İçten yanmalı motor, yakıtın motor içinde sınırlı bir alanDA yakılması ile oluşan basıncın pistonu hareket ettirmesi prensibine dayalı bir makinedir.
İçten yanmalı motor, yakıtın motor içinde sınırlı bir alanDA yakılması ile oluşan basıncın pistonu hareket ettirmesi prensibine dayalı bir makinedir. İçten yanmalı motor ve parçaları 1990’lı yılların ilk yarısından itibaren gerekli lisansların alınmasıyla Türkiye’de üretilmeye başlandı. Bö ylece ana ve yan sanayi kollarında gelişimin önü açıldı.
İnsanoğlunun atlı arabalar ile başlayan ulaşım macerası buharlı makineler ile devam etti. Buharlı makineler ile insanlar kendilerini ve eşyalarını daha hızlı ve daha güvenli taşımaya başladılar. Bu insanoğlu için önemli bir dönüşümdü. 1800’lü yıllarda bu harlı makineler ile gerek tren yolu taşımacılığı gerekse tarım makinelerinin kullanımı yaygınlaştı. Bir enerji kaynağı ile ısı ve basınç elde edildiği gözlemlendiğinde içten yanmalı motorların da temeli atıldı ve ilk ticari içten yanmalı motor 1879 yılında kömür madenlerinden suyu pompalayarak çıkarmak için kullanıldı. İçten yanmalı motor, yakıtın motor içinde yanma odası adı verilen sınırlı bir alan içinde yakılması ile oluşan basıncın, pistonu hareket ettirmesi prensibine dayalı bir makinedir. Bu motorlara içten yanmalı motor adının verilmesinin sebebi, yanma olayının motor içerisinde gerçekleşmesindendir. İçten yanmalı motorlarda yanma odasının motorun içine taşınmasıyla oldukça kompakt motorlar üretilebildi ve otomobillerin temeli atıldı. Günümüzde kullanılan benzinli ve dizel yakıtlı motorların çalışma prensipleri ise 1800’lü yılların sonlarında bulundu. Alman Mühendis Nikolaus Otto tarafından 1876 yılında dört zamanlı motorun çalışma prensipleri ortaya kondu. Otto çevrimi denilen bu prensipler şu şekilde tanımlanıyor:
ŞEKİL 1:
1. Çevrim (Dolum Çevrimi): Bu çevrim pistonun aşağı doğru hareketi ile silindirin içine hava/yakıt karışımı doldurulmasıdır. 2. Çevrim (Sıkıştırma Çevrimi): Çevrimde pistonun yukarı doğru hareketi ile birlikte hava/ yakıt karışımı sıkıştırılmaya başlanır. Çevrimin sonunda buji vasıtası ile bir kıvılcım oluşturularak ani bir yanma elde edilir. 3. Çevrim (Güç Çevrimi): Ani yanma sonucu oluşan yüksek basınç ile piston aşağıya doğru hareket ederek doğrusal hareket dönüş hareketine döndürülür. 4. Çevrim (Egzoz Çevrimi): Güç çevriminin ardından pistonun yukarı doğru hareketi ile birlikte silindir içindeki atık gaz silindir dışına atılır. Nikolaus Otto’dan sonra yine bir Alman mühendis olan Rudolf Diesel’de 1897 yılında Diesel çevrimini buldu. Bu çevrimin Otto çevriminde farkı yakıtın silindir içine verilmesi ve ateşleme tertibatıdır. Dizel çevrimde yakıt, sıkıştırma çevriminin sonuna doğru sıkışan ve ısınan havanın içine enjekte edilir. Sıcak hava ile reaksiyona giren dizel yakıt aniden tutuşarak gücü meydana getirir.
