Arama
KALİTE, ÇEVRE VE TOPLUM İÇİN: [ (0) SIFIR HATA } KALP + BEYİN= SÖZ>GÖZ>KULAK>EL>AYAK SENTEZİ BAŞARININ SIRRIDIR & İMAN>İBADET>AHLAK>DİSİPLİN>ÇALIŞMAK, ÖNCE İNSAN, Saygılarımla ( AYL) Ahmet YAYLA Tel: 0 533 341 97 12

PİSTON TİPLERİ KULLANIM ALANLARI, ÇALIŞMA ŞARTLARINDA ARIZALAR

PİSTON TİPLERİ, KULLANIM ALANLARI, ÇALIŞMA ŞARTLARINDA ARIZALAR

Bugüne dek sizlere vermiş olduğum seminerlerde bahsetmiş olduğum gibi bir nebzede değişik piston tipleri ve bunların durumlarına göre kullanma alanlarını ve çalışma şartlarında maruz kaldıkları zorlamaların görülmesi ile meydana gelebilecek piston arızalarını sayfalara dökmek istiyorum.

Yeni veya revizyon görmüş motorun çalıştırılmasında sürücü normalde ilk mesafelerde nasıl ve ne hızda gideceğini bilir. (Sürücü bunu göz önünde bulundurması gerekir).Bugünkü teknolojide büyük ölçüdeki seri imalatın çok hassas kalite kontrol ile tüm silindir sistemleri (ekipmanlar) dar toleranslar içinde üretilmektedir. Bu nedenle aynı işlevi gören piston eskiden olduğu kadar silindir yüzeyinde fazla tehlikeli olmamaktadır.

Bugünkü malzeme alaşımı ve imalat tekniği varmış olduğu ileri teknolojiyle çalışma esnasında meydana gelebilecek kritik durumları önlemektedir.Fakat yinede normal aşınma ile ilgili olmayan arızalar meydana geliyorsa bu durumda arızanın sebebi en iyisi müşterinin yanında bulunmak ve motoru inceleyerek esas nedenleri ortaya çıkarmakla mümkün olacaktır.

Piston arızalarının ana karakteristiğine geçmeden önce, müsaadenizle sizlere çeşitli piston tiplerini tanıtmaya çalışayım.

Motor dizaynının yapısına göre farklı piston tipleri öngörülmektedir. Günümüzde bilhassa modern binek vasıtaları motorlarına gürültü nedenlerinden seri pistonlar monte edilmektedir. Bunlar çelik plaka ile dökülmüş pistonlar olup, çeliğin alüminyuma nazaran farklı genleşmesinde, pistonda termik genleşmeyi sağlamaktadır.

Çelik plaka ile dökülmüş bir Ototerm pistondur.Ototerm piston etek ve segman arasındaki kısım üçüncü yuva’ nın segman yuva dibine kadar yarılmıştır. Bu tip pistonlar umumiyetle daha az zorlama gören motorlarda güvenle kullanılır.

Ototermit pistonda ise, aynı surette bir çelik plaka ile dökülmüş olup, sadece bu piston ototermde olduğu gibi yarılmamıştır, deliklidir. Aşırı zorlanan motorlar için (dizel binek vasıtaları ve hava soğutmalı kamyon dizel motorları) yüksek mukavemet sessiz çalışma sağlamaktadır.

Dublterm pistonun çelik plakası, ayrı bir şekle sahiptir. Çelik plaka etek kısmını segman bölgesinden ayırmaktadır. Bu suretle daha simetrik bir termik genleşme ve bilhassa silindir ile piston arası boşluğunu çok küçük boşluğa düşürmektedir.Dublterm pistonun mukavemet nispeti Ototermit ile Ototerm pistonun arasında bulunmaktadır. Çok sessiz çalışmaları nedeniyle özellikle binek vasıtalarına ekstrem taleplerin karşılanmasında kullanılır.


