Otomobillerle ilgileniyorsanız, bu sıralar adını duymaya başladığınız bir içten yanmalı motor özelliği var: Miller çevrimi. İşi Japonlar başlatmış olsa da, Almanlardan da bu sıralar bu özelliklere sahip otomobillerin tanıtıldığını görebilirsiniz.

Miller çevriminin adı 1957’ye bunun patentini alan Amerikalı mühendis Ralph Miller’den geliyor. Miller, içten yanmalı motor için önerdiği termodinamik özelliğin iki zamanlı, dört zamanlı, benzin, dizel fark etmeksizin her motorda uygulanabileceğini öngörmüş.

Miller çevrimi uzun süredir ağır yük motorlarında, lokomotiflerde kullanılıyor. Ancak bu sistemi gündelik kullandığımız otomobillere taşıyan ise pek çok yeniliğin öncüsü Mazda olmuştu. 1993’te Avrupa’da satışa sunduğu Millenia adlı sedan otomobilinde KJ-ZEM kodlu süperşarjlı bir V6 kullanmıştı ve motor Miller çevrimini kullanıyordu.

Mazda, bu motorla %10 veya %15 yakıt tasarrufu hedeflerken motor torkunu da %50 artırdığından bahsediyordu.

Yakın zamanda Subaru ve Nissan da (yine Japonlar!) bu çevrime sahip motorlarını tanıttılar ve en son da Volkswagen’in (evet Almanlar! bilin bakalım neden!) Golf’te bu tür bir motor kullanacağını duyduk. Alman dev, 1.5 litrelik TSI Evo adını verdiği bu motorda Miller çevrimi kullanıyor ve son zamanlarda ocağına incir ağacı diken TDI’lardan uzak durmaya çalışıyor.

Bu özelliğe sahip motorlar aslında devasa farklı falan değil, sadece emme sübaplarının biraz daha geç kapanması ile yapılan farklı bir uygulama. Biraz daha açalım.

Otto çevrimi dediğimiz klasik içten yanmalı motorda emme zamanı boyunca piston aşağı iner ve bu sırada da haliyle emme sübapları açıktır. Piston en aşağıya indiği ve azami havayı içine çektiği an emme sübapları kapanır ve sıkıştırma zamanı başlar. Piston, geldiği yolu yeniden yukarı doğru kat ederek aldığı havayı sıkıştırır. Bu anda enjeksiyon (dizel) veya ateşleme (benzin) yapılır ve artık motor güç üretmeye başlar. Silindir yanan/patlayan gazların etkisi ile aşağıya doğru inerken krank miline dönme kuvveti aktarır. Daha sonra da egzoz sübapları açılır ve piston yukarıya giderken yanmış ve işi bitmiş havayı dışarı gönderir.

Miller çevrimi ise küçük bir fark dışında aynı çalışıyor. Emme zamanı boyunca piston aşağı iner ve emme sübaplarından içeriye taze hava girer. Piston en aşağıya inip tekrar yukarı çıkmaya hazırlanırken ise emme sübapları otto çevrimindeki gibi hemen kapanmaz ve bir süre daha açık kalır. Bu, piston sıkıştırma zamanı için yukarı çıkarken taze havanın bir kısmının emme sübaplarından geri kaçması anlamına gelir. Atmosferik motorlarda bu kötü bir şeydir, ancak supercharger gibi düşük devirlerde bile basınç üretebilen kompresörler kullanıldığında aslında o kadar da büyük bir sorun olmaz. Miller çevrimi işte bunu kullanarak fark yaratır. Piston, sıkıştırma zamanında aslında gerçek hacminden daha az havayı sıkıştırır ve yukarı çıkarken daha az enerji harcar, ancak supercharger olduğundan dolayı içeride yeterli hava yine de kalır.

Ateşleme yapılıp yanma zamanı için piston aşağı inerken ise tam genişleme alanı kullanılır ve içerideki az miktardaki gazlar motorun doğal tasarımı olan tam genişliğe yayılır. Egzoz zamanında ise piston, bu düşük basınçlı havayı rahat rahat dışarı atabilir.

Özetleyecek olursak, Miller çevriminde piston, taze havayı sıkıştırmak ve dışarı atmak için Otto çevrimine göre daha az enerji harcar. Bu da motorun toplam verimliliğini artırır. Bu bilgilerin ardından yukarıdaki Mazda tanıtım videosunu tekrar izleyin, anlatmak istediğimi görsel olarak göreceksiniz.

Buradaki tek handikap kullanılması gereken supercharger’ın motora bindirdiği ek yüktür. Supercharger, ürettiği gücün %15 veya %20 kadarını çalar. Ancak iyi hesaplanarak oluşturulmuş bir Miller çevrimli motor bu kayıptan çok daha fazlasını kazanabilir.

Miller çevriminde, daha az hava sıkıştırıldığı için NOx emisyonları da ciddi oranda düşüyor. Volkswagen için iyi haber! Mazda da turbo veya supercharger kullanmadan Miller çevriminde çalışabilen 1.3 litrelik motorunu tanıtmış ve Mazda2 modelinde kullanacağını açıklamıştı.

Emisyon standartlarının giderek yükseldiği ve elektrikli otomobillerin kapıda göründüğü günümüzde, içten yanmalı motorlar hala en ucuz, uzun ömürlü ve ‘eğlenceli’ alternatif olarak hayatta kalmaya çalışıyor. Üreticiler de bu motorların ömrünü uzatmak için HCCI gibi yeni teknolojiler geliştiriyor ve Miller çevrimi gibi daha önce yüzüne bakmadıkları yöntemleri uygulamaya yöneliyorlar.

Biz piston kafalar ise, daha uzun süre bu motorları kullanmak ve invertor kafa veya ne bileyim, sargı kafa’ya dönüşmeden hayatımızı sonlandırma peşindeyiz. Uzun yaşa içten yanmalı motor, uzun yaşa manuel şanzıman!

Bu teknolojileri şimdi iyi bir şeymiş gibi anlatıyoruz, ancak gecikmesi saniyelerle ölçülen kamyon turbosu takılı V8 motora sahip boru şasili otomobillerden başkasını beğenmeyen M1CHAEL dostumuz, bize yine veryansın edecektir. Ne yapalım, bizim de görevimiz bilgilendirmek…

5 Yorum

  1. Geçen grubumuzda paylaştığım değerlendirme videosunda da aynen bu konu ve benzerleri bahis olmuştu.
    https://www.youtube.com/watch?v=wJxWI2UZ7_U
    Tavsiye ederim geneline bakılmayacaksa da 30-32. dk itibariyle…
    Nasıl oluyor bilmiyorum ama takip ile bu işlerin kültürüne dair güvendiğim Can gündemimiz olan konularla sıklıkla çakışıyor son zamanlarda. Ben de özellikle söylemeye çalıştıklarımız sandığınız kadar öznel değil demek üzere paylaşmaya çalışıyorum. 🙂

    Kısaca insanların elektrikli ve hibrid’ler konusunda başta habercilik üzerine oluşan büyük bir yanılgısı olduğunu söylemeye çalışıyoruz birkaç yıldır. Nasıl oluyorsa bizim gibiler yine kalın kafalı, klasikçi olarak görülüyor. 🙂
    Oysa biz sayılma vs derdinde değil haberler üzerine edindikleriniz “ballı kaymak” demekten başkasını yapamıyoruz.
    Günay ise yine yapmış ve çok önce keşfedilen bir uygulamanın tekrar devreye sokulduğuna bakış atmış.

    Otomotiv sanayii malesef Can’ın da anlattığı ve bu yazıda ki tarihlerden de anlaşılacağı üzere kökten bir bilim anlayışı ile değil git geller yaşayan bir periyodik kafa ile çalışıyor. Malesef ki öyle çalışıyor.

    Keşfedilen, uygulamaya anılan birçok şey gel zaman git zaman unutuluyor, beklenmedik zamanlarda devreye alınabiliyor.

    Bu yazı itibariyle söyleyebilecek ek pek birşey gelmedi açıkçası aklıma.:) Yazı zaten çevrimle ilgili tekrar değerlendirmeye alınan verimlilik adaptasyonunu güzel şekilde özetliyor.

    Sanılanın aksine biz her zaman ICE yani içten yanmalı dünyanın sona ermediğini, eremeyeceğini, bugün engelleneceği haberlerini okusanız da öyle olmayacağını (olmayabileceğini değil!) söylemeye çalışıyoruz. Bu ise Hibrid dünyanın önünde bir engel değil açıkçası. Daha kat edilecek yollar var her anlamda ve uygulamada. NCG, LPG de benzinin önünde bir engel değildi ancak çalışılmıştı. Başta Ford birçoklarının bilmediği üzere 80-90’larda buna yoğun şekilde çalıştı devasa bir birikime de ulaştı fakat ne olduysa rotary, miller, electronic valve, variable geometry compression/camshaft/valve…. vs gibi terkedildi. Terkedilen daha birçok uygulama tv, internet reklamları ile tekrar dönmeyi bekliyor….
    Daha axial engine’s ile yapılabilecek birçok iş olduğunu emisyon yasalarıyla sıkıştırmadan yani hileye başvurmalarını sağlamadan çalışılması gerekenlerin olduğunu biliyoruz.

    Kuantum mekaniği gibi birkaç şey dışında hiçbirşey yeni değil insanlığın önünde… elektrik, hidrojen, gas turbine, bio, ncg hepsi çalışılmış şeyler varsın ahali bilmiyor olsun sadece boşa gürültülü kavgasını yapıp durmasınlar bizim için yeter…

    Her zaman şöyle bir fikri temel ve gelecek zihni sunmaya çalışıyoruz. Sindiremeden atlanılan teknoloji basamakları, teknikte uzmanlaşmaktan daha iyi değildir. Asıl dünyayı yıkıma uğrattığımız şeyler bunlar oluyor ve malesef ki geç görüyoruz. Çünkü biz 2 boyutlu görür 3 boyutlu yaşar pek az zaman 4 boyutlu yaşama, değerlendirmeye ulaşırız.
    Teknikte ilerleme basitçe şudur; katlamalı çeliğe ulaştıktan sonra kırılmaz ve verimli yatağan’ı yapmaktır. Basamaklı piramitten sonra düz üçgen yüzeyli piramit yapmaktır. Kemerli köprülerden sonra geçmeli, asmalı köprüler yapmaktır. Carbon fiber elyaftan sonra fiber kevlar aşamaları geliştirmektir.
    Yani lazer’i bulduktan sonra sinyal taşımayı öğrenmek, değişken geometriler ile %35’lik verimi %39’a çıkartmaktır.
    Yani katı ve sıvı yakıtlı yüksek sıkıştırmalı itkili motorlarda (roket) halen geliştiğimiz gibi içten alev patlamalı motorlarda halen gelişebileceğimizi bilmektir.
    Onlarca yıl önce birileri kablosuz uzun mesafe enerji transferi imkanının mümkün olduğunu söylemesi ve biz halen bunu ürün haline getirememişken,
    yakıtlı güç ünitelerinde %60 verimliliğe henüz ulaşamamışken bunları terk edeceğimizi söylemek çılgınlık yani koca bir israftır.
    Binlerce yılı bu şekilde kat etmedik biz halen tarlalarımızın tamamını %70 verimliliğe getiremedik biz.
    🙂
    Yani siz ne kadar vurursanız vurun birileri ahmaklaşmadıkça bizim “petrol/piston head” çatır çatır devam edecek. 🙂

YORUM YAP [Yorumunuz bizim için önemli!]