V-tech motor teknolojisi

GİRİŞ :

Günümüzde, teknolojinin her alanında olduğu gibi otomotiv sektöründe de önemli gelişmeler kaydedilmiştir. Bu alanda bilgisayarların ve elektroniğin kullanılması bu gelişmelere paralel olarak artış göstermiştir. Otomobilin icat olunduğu 1800 lü yıllardan itibaren gelişmeler birbiri ardına izlemiş ve bugün yollarda milyonlarca aracı kullanılırken görmekteyiz.
Teknolojinin gelişmesi ile, kullanılan araçların kalitesi artmakta fiatı ise düşmektedir. 1900 lü yıllarda seri üretime geçilmeden önce çok az kişi bir otomobil sahibi oluyordu. Ve bu otomobiller, günümüzdekilere kıyasla çok ilkeldi. Her alandaki gelişmelerin birbirleri ile iletişimi bu sureci hızlandırmaktadır.
Günümüzde arabaların kalitesi artmakta, güçlenmekte, hızlanmakta ve gelişmektedir. Varılacak yere daha çabuk varma amaçlardan 1 tanesidir. Bu da daha hızlı bir taşıt ile gerçekleşir. Taşıtın daha hızlı olması için daha güçlü bir motora sahip olması gerekir. Bu projede daha güçlü bir motor için Honda firmasının geliştirdiği yeni bir sistemi inceleyeceğiz... çok akıllıca bulunmuş bu yönteme VTEC adi verilmiştir. İngilizce, "Variable Valve Timing and Lift Electronic Control" kelimelerinin baş harflerinden meydana gelmiştir. Bu sistem, benzin/hava karışımının motora alınmasındaki optimizasyonu sağlar.

Motor Gücü Nedir?

İçten yanmalı motorlar, yakıtta bulunan kimyasal enerjiyi, ısı enerjisine çevirir. Silindirin içindeki artan ısı enerjisi basınç yapar. Bu basınç, pistonlara etki ederek onların itilmesini sağlar ve sonuç olarak krank adı verilen milin çevrilerek mekanik enerji elde edilir. Bu mekanik kuvvet krank torku diye ölçülür. Bir motorun, belirli bir devirde, belirli bir krank torku elde edebilme kabiliyetine “motor gücü” denir. Motor gücü, motorun iş yapma oranıdır. Bu kimyasal enerji – mekanik enerji dönüşümü 100% verimli diildir. Aslında sadece 30% lik kimyasal enerji mekanik enerjiye çevrilmektedir.

Motor Gücü Nasıl Artar?


2 ana etmen motorun gücünü değiştirir:

1. Motorun gücünü azaltıcı etkiler.
2. Motorun gücünü arttırıcı etkiler.

Bu 2 etkenin toplamı sonucunda motorun 1 gücü olur. Biz daha güçlü bir motor için azaltıcı etkenleri minimuma, arttırıcı etkenleri ise maksimuma çıkarmamız gerekir.
azaltıcı etkenlerin başında, sürtünme ve dizayn gibi etkenlerdeki olumsuzlukları örnek verebiliriz.
arttırıcı etkenlerin başında yakıt tüketimi gelir.
Bir motorun daha güçlü olabilmesi için daha çok yakıt tüketmesi gereklidir.
Peki yakıt tüketimi nasıl artar?
Daha büyük silindir hacmine sahip bir motor kullanarak
Ayni silindir hacmine daha çok sıkıştırarak (Turbo)
Yakıt daha çabuk kullanarak!
Bu son madde VTEC in esas prensibi olduğu için bir örnek ile açıklamak istiyorum:
Elinizde bir çuval olusu fındık var. Bu fındıkları 10 kiloluk tenekelere yerleştireceksiniz.
Bu işlemi gerçekleştirmek için geniş bir fincanla aktarabilirsiniz... Yada küçük bir fincanla daha çabuk taşırsınız.
Büyük hacimli bir motor, pistonun her hareketinde daha çok yakıt alır daha güçlü bir patlamaya sebep olur. Buna karşın daha küçük hacimli bir motora daha çok devir yaptırarak gücünü arttırabilirsiniz. Bu iki yöntem de yakıt tüketimini ve buna bağlı olarak gücü arttıracaktır.

İçten Yanmalı Motorlar

Silindirlere hava giriş çıkışını sağlayan bölümleri kapatıp açan tıpaya benzer şeylerin süpab olduğunu ehliyetini alan herkesin bildiğini kabul edelim. Ayni şekilde bu süpabların kontrolü (ne zaman açılıp kapanacağı) egzantirik denilen bir mil tarafından yapıldığı ehliyet kursunda anlatılmaktadır.Egzantirik mili volana bağlıdır. Motoru oluşturan diğer bütün parçalar birbirine bağlıdır. Böylece doğru zamanda doğru parçalar doğru yerlerdedir.
Egzantirik (kam) milinin üstünde çeşitli çıkıntılar bulunmaktadır. Bu çıkıntılar mil dönerken doğru zamanalarda süpabların üstüne gelecek şekilde tasarlanmıştır. Bir süpab açılacağı zaman, egzantirik milinin üstündeki bu çıkıntı mil donup üzerinden geçerken süpabı aşşağıya basar. Böylece süpab açılır. Bu çıkıntı geçip süpab serbest kalınca bağlı olduğu yay tekrar yerine iter böylece süpab kapanır. VTEC sistemi, bu süpabların açılıp kapanma zamanını değiştirir.

Süpabların zamanlaması egzantirik mili ile yapılıyordu.. VTEC de bu zamanlamayı değiştiriyorsa , egzantiriği mi değiştiriyor?!??? Kısmen doğru ama neden ve nasıl daha sora açıklayacağız...

Neden Supap zamanlaması değişmelidir?

Motorlar dakikada çok fazla devir yaparlar. Eğer dakikada 25- 30 devir yapsalardı süpabların emme sırasında açılıp sıkıştırma sırasında kapanması yereli olurdu. Çünkü, bir süpab açılıp da pistonun emme sırasında benzin hava karışımının silindir içine girmesi için yeterli sure olurdu. Ama demin de dediğim gibi motorlar çok devir yaparlar. Normal araba motorları 6750 devir/dakikaya kadar çevirime izin verir bu sınırdan sora enjeksiyonlu motorlarda otomatik olarak benzin kesilip, daha fazla devir çevrilmemesine, dolayısı ile motorun yanması, çatlaması gibi istenmeyen olayların önüne geçilmesi sağlanır. (Arabaların marka ve modeline göre değişmektedir) VTEC in amacı olan “çok devir” ile, VTEC motorlarda 8500 den 9800 – 10 000 ve daha fazla devirler modeline göre çevirtilmektedir. Bu yüksek devirlerde, silindir yukardan aşağıya inip, tekrar çıkana kadar gecen sure çok kısıtlıdır. Bu sebeple, bu kısa zaman içinde benzin hava karışımı normal atmosferik basınçla silindirin içine dolamaz! Ayni şekilde Egzoz gazi silindirden (süpablardan dışarı ) atılırken, piston çok hızlı ittiği için bu gaz sıkışarak zorla süpabdan çıkar. Düşünün , ufak bir delikten çok miktarda hava geçirmek istiyorsunuz. Üflerken zorlanırsınız. Ama delik büyük olsa daha rahat üflerdiniz...
Bu deliği büyütmek için 16 V denilen, 16 adet süpab( 4 silindirde) kullanılmıştır. Böylece, çıkış için 1 diil 2 adet delik düşer. Bu %20 gaz artışı sağlamıştı. VTEC sistemi ile bu süpablar daha çok açık tutulur. Böylece hava giriş çıkış için daha fazla sureye sahip olur.

Yarış arabaları

Eğer tüm iş süpabların daha fazla açık olması olsaydı çok kolay olurdu!
Zaten yarış arabalarında formuca 1 gibi, 18 000 - 19 000 gibi çok yüksek devirler çevrilmektedir. Ona göre zamanlayıcı bir egzantirik yapılır, süpablar istenildiği gibi çok açık tutulur ve istenilen elde edilirdi. Ama bu “trafik”in olduğu yollarda gidecek “cadde arabası” için imkansızdır. Çünkü yüksek devirli arabalar çok hararet yapar. Yavaş gidemez. Dur kalka gelemez. Ayrıca bu tip arabaları çalıştırmak için çok daha hızlı bir marş motoru gerekirdi. Bu şartlar altında değil motorun kalabalık trafikte gitmesi, çalıştırılması bile imkansız olurdu.

Öle bir motor olmalıydı ki, normal motor gibi başlayıp 1 zaman sora “yarış motoru”na dönüşmeliydi!

Honda’nın Çözümü

Honda firması bu sorunu pratik bir yöntemle çözdü...
Motor normal motor olacaktı.. 1 tane egzantirik.. Ama diğerlerinden farklı olarak egzantiriğin üzerinde fazla çıkıntılar olacaktı. Normalde (düşük devirlerde) boşa dönüp bir ise yaramayan bu ekstra çıkıntılar, motor 5000 devire geldiği zaman, yağ basıncının etkisi ile bir mil uzanıp bu boşa donen çıkıntıların altına gelmektedir. Bu çıkıntılar diğer alt devir zamanlayıcılarına göre biraz daha uzun yapılmıştır. Böylece, 5000 devire kadar boşa donen çıkıntıların yerini , 5000 devirden sora bu çıkıntılar alıp, esas çıkıntılar boşa dönmektedir...

Rekor Performans

Performans motor gücü ile doğru orantılıdır. Bu başlığa “Rekor Motor gücü” demek daha uygun olurdu. Her Rekorda olduğu gibi bunun da bir kategorisi vardır. Tıpkı motosikletle araba yarışamadığı gibi. Bunun kategorisi atmosferik basınçta çalışan motorlarda litre başına beygir gücüdür. Atmosferik basınç diğer bir değişle turbosuzdur. Çünkü bu hacime, turbo ile çok miktarda yakıt , dolayısı ile çok miktarda güçlü itiş (tork) sağlanabilir. Beygir ise motor gücünün birimidir.

Honda Bu rekoru DOCH VTEC 1.6 litre , 160 beygir ile eline geçirdi... bu litre başına 100 beygir yapmaktadır. Ferrari 104 beygire çıkararak bu rekoru eline aldı.. Ve.... 2000 yılında çıkan S2000 VTEC ile rekor litre başına 120 beygirle tekrar Honda’da!!!
S2000 VTEC 2litre atmosferik basınçta çalışan motora sahip ve tam 240 beygir gücünde! Bu güce 8200 devir/dakikada ulaşmaktadır. 2 kişilik önden motorlu, arkadan itişli ustu açık bir model (roadster) olup satış fiatı haziran 2001 itibari ile 50 milyar civarındadır. Honda bu modelle kuruluş yıldönümünü kutlamaktadır.

VTEC Tipleri

Peki VTEC sırf performansa ve yakıt tüketimini arttırmaya mi yarar?? HAYIR. VTEC tam tersi olarak yakıt tüketimini azaltıcı olarak da kullanılabilir! DOCH VTEC, VTEC ailesinin performans motorudur... Diğerleri ekonomi için üretilmiş modellerdir. 2001 yılı haricinde Türkiye’de DOCH VTEC den başka VTEC modeli ithal edilmedi. Bu sene yeni Honda Civic'ler le diğer VTEC modellerinin bazılarını görmekteyiz.

DOCH, Dual Overhead CamsHaft dan gelip Türkçe, Üstten Çift Egzantirikli anlamına gelir. Bu demektir ki :

16 süpablı 4 silindirli bir arabada,
Silindir başına : 16 / 4 = 4 süpab bulunur.

