Bir enerji formundan (elektrik, kimyasal enerji, benzin, motorin, lpg vb.)elde ettiği ısı enerjisini mekanik enerjiye çeviren makinelere motor denir. Mekanik enerjinin meydana gelmesi için gerek1i olan ısı enerjisi, çeşitli yakıtlardan veya motor silindirlerinin dışında veya içinde üretilebilir. Buna göre motorlar, dıştan yanmalı ve içten yanmalı olarak sınıflandırılır. Dıştan Yanmalı Motorlar Yakıtın silindirlerin dışarıda bir yerde yakılması ile üretilen ısı enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makinelere dıştan yanmalı motor denir. Dıştan yanmalı motorlar, içten yanmalı motorlardan daha düşük güçte ve daha çok yer kaplayan bir yapıdadır. Dıştan yanmalı motorlarda yanma ile oluşan sıcak gazlardaki ısı enerjisini başka bir akışkana transfer ederler ve bu akışkandaki ısı enerjisi mekanik enerjiye dönüşür. Bu motorlara buhar makinesi ve Stirling motoru nu örnek gösterebiliriz. İçten Yanmalı Motorlar Dıştan yanmalı motorların aksine, yakıtı doğrudan doğruya silindirler içerisinde yakan ve üretilen ısı enerjisini piston aracılığıyla krank miline ileten motorlara içten yanmalı motor denir. İçten yanmalı motorlarda yanma odasının motorun içine taşınmasıyla birlikte oldukça kompakt motorlar üretilebilmiştir ve otomobillerin oluşması sağlanmıştır. İçten yanmalı motorlar pistonlu ve tepkili motor olmak üzere ikiye ayrılır. Tepkili motorlara Jet motoru örneğini verebiliriz. Pistonlu motorlar ise kendi içinde piston, ateşleme, yakıt, zamanlama, çevrim, silindir ve soğutma tipine göre değişkenlik gösterir. Doğrusal Pistonlu Motorlar -Sıralı Tip: Sıralı tip motor, silindirlerin krank mili üzerinde bir çizgi üzerinde sıralandığı motor tipidir. Günümüzde otomobillerde kullanılan en yaygın modellerdendir. Silindirlerin yan yana dizilmesinden dolayı bu adı almıştır. Dizel veya benzinli olabilirler. Bazı fabrikalar, sıralı tip motorları, eğik olarak da yapmaktadırlar. Bunun amacı, araçtaki motor bölmesini küçültmek, ayrıca ön tarafın fazla yüksek olmasını engellemektir. İki, üç, dört, beş ve altı silindirli olarak yapılabilirler. Altı silindirden sonrasında motor boyu uzadığından motor dengesi bozulacağı için tercih edilmemektedir. Sıralı tip motorlarda silindirler DIN 73021'e göre ifade edilirler. Silindirlerin numaralandırmasına güç çıkışının karşısından başlanır. -V Tipi: Silindirlerin krank şaftı üzerinde "V" şeklinde iki sıra halinde dizildiği motor tipidir. Sıralı tip motorlara göre daha yüksek bir güç/hacim oranına sahip olan bu tip motorlar nispeten yüksek performans gereken uygulamalarda kullanılırlar. Silindirler arasındaki açı benzinli motorlarda 60 veya 90 olabilir , dizel motorlarda 30 ila 120 arasında değişebilir. Daha az miktarda krank mili ana yatağına sahip olduğundan motordaki sürtünme kayıpları daha azdır. Silindirlerin numaralandırmasına DIN 73021'e uygun bir şekilde güç çıkışının karşı tarafındaki sol silindirden başlanır. Daha çok güç istenen ve fazla yer kaplamaması gereken yerlerde tercih edildiğinden V6 , V8 ve V12 en çok kullanılan tiplerdir. -Boksör (Boxer) Tipi Motor: Pistonları yere paralel olan bir içten yanmalı motordur. Boksör motorda silindirler tek bir krank milinin her iki tarafına 2 sıra halinde yerleştirilmiş ve böylece tüm pistonların hareketinin tek bir düzlemde olması sağlanmıştır. Yatay olarak pistonları karşılıklı olan bu içten yanmalı motorun patent hakkı 1896 yılında Karl Benz tarafından alınmıştır. Boksör motorların pistonları yatay ve karşılıklı dizilmiştir ve krank milleri ortada ve ortaktır. Ancak çoğu zaman bu motorları başka bir motor tipi olan ve yine pistonları karşılıklı ama bu sefer zıt dizili olan Zıt pistonlu motorlar ile karıştırırlar. Oysa bu iki motor tipinin en bariz farkı boksör motorda ortak ve ortada olan krank milinin diğer tipte ayrı (çoğunlukla) ve dışta olmasıdır. Alfa Romeo, Porsche, Subaru ve Volkswagen gibi markaların bir dönem kullanmış oldukları ve hala da Porsche ve Subaru'da kullanmaya devam ettiği bu motor tipi, dar alanda minimum dirençle maksimum güç alınması için kısa piston kolu kullanımına izin verir. Fakat yüksek yakıt tüketimi sebebi ile günümüzde pek tercih edilmemektedir. Son dönemde, Subaru dizel boxer motor geliştirmeyi başarmış ve ilk olarak Legacy modelinde kullanmıştır. -Yıldız Tipi Motor: Silindirleri bir daire merkezine karşı sıralanmış motorlara denir. Bu motor türünde tüm piston kolları tek biyel muylusuna bağlı olarak çalışırlar. Yıldız tipi motorlarda ateşleme aralığının düzgün olabilmesi için; 4 zamanlıları tek sayıda, 2 zamanlıları çift sayıda silindirli olarak yapılır. -W Tipi Motor: Birleştirilmiş iki adet “ V” tipi motordan oluşur. Bu birleştirme seri bağlantı şeklinde gerçekleştirilir. Yüksek silindir sayısına sahip bir motor üretmek amacıyla V ve VR motor tasarımlarının özellikleri birleştirilerek W motor tasarımı elde edilmiştir. W motora önden bakıldığında silindir düzeni çift V şeklinde görülmektedir. Sol ve sağ silindir sıralarındaki V’ leri birleştirdiğinizde bir W elde edebilirsiniz. “W” motor ismi buradan esinlenilmiştir. -H Tipi Motor: Silindirlerin birbirine göre konumları H şeklinde olan motordur. V açısı 180 derece olan iki V motorun kranklarının birer dişli ile ortak kullanıldığı düşünülürse H tipi motor ortaya çıkar. Silindir blokları aynı kartere bağlıdır. 2 krank mili ve bir iş alma mili mevcuttur. Böylece iki ayrı motorun gücü bir blokta toplanmış olur. Ancak bu gibi motorlarda hareketli parça ne kadar çok olursa aşınma, ısınma, mekanik, ses, sık arıza v.s olacağından pek fazla rağbet görmezler. -Zıt Pistonlu Motorlar: Silindirleri çift taraflıdır ve her tarafta bir piston bulunur ancak silindirlerin kafaları yoktur. Çoğu zaman her silindir sırasının ayrı ve bağımsız krank mili varken ( Doxfordship ve Commer OP kamyon motorları gibi ) bazı modeller tek mille çalışırlar. Bu tip motorları pistonları yine karşılıklı yerleştirilmiş olan Boksör motorlarla karşılaştırılmaması gerekir ki bu iki tip tamamen farklı iki motor tipidir. Döner Pistonlu Motorlar -Wankel Motor: Bu motorlarda diğer içten yanmalı motorlardan farklı olarak, kenarları yayvanlaştırılmış üçgen şeklinde döner pistonlar kullanılır. Güç iletiminin doğrudan piston üzerine bağlı mil