Tofas Team

Gazi Üniversitesi Obitet dokümanıdır.

Yakıt ekonomisini iyileştirmek için;motor,taşıt ve taşıtın kullanımı ile ilgili olarak birçok araştırmalar yapılmaktadır. Yakıt tüketimine etki eden parametrelerin motor ve taşıt kullanım şartlarına göre değiştirilmesi ile yakıt sarfiyatının azaltılmasına çalışılmaktadır.

Yapılan bu çalışmalar sonucu yakıt ekonomisine etki eden şu faktörler göz önüne alınmıştır:

Motora ait parametreler; Sıkıştırma oranı, hava-yakıt oranı,özgül yakıt tüketimi,motor taşıt uyumu,yakıt kalitesi,alev hızı,motor sürtünmesi,motorda kullanılan yardımcı sistemler,gaz değişim süreçleri,yanma odası tasarımı,motor bakımı ve ayarları, motordaki sistemlerin yönetim ve denetimleri.

Taşıta ait parametreler; Taşıt tasarımı, taşıt aerodinamiği, güç aktarma sistemleri, tekerlek ve lastikler, taşıt kütlesi.

Taşıta etki eden hareket dirençleri; Transmisyon direnci, ivme direnci, hava ve rüzgar direnci, tekerlek yuvarlanma direnci, yokuş direnci.

Taşıtların çalışma şartlarının etkisi; İlk çalışma ve ısınma durumu, seyir çevrim karakteristikleri, taşıt performansı, çevre koşulları, yolların etkisi, bakım ve onarımların etkisi, taşıt sürücüsünün davranışı.

YAKIT EKONOMİSİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

3.1.Motor ile ilgili çalışmalar;

Motor ile ilgili çalışmalar; sürtünme kayıplarının azaltılması, yüksek sıkıştırma oranlarının kullanılması, dolgunun artırılması, uygun karışım kompozisyonu ve en avantajlı çalışma koşullarının elde edilmesi yoluyla daha küçük, hafif ve daha verimli motorların geliştirilmesine yöneliktir. Bu çalışmalardan bazıları şunlardır:

Mekanik sürtünmelerin azaltılması (Sürünme kuvvetinin azaltılması için yeni tip yağların kullanılması). Araştırmacılar, bilinen mineral yağlara değişik sentetik katık kombinasyonları karıştırılarak (olefin oligomerler), ortalama %2 yakıt ekonomisi sağlanabildiğini ifade etmektedirler.

Elektronik karışım ve ateşleme kontrolü (En avantajlı çalışma koşullarını elde etmek üzere; hava debisi, hava fazlalık katsayısı ve ateşleme avansının kontrolü). Plazma ateşleme ile % 17 ekonomi sağlandığı ifade edilmektedir (1).

Heterojen doldurma (stratifıed charge) (Sıkıştırma oranı ve hava fazlalık katsayısının artırılması). Örneğin, sıkıştırma oranının 9'dan 12'ye, hava fazlalık katsayısının 1.1'den 1.3'e artırılması ile % 8'in üzerinde ekonomi sağlandığı ifade edilmektedir.

Hafif yakıt enjeksiyonu (Hava debisi, motor hızı, hava ve soğutucu sıcaklıkları, emme borusu vakumu, gaz pedalı konumuna bağlı en uygun yakıt kontrolü). Örneğin, 1900 cc lik motora karbüratör yerine Bosch L Jetronic takılarak yapılan testlerde % 11-17 kadar ekonomi sağlandığı ifade edilmektedir (1).

Değişken supap zamanları ve birden çok supap (Gelişen doldurma ve artan motor hızına bağımlı güç artışı). Bir silindire dört supap uygulaması ile % 25 kadar güç artışı sağlandığı ifade edilmektedir.

Değişken kompresyon (Düşük yüklerdeki sıkıştırma sonu basınçları, vuruntu tehlikesi olmaksızın, geometrik sıkıştırma oranının artırılması ile yükseltilebilmektedir). Böyle bir uygulama ile % 17 yükte % 9, % 28 yükte % 8 ekonomi sağlandığı belirtilmiştir.

Aşırı doldurma (Süper şarj) (Artan dolgu miktarına bağımlı olarak tork, güç ve verim artışı). Turbo şarjla % 20 kadar ekonomi sağlanabilmektedir.

Adyabatik motor (ısı ve korozyon yalıtımı sağlamak üzere, yanma odası yüzeylerinde seramik malzeme kullanımı). Verimde % 1-2 performansta % 3 kazanç sağlanabilmektedir (1).

Motorun konstrüktif özellikleriyle ilgili bir diğer faktör mekanik sürtünmelerin azaltılması ile ilgilidir. Aynı gücü veren düşük silindir sayılı motorlar daha ekonomiktir. Yatak ve segman sayısının azaltılması yanında bunlardaki sürtünmeyi düşürmek de önemlidir. Motordan düşük güç istenen zamanlarda supaplardan bazılarını devre dışı bırakarak çalışan silindir sayısını azaltmak mümkündür. Bu tip bir uygulamanın % 3 tasarruf sağladığı tespit edilmiştir.

Motorun yanma odasındaki değişiklikler ile hava hareketleri iyileştirilebilir veya karışım teşkili kontrol edilebilir. Dizel motorlarında ön yanma odası, türbülanslı yanma veya hava deposu olarak bilmen yanma odaları benzin motorlarına değişik şekillerle uygulanmaktadır. Bilhassa fakir karışımla çalıştırılabilen motorlarda yakıt ekonomisi ve azot oksit emisyonunda azalma görülmektedir. Bu tip motorlar daha ziyade kademeli dolguyla çalıştırılabilmektedir.

Kademeli dolguyu oluşturarak iyi bir yanma sağlamak için çift karbüratör, benzin enjeksiyonu veya iki emme supabı gibi çözümler uygulanmaktadır. İlk alev çekirdeğinin oluşumunu iyileştirmek ve yanma hızını arttırmak için iki buji kullanmak veya transistorlu ateşleme ve gerilimi sabit tutmak mümkündür. Karbüratörlü klasik motorlarda yakıtın iyi bir şekilde zerrelere ayrılmadığı ve silindirlere üniform bir şekilde dağılmadığı bilinmektedir. Gerçekte en iyi çözüm benzin püskürtmedir. Ancak gerek sistemin pahalı oluşu gerekse alışılmamış olması, benzin püskürtmenin yayılma hızını düşürmektedir. Buna karşılık değişken venturi boğazlı karbüratörler veyahut ultrasonik verici ile yakıtı zerrelere ayıran karbüratörler geliştirilmiştir. Bu yeni karbüratörler sayesinde ısıl verimde % l lik bir artış sağlanmaktadır.

3.1.1. Sıkıştırma oranı

Buji ile ateşlemeli motorlarda oluşan süreçleri en iyi anlatan model otto çevrimi olup, verimin sıkıştırma oranıyla değiştiğini gösterir.



Burada kullanılan;
e= Hacimsel sıkıştırma oranı
k= Cp/Cv için kullanılan özgül ısı kapasitesi oranıdır.

Bu ifade sıkıştırma oranı arttıkça termik verimin arttığını,yakıt tüketiminin azaldığını göstermektedir.

İngiliz Teknik Konseyi tarafından yapılan bir araştırmada oktan sayısı (OS), sıkıştırma oranı ve yakıt ekonomisi arasındaki ilişki incelenmiştir. Strok hacimleri 1100 ile 423 5 cc aralığında bulunan 17 farklı motor frende ve taşıt üzerinde denenmiştir. 1300 ve 1600 cc'Iik motorlarda 7,6- 8,0 sıkıştırma oranında, araştırma oktan sayısının 90 olması gerekirken, 8.5-9.0 sıkıştırma oranında, araştırma oktan sayısının 97 olması gerekmektedir. Sıkıştırma oranında 0,9 - 1,0 birimlik bir artış araştırma oktan sayısında da 7 birimlik artmayı zorunlu kılmaktadır. Bu durumda 1300-1600 cc1 lik motorlarda birim sıkıştırma oranı başına % 4,4 - 13,3' lük; birim araştırma oktan sayısı artışı başına da % 0,6- 1,7 yakıt ekonomisi tespit edilmiştir. 17 adet motor için genel ortalama yapılınca sıkıştırma oranındaki birim artış ile % 7.7'lik; araştırma oktan sayısında birim artış ile % l,3'lük bir yakıt ekonomisi sağlanmış olmaktadır. Dolayısıyla birisi işletme faktörü olan yüksek oktanlı benzin kullanılırken aynı zamanda konstrüktif bir faktör olan sıkıştırma oranının da uygun miktarda artırılması ile yakıt ekonomisi sağlanabilir.

Yapılan diğer bir çalışmada sıkıştırma oranı arttıkça motor gücünün arttığı ve özgül yakıt tüketiminin azaldığı belirlenmiştir. Şekil 3. 2 (1).

