Oktan Sayısı ve Vuruntu (Detanasyon) Nedir?

0

Benzinde oktan sayısı, motorun sıkıştırma oranını, dolayısıyla da verimini çok yakından ilgilendiren bir özelliktir. Oktan sayısı ne kadar yüksek olursa yakıtın vuruntu dayanımı da o kadar yüksek olmaktadır.

Oktan sayısı yakıtın fiziko-kimya özellikleri yanında motorun yapısal ve işletme özellikleri ile de değişmektedir. Oktan sayısının, yakıtın içindeki izo-oktan oranına bağlı olduğunu belirtmiştik. Oktan sayısını yol oktan sayısı (YOS), motor oktan sayısı (MOS), araştırma oktan sayısı (AOS) olarak üç farklı şekilde görmemiz mümkündür.

Oktan sayısı Türleri

(YOS), normal yol şartlarında çalışan bir motorda vuruntu sınırları dikkate alınarak belirlenirken (MOS), CFR motorunda zor şartlar altında yapılan deneyler sonucunda elde edilir. (AOS) ise daha hafif şartlarda yapılan deneysel çalışmalar sonunda elde edilen oktan sayısıdır.

AOS’si 85 olan bir yakıtın (MOS)’i 75 olabilir. Buradaki farka yakıt duyarlılığı denir ve deney şartlarlındaki değişimden etkilenmeyi gösterir. YOS bulunurken deneylerin yol şartlarında yapılması söz konusudur. (YOS) genellikle ( MOS)’dan küçük (AOS)’dan büyük bir değerde olmaktadır.

Oktan sayısın belirlenmesi için yapılan deneylerde motordaki vuruntu ölçülmekte ve vuruntu eğiliminin başladığı nokta, referans yakıtla karşılaştırılarak yakıtın oktan sayısı belirlenmektedir.

CFR (cooperative fuel research) yöntemi ile oktan sayısı belirlemede sıkıştırma oranı değiştirilebilinen bir motor kullanılmaktadır. Bu motora CFR motoru denir. Oktan sayısı ölçülecek yakıt CFR motorunda farklı sıkıştırma oranlarında denenir.

Vuruntunun başladığı sıkıştırma oranı tespit edildikten sonra kimyasal yollarla elde edilmiş i-oktan ve n-heptan karışımının aynı sıkıştırma oranında vuruntu başlatacak karışım oranı tespit edilir. Çıkan sonuç (MOS) olarak yakıtın oktan sayısını verir. Sıkıştırma oranı değiştirilebilinen CFR motorunun şematik görünüşü aşağıda verilmiştir.

CFR Motoru Oktan Sayısı

Vuruntu (Detanasyon)

Buji ile ateşlemeli içten yanmalı pistonlu motorlarda, sıkıştırma zamanı sonunda silindirdeki hava/yakıt karışımı bir buji ile tutuşturuluyor ve açığa çıkan basınç artışı ile iş yapılmış oluyordu.

Buji kıvılcımından sonra alev, dalgalar hâlinde yanma odasına yayılmaya başlar alevin yayılma hızı yaklaşık olarak 25-40 m/sn.dir. Buji tarafından oluşturulan alev cephesi yayılırken alev cephesinin dışında kalan alev cephesi yayıldıkça sıcaklığı ve basıncı artan henüz yanmamış karışıma son gaz denir.

Son gaz bölgesine alev nüvesi ulaşmadan, oluşan sıcaklık ve basıncın etkisi ile son gazın tutuşması ve ikinci bir alev cephesi oluşturmasına vuruntu denmektedir.

Son gazın oluşturduğu alev cephesinin hızı 500-700 m/sn. civarındadır. Bu yüksek alev yayılma hızı ve iki alev cephesinin çarpışması normalden çok daha hızlı basınç artışını beraberinde getirmektedir. İşte bu hızlı basınç artışı motorun piston ve silindir cidarlarına bir çekiçle vuruluyormuşçasına ses oluşturur. Bu ses vuruntunun anlaşılmasını sağlar.

Aşağıdaki şekilde normal alev cephesinin ilerleyişi ve türbülanslı alev cephesinin şematik görüntüsü verilmiştir.

Benzin Vuruntu

Alev cephelerinin ilerleyişi

Aşağıdaki ise basınç indikatör cihazı ile vuruntunun ölçülmesi sonucu elde edilen bir diyagramı gösterilmiştir. Diğer şekilde ise yanma odasında vuruntunun oluşumu şematik olarak gösterilmiştir.

Benzin Denetasyon

Vuruntu, motorda verim düşüklüğünün yanında, oluşturduğu hızlı basınç artışı ile de motor parçalarına zarar verebilmektedir. Vuruntunun sakıncalarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

– Sürücü tarafından duyulabilen rahatsız edici bir ses oluşturur.

– Oluşan yüksek basınç, piston yüzeyine ani yük binmesi dolayısıyla yüksek gerilmelere ve mekanik tahribatlara neden olur.

– Oluşan yüksek basınç segmanlardan gaz sızıntısına, sızan gazlar da yağlama yağı özelliklerinin bozulmasına sebep olur.

– Güç ve verim kaybına neden olur.

– Vuruntu, yanmanın kimyasını etkileyeceğinden egzoz gazlarının da etkilenmesi söz konusu olur.

Vuruntunun Önlenmesi

Yüksek sıkıştırma oranları vuruntu temayülünü artırır. Bundan dolayı yakıtın vuruntu dayanımını gösteren oktan sayısına göre sıkıştırma oranı belirlenmelidir. Motora alınan karışımın basınç ve sıcaklıklarının yüksek olması sıkıştırma sonu basınç ve sıcaklığının da yükselmesine, bu da tutuşma gecikmesinin azalması ile vuruntuya sebep olur.

Giriş basınç ve sıcaklıkları düşük tutulmalıdır. Motor hızı, yanma hızını artırarak ve son gaz bölgesi basınç ve sıcaklığı değiştirerek vuruntuyu etkilemektedir. Motor uygun devrinde çalıştırılmalıdır. Mümkün olan en düşük ateşleme avansı verilmelidir. Zira artan ateşleme avansı basınç ve sıcaklık değerlerini de artırarak vuruntu eğilimini ortaya çıkarmaktadır.

Karışımdaki hava/yakıt oranı da vuruntuyu etkilemektedir. Fakir karışımlarda vuruntu meyli fazladır. Yakıt/hava oranı da optimum değerlerinde olmalıdır. Egzoz gazların çıkış basıncı da vuruntuya etki etmektedir.

Yüksek egzoz basıncı sıkıştırma sonu basıncı artırarak vuruntuya sebep olmakta, silindirde kalan egzoz gazları da miktarındaki artma vuruntu eğilimini azaltmaktadır. Egzoz supabı her zaman sıcak olacaktır. Buji, egzoz supabına uzak olursa buradaki sıcaklıktan dolayı ikinci bir ateşleme, yani vuruntu olabilir

Bujiler egzoz supabına mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Yanma odasının şekli de vuruntuda önemlidir. Yanma odası yüzey/hacim oranı küçük olursa vuruntu eğilimi azalmaktadır. Örneğin küresel yanma odası gibi. Silindirler iyi bir şeklide soğutulmalıdır. Soğutulmayan silindirde oluşan sıcak noktalar vuruntu eğilimini artırmaktadır.

Yorum Yazın

Lütfen yorumunuzu yazınız
Lütfen adınızı giriniz.