Motor çalışırken çok yüksek ısılar oluşur. Bu ısının motordan uzaklaştırılması gerekir. Bu ısı motordan havayla ya da suyla uzaklaştırılır.
Motor Soğutma Sisteminin Görevi ve Yapısı
Motorlarda ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülmekle beraber, ısının tamamı güce dönüştürülemez. Birbiri peşinden oluşan zamanları ve çevrimleri sırasında, çok yüksek sıcaklık doğar. Yapılan deneyler sonunda, bu sıcaklığın 2000°C – 2500°C arasında değiştiği görülmüştür. Ancak bu kadar yüksek sıcaklık çok kısa zamanda oluşur. Çünkü parçaların ısı iletkenliği ve silindirlere giren karışımın sıcaklığının düşük olması nedeni ile 600°C- 900°C’ye kadar düşer. Bununla birlikte motor parçaları bu sıcaklığa dayanamaz. Motorda meydana gelen bu sıcaklığın bir kısmı, egzoz gazları ile bir kısmı sürtünmelerle motordan dışarıya atılır. Ortalama olarak %30 kadar ısı faydalı işe dönüşür. İşte soğutma sisteminin amacı, motorun her türlü çalışma koşullarında ve bütün motor devirlerinde, motoru en verimli bir şekilde çalışabileceği sıcaklıkta tutmaktır.
Yukarıda açıkladığımız gibi, yanma sonu oluşan 2000°C – 2500°C sıcaklığın değişik yollardan dışarı atılması sonucu, motor parçaları üzerinde kalan ısı miktarı, motorun düzenli çalışmasını sağlamalıdır. Motor parçaları üzerinde kalan sıcaklık ortalama olarak 250°C’yi geçmemelidir. Sıcaklık daha fazla olacak olursa motorda beklenmedik yıpranmalar doğar. Bunları şöyle sıralayabiliriz:
– Çalışan motor parçalarının mekanik dayanımları tehlikeye düşer.
– Piston, segman ve yataklar gibi hareketli parçalar arasında, zorunlu olarak bulunan boşlukların değişmesine neden olur.
– Yağlama yağları fazla ısınmadan dolayı çok incelir, yapışkanlık ve yüzey gerilimi özelliğini yitirir ve görevini yapamaz.
– Silindir kapağı ve silindir blokunun fazla ısı nedeni ile şekil değiştirip çatlamasına neden olur.
– Hareketli parçaların ve yatakların çok çabuk aşınmalarına ve bunun sonucu olarak arızalanmalarına neden olur.
– Motor yağlarının sıcaklığı 250°C’yi geçerse yağ yanmaya başlar.
Diğer taraftan, motor parçaları belli bir sıcaklıktan daha düşük çalıştırılacak olursa bunun da birçok sakıncaları bulunmaktadır. Yani motor normal kabul edilen sıcaklıktan daha soğuk çalıştırılırsa,
– Motorun termik verimi düşer.
– Motorda yakıt sarfiyatı artar.
– Motor yağı çabuk kirlenir ve sulanır. Bu ise
– Yağlamanın düzgün olmamasına,
– Korozyonun oluşmasına yol açar.
– Hareketli parçalardaki boşluklar değişir.
Buna göre soğutma sistemi, motorun çalışma sıcaklığını, yağlama yağlarının özelliğini bozmayacak kadar yükselmesini ve iyi bir yağlama temin ettiği gibi motorun termik verimini de en yüksek değere çıkarabilmelidir. Soğutma sistemi ile yanma odalarından dışarı atılan ısı ortalama olarak % 30 kadar olmaktadır. Bu açıklamalardan anlaşılacağı üzere, motorun çok fazla soğutulması da gereksizdir.
İyi bir soğutma donanımı;
– Motorun en iyi şekilde yağlanmasını sağlamalıdır.
– Motor parçalarının mekanik dayanımlarını tehlikeye düşürmemelidir.
– En yüksek termik verimin alınmasını sağlamalıdır.
Soğutma Sistemi Devre Şeması
Motorun ilk çalıştırılması ve çalışma sıcaklığına çabuk ulaşması amacı ile soğutma donanımının normal çalışmasını engelleyen ek düzenleri vardır. Böylece motorun, çalışma sıcaklığına kolayca ulaşmasının sağlandığı gibi soğuk koşullarda motorun verimsiz çalışması önlenmiş ve soğuk çalışacağı zaman kısalmış olur. Motor normal çalışma sıcaklığına ulaşınca soğutma donanımı da normal görevine başlar.
Hava ile Soğutulan Motorlar
Hava ile soğutulan motorlarda, silindirlerde oluşan ısı doğrudan doğruya havaya iletilir. Bu motorlarda silindirler ayrı ayrı yapılmış ve bir blok hâlinde toplanmamıştır. Bu amaçla soğutulacak parçaların hava ile temas yüzeylerini artırmak için silindir ve silindir kapakları kanatçıklı yapılır. Hava ile temas yüzeyleri çoğaltılırsa ve bu yüzeylerden hava akımı ne kadar hızlı geçerse soğutma o oranda iyi olur. Silindir içindeki ısı bu kanatlara oradan da havaya iletilir.
Hava Soğutmalı Motor
– Hava ile Soğutmanın Yararları
Bu sistemde motorların silindir bloklarını dış kısımları genellikle alüminyum alaşımı, sürtünme yüzeyleri ise çelik alaşımından yapıldığı ve soğutma sıvısına gerek olmadığı için motorun yapısı sade ve hafif olur. Daha az yer kaplar.