Şekil 3.2 Kompresyon oranının yakıt ekonomisi üzerindeki etkisi

3.1.2. Hava/yakıt oranı

Motorlarda en ekonomik çalışma fakir karışımla sağlanmaktadır. Maksimum güç alınması için ise zengin karışıma ihtiyaç vardır. Motorlarda ekonomik çalışmanın ölçümü, birim güç için birim zamanda harcanan yakıt miktarını veren, efektif yakıt sarfiyatıdır. Motorun değişik çalışma koşullarında hava/yakıt oranının iyi bir şekilde sağlanması, değişimin minimum düzeyde kalması gerekmektedir. Karışım oranı, hız değişimlerindeki ivmelenmelerden dolayı zengin karışıma doğru yönelir. Şekil 3.3'de hava/yakıt oranının, farklı hızlarda ve işletme durumlarındaki değişimleri görülmektedir (4)

Şekil 3.3 Taşıtın hızına bağlı olarak hava yakıt oranı değişimi

3.1.3. Ateşleme Avansı

Şekil 3.4'de bir motorda avans değiştirilerek yapılan deneyde güç ve yakıt sarfiyatının avansla nasıl değiştiği görülmektedir. Avans artınca yakıt ekonomisi iyileşmektedir. Ancak buradan avans istenildiği kadar artırılabilir anlamı çıkarılmamalıdır. Her motorun değişik çalışma koşullarında değişik miktarlarda avansa ihtiyacı vardır (4).

Şekil 3.4. Avansın güç ve yakıt sarfiyatına etkisi

3.1.4. Yakıtın kalitesi

Benzinli motorlarda, yakıtın kalitesi, oktan oranıyla belirlenir ve yakıtın kendiliğinden yanmaya direncini ifade eder. Oktan oranı, motor üzerinde dikkatle yapılan test ve kontrollerle belirlenir. Bir motorda kendiliğinden yanma; sıkıştırma oranı, hava/yakıt oranı, ateşleme zamanı, gaz ayarı, motor hızı, hava giriş ısısı ve yanma odası dizaynı gibi birçok parametreye dayanır (5).

Benzinde aranan performans özelliklerini şöyle sıralayabiliriz:
- Vuruntuya karşı dayanıklı olmalıdır.
- Uygun buharlaşma olmalıdır.
- Zamk ve vernik oluşturmamalıdır.
- Yakıt veya yanma ürünleri korozif olmamalıdır.
-Alevlenme tehlikesi olmamalıdır.

3.1.5. Motorlarda alev hızı

Yanma olayının kısa sürede tamamlanması, bir diğer ifadeyle alev hızının yüksek olması motor performansı açısından çok önemlidir (6).

Çift buji kullanılmasıyla hızlı ve etkili bir yanma gerçekleştirilmekte, yakıt ekonomisinde ve taşıt performansında iyileşme sağlanmaktadır.

3.1.6. Motor sürtünmesi

Motorlarda iç sürtünme, balansa, yatak yuvası dizaynına ve pistonlar dikkate alınarak düşürülmeye çalışılmaktadır. Sürtünme kuvvetindeki artma, lineer hız artımından fazla olacağından dolayı, yüksek hızlarda mekanik verim önemli ölçüde düşük olacaktır. Bunun için motor hızını sınırlamak zorunlu hale gelmiştir.

Son yıllarda önemli bir gelişmede pistonlardaki sürtünmenin azaltılmasıdır. Motorlarda aşırı sürtünme, piston ile silindir yüzeyi arasındaki yağ tabakasından kaynaklanmaktadır. Sürtünme yüzeyleri azaltılmış pistonların motorlarda kullanılmasıyla, sürtünme kayıplarında % 10 azalma olduğu ve bu azalmanın, geniş ölçüdeki çalışma koşullarında, maksimum güçte % 2 artma ve yakıt tüketiminde % 3 azalma sağladığı belirlenmiştir.

Piston sürtünmesini azaltan diğer bir gelişme de segman sayısının ve ağırlığının azaltılmasıdır. Standart pistonlarda kullanılan üst ve orta segmanlann yerini almak için bir adet segman kullanılmaktadır. % 10'luk azaltılmış segman ağırlığı ve bir segmanın eksik olmasıyla sürtünme azaltılmaktadır.

Motorlarda kullanılan düşük viskoziteli yağlar aracın yakıt ekonomisini iyileştirir. Araçlar üzerinde düşük viskoziteli yağ (15 W/40), referans olarak alınan yağ (20 W/50) ile karşılaştırılması sonucunda yakıt ekonomisinde sağlanan iyileşme ilk 1,6 km'de % 6, motorun ısınması ile % 9'luktur (1).

3.1.7. Motorlarda kullanılan yardımcı sistemler

Motorlarda kullanılan yardımcı sistemlerin (su pompası, havalandırma-soğutma kompresörü, alternatör) önceden belirlenemeyen çalışma çevrimleri vardır. Direkt hava soğutmalı veya su ile soğutulan motorlarda kullanılan preslenmiş çelik fanların verimi % 10 düzeyinde, püskürtülmüş plastikten itinalı olarak yapılmış fanlarda verim % 30 seviyesinde olabilmektedir. Su soğutmalı motorlarda, belirtilen hız ve yük durumlarında, gücün % 5'i fan tarafından harcanmaktadır.

Alternatif olarak, belirlenen hava sıcaklığı veya su sıcaklığına göre çalışan termodinamik bir fan kullanılmaktadır.

Alternatör üzerindeki yüklerin önemli bir bölümü ısıya dönüşmektedir. Tipik bir alternatörün en fazla çıkış gücü 600 watt tır ve maksimum verimi % 35,5 olmaktadır.

Su pompasının ihtiyaç duyduğu maksimum güç gereksinimi, motor gücünün % 2'den azdır. Verimlilikte sağlanan gelişmenin büyük bölümü, plastik enjeksiyonla kalıba alınmış kanatçıklar sayesinde olmuştur.

Klima kompresörü ortalama olarak 10 kw'a kadar enerji harcamaktadır. Dolayısıyla % 5 ile % 10 arasında ek yakıt tüketilmektedir (1).

3.1.8. Gaz değişim süreçleri

Herhangi bir hızda elde edilen maksimum moment, silindirlerde kullanılan hava/yakıt karışımıyla ve daha önceki yanma periyodundan sonraki artık gazların atılmasının etkinliğiyle doğrudan ilişkilidir. Motorun hacimsel verimi, emme ve egzoz sistemlerinin ayarlanmasıyla geliştirilmektedir. Gaz dönüşüm işlemlerinin iyileştirilerek geliştirilmiş olması motor momentinde ve gücünde artma olarak kendini gösterir. Aynı güç seviyesini korumak için motor ebatlarının düşürülmesi, çalışan bütün parçalardaki sürtünmeyi de azaltacağından verim artacaktır (1).

Emme ve egzoz sistemlerini tasarlamada en büyük zorluk, optimum geometri ve supap zamanlarının motor hızının bir fonksiyonu olmalarından kaynaklanmaktadır. Emme ve egzoz sistemlerinin geometrik supap zamanlamaları genellikle sabit olduğundan dolayı, tek bir hızda yapılacak iyileştirmenin, motor performansını azaltmamasına dikkat edilmelidir. Bunun için değişken supap zamanlaması, moment eğrisini yükseltmesinin yanında, kirletici emisyonları düşürerek kısmi ve tam yüklerdeki verimi artırmaktadır, Şekil 3.5 (7).

Şekil 3. 5. Değişken supap zamanlamasının,buji ile ateşlemeli motorların performansına etkisi

3.1.9.Yanma odası tasarımı

Silindirlerde etkili bir yanmanın gerçekleşmesi yanma odasının tasarımıyla çok yakından ilgilidir. Etkili bir yanma oluşumunu sağlamak için ön alev tarafından kat edilen yol küçültülmelidir. Alevin kat ettiği mesafeyi küçültmek için yanma mümkün olduğunca hızlı olmalıdır. Bunun önemli iki etkisi vardır; Birincisi yüksek motor hızlarına müsaade eder ve böylece yüksek çıkış gücü elde edilir. İkinci olarak hızlı yanma, zincirleme reaksiyonların zamanını azaltarak kendiliğinden yanma ortadan kalkar. Egzoz supapları ve bujiler mümkün olduğunca birbirine yakın olmalıdır. Egzoz supabı çok sıcaktır, kendiliğinden ateşlemeye sebep olmadan ön alev egzoz supabını geçmek zorundadır. Çabuk yanmayı kolaylaştırmak için yeterli büyüklükte türbülans olmalıdır. Kendiliğinden ateşlemenin oluşabileceği zaman kısaltılmalıdır. Bununla birlikte aşırı türbülans, silindir cidarlarından aşırı ısı transferine sebep olur ve ısı kayıplarını artırır. Son gaz; alev cephesinin önünde kalan yanmamış karışımdır ki yanma odasının soğuk bölgesinde olmalıdır. Bu kendiliğinden ateşlemeyi engeller. Yanma odası, kısa ve oyuklardan arındırılmış olmalıdır. Yanma odasında, yanma mesafesi de kesinlikle kısa olmalıdır. Yanma odasında oyuk ve yarıklardan kaçınılmalıdır, çünkü alev soğutma etkisiyle söndürülür ve yanmamış H/Y karışımı bu çatlaklarda birikerek verimi düşürür ve yüksek hidrokarbon emisyonuna neden olur.