yardımı ile gerçekleştirilmesi sayesinde yapıları diğer motorlara göre daha az karmaşıktır. Wankel motorunun normal bir motordan çok daha basit bir yapısı vardır. Oval bir gövde içerisinde merkezden kaçık olarak dönen bir rotor (döner piston) (tasarıma göre 2-3-4 rotor da olabilir) ve eksantrik milidir ( eksantrik mili 4 zamanlı motorlarda bulunan krank milinin işini yapmaktadır ). Motor çalıştığı sürece emme , sıkıştırma , iş(atesşleme) ve egzoz zamanları rotorun çevresinde oluşur. Motorun en büyük zorluğu da buradan kaynaklanır. Rotorun etrafının çok çabuk aşınmasından dolayı sıklıkla değiştirilmesi gerekmektedir. Genellikle polimer malzemeden yapılan rotor kenarlarının aşınması sorununu çözebilecek uygun nitelikte bir malzeme halen üretilememiştir. Bu motoru zaman zaman kullanan farklı otomobiller olmuşsa da günümüzde ticari olarak üretilen ve pazarlanan tek Wankel motorlu otomobil Mazda RX8 modelidir. -Quasiturbine Motor: Wankel motorun geliştirilmişidir. Aynı tek yönlü hareket mantığı kullanılmış fakat rotary motorlardan daha iyi sıkıştırma sağlamaktadır ve farklı yakıt türleriyle çalışabilmektedir. Ateşleme -Buji İle: Buji ile ateşlemeli motorlar, piston üst ölü noktaya geldiğinde azami gücü elde etmek için yakıt-hava karışımının buji kıvılcımı ile ateşlendiği motorlardır. Çevrimlerine göre sabit hacim çevrimli motorlardır. Benzin, LPG, doğalgaz yakıtlı olabilirler. Ateşleme sistemleri distribütörlü (Klasik Sistem) veya Transistörlü (Elektronik Sistem); yakıt sistemleri karbüratörlü, enjeksiyonlu ya da doğrudan püskürtmeli enjeksiyonlu olabilir. -Sıkıştırma İle: Bu tip motorlar yakıt ve hava karışımının yüksek basınç ve sıcaklığın etkisi ile tutuşmasıyla çalışır. Sıkıştırma ile ateşlemeli motorlarda buji ya da herhangi bir ateşleme mekanizması bulunmaz. Küçük patlamalar ile piston hareketi sağlanır. Bununla birlikte enjeksiyon sistemleri benzinli motorlara göre daha karmaşıktır, ve çok daha yüksek basınçlar altında çalışırlar. Benzinli motorlarda görülen ateşleme sistemi bir noktadan tutuşma sağladığı için silindirin çapını belirli bir büyüklükle sınırlandırır (Genelde en çok 0,15 m). Bu da bujili motorların büyüklüğünü ve dolayısıyla gücünü sınırlar. Dizel motorlarda ise silindir çapı çok daha büyük olabilir (1 m), ve çok yüksek güçler üretilebilir. Yanma benzinli motorlara göre daha yavaş gerçekleştiği için sıkıştırma ile ateşlemeli motorların devri nispeten düşüktür. Ekonomik olmaları nedeniyle bu tip motorlar kamyon, otobüs, iş makineleri gibi ticari araçlarda yoğun bir şekilde kullanılır. Ayrıca gemi, tren, denizaltı gibi yüksek güç gerektiren ve arabalara göre daha düşük devirlerde çalışan makinelerde tercih edilir. Günümüzde gelişen dizel motor teknolojisi bu tip motorların binek otomobillerde de yaygınlaşmasını sağlamıştır. Yüksek fiyat ve bakım masraflarına rağmen ekonomik olması ve ivmelenme performansının benzinli motorlara çok yaklaşması sebebiyle önemli bir alternatif haline gelmiştir. Yakıt -Benzinli Motor: Bir tür içten yanmalı motordur. Benzinli motorlarda kullanılan yakıt benzin olup, yakıt dizel motordan farklı olarak karbüratör adı verilen bir düzenek sayesinde, sıvı olarak değil buharlaşıp hava ile karışarak silindire girer. Benzinin oksijen (hava) ile oluşturduğu karışım sonucunda yanma gerçekleşir. Yakıt hava karışımının silindirin içinde bir kıvılcım ile yanması sonucu bir patlama meydana gelir. Burada yine dizel motordan farklı yanmayı sağlamak için kıvılcım yani buji kullanılır. Patlamanın ortaya çıkardığı basınç, piston tarafından hareket enerjisine dönüştürülür. Benzinli motorun çalışma prensibini oluşturan çevrim dört zamanlı çevrim ya da Otto Çevrimi olarak da anılır. Bu çevrim 1876 yılında Alman mühendis Nikolaus Otto tarafından bulunmuştur. Çevrim dört aşamadan oluşur. Emme: Karbüratörden gelen benzin-hava karışımı, emme sübabının açılması ile silindir içine çekilir. Sıkıştırma: Piston yukarı çıkarak benzin-hava karışımını sıkıştırır. Yanma: Sıkışan ve ısınan karışım, bujiden çıkan kıvılcım ile tutuşur. Oluşan patlama ile piston aşağı doğru itilir. Hareket gücü bu aşamada üretilmiş olur. Egsoz: Bu aşamada ise pistonun yukarı hareketi ile yanma sonucu oluşan gazlar egsoz sübabından dışarı atılır ve bir çevrim tamamlanarak, diğer çevrim yeniden başlar. -Dizel Motor: İiçten yanmalı bir motor tipidir. Daha özel bir tanımla, diesel motor oksijen içeren bir gazın (genellikle bu atmosferik havadır) sıkıştırılarak yüksek basınç ve sıcaklığa ulaşması ve silindir içine püskürtülen yakıtın bu sayede alev alması ve patlaması prensibi ile çalışan bir motordur. Bu yüzden benzinli motorlardan farklı olarak ateşleme için bujiye ve yakıt oksijen karışımını oluşturmak için karbüratöre ihtiyaç yoktur. 1892'de Alman Mühendis Rudolf Diesel tarafından bulunmuş ve daha sonra 23 Şubat 1893'te patenti alınmış bu süreç diesel çevrimi olarak bilinir. Motorun mucidi, geniş kömür yataklarına sahip olan Almanya'nın petrole bağımlılığını azaltmak için kömürle çalışan bir motor yapmayı hedeflemiştir. Ancak kömür tozunun yanmasından dolayı ortaya çıkan kül büyük sorunlar doğurmuş, daha sonraları ise motorda farklı yakıtların kullanılması tasarlanmıştır. Nitekim Rudolf Diesel, motorun sunumunu 1900’deki Dünya Fuarı'nda, yakıt olarak yer fıstığı yağı (Biodizel) kullanarak yapmıştır. Emme: Silindire temiz havanın alınması Sıkıştırma : Silindire alınan havanın sıkıştırılması Ateşleme : Sıkıştırılan havanın üzerine yakıtın enjektörle püskürtülerek yanması Egzoz : Silindir içinde kalan artık gazların dışarıya atılması. Zaman -İki Zamanlı Motor: İki zamanlı motor, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha yaygın olarak kullanılan dört zamanlı motordan farkı, pistonun lineer hareketlerinde 4 yerine 2 stroka sahip olmasıdır. Fakat bu iki strokta, 4 zamanlı motorda oluşan 4 işlemde (emme, sıkıştırma, yanma, egzoz) meydana gelmektedir. Yani emme ve sıkıştırma 1 strokta, yanma ve egzoz 1 strokta yapılır. Bu motor tipinde emme ve egzoz supapları yoktur. Emme ve egzoz işlemleri silindir içinde oluşan basınç farkları vasıtası ile yapılır. Piston yukarı hareket ederken, üst kısımdaki karışımı silindir içinde sıkıştırmaya başlar. Bu esnada pistonun yukarı hareketi ile krank bölümünde bir vakum oluşur ve karışım krank bölümüne dolar. Bu karışım yakıt, yağ ve hava karışımıdır. Sıkışan karışım buji ile ateşlenir ve patlama oluşur. Çıkan enerji pistonu aşağı iter. Pistonun aşağı itilmesi ile egzoz çıkışı açılıp, emiş ağzı kapanır. Yanma sonucu ortaya çıkan atık gaz, egzoz borusundan atılır. Pistonun hareketi ile aşağıda sıkışan karışım, taşıma cebinin açılması ile pistonun üst kısmına dolar. Üst kısma yeni karışım dolması ve egzoz gazının tamamen atılması ile çevrim tamamlanır ve diğer çevrim başlar. Genelde küçük yapıdaki benzin motorları iki zamanlı olarak kullanılırlar. Motosiklet, bazı küçük teknelerde, scooter, kar motosikletleri ve model uçaklarda kullanılır. Ayrıca motorlu bahçe araçlarında da (çim biçme makinası vb.) kullanılırlar. Büyük yapıdaki iki zamanlı dizel motorlar başta gemilerin ana makinası olmak üzere 2000 hp gücün üzerindeki güçlere ihtiyaç duyulduğunda iki zamanlı dizeller kullanılmaktadır. -Dört Zamanlı Motor: Dört zamanlı motorlar, pistonun bir çevriminin 4 aşamada tamamlandığı motor tipleridir. İçten yanmalı motorlar sınıfında yer alırlar. Motorlarda güç üretimi önce yakıtın içindeki kimyasal enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi, sonra da bu ısı enerjisinin pistonu harekete geçirmesiyle gerçekleşir. Bir dört zamanlı motorda bu işlem şu aşamaları izler: 1. Yakıt ve hava karışımı pistonun dışarı hareketiyle dolar. 2. Karışım pistonun içeri hareket etmesiyle sıkıştırılır. 3. Sıkışmış karışım benzinli motorlarda bir kıvılcım ile tutuşturulur, dizel motorlarda ise yüksek basınç ve sıcaklık altında kendiliğinden tutuşur ve yanma gerçekleşir. Yanma sonucu açığa çıkan enerji ile piston dışarı doğru itilir. Bu sayede krank şaftı döndürülür ve kinetik enerji elde edilmiş olur. 4. Pistonun geri dönüşü sırasında egzoz valfı açıktır ve egzoz gazları pistondan atılır. Döngü böylece başlangıç konumuna gelir ve 1. aşamadan itibaren işlemler yinelenir. Motorun bir döngüsünü yukarıda anlatılan 4 aşamada tamamlamasından dolayı bu tip motorlara 4 zamanlı motorlar ismi verilir. Hareket halindeki benzinli bir araçta bu döngü dakikada ortalama 3.000-3.500 defa tekrarlanır. İki zamanlı motorlara göre daha verimli olan 4 zamanlı motorlar günümüzde en çok kullanılan içten yanmalı motor tipidir. Çevrim -Sabit Hacim: Sabit hacim çevrimleri (otto çevrimi) , buji ile ateşlemeli motorlarda kullanılan, ateşlemenin piston üst ölü noktaya geldiği ve sıkıştırma sonu basıncının en üst seviyeye çıktığı anda bujilerden kıvılcım çaktırılarak yapılan bunun sonucunda da pistonu aşağıya iten maksimum basıncın elde edildiği çevrimlerdir. Sabit basınç ya da dizel çevrimlerinden farkı ateşleme sabit bir hacimde yapılması ve buji kullanılmasıdır. Sabit hacim çevriminde, dizel çevrimlerinde olduğu gibi piston aşağıya doğru inerken sisteme ısı girişi yapılmamaktadır. -Karma Çevrim: Benzinli motorda (yani Otto çevriminde), yanma sabit hacimde gerçekleşir, dizel motorda (yani dizel çevriminde) ise yanma sabit basınçta gerçekleşir. Karma çevrimde ise günümüz modern dizel motorlarında olduğu gibi, yanmanın ilk aşaması sabit hacime yakın, son aşaması ise sabit basınca yakın gerçekleşmektedir. Bu yüzden ısının bir miktarının sabit hacimde, geri kalan kısmının da sabit basınçta sisteme verildiği bu çevrime karma çevrim denir. Silindir -Tek Silindirli Motorlar: İki krank mili devrinde sadece bir iş yaptığından dolayı dengesiz harekete sahip ve gücü düşük motorlardır. 2 zaman prensibine göre çalışırlar. Otomobillerde kullanım olanağı yoktur. Daha çok küçük işlerde, su tulumbalarında, sandallarda, motorsikletlerd , jenaratörlerde ve askeri amaçlar için kullanılmaktadırlar. -Çok Silindirli Motorlar: Silindirlerin düzenine göre çok çeşitli motor yapı şekilleri vardır. Silindirler DIN 73021’e uygun bir şekilde ifade edilir. Silindirlerin sayılmasına güç çıkışının karşı tarafından başlanır. Boksör motorlarda ve V tipi motorlarda güç çıkışının karşı tarafından soldaki silindirden başlanır ve sıra takip edilir. Genelde 4 zaman ilkesine göre çalışırlar. 2 zaman ilkesine göre çalışan tipleri de mevcuttur. Hava veya su ile soğutulan çeşitleri vardır. Soğutma - Hava Soğutmalı: Hava soğutmalı motor, motorun sıcak parçalarının soğutulması için direkt olarak hava sirkülasyonunu kullanır. Çoğu modern içten yanmalı motor, kapalı devre sıvı soğutucuların motor bloğu içindeki kanallar boyunca dolaşması ile soğutulur. Soğutucu ısıyı absorbe eder, daha sonra bir ısı eşanjörü veya radyatör ile üzerindeki ısıyı havaya iletir ve döngü bu şekilde devam eder. Bu şekilde de nihai soğutucu hava iken, sistemde dolaşan sıvı soğutucu dolayısı ile bu tipler su soğutmalı motor olarak bilinir. Buna göre, bir hava soğutmalı motorda ısı motordan direkt olarak havaya atılır, sıvı soğutucu kullanılmaz. - Su Soğutmalı Motorlar: Su soğutmalı motor, motorun çalışması esnasında ortaya çıkan aşırı sıcaklıktan dolayı motor yağı ve parçalarının zarar görmemesi için motor bloğunun soğutulmasında soğutucu sıvı (su) sirkülasyonunu kullanan motor tipidir. Çoğu modern içten yanmalı motor, kapalı devre sıvı soğutucuların motor bloğu içindeki kanallar boyunca dolaşması ile soğutulur. Soğutucu ısıyı absorbe eder, daha sonra bir ısı eşanjörü veya radyatör ile üzerindeki ısıyı havaya iletir ve döngü bu şekilde devam eder. Bu şekilde, sistemde dolaşan sıvı soğutucu kullanan bu tipler su soğutmalı motor olarak bilinir. Buna göre, bir su soğutmalı motorda ısı motordan direkt olarak havaya atılmaz, soğutma işleminin etkinliğini arttırmak için sıvı soğutucu kullanılır. Su soğutmalı motorların, hava soğutmalı motorlara göre çeşitli üstünlükleri vardır. Su soğutmalı motorda motor bloğunu saran su gömlekleri (kanalları) motor sesini izole eder ve hava soğutmalı motora göre daha sessiz çalışır. Ayrıca büyük hacimli motorlarda hava soğutmalı tip kullanmak mümkün olmaz, motoru soğutmak için yerleştirilecek vantilatörün çok büyük olması gerekeceğinden hem kaplayacağı yer, hem de gürültü bakımından uygulaması çok zordur. Bu yüzden günümüz otomobil teknolojisinde artık tamamen su soğutmalı motorlar kullanılmaktadır. Suyun, donma noktasının altındaki hava şartlarında donmaması için antifriz kullanılır.