– Hava ile Soğutmanın Sakıncaları
Kurs hacmi büyük olan motorlarda hava ile soğutmak mümkün değildir. Çünkü bu motorlarda oluşan ısı miktarı, silindir çapının küpü ve soğutma yüzeylerinin karesi ile orantılıdır. İklim ve motor hızı değiştikçe soğutma oranı da değişeceği için motorun soğutulması yeterli olmaz.
Buharlı Soğutma Sistemleri
Önceleri kapalı bir soğutma sistemi kullanıldığında silindir ceketi su çıkış sıcaklığının 50–60 °C dolayında olması 73 °C’den fazla olması, bir motorun verimli ve iyi çalıştırılması için ılımlı bir sıcaklık kabul edilmekteydi. Düşük soğutma suyu sıcaklıklarının kullanılmasının nedeni, silindir ceketlerinde meydana gelmesi mümkün olan taş katmanlarını önlemek veya azaltmaktır. 120 °C’ye kadar olan yüksek sıcaklığından yararlanılarak geliştirilen soğutma devrelerine buharlı soğutma adı verilmektedir.
Sıvı ile soğutmada genellikle su kullanılmaktadır. Silindir blokları ve kapakları içinde suyu dolaştıracak şekilde üretilir. Bu tip soğutmada silindirlerde oluşan ısı, doğrudan doğruya havaya verilemez. Blok ve kapak arasındaki su geçiş kanallarından geçmekte olan su buradaki ısıyı alarak havaya iletir. Suyun silindirlerin çevresinden aldığı ısı radyatörden geçerken havaya iletilir. Böylece su biraz soğur ve tekrar silindirlere döndüğü zaman yine ısınır ve devamlı şekilde, radyatörde ısı verir, silindir çevresinden ısı alır ve motorun soğuması sağlanır. Su ile soğutmada; silindir içindeki yanmış gazların ısısı, konveksiyonla yani hareket eden sıvı ile silindir cidarlarından soğutma suyuna geçer. Su ile radyatöre gelen ısı, tekrar temasla (konveksiyonla) radyatör yüzeylerine iletilir. Radyatör üzerinden hızla geçmekte olan hava akımı, burada ısınmış yüzeylerdeki ısıyı yine konveksiyonla havaya alır. Su ile soğutma sistemi iki şekilde olmaktadır. Bunlar, termosifon usulü ile soğutma ve pompa ile soğutma sistemidir.
Su Deposu Görevi ve Yapısı
Su deposuna genleşme tankı da denir. Su genleşme tankları, kompresör bölmesi tavanında birbirine irtibatlı iki adet su deposu, yaklaşık 650 litre kapasitelidir. Görevi ise zamanla eksilen su seviyesini tamamlamaktır. Bunun için bir şamandıra devresi vardır. Soğutma sistemi suyunun boşaltılması, vanalar ve yerleri; lokomotif şasesi sağ tarafında 4 adet su tahliye vanası bulunur. 2 adedi sofaj bölmesi altındadır. Motor bloku ve markiz kısmında bulunan suyu boşaltır. Diğer iki adedi de fan bölmesi altındadır. Bunlar da radyatörlerdeki, genleşme tanklarındaki ve motor blokundaki suyun boşaltılmasını temin eder. Ayrıca kış aylarında, don emniyeti için yağ soğutucu arka kapağı altında bulunan somun açılarak içindeki su boşaltılır, aksi halde yağ soğutucu patlar. Seviye şişelerinde kalan sular da boşaltılmalıdır.
Su Deposu
Su Hararet Göstergesi Görevi ve Yapısı
Motor çalışırken soğutma donanımındaki sıvının sıcaklığını gösteren göstergedir. Taşıt içindeki gösterge tablosuna yerleştirilmiş olup şoför tarafından motorun sıcaklık derecesi kolayca görülebilir. Isı göstergeleri buhar basınçlı ve elektrikli olmak üzere iki tipte yapılır.
Hararet Göstergesi
Soğutma Suyunun Özellikleri
Su ile soğutmalı sistemlerin sağlıklı çalışmalarını sağlamak için sistemde kullanılan suyun bazı nitelikleri taşıması gerekir. Eğer su bu özellikleri taşımıyorsa motorda birçok soruna neden olabilir. Bu sorunlar şunlardır:
Radyatörler tıkanma, çatlama veya kireçlenmeden dolayı görevlerini yerine getiremez.
– Motor soğutma yüzeylerinin bozulması sebebiyle soğutmanın gerçekleşmemesi,
– Soğutma suyunun taşınmasında güçlük,
– Soğutmanın yeteri kadar yapılamaması,
– Su basıncını sağlayan pompalarda aşınmalar başta olmak üzere birçok sorun oluşacaktır.
Su için aranacak özelliklerin en başında suyun yumuşak olması gelmektedir. Motor soğutmasında kullanılacak su için 50 ppm sertlik değeri en üst sınır olarak kabul edilmektedir. Suyun sertliğine sebep olan en önemli faktör suyun içerisindeki minerallerdir.
Eğer içerisindeki kalsiyum, magnezyum vb. mineral yapısının fazlalığı oranında suyun da sertliği artacaktır. Diğer bir özellik ise suyun temizliğidir. Motor soğutma sisteminde kullanılan su son derece temiz olmalıdır ki sistemde tıkanmalar meydana gelmesin.
Kaynak: MEGEP