Motorlarda kullanılan çok değişik yanma odası tasarımları vardır. Genellikle yanma odası tasarımında üç değişik yaklaşım vardır.

Bunlar; Ricardo'nun yüksek sıkıştırma oranlı yanma odası (HRRC), Nissan'ın NAPS-Z'si ve silindir kapağında 4 supabı olan yanma odasıdır. Şekil 3.6'da üç değişik yanma odası gösterilmiştir. Silindir kapağında 4 supabı olan yanma odasının ana karakteristiği, supaplar tarafından sağlanan geniş akış alanına sahip olmasıdır. Bundan dolayı motor hızlarında çok yüksek bir hacimsel verim sağlanır. Bu da orta hızlar ve üzerinde hemen hemen sabit ve kararlı bir ortalama efektif basınç oluşturur (7).

Nissan NAPS-Z yanma odası sistemi çift buji ve daha çok türbülans seviyesi sağlayan emme sistemine sahiptir. Yanma odası kenarında yanma başlarken türbülanslı akış ve çift bujiden dolayı hızlı bir yanma oluşur. Dört supap sistemde iki giriş supabından geçen akış birbirine karışarak bir türbülans oluşturur. Hızlı yanma, küçük yanma odası ve yüksek türbülansın sonucudur (7).

Şekil 3.6. Üç farklı yanma odası tasarımı

Motorlarda fakir karışım kullanıldığında HRCC'de yanma hızı en fazla, dört-supaplı sistemde ise en azdır, özgül yakıt tüketimindeki farklılıklar, değişik oktanlı yakıt gereksiniminin ışığında değerlendirilmektedir.

3.2.Taşıtla İlgili Çalışmalar

Genel olarak yakıt tüketimi üzerinde, taşıta ait faktörlerin önemli etkileri bulunmaktadır. Örneğin; taşıt ağırlığının fazla olması ivmelenme yeteneğini azaltmakta ve yakıt ekonomisini kötüleştirmektedir.

Daha hafif malzeme kullanmaya yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Kullanılmakta olanlara oranla, kompozit yaylarla % 81, fibrit panellerle % 59, çelik saç egzoz manifoldu ile % 60, alüminyum gövde ile % 52 kadar ağırlık tasarrufu sağlanabilmektedir.

Yuvarlanma direncinin azaltılması. LEM (Liquid Injection Molded) normal lastiklere oranla % 8 kadar yakıt ekonomisi sağlandığı ifade edilmektedir.

Yüksek hızlarda aerodinamik yapının etkisi çok önemlidir. Günümüzde ortalama 0,3 olan aerodinamik direnç katsayısı, araştırma binek otomobillerinde 0,22'ye kadar düşürülebilmiştir (8).

Özellikle ivmeli hareketlerde, atalet teriminin önem kazandığı dikkati çekmektedir. Sürücünün taşıtı kullanma şekliyle etkilediği bu parametrenin ve ivme pompasının etkisi bir arada ele alınacaktır. Yakıt ekonomisi taşıt ağırlığına, yuvarlanma direnci ve yol eğimi nedeniyle kuvvetle bağlıdır. Bir otomobilde sağlanan 118 kg ağırlık azaltılmasının seyir koşullarına göre % 16-36 yakıt tasarrufu sağladığı bilinmektedir. Taşıtların direnç katsayısı ortalama olarak 0,3 değerine indirilebilmiştir. Bugün 70 km/h hızla giden bir otomobil motor gücünün yarısını hava direncini yenmek için harcamaktadır. Dişli kutusu ve diğer aktarma organlarının seyir koşullarına uyumu ve dişli kutusundaki kademe sayısının artırılması ile iyileşmeler sağlanabilir. Yüksek sıkıştırma oranı yakıt ekonomisini artıran en önemli parametrelerden birisidir. Ancak vuruntu olayı ve azot oksit teşekkülünün artışı sıkıştırma oranının yükseltilmesini engellemektedir.

3.2.1.Taşıt tasarımı

Taşıtın biçimsel tasarımı ve ağırlık kontrolü birbiriyle çok sıkı ilişkilidir. Taşıt ağırlığının azaltılması çalışmaları yakıt tüketimini azaltmada en önemli çalışmalardan birisidir. Ancak taşıt ağırlığım azaltırken çok çeşitli sınırlamalarla karşılaşılmaktadır. İç tasarımda önemli olan bazı kriterler; yeterli ve ekonomik yolcu kabini ve bagaj hacmi, krozyon direncinin sağlanması, iyi hareket özellikleri, kullanım kolaylığı ve çarpışma dayanımı sağlanmaktadır. Taşıtlarda diğer önemli bir tasarım çalışmaları da; motordan alınan gücün en kısa bir mesafeden ve etkili bir şekilde tekerleklere iletilmesinin sağlanmasıdır.