Bilimsel Gelişmelerle Motorlardan Elde Edilen Güç Arttı
Yıllar içinde malzeme biliminde gerçekleşen gelişmeler ve teknolojik ilerlemenin etkisiyle motordan birim hacim başına elde edilen güç yükselmeye başladı. Bu gelişimde en önemli adım içten yanmalı motorlara turbo ünitesinin uygulaması ile atıldı. Bu uygulama ile motordan çıkan egzoz gazının döndürdüğü türbin çarkı ile milin diğer ucundaki kompresör çarkı döndürülerek silindir içine daha fazla hava beslemesi sağlandı. Turbo ünitesi ile silindir içine verilen hava miktarının artması sağlanmış fakat bu havanın sıcak olması verimi kısıtlı miktarda yükseltti. Bir sonraki aşamada motor ön tarafında yerleştirilen ve intercooler (ısı eşanjörü) adı verilen ünite ile turbo ünitesinde ısınan havanın soğutularak içindeki oksijen yoğunluğunun artması başarıldı. Tüm bu geliştirmelerde motorun gücünde artışa odaklanıldı, motor emisyonlarının seviyesi hakkında herhangi bir önlem alınmadı. Doğal olarak emisyonlardaki artış özellikle dünya üzerindeki büyük şehirlerde hava kirliliğinin artmasına sebebiyet verdi. Hava kirliliğinin artışını sınırlamak üzere dünya üzerindeki ülke parlamentoları içten yanmalı motora sahip tüm ekipmanların (otomobil, ticari araç, traktör, iş makinesi, jeneratör vb.) yayması gereken emisyon miktarları ile ilgili olarak bir takım kanuni düzenlemeler yaptı. Bu düzenlemeler 1992 yılından itibaren ilgili ülkelerin parlamentolarının belirlediği periyodlarda kirletici bileşen sınır değerleri düşürülmeye başlandı.
Sınırlanan ve gün geçtikçe düşürülen egzoz emisyonlarını sağlamak için içten yanmalı motorlarda teknolojik uygulamaların ağırlığı arttı.
Elektronik Yakıt Sistemi Uygulamaları: Common Rail Sistemi olarak adlandırılan bu sistem yakıt pompası, rail hattı, enjektör ve elektronik kontrol ünitesinden meydana gelir. Pompa tarafından basınçlandırılan yakıt, hat içinde kullanıma hazır olarak istenen basınçta bekler. Elektronik kontrol ünitesi tarafından yakıt enjektörüne verilen sinyal ile silindir içine yakıt püskürtülmeye başlanır. Mekanik sistemlerde silindir içine verilen yakıt miktarı enjeksiyon elemanının hacmi ile sınırlı olurken ve her defasında aynı zamanda enjekte edilirken, elektronik sistemler ile enjeksiyon zamanını ve miktarı ayarlanıyor. Bu şekilde hem yakıt tasarrufu hem de emisyon değerlerinde iyileşmeler sağlanıyor.
EGR (Exhaust Gas Recirculation-Egzoz Gazı Resürkilasyonu): EGR sistemi silindir içinde kirletici emisyonların azaltılmasına yönelik bir yöntemdir. Bu sistem ile egzoz gazının bir kısmı motor tarafından emilen temiz havanın içine karıştırılarak hava içindeki oksijen miktarının seyreltilmesinde kullanılır. EGR sistemi NOx gibi kirletici emisyonların azaltılmasında etkin bir sistemdir.
DOC (Diesel Oxidation Catalyst- Oksidasyon Katalizörü): Oksidasyon katalizörleri motorda gerçekleşen yanma sonucunda ortaya çıkan CO (karbonmonoksit) ve HC’lerin (Hidrokarbon) CO2 (karbondioksit) ve H2O’ya (su buharı) dönüşmesini sağlar. Bu dönüşüm platin, paladyum gibi katalizör malzemelerin yardımı ile gerçekleştirilir.
DPF (Diesel Particulate Filter-Parçacık Filtresi): Çoğunlukla metal veya seramik bir filtreden oluşan parçacık filtresinin görevi, içinden geçen egzoz gazının bünyesinde bulunan sıvı ve katı karbon parçacıklarını tutmaktır. Filtre içinde biriktirilen bu parçacıklar belirli aralıklar ile rejenerasyon işlemi adı verilen bir proses ile yakılarak bertaraf edilir.
SCR (Selective Catalytic Reduction- Seçici Katalitik İndirgeme): Bu sistemde yer alan katalizör öncesinde egzoz gazının içine üre çözeltisi enjekte edilerek, bu karışımın katalizör içinde kimyasal reaksiyona girmesi sağlanır. Bu sistemin en önemli avantajı çok zehirli olan NOx (azot oksit) bileşenlerinin üre ile tepkimeye girerek su buharı ve atmosferimizin yüzde 78’ni kapsayan azota dönüştürmesidir. Bundan sonra devreye alınacak emisyon seviyelerinde egzoz gazlarının seviyesi iyice kısıtlanacaktır. Otomotiv endüstrisi hibrid ve elektrikli araçlar gibi ürünleri geliştirmeye yönlendirilecektir. Fakat dünya üzerindeki fosil yakıt rezervlerinin büyüklüğü göz önünde bulundurulduğunda 50 yıl daha içten yanmalı motorlar kullanılacaktır.