Bunlardan 2 si emme, 2 si Egzoz süpabıdır. Önceden de açıkladığım gibi, 1 yerine 2 tane süpab kullanılmasının sebebi, Hava giriş çıkışlarının daha kolay olmasını sağlamaktır. Böylece, Ya performans arttırılır, yada yakıt tüketimi düşürülür. Verim artar..
SOCH, Single Overhead CamShaft , türkçesi, Üstten tek egzantirikli anlamına gelir...
Bu da, süpablar tek egzantirik tarafından kumanda ediliyor demektir.
Motorlar üstten ve alttan Egzantirikli üretilmelerine karşın, günümüzde alttan egzantirik artık neredeyse hiç kullanılmamaktadır.

DOCH VTEC

Demin de söylediğim gibi, VTEC ailesinin performans modelidir...
Honda bu modeli Amerika’da ilk 1990 Acura NSX de kullandı…
Japonya’da 1989 yılında ilk VTEC sunuldu. Ve 1989-1993 Integra tipinde kullanıldı.
1989 DA6 Honda Integra RSi/Xsi 160 beygirlik , B16A DOHC VTEC motorunun bir varyasyonunu kullandı. B16A motoru, 1999 – 2000 yıllarında Civic Si da kullanılan motorla aynisidir. Fakat su anki Si lar 2. tip B16A motorları kullanmaktadır. Bu çok az farklı olup 160 beygirden biraz fazladır. Aşağıdaki sema DOCH VTEC in çalışma sistemi hakkında bilgi vermektedir:



Anlattığım gibi, düşük devir çıkıntıları (Low RPM Lobe) ni kullanan egzantirik (camshaft) geçerken Supap lari bastırmaktadır. (valve rockers)
Bu surede yüksek devir çıkıntısı boşa dönmektedir.. (follower)


Bu üstteki figürde, düşük devir çıkıntılarının süpablara bastığı zaman görülmektedir.
Dikkat edilirse, Follower hala boşa dönmektedir.
Devir sayısı 5000 i geçince:

Görüldüğü gibi, bir iğne yağ basıncının etkisi ile çıkmakta ve followerin yolunu bloke etmektedir. Böylece artık yüksek devir çıkıntısı girmekte olup, düşük devir çıkıntısı devre dişi kalmıştır.
Görüldüğü gibi VTEC teknolojisi Öle çok karışık birşey diildir. Ama bulunan güzel bir çözüm olarak değerlendirmek yerinde olur.
160HP Civic Si, 170HP Integra GS-R, 195HP Integra Type-R, 200HP Prelude base/Type-SH, 240HP S2000 ve 290HP Acura NSX DOCH VTEC in kullanıldığı modellerdir. (Amerika Versiyonu)

SOCH VTEC

Üstten tek egzantirikli bir motora VTEC sistemin uygulanmasıdır. DOCH VTEC gibi performans sağlamaz.. Hatta sunu söyleyebiliriz, DOCH lu , VTEC siz bir motor, SOCH VTEC li bir motorla yaklaşık ayni güce sahiptir...
DOCH VTEC üretilip başarısı görüldükten sora Honda bu sistemi geliştirmeye ve diğer tip motorlara uygulamaya karar verdi. Bu da onlardan biridir. DOCH VTEC e göre daha ucuz olduğu için ekonomik bir alternatif olarak da bakabiliriz.
Çalışma prensibi, DOCH VTEC ile ayni olup tek egzantirik mili olduğu için az bir miktar farklılık gösterir:



Görüldüğü gibi olaylar bu sefer tek egzantirik mili üzerinde gerçekleşir. yüksek ve düşük devir çıkıntıları aynı mil üzerindedir.
Civic EX, Accord LX/EX/V6, Odyssey LX/EX, Acura TL, CL, and CL Type-S
Modelleri SOCH VTEC tipi motor kullanmaktadır… Türkiye’de bu seneye kadar bu tip motoru Honda’larda görmedik. Bu sene Civic SOCH VTEC yeni kasası ile satışa girmiştir. SOCH VTEC , DOCH VTEC ‘ e kıyasla daha basit bir mekanizmaya sahiptir. düşük devirlerde düşük yakıt tüketimi, yüksek devirlerde performans arayanlara bir çözüm olarak sunulabilir.