Otomobil Motorlarında Downsizing Anlayışının Serüveni

Merhaba değerli okuyucular, uzun bir zaman oldu yazılarımı burada paylaşmayalı öncelikle sizlerle tekrar kendi web sitemde buluştuğum için çok heyecanlı ve mutlu hissediyorum. Bugünkü konumuza gelecek olursak, aslında hayatımıza yavaş yavaş giren bir teknolojik anlayıştan bahsedeceğiz. Özellikle 70’li yıllarda yaşayan otomobil severlerin hayalindeki araba tasvirini onlara sorma şansımız olsaydı eminim ki bizlere ‘American Muscle’ diye tanımlanan araçları anlatacaklardı. Çünkü insanlar özellikle o dönemler için konuşacak olursak sert görünüm, yüksek CC’ye sahip bir araba motoru ve gücünü belli eden, adeta görüntüsünü tamamlayacak bir imza niteliğinde yüksek egzoz sesi çıkarmasını istemekteydiler. Tabi ki günümüzde artık bu anlayış bazı istisnaları dışında kalkmış durumda diyebiliriz, seri üretim mantalitesinin yerleşmesi, üretimde en az maliyet anlayışının etkileri ile birlikte birde üstüne küresel ısınmanın bir numaralı dostu egzoz emisyon değerlerini kattığımızda aslında bu anlayışın ortadan kalkmasının temel nedenlerini görebilmekteyiz. Mesela bir örnek vermek gerekirse önden çekiş arabaların genel kullanım oranı bakımından daha fazla olması ve ülke pazarımızda çokça bulunmasının ana sebeplerinden biride aslında maliyet ve kolay seri üretim anlayışıdır. Çünkü arkadan itişli arabalara göre daha kolay yapıdadırlar ve üretim maliyetleri daha düşük seviyelerde olmaları açısından daha çok tutulan tipte otomobillerdir. Bizim gibi de Renault R12, yani namı değer ‘Toros’ model araçların 55 bin Türk Lirası rakamlarında ikinci el satış ilanlarının bulunduğu bir ülke için ise 4matic’ler, quattro’lar tabi ki lükstür, belki hayaldir. Birazdan bahsedeceğim bu downsizing anlayışının en uygun olduğu ülkelerden biri de bizim ülkemizdir, nüfustan değil fiyatlardan tabi ki 🙂

Nedir Bu Downsizing ?

Downsizing kelimesi Türkçe karşılığı olarak ‘küçülme’ anlamına gelmektedir. Aslında genel kullanım alanı şirketlerin finansal performanslarını arttırmak adına, faaliyet alanlarında daralmaya gitmesi ve işçi çıkarma faaliyetlerini arttırmasının iş dünyasındaki ismidir. Biz ise burada otomotiv sektöründe kullanıldığı tabirini, bu düşünce yapısının araba motorlarından nasıl bir değişikliğe yol açtığını irdeleyeceğiz. Otomotiv sektöründe bu anlayışın doğmasındaki temel nedenler ise şu şekildedir, yüksek egzoz emisyon değerlerine karşılık ülkelerin önlem olarak aldıkları vergilendirme sistemleri başta gelmektedir. Bugün baktığımızda çoğu Avrupa ülkesi tarafından Karbondioksit (CO2) emisyonuna dayandırılarak uygulanan vergiler, çevresel sorunlarla mücadelede önemli etkiye sahiptir. Dünyadaki fosil yakıtların geleceğinin şüpheli olması ve bu petrol kaynaklı yakıtların daha ne kadar kullanılacağı endişesi ise yine bizleri bu motor küçültme anlayışına itmiştir. Bu yakıt kaynaklarındaki azalma ise üreticileri, daha az yakıt harcayan ve aynı zamanda yüksek performans gösteren motorların üretiminin yapılmasına teşvik etmiştir. Şöyle anlatacak olursam eğer araba motorlarının hacmini düşürerek, ve bu düşük hacimli motorları aşırı beslemeli sistemler ile destekleyerek yüksek performans sağlanarak kullanımı söz konusudur. Burada aşırı beslemeli sistemler genellikle turbo olarak nitelendirdiğimiz egzozdan çıkan havayı kullanarak emme manifoldu kısmında bulunan kompresörün dönmesini sağlayarak yanma odasına daha fazla hava girişinin sağlanması ile, araç performansını normal atmosferik araçlara göre inanılmaz derecede arttıran sistemlerdir. Bu düşük hacimli motor ve turbo sistemi kombinasyonu ile otomotiv üreticileri downsizing anlayışını son yıllarda benimsemişlerdir. Tabi ki yalnızca düşük hacim ve turbo kullanmak yeterli olmuyor, bildiğiniz gibi içten yanmalı motorlar bir mühendislik harikalarıdır ve onların performansını etkileyen yüzlerce parametre bulunabilir. Sonuçta içten yanmalı motorlar, Belçikalı mühendis Lenoir’in patentini aldığı iki zamanlı içten yanmalı motorunu referans alırsak 162 yıllık bir geçmişe sahiptirler ve şu an günümüzde kullandığımız bu otomobil sistemleri 162 yıllık bir Ar-Ge çalışmalarının sonucudur diyebiliriz. Diğer downsizing anlayışına katkı sunan motor parametrelerine baktığımızda ise vites son dişli oranları, biyel kollarının uzunluğu, kam mili açıları, krank mili açıları, silindir içine yapılan direkt püskürtme sistemleri ve silindir sayıları gibi bazı örnek verebileceğimiz parametreler motorun performansını ve yakıt oranlarını etkilemektedirler. Downsizing anlayışıyla üretilen motorların, normal atmosferik motorlara göre en büyük avantajları ise düşük devirlerde yüksek tork oranlarını sağlayabiliyor olmalarıdır. Burada bir farklı konuya parantez açmak istiyorum, otomobillerde tork diye tabir ettiğimiz şey aslında dönme kuvvetinin ta kendisidir yani bir cismin dairesel hareket etmesine neden olan kuvvettir birimi ise N.m(Newtonmetre)dir. Bir diğer performans ölçütü parametremiz ise beygir gücüdür, HP(Horse Power) ya da PS(Pferdestarke) diye geçebilmektedir. HP İngilizce kısaltması olup, PS ise Almanca kısaltmasıdır ve iki gösterimi de yaygındır. Beygir gücünün tanımı ise 75 kilogram ağırlığındaki yükün 1 saniyede, 1 metre hareket ettirilebilmesi için gerekli olan güç olarak tasvir edilmektedir. Otomobillerimizde güç olarak alınan bu parametreler ilk kalkış gibi durumlarda büyük avantaj sağlarlar. Tork ile birlikte yüksek performans sağlamak amacıyla hizmet ederler. Konumuza tekrar dönecek olursak genel anlamıyla downsizing anlayışının temel anlayışı, düşük hacimli bir motorumuz olsun araç içinde daha az yer kaplasın ağırlığı azaltmada bize fayda sağlasın ve bizde oradan kazandığımız alan ve ağırlık miktarlarını örneğin yolcu koruma sistemlerinde kullanalım gibi bir anlayışa sahiptir. İkinci olarak düşük hacimli motorlardan çıkan düşük egzoz emisyon değerleri ile dünyamız için küresel ısınma tehdidine karşı önlem alalım. Üçüncü olarak hem otomotiv üreticilerinin üretim maliyetlerini düşürelim hem de müşteri kitlesi için daha uygun fiyatlı otomobiller ortaya çıkaralım. Tüm bunları yaparken aynı zamanda da performanstan kısmayalım, turbo gibi sistemlerle motorumuzu destekleyerek düşük hacimli fakat yüksek performanslı ve aynı zamanda düşük yakıt tüketimine sahip araçları yollarda görelim mantığının adına bizler otomotiv sektöründe downsizing engine anlayışı demekteyiz.

Downsizing Anlayışının Vücut Bulmuş Hali 1.4 TSI Volkswagen Motoru

Volkswagen’in o zamanlar otomotiv sektöründe bir çığır olarak nitelendirilebilecek TSI motorunun açılımı Turbo Stratified Injection yani Türkçe karşılığı olarak Turbo Kademeli Enjeksiyon motorudur. Volkswagen’in bu motoru otomobillerde downsizing anlayışının öncüsü olmuştur ve çok fazla kitle tarafından beğenilmiştir. Nasıl ki FIAT doğumlu fakat pazarlama olarak Bosch’un öncülük ettiği ‘Common Rail’ sistemleri dizel motorların yeniden doğuşu niteliğinde ise TSI motorlarda downsizing anlayışının doğuşu niteliğindedir. Bu motora kadar tüm otomotiv sektöründe yüksek hacimli motorlar piyasaya hakimdi fakat Volkswagen’in asıl çözmek istediği durum ise motor hacmi ne kadar büyük olur ise sürtünmeli parçaların sayısı ve boyutunun artması, ağırlık olarak negatif etki yaratması ve en önemlisi yakıt tasarrufunda yetersiz kalıyor olmalarıydı. Aslında Volkswagen TSI motorunda çokta ütopik çalışmalar yapmamıştı, basit düşünmenin bazen en karmaşık problemleri bile çözebileceği durumlardan biri bu örnekte de geçerli olmuştu. İlk başta yaptıkları, direkt enjeksiyon sistemine geçiş yapmaları ve bu motoru turbo ile desteklemeleri sayesinde düşük hacimde yüksek güç üretebildiler. Aslında otomobillerde istediğimiz kadar güç üretilebiliriz bu konuda üreticiler pek problem yaşamazlar fakat asıl önemli olan mesele bu parçaların dayanıklılığı ve sürdürebilirliğidir. Sürtünmeler, aşınma ve ısınmalara dayanıklı bir hareketli sistem yapmak, güçlü bir motor yapmaktan daha zordur ve nitekim burada devreye Volkswagen mühendislerinin malzeme bilimini sonuna kadar kullanmaları neticesinde yukarıda bahsettiğim olumsuz etkilere karşı dayanıklı malzemeden motor parçaları üretmesi, süreci bambaşka bir boyuta getirdi. Direkt enjeksiyon sistemi ile yakıtın, yanma odasına direkt püskürtülmesi ile yüksek basınç elde edilir ve bu yüksek basınç ile yüksek verimlilik ve güç değerleri ortaya çıkar. Tabi bunun yanında birde turbodan gelen yüksek basınçlı taze havanın yanma odasına girmesi ile düşük hacimde yüksek güç düşüncesi gerçekleşmiş olur. Yalnızca bu sistemler yetmiyor tabi ki bunların yanında, motorda kullanılan pistonlar ve piston kapakları daha hafif ve aynı zamanda daha dayanıklı bir malzemeden yapıldı. Kam mili tasarımı ise yine bu yeni pistonlara uygun olacak şekilde dizayn edildi ve enjektörler ile birlikte motora daha fazla hava girmesini sağlamak amacıyla farklı tipte intercooler sistemi bu motorlarda denendi ve başarılı olundu. Tüm bunların neticesinde, düşük yakıt sarfiyatı, yüksek performans ve güç, düşük emisyon değerleri ve kolay üretilebilir bir otomobil motoru ortaya çıkmıştır. Zamanında bir devrim niteliğinde olup günümüzde yaygın olarak kullanılan bir anlayışın temeli bu motor sayesinde atılmıştır.

3 Silindirli Motorlar Hakkında Merak Edilenler

Yine otomotiv sektöründe downsizing anlayışının eserlerinden biri olan motor türüdür. Mantık yine düşük hacimli bir motordan turbo desteğiyle yüksek güç elde etmek adınadır. Renault’un TCe, Ford’un Ecoboost, Volkswagen’in ise TSI motorlarını 3 silindirli motorlara örnek olarak verebiliriz. Normal bildiğimiz 4 silindirli araç motorlarına nazaran 4 silindir değil, 3 silindire sahip bu motorlarda tabi ki 1 silindirin eksiltilmesinden dolayı çalışma prensibinde bir takım değişiklikler meydana gelmektedir. 120 derece ayarlanmış krank mili sistemi ile her silindir kendine özgü bir hareket oluşturur bu kendine özgü hareket ile tabi ki güç boşlukları ve aşırı sarsıntı problemleri ortaya çıkar. Eski atmosferik 3 silindirli motorlarda bu dezavantajlar ciddi şekilde hissedilse de günümüzde kullanılan turbo 3 silindirli motorlarda bu problemler minimalize edilmiştir. 4 silindirli motorlarda 1. ve 4. piston aynı anda hareket eder iken aynı zamanda 2. ve 3. piston ise yine aynı anda hareketi sağlanır bu da daha dengeli bir döndürme hareketi sağlarken 3 silindirli motorlarda böyle bir durum söz konusu olmayıp her silindir kendine has bir zamanda döndürme kuvveti uygular. Bunun neticesinde 3 silindirli motorlarda biraz sarsıntı problemleri ilk yıllarından olmuştur buna çözüm olarak motor kulaklarının daha sağlam yapılması, sesi ve titreşimi engelleyen izolasyon konularında kullanılan etkili sistemler ve hareketli parçaların daha fazla dengesiz yapıda tasarlanması ile sarsıntılar en aza indirgenmiştir. Neticede bu bilindik problemler günümüzde çözülmüştür diyebiliriz ve 3 silindirli motorun kullanılması ile 1 silindirin azaltılmasından doğan kütle düşüklüğü ile araç daha hafif olmakta ve motorun kapladığı alanın azaltılması gibi avantajlarıyla öne çıkmaktadır. Daha az hareketli parça, daha az yakıt sarfiyatı, araçların üretim maliyetinin düşmesi gibi avantajları ile günümüzde yaygın olarak kullanılan motor tipidir.

Evet değerli okuyucular bir yazımızın daha sonuna geldik, gördüğümüz gibi içten yanmalı motorlar ne olursa olsun yollarda kalmaya devam etmek için bir savaş veriyorlar. Emisyon değerlerini düşürüyorlar, yakıt sarfiyatlarını düşürüyorlar, hacimlerini ve ağırlıklarını azaltıyorlar bakalım elektrikli araçlarla olan rekabetleri ne durumda olacak. Hiç değilse hibrit sistemler olarak yine hayatımızın bir parçası mı olacaklar yoksa tam elektrikli araçlara yolları bırakıp ortadan kaybolacaklar mı. Sanırım bu sorunun cevabını vermek şu an için erken, evet elektrikli araçlar çok popüler hepimiz yollarda görmeyi umuyoruz fakat ülkemizde satış oranlarına bakılınca sanırım bunu 5 yıl, 10 yıl gibi kısa tarihler arasında görmek biraz zor olacak gibi. Aynı zamanda elektrikli araçlarda bir takım problemleri hala geçerliliğini korumaktadır, geçtiğimiz günlerde Amerika’da ağaca çarpıp alev alan Tesla model elektrikli araç haberini görmüşsünüzdür. Yangının tam tamına 4 saat gibi bir süre tutması aslında kullanılan bataryalar ile alakalıdır ve elektrikli araçlarda çıkan yangınları söndürme işleminde farklı teknikleri masaya yatırmak bu sistemlerin getirmiş olduğu yeni gerekliliklerden biridir. Tüm bu parametreleri gördüğümüzde açıkçası ben şahsım adına tam elektrikli araçların ülkemizde %50’nin üzerinde kullanım oranlarını çokta yakın olan zamanlarda yakalayacağını düşünmemekteyim. Aynı düşüncelerim yine otonom sistemler içinde geçerli olduğunu söyleyebilirim, üretimde yararlanılacak insan popülasyonu konusunda iyi bir ülkeyiz otomotiv sektöründe güçlü bir jeopolitik konumda olduğumuz aşikar, fakat sanırım biz yine içten yanmalı motorları yollarda görmeye biraz daha devam edecek gibiyiz 🙂 Yazımı okuduğunuz için çok teşekkür ederim, sizlerle tekrardan buradan iletişim halinde olmak çok güzel, umarım beğenerek okuyacağınız bir yazı ortaya çıkmıştır.

İsterseniz yanlış düşünün, ama her durumda kendi kafanızla düşünün.

-Doris Lessing

Sağlıcakla.

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

WordPress.com'da bir web sitesi veya blog oluşturun

Yukarı ↑

%d blogcu bunu beğendi: