Motorlarda Yanma Odaları ve Özellikleri

Bu tip yanma odaları her silindirde dört supap bulunan motorlarda kullanılmaktadır. Bu yanma odalarında buji yanma odasının tam ortasında yer almaktadır. Bu durum etkin ve hızlı bir yanmanın gerçekleşmesini sağlamaktadır. Ancak supap mekanizması nedeniyle silindir kapağı büyük boyutludur. Bu tip yanma odaları bir binanın çatı arasına benzemesi nedeniyle çatı tip yanma odaları denilmektedir. Çatı tip yanma odaları yarı-küresel tipine benzer olduğundan birbirlerine yakın özellikler gösterirler. Aşağıda Hemi(yarı-küresel) yanma odasının özellikleri verilmektedir.

Bu tip yanma odaları aynı hacimdeki diğer yanma odaları ile karşılaştırıldığında en küçük yüzey alanına, en az ısı kaybına ve en fazla ısıl (termal) verimliliğe sahip yanma odalarıdır. Bu odalar verimlilik kazancı adına diğer unsurlardan en az miktarda ödün verilecek şekilde dizayn edilmiştir. Subaplar, orjinal Chrysler Hemi’de yanma odası çevresinde 58.5 derecelik açıyla ve tam olarak krankmilinin merkez hattına denk gelecek şekilde yerleştirilmiştir. Bu pozisyon, subaplar açıldığında içeriye büyük miktarda hava akışı sağlar. Aynı zamanda karışımın daha efektif bir şekilde çapraz akış hareketi yapabilmesini ve taze karışımın egsoz subabındaki ısı transferinin limitlenebilmesini mümkün kılar. Daha önceden hatırlayacağımız üzere bu tasarım en iyi yüzey/hacim oranını ve soğutma sisteminden ısı çekilimini limitlemek için zorunlu olan en kısa egsoz subap açılma zamanlamasını sağlar. Bu yanma odasında bujinin ortada bulunması, harika bir oktan toleransını beraberinde getirir. Subaplardaki küçük sıkıştırma plakaları, artık gazın buji üzerinden atılmasını ve yanmanın daha hızlı gerçekleşmesini sağlar. Diğer bir avantajı da, emme ve egsoz subapları arasındaki mesafeden dolayı ısı transferinin mümkün olan en az şekilde yapılabilmesidir.

Kama tip yanma odalarında silindir kapağında kama şeklinde bir hazne bulunmaktadır. Bu tip yanma odalarının yapısı da basit olduğu için silindir kapağı daha küçüktür. Yıllar boyunca en çok kullanılmış yanma odası türüdür. Küvet tip yanma odasına benzer. Emme subapları odanın eğimli şeklinde dizayn edilmiş çatı kısmına yerleştirilmiştir. Subapların genel olarak konumu yine eğimlidir. Buji odanın kalın kısmına subapların tam ortasına yerleştirilmiştir. Odanın sivri-dik kenarının görevi, yakıt+hava karışımının yönünü değiştirmek ve bu karışıma silindir ekseninde ve aşağıya doğru spiral bir yol izletmektir. Sıkıştırma kursu boyunca karışım ölü hacim içerisinde dar kısma doğru sıkışıp inceden kalına doğru genişleyen oda duvarlarında sert şekilde itilmeye maruz kalır. Bu da güç oluşumuna olumlu katkı sağlayarak hareketin daha kolay gerçekleşmesine olanak verir.

Yanma odasının yapısı basit olduğu için silindir kapağı ve supap mekanizmasının yapısı, diğer yanma odalarının kullanıldığı silindir kapaklarına göre daha küçük ve basittir. Ancak bu tip yanma odaları büyük çaplı supaplara uygun değildir. Bu tasarım kama tip veya yarı-küresel tip yanma odalarına pek benzememektedir. Üretici firmaların kullandığı değişik formlarda çeşitleri vardır. Bazı dizaynlarda yanma odası neredeyse oval şekildedir, yeni ve daha verimli olanı ise kalp-şekli olarak adlandırılan tasarımdır. Burada silindir kafasının tepesi ile örtüşen piston kafası söz konusudur ve bu odanın iki sıkıştırma alanına ayrılmasına neden olur. Bu alanların boyutları birbirinden farklıdır. Büyük olan tarafta buji ve emme subabı bulunur. Asıl sıkıştırırmanın olduğu bölgenin karşı tarafı konik bir şekildedir yani kama tipinde olduğu gibi dik bir duvar söz konusu değildir. Bujinin konumu egsoz subabına ve orta kısma doğru mümkün olduğunca yakındır. Subaplar arasındaki az mesafe ise, hacimsel verimi ve oktan toleransını sınırlamaktadır.

Bu tasarımların hepsini düşündüğümüzde birtakım avantaj ve dezavantajların olduğunu görüyoruz. Mühendisler yıllar boyunca en ideal tasarımı bulmak için çalışmışlar ve çalışmaya devam etmektedir. En kötü yanma odasında dahi, duvarlarda ve yüzeylerde yapılan bir takım yumuatmalarla sıkıştırmayı artırmak, yanma hızını yükseltmek gibi özellikler kazandırılabilir veya bujinin konumu değiştirerek ve piston kafasında ufak değişiklikler yaparak yanma iyileştirilebilir. Günümüzde bu ufak tasarım hilelerinin etkisi oldukça azaltılmıştır ve artık çok daha iyi yanma odalarının standart olarak tasarlandığı unutulmamalıdır.