Bujisiz motor nedir? Maziye doğru ufak ufak geri gidersek, motorlar üzerinde ilk çalışmalar 1800’li yılların başında yapılmıştır. Üretilen otomobillerde ilk benzin yakıtlı içten yanmalı motor 1886 yılında ortaya çıkmıştı. Mercedes-Benz’in kurucularından Karl Benz tarafından geliştirilen bu motoru, 1893 yılında Rudolf Diesel ilk sıkıştırma ile kendinden ateşlenen motoru takip etmiştir. Bu motor günümüz kadar bu mantıkta gelip, tüm dizel makinelerde kullanılmıştır. Patenti alınan bu motordan sonra 1900 yılında ise yine Rudolf Diesel, günümüzde bilinen ilk dizel motoru ortaya çıkarmıştır.
Anlattığımız gibi benzin motorunun otomobillerde kullanımı üzerinden 220 yıl, dizel motordan ise 128 yıl geçmiş. Bu süre zarfında dizel ve benzin ünitelerde inanılmaz değişimler ortaya çıktı. Motor teknolojilerinin yanında daha farklı değişimlerde yaşansa da, ateşleme prensibi ile ilgili yöntemde çok büyük değişimler yaşanmadı. Hala günümüzde dizel motorlarda ateşleme işlemi havanın güçlü bir şekilde sıkıştırılıp üzerine yine basınçlı bir şekilde dizel yakıt püskürtülmesiyle olabilmekte. Benzinde ise bu işlem sıkışan hava yakıt karışımının buji tarafından ateşlenmesiyle olmaktadır. Dahası, 1890 yılında dizel motorların çalışma prensibine benzer bir şekilde çalışan benzin takviyeli motorlar da ortaya çıkmıştır. Bu tarz üniteler ilk çalıştırmayı benzin ile gerçekleştiriyordu. Akabinde dizel benzeri olan yoğun yağlı yakıtlar sistemde kullanılmaya başlıyordu. Bu tarz makineler çok düşük devirlerde çalışabiliyorlardı. Bu sebepten dolayı ağır iş taşıtlarında kullanılıyordu. Bu motorlar traktörlerde 1950’li yıllara kadar yer aldı. Ancak o dönemde yine de buji olmadan ateşleme yapabilen ve sürekli bu şekilde çalışabilen benzin üniteler maalesef yoktu. Takvimler 2000’li yıllarının ortalarını gösterdiğinde, çeşitli markalar bujsiz ateşleme yapabilen benzin motorlarını ortaya çıkarmaya başladılar. İlk olarak 2005 yılında Honda, yeni nesil Hybrid sisteme sahip araçlarında bu tarz motorları kullanmaya başladı. Daha sonra 2007 yılında ise GM’in geliştirdiği motor Opel Vectra C’de kullanılmaya başlandı. Bu motorda sistem 97km/saat hıza kadar bujisiz olarak ateşleme yapabiliyordu. Bu hızın üzerindeki her seviyede motor bujiler yardımıyla çalışıyordu. Bu motor 2.2 litre hacminde Ecotec atmosferik olarak geçiyordu. Motorun fabrika tüketim verisi ise 6.6 litre idi.
Daha sonrasında Volkswagen’de kolları bu iş için sıvadı. Akabinde, normal sürüş şartlarında kendiliğinden ateşleme sistemi ile çalışan bir motor ortaya oydu. Bu motor standart sürüşte kendi ateşlemesini kendi yaparken, ara ve ani hızlanmalarda bujinin yardımına ihtiyaç duyuyordu. İlk olarak bu motor VW Touran modelinde ortaya çıkmıştı. Mercedes (DiesOtto) ve Hyundai de bu motor mantığına benzer sistemleri test etmeye devam ediyordu. Mazda’da Wankel motor üzerinde bu sistemi oturtmaya çalışıyordu. Markanın geliştirdiği Sky-Activ teknolojisi de bujisiz ateşlemenin temel mantığı ile ilerliyor.
Mazda’da yer alan ve hala geliştirmelerine devam ettiği Sky-Activ teknolojisi, özellikle benzinli makineler için oldukça yüksek sıkıştırma oranı sunuyor. İşte bu özellik genel olarak baktığınızda bujisiz ateşlemenin temelinin oluşmasına yardımcı oluyor. Mazda’da kullanılan 1.5lt atmosferik benzin motoru 14.0:1 gibi çarpıcı bir sıkıştırma oranına sahip. Bu diğer ile aynı hacimdeki dizel motorun 14.8:1 oranı birbirilerine oldukça yakın olması söylediklerimizi doğruluyor. İşte bu gücü arkasına alan bu motor 1.5 litre hacim ile sadece ortalama olarak 5.0 litre yakıt tüketim verisine sahip olabiliyor. Bilindiği üzere dizel yakıt daha zor tutuşur. Bu sebeple dizel motorlar benzin motorlarına göre daha yüksek sıkıştırma oranlarına erişmek zorunda. Benzinli motorda ise sıkıştırma oranını yükselttiğinizde vuruntulu çalışma karşınıza çıkıyor. Bu sebeple yüksek sıkıştırma oranı benzinli motorlarda çok fazla tercih edilmez. Ancak Mazda’nın bu teknolojisi motoru hem fazla sıkıştırmaya hem de vuruntusuz çalışmaya elverişli hale getiriyor. Ayrıca Mazda bu sıkıştırma oranlarını 18.0:1 oranına çıkarmak için çalışmalarına devam ediyor. Bu çalışmalar bujisiz motor konusunda yakın gelecekte önemli adımların atılacağı konusunda bize olumlu sinyaller vermekte.
HCCI yani Homogeneous Charge Compression Ignition ifadesi oldukça karışık görünebilir. Türkçe’ye çevrilmiş haliyle açıklarsak Homojen hava-yakıt karışımının sıkıştırma ile tutuşmasıdır. Buraya bakarak yanma odası içerisinde tam olarak karışmış hava-yakıt karışımının bize sunulmuş olmasıdır. Zaten sıkıştırma konusunun ne kadar önemli olduğunu yukarıda anlatmıştık. Bu karışımın tutuşabilmesi için yüksek bir sıkıştırma oranı gerekiyor. Bu motor aslında homojen hava-yakıt karışımının yüksek basınçta kendiliğinden tutuşması mantığında çalışıyor.
Dizel ve benzinin çalışma farklarına bakılacak olursak;
Dizel motorda piston tarafından sıkıştırılan havanın üzerine dizel yakıtı püskürtülür. Burada yakıtın basınçlı bir şekilde püskürtüldüğünü unutmamak gerek. Daha sonrasında tutuşma hemen püskürtmeyi yapan enjektörün önünde gerçekleşir ve ileriye doğru devam eder. Bu tarz yanmada homojen karışım oluşmaz.
Benzin motorda ise işlem daha da teşekkürlüdür. Burada emme supabından gelen hava ile bu sırada püskürtülen yakıt karışır. Piston aşağı hareketteyken bu işlem yapılır. Daha sonra piston yukarı hareketlendiğinde sıkıştırma işlevi başlar. Piston en üst seviyedeyken buji tarafından sıkıştırılan hava yakıt karışımı ateşlenir. Ancak yine homojen bir karışım burada gerçekleşmez.
HCCI motorlara gelirsek, Benzinli makinelerdeki gibi emme supabından hava içeriye hava alınır. Daha sonra enjektörden püskürtülen yakıtta sisteme dahil olur. Piston yukarıya hareket ederken hava yakıt yüksek bir oran seviyesinde sıkıştırılır. Bu hareket sırasında basıncı artan hava-yakıt karışımı homojen şekilde karışmış olur. Basıncı ve sıcaklığın artan homojen karışım çeşitli noktalarında tutuşmaya başlar. Böylece hava yakıt karışımı daha verimli yanar. HCCI motorun çalışma prensibi her ne kadar dizel motora benzese de görüldüğü gibi tutuşma aşaması çok farklıdır. Dizel motorda yakıtın çok yüksek basınç ile püskürtülmesi sonrasında yanma gerçekleşir. HCCI motorda ise hava-yakıt karışımının tamamen homojen karışımından sonra çoklu noktalarda tutuştuğu görülüyor. Bu çalışma mantığında yüksek basınçlı enjektörler bu sistemde gereksiz oluyor. Bu sistemde yakıtın yanma odasına düşük bir basınçla püskürtülmesi, karışım için yeterli oluyor.
• Daha yükse verim alma şansınız vardır.
• Dizel motorlardan bile daha düşük yakıt tüketimi.
• Daha düşük motor parça maliyeti.
• Enjektör maliyeti yok.
• Daha iyi performans ve gaz tepkisi.