Spor vasıtaları için pres dövme piston, fazla zorlamalara karşı bilhassa yüksek mukavemete sahiptir. Bu piston özelliğinden dolayı cidar kesitleri ile az ağırlığa müsaittir. Ayrıca, bu tip pistonlarda emniyet halkası kullanılmayıp, yerine pistonda, pim deliğine diş açılarak emniyet halkasının daha verimli olan özel vidalı tampon kullanılmaktadır. (Seri spor vasıta motorlarında emniyet halkasının fırlamaması için uygulanmaktadır).
Binek vasıta motorlarının aksine ticari taşıt motorlarına genellikle düz etek pistonu diye adlandırılan pistonlar monte edilmektedir. Burada bu tip pistonun segmanların taşıyıcısı, segmanlar bölgesi Spherero döküm malzeme, ESG piston olarak adlandırılan kaynakla bağlanmaktadır. Soğutma kanallı pistonlarda uygulanmaktadır.
Bu tip dökülen pistonlarda soğutma kanallı ve segmanların taşıyıcı kısma pres edilmiş veya dövülmüş etek kısmı ESG olarak birleştirilmiştir.

Silindir sistemlerinden piston ömrünün uzatılması ve direnç sağlaması bakımından dizayn geliştirmeleri, motor güçlerine göre soğutma kanalları farklı olarak yapılmaktadır.
Örneğin: Pistonun I. Segman yuvası ve yanma odası çevre kenarlarının daha fazla soğutulması için özel niresist malzemeye çelik soğutma kanalı kaynaklı tip, segman taşıyıcılı soğutma kanalı oluşturulmaktadır.
Burada motor tipine göre pistonun diğer sistemlere faydalı olabilecek gelişmeler tasarlanarak yapılmaktadır
Büyük motorlarda büyük çaplı pistonlar, bugün ekseriyetle parçalı olarak adlandırılan pistonlar monte edilmektedir. Bu pistonların piston başı çelikten ve şaft kısmı pres veya dövme alüminyum veya Spheero dökümünden teşekkül etmektedir.

Piston başı şafta cıvata ile birleştirilir. Segman ve segman bölgesinin soğutulması için gerekli yağ temini pim deliğinden geçirilerek dizayn edilmiştir. Segman bölgesinin ve Yanma odasının çevresinin soğutulmasından sonra yağ enine deliklerden orta merkez odacığına ulaşmakta bunu takibende merkezdeki delikten geçerek tekrar motor karterine girer.

Gemi motorlarında mazotun fazla kükürtlü olmasından dolayı Alüminyum pistonu daha hızlı aşındırması nedeniyle tekrar Spheero pistonun kullanılmaya başlaması uygun bulunmaktadır.

Spheero tip pistonlarda soğutma kanallı olarak üretilmektedir.

Teknoloji geliştirilerek piston başı yanma odası kenarlarına fiber element (secuuer) veya piston başına sert anodize (anotlama) yapılarak piston başı ve yanma odası kenarları yüksek basınç ve sıcaklığa karşı pistonun ömürlü ve sorunsuz çalışması sağlanmaktadır.

Bazı firmalar Fiber element ( secuuer) devam ettirmesine rağmen diğerleri’de bu sistemi kullanmamaktadırlar. Motor üretici firmaların taleplerine göre piston üretimleri gerçekleştirilmektedir.

Piston başı, yanma odası ve segmanlar bölgesinin uzun ömürlü çalışmasını sağlamak amacı ile dizayn edilen çift parçalı pistonlar, Segmanlar bölgesi çelik dövme malzemeden, şaft kısmı alüminyum alaşımdan olup, diğer dizayn edilen pistonlara nazaran sabit olmayıp hareketlidir.

Segmanlar bölgesinin uzun ömürlü olması ve şaft kısmının sorun yaşadığında yeni şaft kullanılabilir amacı olmasına rağmen, çelik dövme olan segmanlar bölgesi parçasının tüm ölçüleri kontrol edilmek ve uygunluk bulunduğu taktirde kullanılabilir.

Dikkat edilmesi gereken husus, yeni şaft ile akuple haline getirilen pistonda yan eğiklik ölçüleri içinde olmalıdır.
İfade edilen ölçümler ve imkanlar yoksa piston komple alınarak kullanılmalıdır.

