Gaz motoru

[bullvar_katip]

küçükresim|Elektrik Gücü Üretimi için Gaz Motoru küçükresim|S-tipi Hartop gaz motorunun bir modeli Gaz motoru; kömür gazı (İngilizce: ), üretim gazı (İngilizce: ), biyogaz, çöplük gazı (İngilizce: ) veya Doğalgaz gibi gaz halindeki bir yakıt ile çalışan içten yanmalı bir motordur. İngilterede, terim çok net ve açık iken ABD'de, benzinin İngilizcesi olan "Gasoline" kelimesinin kısaltması olarak çok sıklıkla "gaz" (İngilizce: "gas") kelimesi kullanılmasından dolayı, böyle bir motor için gaz-halinde-yakıt-kullanan motor ya da doğalgaz motoru terimlerinin kullanımına rastlanılabilir. Genel olarak, gaz motoru terimi, yıllık 8760 saat gibi yüksek çalışma oranlarına ulaşabilecek şekilde uzun zaman dilimleri boyunca tam yükte sürekli çalışma kapatasitesine sahip olan ağır sanayi motorunu belirtmektedir. Bunun aksine hafif tasarımlı (İngilizce: "lightweight") ve yüksek devirli gazolin/benzin otomobil motoru çalıştırılma hayatı boyunca 4000 saatten fazla çalıştırılamamaktadır. Gaz motorunun güç aralığı genel olarak 10kW (13 bg) değeri ile 9.5 MW (12740 bg) değeri arasındadır Tarihçe küçükresim|sağ|200px|Lenoir gaz motoru 1860. [[Dosya:Enginy Otto-langen 1867.jpg|küçükresim|200px|Otto-Langen gaz motoru 1867.]] [[Dosya:Crossley Atmospheric Engine.JPG|küçükresim|200px|3 (kayıpsız beygirgücü) gaz ateşlemeli Crossley atmosferik motoru çalışırken, Anson Motor Müzesi.]] Lenoir 19. yüzyılda gaz motorlarıyla pek çok deney yapılmıştır, ancak pratik olarak çalışır haldeki ilk gaz-dolu içten yanmalı motor, Belçikalı bir mühendis olan Étienne Lenoir tarafından 1860 yılında üretilmiştir. Lenoir motorunun yüksek yakıt tüketimi ve düşük güç üretimi sorunları vardı. Otto ve Langen Lenoir'un çalışmaları Alman bir mühendis olan Nikolaus August Otto tarafından araştırılarak geliştirilmiştir. Nikolaus Otto daha sonra, yakıtı piston/itenek odasında doğrudan yakabilmek amacıyla, ilk kez dört zamanlı motoru icat etmiştir. 1864 Ağustos ayında Otto, teknik eğitim almış olan Eugen Langen ile tanışmıştır. Otto'nun gelişim potansiyelini gören Langen tanıştıktan bir ay sonra Otto ile birlikte dünyadaki ilk motor fabrikasını, NA Otto & Cie adıyla, Köln kentine kurmuştur. 1867 yılında Otto önceki tasarımının geliştirilmiş halinin patenti almıştır. Bu patent Paris Dünya Sergisi bünyesinde verilen büyük ödülü kazanmıştır. Bu atmosferik motor, dikey bir silindir içerisine bir miktar hava ile karıştırılmış olan gazı çekmek suretiyle çalışmaktaydı. Piston/itenek yaklaşık olarak 8 inç (~20.32cm) kadar yükselerek karışımı sıkıştırdığında, gaz ve hava karışımı silindirin dışında yanmakta olan küçük bir kaynak/pilot alevi sayesinde tutuşturulur/yakılır. Tutuşturulan karışımı, (bir çeşit dişli düzeneğe bağlı olan) pistonu/iteneği yukarı hareket etmeye zorlarayarak alt kısmında kısmi vakum/hava boşluğu oluşmasına yol açar. Yukarı doğru olan vuruş sırasında net bir iş oluşmaz/yapılmış olmaz. Asıl iş, piston ile dişli düzenek atmosferik basınç ve kendi ağırlıkları altında alçaldıkları sırada ana hareket şaftını/milini/dingilini ve volanları/çarkları döndürdükleri zaman yapılır. O tarihlerdeki buhar makinesine göre asıl avantajı istendiği anda başlatılabilmesi ve istendiği anda durdurulabilmesiydi. Bu özellik de motoru, mavnalara yük bindirme / indirme gibi aralıklarla devam edebilen türdeki işler için çok kullanışlı hale getirmekteydi. Dört-Zamanlı Motor Atmosferik gazlı (hava kullanan) motorun yerini, Otto tarafından tasarlanmış olan Dört zamanlı motor almıştır. Son atmosferik motor 1877 yılında üretilmiş olduğu göz önüne alınırsa, Dört-zamanlı motorlara geçişin oldukça hızlı gerçekleştiği söylenebilir. Sıvı yakıtlı motorlarından ortaya çıkışından kısa süre Dizel (1898) ve benzinli (1900) motorlar yaygınlaşmaya başlamıştır. Crossley Gaz motorlarının en iyi üreticisi olarak bilinen ve İngiltere'nin Manchester şehrinde kurulmuş olan Crossley şirketi, 1869 yılında Almanya dışında İngiltere ve Dünya çapında, Otto ve Langden gaz yakıtlı atmosferik motorunun patentlerinin hakklarını elde etmiştir. 1876'da ise daha verimli olan Otto dört-zamanlı mnotorun haklarını elde etmiştir. Tangye Manchester şehrinde kurulmuş olan başka şirketler de vardı. Tangye Ltd. şirketi, 1 nominal beygir gücündeki (İngilizce: ) iki-zamanlı ilk gaz motorunu 1881 yılında satmıştır ve 1890 yılında dört-zamanlı motor üretimine bşalamıştır. Eski Motor Örneklerinin Saklanması İngiltere'nin Cheshire kontluğu sınırlarındaki Poynton (İngilizce: ) kasabasında bulunan Anson Motor Müzesi , aralarında hala çalışır durumdaki gaz motorlarının da bulunduğu motor koleksiyonunu barındırmaktadır. Bunların arasında şimdiye kadar üretilmiş en büyük çalışır haldeki Crossley atmosferik gaz motoru da bulunmaktadır. Günümüzdeki Üreticiler Günümüzde gaz motoru üreticileri arasında Hyundai Ağır Sanayii, Bergen Motorları (İngilizce: ) ile birlikte Rolls-Royce, Kawasaki Ağır Sanayii, Liebherr Grup, MTU, INNIO Jenbacher & Waukesha (İngilizce: ), Caterpillar, Perkins Motorları (İngilizce: , MWM (İngilizce: ), Cummins, Wärtsilä, Dresser-Rand Grup (İngilizce: ), Deutz, MTU, MAN, Fairbanks-Morse (İngilizce: ), Doosan, and Yanmar (İngilizce: ) bulunmaktadır. Ürettikleri güç miktarları 10kW (13hp) mikro düzeyde birliştirilmiş ısı ve güç (İngilizce: CHP) ile 18 MW (24,000hp) arasındadır. Genel olarak, modern gaz motorları 50 MW (67,000hp) seviyesine kadar, koşullara bağlı olarak, gaz türbinleri ile rekabet edebilmektedirler; en iyi olanları ise Gaz türbinlerine göre yakıtı daha verimli kullanabilmektedir. Rolls-Royce ile Bergen Motorları, Caterpillar ve pek çok diğer üretici ürünlerini Dizel motor bloğu ve krank mili tasarımı üzerine geliştirmektedirler. Sadece INNIO Jenbacher & Waukesha şirketleri, yalnızca gaz kullanımı için tasarlanmış olan motorlar üretmektedirler . Yaygın uygulamalar Sabit Yaygın uygulamalar arasında baz yük (İngilizce: ) ile birleşik ısı ve enerji üretimi de dahil olmak üzere, yoğun-saat üretimi yöntemleri (İngilizce: High-hour scheme) bulunmaktadır(çöplük gazı (İngilizce: ), Maden gazı, Petrol kuyusu-kuyu gazı ve Biyogaz üretilen yerlerde motordan gelen atık ısı ısıtma sistemlerinde kullanılabilmektedir). Gaz motorları nadiren durgun sistemler için kullanılırlar ki bu sistemlerde genelde Dizel motorlar tercih edilmektedir. Bunun bir istinası olarak küçük (. Büyük motorlar küçük versiyonlara göre daha verimlidirler. Diğer yandan, biyogaz ile çalışan gaz motorları ise genellikle biraz daha az verimlidirler (~%1-%2) ve singaz (İngilizce: ) kullanımı ise verimliliği daha da düşürmektedir. INNIO Jenbacher firmasına ait ve hala aktif olarak üretimde olan J624 motoru, dünyanın ilk yüksek verimli metan-yakıtlı 24-silindirli gaz motorudur. Motor verimliliği konusunda, göz önününde bulundurulması gereken konu gazın hangi kriterinin/değerinin dikkate alınacağıdır: Düşük Isıtma Değeri (İngilizce: ) veya Yüksek Isıtma Değeri (İngilizce: ). Motor üreticileri genellikle verimlilik değerlerini bildirirken, bahsettikleri verimlilik gazın düşük Isıtma değerine dayanmaktadır. Bir başka deyişle, gazın içinde doğal olarak bulunan nemi buharlaştırmak için enerji alındıktan sonraki verimden bahsedilmektedir. Gaz dağıtım şebekeleri genellikle gazın yüksek ısıtma değeri (yani toplam enerji içeriği) üzerinden fiyatlandırma yapmaktadırlar. Düşük ısıtma değerine (LHV) dayanan verimlik değeri, örn., %44 iken aynı motorun, doğal gaz yakıtı için, yüksek ısıtma değerine dayanan verimliliği %39.6 civarı olabilmektedir. Önemli olan, bu verimlilik karşılaştımalarının aynı özelliklere sahip motorlar arasında yapılmasıdır. Örneğin, motoru soğutan suyu çevirmek/hareket ettirmek için bazı üreticiler mekanik olarak işletilen pompalar kullanırken diğerleri elektrikle işletilen pompalar kullanmaktadır. Elektrik kullanımı ise gözardı edildiğinde, bu motorlar hatalı bir şekilde yüksek görünen verimlilik değerlerine sahip olabilmektedirler. Birlikte ısı ve güç üretimi Motordan çıkan ısı, bina ısıtılmasında ya da başka bir ısıtma işleminde kullanılabilir. Bir motorda; atık ısının yaklaşık yarısına yakın kısmı, motor ceketi/kaplamasından, yağ soğutucu ve soğutma-sonrası çevrimden, sıcak su olarak gelir ve yaklaşık 110°C'ye kadar ısınmış olabilmektedir. Geri kalanı ise yüksek-sıcaklıktaki ısı olarak ortaya çıkar ve, egzoz gazı ısı değiştiricisi yardımıyla, basınçlı sıcak su ya da buhar üretiminde kullanılabilir. Motorun soğutulması En yaygın iki motor tür, Hava soğutmalı motor ile su soğutmalı (İngilizce: water cooled motordur. Günümüzde su soğutmalı motorlarda, içten yanmalı motorun içinde antifriz kullanılmaktadır. Bazı motorlar, ek olarak yağ ile soğutan bir bileşen içerebilirler. Soğutma süreci fazlalık ısıyı uzaklaştırma gerektirmektedir; çünkü aşırı ısınma, yıpranma, çatlama veya şekil bozulması/yamulma gibi sebeplerle birleşerek, motorun bozulmasına/durmasına sebebiyet verebilir. Gaz tüketiminin hesaplanması Aşağıdaki formülde, tam kapasite için gerekli normal koşullarda çalışan bir gaz motorunun, gaz akış gereksinimin hesaplanmasında kullanılmaktadır. formülde: normal koşullarda gaz akışı motor gücü mekanik verim LHV, gaza ait düşük ısıtma değeri (İngilizce: Low Heating Value) Tarihi gaz motorları galerisi Ayrıca bakınız Otogaz AB Birleşik ısı ve güç üretimi yönergesi (İngilizce: ) Kojenerasyon Türbin motoru İçten yanmalı motorun tarihçesi (İngilizce: ) Doğal gazla çalışan araçların listesi (İngilizce: ) Avrupa biyogaz kullanım tabloları (İngilizce: ) Anson Motor Müzesi (İngilizce: ) Kaynakça Dış bağlantılar (İngilizce İçerik) Crossley Gas Engine (İngilizce İçerik) Antique Stationary Engines (İngilizce İçerik) Old Engines (İngilizce İçerik) Gas Engine Articles (İngilizce İçerik) Gas Engine Magazine— İçten yanmalı tarihsel motorlar üzerine dergi. Kategori:Motor Kategori:Yerleşik motor Kategori:İçten yanmalı piston motoru