Günümüzde en çok kullanılan sistemler transversal olarak yerleştirilmiş motor ve ön tekerleklerden çekişli taşıtlar üretilmekte ve kullanılmaktadır. Bu sistemler, taşıtın ağırlığında ve maliyetinde büyük azalmalar, yakıt ekonomisinde ve performansında ise önemli iyileşmeler sağlamaktadır.

3.2.2. Taşıt aerodinamiği

Aerodinamik kayıplar üç kısımda incelenebilir. Birincisi taşıtın sınır tabakasında küçük miktarda oluşan, türbülans ile meydana gelen sürtünme kayıpları, bir diğeri taşıtın radyatör kısmından ve havalandırmasından giren sürtünme kayıpları, üçüncüsü ise sınır tabakanın yüzeyden ayrım noktasında oluşan, büyük ölçekli türbülansın sebep olduğu kayıplardır. Aerodinamik çalışmaların esasını, sınır tabakanın, taşıtın yüzeyinde türbülans meydana getirmeyecek bir şekilde ayrılmasını en aza indirmektir.

Taşıtlarda yakıt ekonomisini kötüleştirmeyecek şekilde aksesuar kullanmak gerekmektedir. Aksesuarların kullanılmasıyla yakıt ekonomisi % 2 olarak kötüleşmektedir (1).

3.2.3. Güç aktarma sistemleri

Güç aktarma organlarından kavrama, vites kutusu ve diferansiyel yakıt tüketimi bakımından en önemli üç elemandır. Önemli kayıplar bu üç elemanda meydana gelir. Rulmanlar, mafsallar ve diğer elemanlarda ortaya çıkan kayıplar ise ikinci derecedeki kayıplardır. Motorlu taşıtlarda, işletme aralığında motorun arz karakteristiklerini tam olarak karşılamak mümkün değildir. Bu olumsuzluklardan dolayı, motor herhangi bir hız ve yük durumunda optimum çalışma şartlarından daha düşük verimlerde çalışır.

Motor karakteristiklerinin taşıta uyarlanmasında aks oranında göz önüne alınmalıdır. Toplam aktarma oranı; n motor devir sayısı (d/d) ve v taşıt hızını (km/h) ifade etmek üzere, en üst viteste n/v oranlarının azaltılması yönündedir.

Aktarma organlarının en önemli kısımlarından biri de diferansiyeldir. Modern taşıtlarda, tekerleklere eşit moment dağılımını ve farklı hızları mümkün kılan "moment eşitleyici" diferansiyeller kullanılmaktadır

Sürekli değişken transmisyon

Günümüzde önemi giderek artan bir transmisyon sistemi de sürekli değişken transmisyon (CVT)'dir. Sürekli değişken transmisyon sisteminin mekanik verimi %90 civarındadır. Bu sistemin verimli kullanılabilmesi için mikro işlemcili kontrol sistemlerine ihtiyaç vardır (1).

Ekonomi vitesi çevrim oranı: Seyir direnci eğrisi, minimum yakıt tüketimi eğrisine en yakın geçecek şekilde, çevrim oranı seçilir. 4.cü vitesle maksimum hıza erişilir 5 ci vites ekonomi vitesidir (Şekil 3.12).

3.1.2.4 Tekerlek ve lastikler

Taşıtın karşılaştığı bütün direnç kuvvetleri, lastiklerle yol arasındaki ilişkiye oldukça bağımlıdır. Günümüzde üretilen pünömatik lastikler, taşıtın ağırlığını ve üzerindeki yükü, yüzey düzgünsüzlüklerine karşı taşıtı korumak, yeterli tahrik ve frenleme kuvveti geliştirmek, düzenleme ve doğrultu kararlılığı gibi görevleri verimli bir şekilde yerine getirmektedirler.

Pnömatik lastiklerin geliştirilmesiyle; sessiz, seyir özellikleri iyi, dayanım ve farklı yol yüzeylerinde iyi çekiş sağlanmıştır. Yuvarlanma direncinin azaltılmasında en önemli faktör lastik özellikleridir. Diğer faktörlerden, rüzgar etkisi ve lastik kayması da söz konusudur.

