By | 13 Mayıs 2019

GİRİŞ

 İçten yanmalı bir motora kıyasla, bir elektrik motorunun birtakım avantajları vardır. Bu yazımızda içten yanmalı motoru ile elektrik motorun kıyaslaması yapılacaktır. İlk olarak temel karakteristik özellikler kıyaslanacak daha sonra ise verim haritaları üzerinden verim karşılaştırılacaktır. Son olarak ise her 2 motorun tork ve güç eğrileri karşılaştırılacaktır.

İçten Yanmalı Motor ile Elektrik Motorunun Karakteristiklerinin Karşılaştırılması

İçten yanmalı motor ile elektrikli motorun karakteristiklerinin karşılaştırma tablosu aşağıda verilmiştir:

Resim 1: İçten yanmalı motor ile elektrikli motorun kıyaslanması [1]

 Tabloda yer alan bazı maddeleri daha detaylı açıklamak faydalı olacaktır:

  • Verim: Burada ilgili motorların sahip olabileceği maksimum verimler kabaca gösterilmiştir. Bu konu aşağıda detaylandırılmıştır.
  • Çift Yönlü Çalışma: Burada motorun dönme yönü kastedilmektedir. Bir içten yanmalı motor (İYM) tasarım sırasında tek yöne dönebilecek şekilde tasarlanır (örneğin saat yönünde dönecek şekilde veya tam tersi). İçten yanmalı motor tasarlandıktan sonra aksi yönde dönemez. Fakat elektrik motorunda bu söz konusu değildir; her iki yöne de sorunsuz dönebilir.
  • Enerji Geri Kazanımı: Elektrikli motorlar elektrik enerjisi verildiğinde mekanik enerji üretirler, mekanik enerji verildiğinde de elektrik enerjisi üretirler. Yani bir elektrik motoru hem elektrik motoru olarak hem de jeneratör olarak çalışabilir. Fakat aynısı İYM için geçerli değildir. Bu sebeple İYM’de enerji geri kazanımı (geri kazanımlı frenleme gibi sistemlerle vs) mümkün değildir.
  • Kesintisiz Tork Çıkışı: Araçlarda kullanılan İYM’ler pistonlu tiptir ve her pistonda (örneğin 4 zamanlı bir motor diyelim) güç üretimi sadece 1 zamanda (strokta) meydana gelir. Tork üretimi her piston açısında olmadığından İYM’nin tork üretimi kesintilidir (bu silindir sayısı arttırılarak azaltılabilir). Fakat elektrikli motorda bu söz konusu değildir.

İçten Yanmalı Motor ile Elektrik Motorun Verim Yönünden Karşılaştırılması

 İçten yanmalı motor ile elektrikli motorun verimlerine bakıldığında ciddi bir fark görülmektedir ki içten yanmalı motorun en önemli dezavantajı veriminin düşük olmasıdır. Yukarıdaki tabloda motor verimleri kıyaslanırken motorların maksimum verimleri kıyaslanmıştır. Halbuki motorun operasyon noktasına göre verimi değişmektedir. Bu sebeple aşağıda her iki motordan örnek birer verim haritası verilmiştir.

 İçten yanmalı motorun verim haritası:

Resim 2: 4 L Sıkıştırmalı Ateşlemeli İçten Yanmalı Motorun Verim Haritası [2]

Elektrik motorun verim haritası:

Resim 3: HVH250 Elektrik Motoru Verim Haritası (BorgWagner) [1]

 Görüldüğü gibi elektrik motoru hem verim açısından hem diğer karakteristik özellikler bakımından içten yanmalı motordan daha iyi özelliklere sahip bir motordur. Bu özelliklerden ikisi (emisyon yaymama ve yüksek verim) elektrikli araçların yaygınlaşması için temel dayanağı oluşturmaktadır. Fakat elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla ilgili temel sorunun elektrik motoru teknolojisinde değil batarya teknolojisinde olduğunu da belirtmekte fayda vardır.

İçten Yanmalı Motor ile Elektrik Motorun Tork ve Güç Eğrilerinin Karşılaştırılması

 Elektrik Motorunun Tork ve Güç Eğrisi: Elektrik motorunun tork ve güç eğrisi aşağıda gösterildiği şekildedir. Grafikte de görüldüğü üzere elektrik motorları belli bir motor devrine kadar sabit tork, belli bir motor devrinden sonra ise sabit güç verebilmektedir.

Resim 4: Tipik bir elektrik motorunun tork ve güç eğrisi.

 İçten Yanmalı Motorun Tork ve Güç Eğrisi: İçten yanmalı motorun tork ve güç eğrisi aşağıda gösterildiği şekildedir. Bu grafikte gösterilen tork eğrisi motorun atmosferik veya aşırı doldurmalı olmasına göre değişiklik gösterebilir. Burada gösterilen tork eğrisi turboşarja sahip bir motorun tork eğrisidir. 

 Grafikte de görüldüğü üzere içten yanmalı motorlar düşük devirlerde düşük tork verebilmektedir. Maksimum tork ancak belli bir devirden sonra mümkün olmaktadır. Tork eğrisi belli bir devirden sonra da düşmektedir. Güç ise tork ve hıza bağlı olarak bir noktaya kadar artmakta, sonrasında ise azalmaktadır.

Resim 5: İçten yanmalı motorun tork ve güç eğrisi.

 Elektrik motoru ve içten yanmalı motorun tork ve güç eğrilerine bakıldığında elektrik motorunun araç dinamiklerine daha uygun olduğu görülmektedir.

İleri Okuma

 Elektrikli araçların ve içten yanmalı motora sahip konvansiyonel araçların farklı yönlerden, özellikle de emisyon yönünden, kıyası için şu yazımızı okuyabilirsiniz:

 

Yararlanılan kaynaklar:
[1] x-engineer.org , erişildi 09.04.2019
[2] www.researchgate.net , erişildi 13.05.2019

 

Adem Oruz

13 Mayıs 2019

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir