hareketleri, enjektörün demet açısı ve penetrasyonu, yağın kimyasal özellikleri gibi bir çok faktör, bu durumu etkiler. Fakat genelde özellikle yazılımcıları korkutan bir durumdur vuruntu ihtimali. Opel'in 1.0 turbo motorunda yaygın olarak görüldü, sonradan biraz düzeltildi, en sonunda ise pazardan çekildi Türkiye'de.
Dip not: Lspi ile doğrudan bağlantısı olmasa da, günümüz küçük hacim turbo motorları belirli koruma modülleri içerir. Yağ sıcaklığı, emiş hava sıcaklığı veya motor suyu sıcaklığı gibi parametrelerin birinde bile fazla artış gözlenirse turbo basıncı kısılır, ateşleme avansı düşürülür. Özellikle uzun süre gazlamadan sonra "turbo şişti, araç şişti" denir. Aslında araç kendini korumaya alıp verdiği gücü düşürüyor genel olarak. Aşırı sıcaklık, performansı elbette düşürüyor. Fakat dramatik düşüş varsa ecu bir şeylere müdahale ediyor demektir Turboşarj benzinli motorların aşırı yakmasındaki bir sebep de bu aslında. Motor ısınınca , yakıtın soğutma etkisinden faydalanmak için motoru deyim yerindeyse benzine boğabilir kritik durumlarda. O da yakıt tüketimi olarak yansır
Turboşarj otomobillerde sıkıştırılan hava , termodinamik prensipleri gereği ısınır. Bu havayı soğutmak için çeşitli soğutma sistemleri kullanılır. Bu sistemlerin çoğu, atmosferde bulunan hava ile soğuttuğundan ötürü, hava emiş sıcaklığı tekrar atmosfer sıcaklığı seviyesine inemez. Bazılarında ise su ile soğur, bir nebze daha etkili ve kompakt oluyorlar genelde.
Yanma odasındaki havanın soğuması özkütleyi, dolayısıyla yanma odasındaki hava kütlesini arttırır, volumetrik verimi arttırır. Bu sebeple motorlar, benzinin hal değiştirme sırasında çevresinden ısı çekme özelliğinden faydalanarak, performans kalibrasyonunda hafif zengin ayarlanır. (Aynı zamanda hafif zengin karışımda alev yayınma hızı maksimumdur)
Aynı motorda ve aynı şartlarda, çok nokta enjeksiyon yerine direkt enjeksiyon kullanıldığında , yanma odasından çok rahatlıkla ısı çekildiği için, aşırı zengin karışıma duyulan ihtiyaç azalır. Özellikle emisyonların çok yüksek olduğu soğuk çalıştırma koşullarında, benzin çok daha kolay buharlaştığı için emisyonlar düşer. Ayrıca direkt enjeksiyon, kademeli dolgu gibi çalışma koşullarının oluşmasını da sağlar.
Bu sebepten ötürü firmalar, turboşarjlı motorlarında direkt enjeksiyon kullanmaya başladılar. Hatta artan turboşarj basıncı ve silindir sıcaklıkları sebebiyle bazı yerlerde zorunluluk haline geldi bile diyebiliriz.
Yazımızın buraya kadar olan kısmı direkt enjeksiyonla ilgiliydi. Çünkü olayın temelinde bu yatıyor. Peki nedir bu LSPI ?
LSPI(Low Speed Pre Ignition) fenomeni, alt devirde yüksek yük altında, yüksek torkta çalışan turboşarj direkt enjeksiyonlu benzinli motorlarda görülebilir.
Yanma odasının hacmi, hacim düşürme trendi sebebiyle küçüldüğünden piston çapı ve stroku da küçülür. Yanma odasının tepesinde , valfler ve buji sebebiyle enjektör konacak yer kalmadığından ötürü, yakıt enjektörü genelde silindirin yanına monte edilir.
Yüksek yük altında, kompresyon basıncını yenerek yakıtı atomize edebilmek için yakıt pompasının basıncı yükselir. Enjeksiyon miktarı artar. Hacim küçültme sebebiyle piston çapının küçülmesi, alt devirde hava hareketlerinin yetersiz olması sebebiyle enjekte edilen yakıt, buharlaşamadan silindir duvarına yapışır. Orada bulunan yağ ile karışır. (bknz: Wall wetting)
Yakıt ile karışan yağ incelir. Segmanın yukarı hareketi sırasında silindirden sıyrılan yağ-yakıt damlası, erkenden kendi kendine ateşlenir. Bujiden gelen alev cephesi ile çarpışır. Yanma odasında ani basınç yükselmeleri, vuruntu meydana gelir. Bilindiği üzere vuruntu, motoru çabucak katledebilecek bir olaydır.
Bu olay gerçekleşirken bazen dışarıdan "tık tık" şeklinde vuruntu sesi duyulur. Genelde bu ses duyulduğunda aslında vuruntu yeni başlamış değil, kuvvetli şekilde cereyan ediyor demektir.
Her küçük hacim turboşarj motorda görülmez, yanma odasının tasarımı, enjeksiyon zamanlaması, yanma odasındaki hava hareketleri, enjektörün demet açısı ve penetrasyonu, yağın kimyasal özellikleri gibi bir çok faktör, bu durumu etkiler. Fakat genelde özellikle yazılımcıları korkutan bir durumdur vuruntu ihtimali. Opel'in 1.0 turbo motorunda yaygın olarak görüldü, sonradan biraz düzeltildi, en sonunda ise pazardan çekildi Türkiye'de.
Dip not: Lspi ile doğrudan bağlantısı olmasa da, günümüz küçük hacim turbo motorları belirli koruma modülleri içerir. Yağ sıcaklığı, emiş hava sıcaklığı veya motor suyu sıcaklığı gibi parametrelerin birinde bile fazla artış gözlenirse turbo basıncı kısılır, ateşleme avansı düşürülür. Özellikle uzun süre gazlamadan sonra "turbo şişti, araç şişti" denir. Aslında araç kendini korumaya alıp verdiği gücü düşürüyor genel olarak. Aşırı sıcaklık, performansı elbette düşürüyor. Fakat dramatik düşüş varsa ecu bir şeylere müdahale ediyor demektir Turboşarj benzinli motorların aşırı yakmasındaki bir sebep de bu aslında. Motor ısınınca , yakıtın soğutma etkisinden faydalanmak için motoru deyim yerindeyse benzine boğabilir kritik durumlarda. O da yakıt tüketimi olarak yansır
Son düzenleme: