Ateşleme Avansı
Motorda ateşlemenin zamanlaması sabit değildir ve sürekli olarak ateşleme
zamanlaması değişir. Ateşleme zamanlaması, ateşlemeye avans veya rötar
verilerek değiştirilir. Avans, ateşlemenin öne alınmasıdır; rötar ise
ateşlemenin geciktirilmesidir. Motorun çalışma şartlarına göre ateşleme avans
veya rötarının açısal olarak ayarlanması sağlanır. Burada temel veri motor devri
ve motor yüküdür. Devir arttıkça avans
verilir, avans miktarı arttırılır, ateşleme zamanı daha önceye alınır. Motor
yükü arttıkça rötar verilir, ateşleme geciktirilir veya avans azaltılır.
Avans ve
rötar belirtilirken krank açısı kullanılır ve
“derece” ifadesi ile belirtilir. Piston üst ölü noktadayken, krank açısı
sıfırdır “0o”. Krank mili bir tur döndüğünde 360o dönüş
yapar, bir motor çevriminde krank mili iki tur atar ve 720o dönüş
gerçekleştirmiş olur. Motorun rölanti
avansının (statik avans) 10o olarak ayarlanmasının anlamı, piston
henüz üst ölü noktaya ulaşmadan, krank açısı cinsinden 10o önce
ateşlemenin gerçekleşmesidir. Ateşleme avans ayarı sadece distribütörlü (klasik ateşlemeli) sistemlerde yapılabilir; (Bkz: Distribütör Avans Ayarının Yapılışı). Elektronik ateşlemeli sistemlerde avans ayarını ecu-yazılım kendisi yapar.
Ateşleme Avansına Etki Eden Parametreler
Avans ve
rötarın otomatik olarak ayarlanması, klasik ateşlemeli motorlardaki
distribütörde bulunan mekanik avans tertibatı ve vakum avans tertibatıyla
gerçekleştirilir. Elektronik kontrol ünitesiyle (ECU) yönetilen (günümüz
araçları) elektronik ateşleme sistemine sahip motorlardaysa, ateşleme avansı ve
rötar bilgisayar kontrolünde elektronik olarak yapılır. ECU’de yüklü yazılıma
uygun olarak motor yükü ve devri en temel referans bilgi olarak kullanılır ve
ateşleme zamanlaması belirlenir. Ateşleme zamanlamasının belirlenmesinde motor
suyu sıcaklığı, vuruntu sensöründen gelen sinyaller, emilen havanın
basıncı-sıcaklığı-miktarı, supap zamanlamasının durumu gibi bilgiler de referans
alınır.
Avans Çeşitleri:
*Statik Avans: Motorun rölantide çalışırkenki avans
açısıdır. Çalışma sıcaklığındaki bir motorun statik (başlangıç) avansı genelde
ÜÖN’den önce 10o‘dir. Örneğin klasik ateşleme sistemine sahip bir
motorun distribütör avans ayarının yapılması, statik avansının ayarlanmasıdır.
*Dinamik Avans: Motorun çalışma şartlarına sürekli
değişen avans açısıdır. Dinamik avans ÜÖN’den önce 10o ile 30oderece
arasında değişebilir. (Bu yazıda dinamik avans konusu temel olarak işlenmiştir)
Ateşleme Avansı Nedir?
Ateşleme
avansı, ateşlemenin öne alınmasıdır. Ateşleme avansı, ateşlemenin piston üst
ölü noktaya (ÜÖN) ulaşmadan önce meydana gelmesidir. Ateşleme avansı motor
devir hızı ve motor yüküne bağlı olarak ayarlanmaktadır.
Motor devri
arttıkça, ateşleme avansı arttırılır. Örneğin rölantide (800 dev/dk) çalışan
motorun ateşleme avansı ÜÖN’den 10o önce iken 4000 dev/dk avans 20o
olabilir.
Motora Neden Avans Verilir? Avans Neden Gereklidir?
Motordan her
devirde en iyi performansı alabilmek için, ateşleme avansının doğru açıda
ayarlanması gereklidir. İçten yanmalı motorlarda silindirlere alınan hava-yakıt
karışımının buji ile tutuşturularak yakılması sonucu, yüksek sıcaklık ve basınç
oluşur. Oluşan bu yüksek basınç, pistonu aşağıya iterek harekete dönüşür, bu
itme hareketi krank-biyel ile dairesel harekete (dönme hareketine)
dönüştürülür, böylece motordan hareket elde edilmiş olur.
Yapılan
testlerde, yanma sonucu oluşan maksimum basıncın, piston üst ölü noktayı (ÜÖN)
terkederken, ÜÖN’den 10 sonra pistona etki ettiğinde, performansın maksimum
olduğu tespit edilmiştir. Öyleyse motorda yanma işlemi öyle bir zamanda
gerçekleşmeli ki, en iyi performans için maksimum yanma basıncı, piston ÜÖN’yi
10 derece geçtikten sonra oluşsun.
Motorun yanma
zamanında sırasıyla şu olaylar gerçekleşir: bujide kıvılcımın çakılması,
tutuşma gecikmesi, tutuşmanın gerçekleşmesi ve alevin yayılması, maksimum
basıncın oluşması. Görüldüğü gibi maksimum basıncın oluşmasını ve zamanlamasını
belirleyen etkenler var.
Tutuşma Gecikmesi: Bujide kıvılcımın çakmasıyla,
hava-yakıt karışımın yanması arasında geçen süreye tutuşma gecikmesi denir.
Tutuşma gecikmesi süresi sabittir ve motor devrine bağlı olarak değişmez.
Motor devri değişirken,
tutuşma gecikmesi süresinin kalması, avans verilmesinin gerekçesini oluşturur.
Kıvılcım çakar –> karışım tutuşur
–> alev yayılır ve maksimum basınç oluşur. Kıvılcım çakar, bir süre
geçer hava yakıt karışımı tutuşur; tutuşma gerçekleştikten sonra ise alevin
hızla yayılmasıyla birlikte basınç da hızlı bir şekilde yükselir. Tüm bu
olaylar gerçekleşirken, krank açısı cinsinden zaman geçer, yani bu sırada krank
mili dönüyor, piston hareket ediyordur.
Kıvılcım
çakar –> karışım tutuşur –> alev
yayılır ve maksimum basınç oluşur. Motor
düşük devirlerde çalışırken ve ateşleme avansı ÜÖN’den10o derece
iken durum bu şekilde sorunsuzca gerçekleşir. Ateşleme, piston ÜÖN’ye ulaşmadan
10 derece önce gerçekleşirken, yanma sonucu maksimum basınç piston
ÜÖN’yi terkederken – ÜÖN’den 10 derece sonraya denk gelmektedir. Performans
maksimumdur ve yanma sonucu oluşan basınçtan en verimli şekilde
faydalanılmaktadır.
Motor devri
arttığındaysa, piston artık çok daha hızlı bir şekilde hareket etmekte ve üst
ölü noktayı çok daha çabuk terk etmektedir. Yani tutuşma gecikmesi süresi aynı
fakat, artık krank mili çok daha hızlı dönüyor, krankın dönerek yaptığı açı
miktarı da artar. Bu durumda ateşleme
zamanlaması aynı şekilde ÜÖN’den 10 derece önce olacak şekilde sabit
kalırsa, tutuşma gerçekleşene ve maksimum basınç oluşana kadar, piston üst ölü
noktadan çok fazla uzaklaşmış olacak, oluşan maksimum basınç, piston kafasına
kuvvetli bir şekilde etki edemeyecektir. Yani basınç ziyan olacaktır, motor
gücü azalacaktır. Örneğin bu durumda maksimum basınç, piston üst ölü noktayı
15-20-30 derece geçtikten sonra oluşacaktır.
Motor devri
artsa bile maksimum basıncın, piston üst ölü noktayı 10 derece oluşması için,
ateşlemenin öne alınması gerekir, yani bujilerin daha erken çakması gerekir,
böylece tutuşma gecikmesi sebebiyle kaybedilen zaman telafi edilmiş olur. Motor
devri artarken, devir artışıyla doğru orantılı olarak ateşleme zamanlaması,
piston üst ölü noktaya varmadan 10-15-20-30 derece önce gerçekleştirilebilir,
böylece motordan her devirde maksimum performans alınmış olur. Böylece her
motor devrinde, oluşan maksimum yanma basıncı en doğru zamanda pistona etki
etmiş olur.
Motorda Ateşlemeye Rötar Vermek Nedir? Neden Rötar Verilir?
Avans, ateşleme
zamanlamasını öne almaktır. Rötar ise ateşleme zamanlamasını geciktirmektir.
Ateşleme sisteminde motorun çalışma şartlarına göre avans ya da rötar verilir.
Motor yükü arttığında, ateşlemeye rötar verilir. Motor yükü şöyle artar; ani
hızlanma sırasında gaz pedalına basıldığında veya yokuş çıkılırken gaz pedalına
daha fazla basıldığında motor yükü artar. Motor yükü arttığında, gaz pedalına
daha fazla basılıyor, silindirlere daha fazla hava ve yakıt alınıyordur.
Silindirlere daha fazla miktarda hava ve yakıt alınırsa, silindirlerdeki
sıkıştırma basıncı (kompresyon basıncı) ve bunun sonucu sıcaklık da daha çok
artacaktır, bu durumda sıkıştırma zamanı sonunda yanma odasındaki hava-yakıt
karışımı daha yüksek basınçta ve sıcaklıkta olacaktır. Böylece silindir
içerisindeki yüksek sıcaklık ve basınçtaki hava-yakıt karışımı buji ile
ateşlendiğinde yanma hızı artacaktır, alev çok hızlı yayılacak ve maksimum
basınca daha çabuk (daha önce) ulaşılacaktır.
Motorda
maksimum yanma basıncına, piston ÜÖN’yi 10 derece geçtikten sonra
ulaşılmalıydı. Fakat yüksek motor yükü durumunda, ateşleme zamanlaması sabit
(aynı) kalırsa, maksimum basınca daha çabuk ulaşılacaktır, yani piston üst ölü
noktadayken veya henüz 3-5 derece geçmişken maksimum yanma basıncı oluşacaktır.
Bu durumu engellemek için, ateşleme zamanına rötar verilir, yani ateşleme daha
geç yapılır, böylece maksimum yanma basıncının tam ideal zamanda pistona etki
ettirilmesi sağlanmış olur.
Motora rötar
verilmesi, klasik ateşleme sistemine sahip motorlarda distribütördeki vakum
avans mekanizmasıyla; yeni nesil elektronik ateşleme sistemine sahip
motorlardaysa elektronik kontrol ünitesi tarafından, ateşleme bobinleri kumanda
edilerek gerçekleştirilir.
Ana konu (Bkz: Ateşleme Sistemi)