İçten Yanmalı Motorların Kullanım Alanları
Günümüzde otomobil, kamyon, motosiklet, uçak, tekne ve lokomotif gibi taşıma araçlarında kullanılan içten yanmalı motorların geliştirilmesine birçok bilim adamı katkıda bulundu ve kendilerinden önceki mucitlerin buluşlarına bir şeyler katarak, değiştirerek, geliştirerek ve ekleyerek günümüzdeki modern motorlara ulaşılmasına aracılık etti. Yenilik arayışının temelinde ise motorların daha az yakıt tüketmesi, daha küçük, daha güçlü, ekonomik, güvenli ve çevre kirliliğine karşı duyarlı olması isteği yatıyor. İçten yanmalı motorlar, özellikle mobil ekipmanlarda yüksek yakıt yoğunluğunun yanında, yüksek güç-ağırlık oranı sağladığı için yaygın olarak araçların mobil tahrikinde ve taşınabilir makinelerde kullanılıyor. Çok yüksek güçağırlık oranının sağlanması gereken yerlerde bu motorlar gaz türbinleri şeklinde görülüyor. Bu uygulamalar arasında jet uçakları, helikopterler, büyük gemiler ve elektrik jeneratörleri yer alıyor.
İçten Yanmalı Motor ve Parçaları Üretiminin Türkiye’deki Gelişimi
İçten yanmalı motorların ülkemizdeki gelişimi incelendiğinde ise Türkiye’nin otomotivde gösterdiği gelişimle benzer bir ivmeye sahip olmadığı gözleniyor. Yurt dışından tamamı ithal yolu ile getirilen içten yanmalı motorlar 1990’ların başından itibaren gerekli lisanslar alınarak Türkiye’de üretilmeye başlandı. Bu geçişle birlikte bir takım motor parçalarının milli olarak üretilmesi imkanı doğdu ve hem ana sanayi hem de yan sanayi kollarında gelişimin önü açıldı. Mevcut ortam günümüzde otomotiv ana ve yan sanayisinin Türkiye için en önemli ihracat alanı halini almasını sağladı. 2000’li yılların başında Türkiye’de yerleşik otomotiv firmalarının içten yanmalı motor geliştirilmesi konusunda yapmaya başladıkları Ar-Ge faaliyetleri ile bugün sınırlı sayıda da olsa milli içten yanmalı motor üretimi yapılıyor. Son yıllarda Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından yayınlanan 5746 sayılı “Araştırma ve Geliştirme Faaliyetlerinin Desteklenmesi Hakkındaki Kanun”un devreye girmesi ile birlikte Ar-Ge merkezlerinin sayısı arttı. Farklı otomotiv firmaları tarafından kurulan bu merkezlerde içten yanmalı motor tasarımlarına odaklanıldı.
Dünya Genelinde İçten Yanmalı Motor İhracatı 163,1 Milyar Dolara Yükseldi
Birleşmiş Milletler (BM) İstatistik Bölümü verilerine göre, 2012 yılında 158,8 milyar dolar olan dünya geneli içten yanmalı motor ihracatı, 2013 yılında yüzde 2,7 artarak 163,1 milyar dolara yükseldi. İhracat listesinin ilk sırasında bulunan Almanya, 2013 yılında 26,4 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ihraç etti. 2012 yılında bu rakam 25,4 milyar dolar seviyesindeydi. Almanya’nın içten yanmalı motor ihracatı yüzde 4,3 arttı. Listenin ikinci sırasındaki ABD 2012 yılında 18,1 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ihraç ederken, 2013 yılında bu rakam yüzde 0,1 azalarak 18 milyar dolar olarak kayda geçti. En fazla içten yanmalı motor ihraç eden ilk 10 ülke listesinin üçüncü sırasındaki Japonya 2013 yılında 17,7 milyar dolar değerinde ihracat gerçekleştirdi. 2012 yılında Japonya’nın içten yanmalı motor ihracatı 19,9 milyar dolardı. Japonya’nın içten yanmalı motor ihracatı 2013 yılında yüzde 11,4 azaldı. Türkiye, dünya geneli içten yanmalı motor ihracatı listesinin 20’nci sırasında yer alıyor. 2012 yılında 1,7 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ihraç eden Türkiye, 2013 yılında yüzde 8,8 artışla 1,9 milyar dolar değerinde ihracat gerçekleştirdi.
En fazla içten yanmalı motor ihraç eden ilk 10 ülke listesinde, 2012 yılına dogöre ihracatını en fazla artıran ülke ise yüzde 12,4 ile İngiltere oldu. İngiltere 2012 yılında 7,6 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ihraç ederken bu rakam 2013 yılında 8,6 milyar dolar seviyesine yükseldi. BM İstatistik Bölümü verilerine göre dünya ölçeğinde içten yanmalı motor ithalatı ise 2013 yılında bir önceki yıla göre yüzde 0,1 artış gösterdi. 2012 yılında 160,3 milyar dolarlık içten yanmalı motor ithal edilirken 2013 yılında bu rakam 160,4 milyar dolar seviyesinde kaydedildi. ABD, 2013 yılında 24,9 milyar dolar rakamıyla en fazla içten yanmalı motor ithal eden ilk 10 ülke listesinin ilk sırasında yer alıyor. ABD’nin 2012 yılı içten yanmalı motor ithalatı 26,1 milyar dolar olarak kaydedilmişti. Söz konusu ülkenin 2013 yılında ithalatı yüzde 4,4 azaldı. Listenin ikinci sırasında ise Almanya bulunuyor. 2012 yılında Almanya 17 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ithal ederken bu rakam 2013 yılında, yüzde 0,6 artarak 17,2 milyar dolar olarak kaydedildi. Meksika, dünya geneli içten yanmalı motor ithalatı listesinin üçüncü sırasında yer alıyor. 2013 yılında Meksika’nın içten yanmalı motor ithalatı yüzde 3,2 azalarak 9,5 milyar dolar oldu. 2012 yılında bu rakam 9,8 milyar dolar seviyesindeydi. Türkiye, 2013 yılında dünya geneli içten yanmalı motor ithalatı listesinin 13. sırasında yer alıyor. Türkiye’nin, 2013 yılında içten yanmalı motor ithalatı bir önceki yıla göre yüzde 13,7 arttı. Türkiye 2012 yılında 3,2 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ithal ederken, 2013 yılında bu rakam 3,7 milyar dolar olarak kayda geçti. En fazla içten yanmalı motor ithal eden ilk 10 ülke listesinde, 2012 yılına göre ithalatını en fazla artıran ülke ise yüzde 15,7 ile İspanya oldu. İspanya 2012 yılında 3,9 milyar dolar değerinde içten yanmalı motor ithal ederken, 2013 yılında bu rakam 4,5 milyar dolar olarak kaydedildi.
Türkiye’nin İçten Yanmalı Motor Parçaları İhracatı Artıyor
BM İstatistik Bölümü verilerine göre Türkiye’nin içten yanmalı motor ihracatı 2013 yılında, bir önceki yıla oranla yüzde 8,8 artarak 1,9 milyar dolara yükseldi. 2012 yılında bu rakam 1,7 milyar dolardı. Türkiye 2013 yılında en fazla Almanya’ya içten yanmalı motor ihracatı gerçekleştirdi. 2012 yılında Almanya’ya 851,2 milyon dolarlık ihracat gerçekleştirilirken bu rakam, 2013 yılında yüzde 13,6 artarak 967,1 milyon dolar seviyesine yükseldi. Listenin ikinci sırasında ise Romanya bulunuyor. Türkiye’nin Romanya’ya yönelik içten yanmalı motor ihracatı 2013 yılında 203,2 milyon dolar oldu. 2012 yılında bu rakam 176,3 milyon dolardı. Romanya’ya yönelik içten yanmalı motor ihracatı yüzde 15,3 arttı. Listenin üçüncü sırasında bulunan Rusya’ya 2012 yılında 71,2 milyon dolar değerinde içten yanmalı motor ihraç edilirken bu rakam 2013 yılında 103,1 milyon dolar olarak kayda geçti. Rusya’ya yönelik içten yanmalı motor ihracatı yüzde 44,7 arttı. Rusya aynı zamanda, Türkiye’nin 2013 yılında içten yanmalı motor ihracatını en fazla artırdığı ülke oldu. Türkiye 2013 yılında en fazla dizel motorlar için aksam ve parçaları kaleminde ihracat gerçekleştirdi. 2012 yılında söz konusu mal grubunda 788,9 milyon dolarlık ihracat gerçekleştirilirken bu rakam, 2013 yılında yüzde 8,1 artarak 852,5 milyon dolar seviyesinde kaydedildi. Listenin ikinci sırasında yer alan benzinli motorlar için aksam ve parçalar ürün grubunda 2013 yılında gerçekleştirilen ihracatın değeri 660,5 milyon dolar olarak kaydedildi. 2012 yılında bu rakam 605,8 milyon dolardı. benzinli motorlar için aksam ve parçalar ürün grubundaki ihracat yüzde 9 arttı. Listenin üçüncü sırasındaki kara taşıtları için motorlar, dizel-yarı dizel kalemindeki ihracat 2012 yılında 233,7 milyon dolar seviyesindeyken, 2013 yılında bu rakam yüzde 22,8 artarak 287 milyon dolar rakamına yükseldi.
BM İstatistik Bölümü verilerine göre Türkiye’nin içten yanmalı motor ithalatı 2012 yılında 3,2 milyar dolarken bu rakam, 2013 yılında yüzde 13,7 artarak 3,6 milyar dolar seviyesinde yükseldi. Türkiye 2013 yılında 874,3 milyon dolarla en fazla İngiltere’den içten yanmalı motor ithal etti. 2012 yılında söz konusu ülkeden gerçekleştirilen ithalatın değeri 704,2 milyon dolardı. Türkiye’nin 2013 yılında İngiltere’den gerçekleştirdiği ithalat yüzde 24,2 arttı. Listenin ikinci sırasında bulunan Almanya’dan 2012 yılında 631,5 milyon dolarlık içten yanmalı motor ithal edilirken bu rakam, 2013 yılında yüzde 18,2 artarak 746,4 milyon dolar olarak kaydedildi. Üçüncü sırada bulunan Polonya’dan 2013 yılında 496 milyon dolar değerinde içten yanmalı motor ithal edildi. 2012 yılında Türkiye’nin söz konusu ülkeden gerçekleştirdiği içten yanmalı motor ithalatı 401,6 milyon dolardı. Polonya’dan gerçekleştirilen ithalat yüzde 23,5 arttı. 
Türkiye’nin 2013 yılında içten yanmalı motor ithalatını en fazla artırdığı ülke yüzde 107,6 ile Hindistan oldu. Hindistan’dan 2012 yılında 60,9 milyon dolar değerinde içten yanmalı motor ithal edilirken 2013 yılında bu rakam 126,4 milyon dolar değerine yükseldi. Türkiye 2013 yılında en fazla kara taşıtları için motorlar (dizel, yarı dizel) kaleminde ithalat gerçekleştirdi. Söz konusu ürün grubunda 2012 yılında 1,7 milyar dolarlık ithalat gerçekleştirilirken bu rakam 2013 yılında, yüzde 9,4 artarak 1,9 milyar dolar olarak kaydedildi. Listenin ikinci sırasında bulunan kara taşıtları için motorlar-silindir hacmi>1000 cm3 kaleminde 2013 yılında 582,4 milyon dolar değerinde ithalat gerçekleştirildi. 2012 yılında bu rakam 400,6 milyon dolardı. 2013 yılında kara taşıtları için motorlar-silindir hacmi >1000 cm3 ürün grubu ithalatı yüzde 45,4 arttı. Listenin üçüncü sırasındaki dizel motorlar için aksam ve parçalar kaleminde 2012 yılında 442 milyon dolar değerinde ithalat gerçekleştirilirken bu rakam 2013 yılında yüzde 5,2 azalarak 419,2 milyon dolar seviyesine geriledi. Türkiye’nin 2013 yılında yüzde 11.256 ile ithalat oranını en fazla artırdığı kalem kara taşıtları için kıvılcım ateşlemeli motorlar; 250 cm3