PİSTON MALZEMESİ

Farklı piston tiplerinin motor çalışma şartlarına uyması elzem olduğu gibi, aynı suretle malzeme spesifikasyonlarına uyum sağlamalıdır. Piston malzemesi olarak daima Alu. Alaşımı kullanılmakta ve kendine özgü döküm sistemiyle dökülerek prosesleri tamamlanır.

Genelde 4-5 hafif alaşım kullanıldığı gibi talep edilen özel alaşımlardan’ da piston üretilmektedir.

En çok kullanılan Otektik Alüminyum-Silisyum alaşımı olup, içeriğinde % 11-13 Si mevcuttur.Çekme mukavemeti ve uzama sınırı 0,2 değerlerinden de anlaşılacağı gibi bu alaşımda piston özelliklerine uygun yüksek mukavemet değerleri bulunmaktadır.

Diğer Otektik üstü alaşımda % 17-19 Si oranı mevcuttur.Mukavemet değerleri daha cüzi olmasına rağmen yüksek silisyum oranından dolayı aşınma mukavemeti daha yüksektir. Aynı zamanda ısı genleşmesi daha düşüktür.

Diğer Otektik üzeri daha fazla Silisyum oranlı alaşım olup, alaşımda % 23-26 Si oranı mevcuttur. Isı genleşmesi daha’da azaltılmış ve bu sebepten’ de bilhassa 2 zamanlı motor pistonlarında kullanılmaktadır.

Diğer yüksek bakır oranlı alaşım ise, ısıya dayanıklı olup, pistonun çalışma sıcaklığında daha yüksek mukavemet değerleri göstermektedir.bu alaşım aşırı zorlamalara maruz kalan motor pistonlarında tercih edilerek kullanılmaktadır.

Günümüz teknolojisinde alüminyum alaşım malzemeleri motor güçleri göz önüne alınarak çok çeşitli alaşımlar yapılmaktadır.

Ayrıca. Belirtmekte fayda görüyorum. Aşırı zorlamalar kalan pistonlar bugün günümüzde gri döküm veya umumiyetle Spheero döküm kullanılmaktadır.

PİSTONLARDA ZORLAMALAR (DZAYN)

Benzinli ve dizel motor pistonlarında, piston yapısına karşı koyması gerektiği çeşitli zorlamaların en önemli noktalarını özellikle şöyle sıralayabiliriz.

- Aşınmaya karşı
- Emniyet ve sessiz çalışma
- Bundan başka kısmen ‘de montajda sağlanacak emniyet, yani pistonun kritik bölgelerindeki kesitlerin yeterli zorlamalara mukavemet göstermesi
- Az yakıt,ve yağ sarfiyatı
- Gaz üflemelerinin asgaride tutulması,ve eksoz gazının kalitesi yani analizinde CO2 olarak çıkmasının sağlanması.

Pistondan istenen özelliklerdir.
Pistonların çalışma surelerinin benzinli motorda 150.000 km. Dizel motorda ise, 400.000 km. olmalıdır. Pistonlarda ateşlemenin benzinli motorlarda her saniyede 51 ve Dizel motorlarda her saniyede 19 olarak öngörüldüğünü belirtmek isterim.
Pistonların motorda her saniyede benzinli motorlarda 102 Dizeller’ de 38 vuruş, darbe demektir.
Otomatik yağ soğutma tertibatlı bir soğutma kanallı piston sıcaklığının 30-60 C ye düşmesini mümkün kılar.

Ateşleme zamanında bir değişiklik veya çalışma başlangıcında ana mildeki 1 C sıcaklık özellikle Dizel motorlarında kanaldaki sıcaklığı 1-2 C değiştirir. Dolaysıyla yanma odası çevresinde ise sıcaklığı 45 C ye kadar yükseltir.

