Adayabatik motorlarda enerji tasarrufu

Abstract

İçten yanmalı motorlarında kullanılan toplam enerjinin ancak %30-A3 kadarının faydalı hale dönüştüğü bilinen bir gerçektir. Silindirde yakılan yakıtın %.55-70'i ise motor parçaları aşırı sıcaklıktan korumak maksadıyla yapılmış bulunan soğutma donamına ve ortalama 500°C sıcaklıktaki egzoz gazlarına geçerek atmosfere atılır. Soğutma sistemine geçen enerjiyi mümkün olduğu kadar minimuma indirmelidir. Çünkü 1973 yılında petrol fiyatları yükseldiği için ve ileride - enerji kaynakları tükenmek üzere enerji tasarrufu sağlamamız lazımdır. Bu kayıpları azaltmak için yapılan çalışmalar seramik kaplama teknolojisi gelişmesi ile adayabatık motoru yapılmıştır. Adayabatik daha fazla faydalı hale getirmemizi için, soğutma sistemine giden enerji ortadan kaldırmayı amaçlamakta ve egzoz sistem vasıtasıyla atmosfere atılan enerji türboşarj, türbokombine veya rankine düzenek ekleyerek güce dönüştürülmektedir. B-u yolla atık egzoz enerjisi faydalı hale getirilir ve motor performansı iyileştirilir. Endüstride kullanılan malzemelerin kalitelerini daima ilgi çekici bir araştırma konusu olmuştur. Fakat maalesef tamamen seramikten yapılma parçaları üretmek zordur. Seramikler bu dezavantajlarını ortadan kaldırabilmek için metalik malzeme üzerine kaplama yoluna gidilmektedir. Seramiklerin metaller üzerine kaplamları iki malzemenin ( metal - seramik ) termal genleşme katsayılarının uygunluğu ile doğrudan ilgilidir. Özellikle motor parçalarının daha yüksek termik.,: mekanik.,. korozyon ve aşınma mukavemetine sahip olması için çalışmalar çok hızlı bir şekilde devam etmektedir. Isı yalıtımı maksadı ile yapılan kaplanmalarda kaplama tekniği, kaplama kalınlığı ve kaplama malzemesi başarıya etki eden önemli bir unsurudur. XIV Düşük ısı kaybı sağlamak amacı ile dizel motorlarında yapılan kaplamalar, soğutma sistemine geçen enerjiyi azaltmaya hatta mümkünse soğutma sistemini tamamen ortadan kaldırmayı amaçlanmaktadır. Soğutma sistemi elemanları küçülmesi ile yada ortadan kalkması ile ağırlık parça maliyeti ve ekonomisi, motorun gücünün artması beklenen en önemli özelliktir. Bugün tam adayabatik motorda soğutma sistemine ve çevreye giden enerjisini ancak %70-80'i azaltmaktadır ve böylece faydalı enerji artacak ve motorun genel verimi yükselecektir. Bundan dolaylı yanma odanın ve egzoz sıcaklıklarını artıracaktır. Daha yüksek cidar ve gaz sıcakları çok çeşitli ve daha az kaliteli (düşük sitenli sayısı) yakıt kullanmasına imkan verecektir ve bu kalın yakıtı kolayca yakılabilir. Burada tutuşma gecikmesi azaltılması sebebi ile kontrolsüz yanmadan kaynaklanan vuruntu ve gürültü azalarak daha sesiz bir dizel motor çalışmasına imkan verilir. Motorda soğutucuya giden ısı kayıplarını azaltarak soğutma yükünü hafifletmek, cidar sıcaklarını artırarak: tutuşma gecikmesini azaltıp yanmayı iyileştirmek, yüksek atık gazların enerjisinden yararlanarak aşırı doldurma sistemlerde (Tezin içinde bu sistemlerinden bahis edilmeyecektir) daha fazla verim elde etmek ve böylece motorun verimi artacaktır, Standart bir dizel motorunun yanma odası ( YO ) elemanları, ısı iletimi düşük bir seramik malzeme ile kaplandığında motorun daha önceki dizayn ve işletme özellikleri değişir. Sonuç olarak optimum şartlarına göre yeni bir motor ihtiyaç duyulmuştur.