Lastikler; taşıtın değişik çalışma koşullarından kaynaklanan frenleme ve tahrik kuvvetleri altında kaymaya maruz kalırlar. Lastiklerdeki kayma miktarı %15'lere kadar çıkmaktadır. Yuvarlanma direnci, radyal tip lastiklerin kullanılmasıyla büyük ölçüde azalmıştır.

Şehir içi sürüşlerde yuvarlanma direnci daha çok etkili olmaktadır. Radyal dokulu lastiklerde yuvarlanma direncinde % 50'lik bir azalma sağlamıştır. Tekerlek üzerindeki düşey yük, tekerlek ile yol arasında bir basınç alanı oluşturur. Ancak temas yüzeyindeki bu yanal ve uzunlamasına olan basınç dağılımı homojen bir yapı göstermemektedir. Lastik basınçlarının yüksek olmasıyla, basınç temas alanının ortasında, normalden az şişirilmiş lastiklerde yüksek temas basınçları temas yüzeyinin çevresinde ve omuzlarında oluşmaktadır.

3.3. Taşıta etkiyen hareket dirençleri

Hareket halindeki bir taşıta etkiyen kuvvetler ve bu harekete direnç gösteren kuvvetler olmak üzere, iki grupta değerlendirilmektedir.

Bunlardan birincisi, hareket ettirici temel kuvvet; motor tarafından üretilerek, aktarma organları aracılığıyla tekerleklere ulaştırılan ve tekerlekle yol arasındaki etkileşime bağlı olarak ortaya çıkan kuvvettir. İkincisi ise harekete direnç gösteren kuvvetler; transmisyon, yuvarlanma, hava, yokuş ve ivme dirençlerinden oluşmaktadır.

3.3.3. Hava (rüzgar) direnci

Taşıta etkiyen aerodinamik direnç, temelde üç kısımda incelenmektedir. Bunlar; taşıtın arka kısmında boşalttığı bölgede meydana gelen türbülansın oluşturduğu dirençtir. Bu direnç, özellikle arka kısım olmak üzere taşıt gövdesinin biçimine bağlıdır. Aerodinamik direncin en önemli bileşeni budur ve toplam aerodinamik direncin % 80'i kadardır.

Taşıtın dış yüzeylerinden akan havanın neden olduğu yüzey sürtünmesi normal bir otomobilde toplam aerodinamik direncin % 10'u kadardır.



3.4.1.İlk çalışma ve ısınma durumu

Soğuk bir taşıtın çalıştırılması esnasında, motor ve aktarma organlarındaki sürtünme oldukça fazladır. Aynı zamanda özellikle buji ile ateşlemeli motorlarda zengin hava/yakıt karışımı gerekmektedir. Bu alanda yapılabilecek çalışmalar bahsi geçen parçaların düşük sürtünme için tasarlanması, daha düşük viskoziteli yağlayıcıların kullanılabilmesi ve ilk çalışma anında zengin karışım gerektirmeyecek yakıt sistemlerinin geliştirilmesi şeklinde sıralanabilir.

3.4.2. Seyir çevriminin karakteri

Şehir içindeki düşük hızlarda ve dur-kalk tarzında gerçekleşen sürüşlerde yakıt sarfiyatı, düzgün fakat daha yüksek hızlarda uygulanan şehir dışı veya otoban sürüşlerine nazaran oldukça yüksek değerlerdedir. Seyir çevriminin bu etkisi EPA (Environmental Protection Agency) tarafından yapılan şehir içi ve şehir dışı yakıt tüketimi test çevrimi sonuçlarından görülebilir. Bu bilgiler şehir içi yakıt tüketiminin şehir dışına nazaran %50'den daha fazla olduğunu göstermektedir. Bugün EPA sadece şehir içi yakıt ekonomisi sonuçlarını yayınlamaktadır. Test çevrimleri neticesinde sonuçlarda görülen büyük farklılıklar, yakıt ekonomisi ile ilgili bir değere, seyir çevrimi açık bir şekilde belirtilmedikçe itibar edilmemesi gerektiğini göstermektedir. Şehir içi yakıt tüketiminin bu denli yüksek çıkmasının çeşitli nedenleri vardır. En önemli etken taşıtın ağırlığıdır. Taşıt ivmelenirken aynı zamanda kinetik enerjisi de artar. Frenleme esnasında, bu kinetik enerjinin bir bölümü ısıya dönüştürülmekte dolayısıyla kaybolmaktadır. EPA şehir içi çevriminde toplam yakıt enerjisinin büyük çoğunluğu frenlemede yutulmaktadır. Bu problem frenleme enerjisinin geri kazanılması düşüncesini ortaya çıkarmaktadır. (Volan enerjisinin depolaması)

3.4.3.Taşıt performansı

Yeni kullanıma girmiş veya revizyon görmüş taşıtlarda sürtünme kayıpları, bazı hareket eden parçalardaki tolerans ve alışma durumlarından yüksek olabilir. Piston-Silindir toleransları oldukça önemlidir. Alışma süresince sürtünme düzenli olarak azalır. Mevcut taşıtlarda tam alışma için 20.000 km. taşıtın kullanılması gerekebilir. Yeni bir taşıtın yakıt tüketimi %10 kadar daha fazla olabilmektedir. Başlıca motor ve aktarma organları elemanlarının, az aşınma ve uzun süreli dayanıklılık özelliklerine zarar vermeden, daha hızlı alıştırılması yöntemleri geliştirmeye açıktır.

Araç özelliklerinden araç yaşı kirleticiler üzerinde oldukça önemli etkilere sahiptir. 4 yıllık bir araçta CO emisyonu % 25 artarken, 10 yıllık araç ise yeni taşıta göre % 50 daha fazla kirletici emisyona yol açmaktadır. Motor bakım ve onanırımın yeterince yapılmaması ise karbon monoksit ve hidrokarbon emisyonlarında % 25-50 artışa neden olmaktadır. Seyir hızı ise farklı şekillerde etkilemektedir. Her cins motorlu taşıt için yakıt tüketiminin en az olduğu bir hız bulunmaktadır. Bu optimum hızın altındaki ve üstündeki hızlarda yakıt tüketimi artmaktadır. Genellikle bu hız ülkelerde yasal hız sınırını oluşturmaktadır.

3.4.4. Çevre koşulları

Motorlu taşıtların şehir içi ve şehir dışı seyir çevrimleri arasında fark olduğu gibi kendi içlerinde de farklılıklara sahiptirler. Şehir içi seyir çevrimlerinde dikkati çeken en önemli özelliklerden birisi motorun boşta çalışması (relanti), diğeri ivme pompasını çalıştıran pozitif ivmeli hareketlerdir. Ayrıca motorun soğuk veya sıcak ilk harekende yakıt ekonomisini etkilemektedir.

Çevre sıcaklığı ve diğer çevre faktörleri yakıt tüketimini olumsuz yönde etkilemektedir. Birçok sürücünün yaz aylarında kışa nazaran daha az yakıt sarf ettikleri görüşünü doğrulamaktadır.

3.4.5. Yolların etkisi

Şehir içi yollarda hareket etmek, şehir dışı yolda hareket etmeye oranla daha fazla duruş - kalkış ve daha düşük hız gerektirir. Taşıtın harekete geçmesi için kararlı hızdaki koşullarda bulunmayan ivmelenme direnci etkili olur. İvme direnci arttıkça bunu karşılamak için güç ihtiyacı da artar. Motorun daha fazla güç üretmesi için yakıt tüketimi artar. Yakıt tüketiminin artması, yakıt ekonomisinin kötüleşmesine neden olur.

3.4.6.Bakım-onarımın etkisi

Motor ve taşıt ayarlarındaki düzensizlikler, yakıt ekonomisini dikkate değer oranda etkilemektedir. Örneğin; soğutma suyu sıcaklığının 95 °C yerine 75 °C olması, yakıt ekonomisini % 6-7, ekonomi zer düzensizliği % 10 – 15 altı silindirli bir motorda bir bujinin çakmaması % 20-25 iki bujinin çakmaması ise % 50-60 kadar kötüleştirmektedir. Bu tür kayıpları en aza indirmenin temel koşulu, düzenli periyodik kontrol ve bakımdır (10).

Servis, bakım ve iyi kullanmanın yakıt tüketimini önemli ölçüde etkilediği araç sahiplerine ve sürücülere anlatılmalıdır. Bu sağlandığı takdirde, artan petrol fiyatları karşısında yakıt ekonomisine tabii olarak yönelmiş olunacaktır. Bu arada genel teknolojik kültürün artırılmasına gayret edilmelidir. Motorun termostatsız çalıştırılmasının hem yakıt sarfiyatını arttırdığı hem de motorun ömrünü azalttığı, aşırı ısınmaya sebep olan etkenlerin giderilmesi gerektiği izah edilmelidir.

Tüm taşıtların bazı sistemleri periyodik olarak kontrol ve bakıma ihtiyaç gösterir. Düşük lastik basınçları ve yanlış motor ayarları oldukça önemlidir. Örneğin, altı silindirli bir motorda bir silindirin yanlış ateşlemesi yakıt sarfiyatını % 20 artırmaktadır. Bu bakım faktörleri aynı zamanda hidrokarbon emisyonunu da etkilemektedir.