Ortalama basıncın ve devir sayısının yükselmesi dahi sıcaklığın artmasına tesir eder ve kompresyonu yükseltir. Örneğin 7:1 lik kompresyondan 8:1 kompresyona ve sıcaklığında 4-12 C yükseldiği ve dolaysıyla da I.segman yuvasında kompresyonun yükselmesi ne gibi etkenlere maruz kaldığı piston ısısının nelere mal olduğunu tahmin etmek zor değildir.

Pistonlardaki sıcaklıklar, en uç sıcaklık noktaları direkt olarak püskürtmeli motorların yanma odası kenar çevresinde veya ön yanmalı motorlarda ön yanma bölgesi görülmektedir. Daha öncede bahsedildiği gibi sıcaklık hattı ilk segman kanalında 200-250 C derece ve pim deliğinde ise, 150 C derece, buna yağlama yağı karbonlaşması veya malzeme dayanıklığı’ da göz önünde tutularak mutlaka limit değer olarak riayet edilmektedir.

Pistonun yapısal formu yani ovallik ve koniklik o şekilde dizayn edilmiştir’ ki sıcaklık genleşmelerden ve buna mukabil sıcaklık altındaki zorlamaları karşılayacak yapıda olmaları için uzun prototip çalışmaları ile hazırlanıp kanıtlanırlar.

Pistonlar Soğuk halde iken form olarak oval ve koniktir. Isındığında kesitlerine göre verilen form silindirik duruma geçmesini sağlamaktadır. Dolaysıyla segmanlara’ da yardımcı olmaktadır.


Çalışma esnasında aşırı ısınmadan kaynaklanan deformasyondan meydana gelen ölçü değişiklikleri silindirikliğin dışına taşacaktır. Bu değişiklik formu piston üretiminde ve kalite kontrolun’ da yüksek hassasiyet gerektirdiğinin bir ölçüsüdür.
Pistonlarda, piston form konstruktiv yapıya esas olmak üzere üretim resimleri hazırlanır. Piston formu: Piston şaftı(etek), Segman bölgesi ve ateşleme setinden ibarettir. Dizayn hesaplamasında araştırma için optik gerilimleri, finite elemanlar ve konstruksiyon tasarımı için Hidro-Puls’ lar kullanılarak tespitler yapılır. Pistonda pim yatağındaki optik gerilimlerin tespiti, Dört ayrı düz kesit üzerinden Epeksi direncine göre modelleri alınarak bu suni malzeme modeli ısıtılır ve yükleme yapılır. Yükleme tatbik edildiğinde soğutularak muhafaza edilir (yani yük altında dondurulur). Isochromat dağılımları konstruksiyon için yüklemenin ölçüsü tayin edilmektedir.Pistonda pim deliği iç kısmında ilk düz kesitte en fazla yükleme yani mekaniki zorlamanın olduğu anlaşılmaktadır.diğer kesitte pim deliği köşesindeki gerilim konsantrasyonu oluşmaktadır. Bilhassa pim deliği iç kenarı aşırı zorlanmıştır.Bilahare daha fazla yüklemede yani kuvvetlerin bu noktada toplanması halinde pim yatağının çatlaması ve neticede kırılmasına sebebiyet verir. Finite-Element- Konstruksiyon pistonun münferit dilimlere bölünmesi ile bileşim içersindeki zorlamalar hakkında bir tespit yapılmasını mümkün kılar. Bu suretle kuvvetlerin sıcaklık değişiklikleri pistonun her bir parçası üzerindeki etkinlikleri hesaplama suretiyle bulunur.Üretimi bitmiş bir pistonda pim deliğindeki yükleme yani gelen kuvvetlerin Hidro-Puls analizini mümkün kılar. Pistonun frekanslı fakat değişik fazlı kaplanmasından üst ve altta çalışma hareketi simülasyon yoluyla ve pratikte daha fazla iyi bir mukayese edebilme imkanı sağlamaktadır.Ancak, Piston yalnız motorun test standıda doğru montaj edilip edilmediğini mümkün kılar. Bu durumda Piston seri imalata geçiş müsaadesi almadan önce Motor üreticisi ve Piston üreticileri tarafından teste tutulması (Bremse) gerekmektedir.Motor test (Bremse) çalışmaları sonunda istenen değerler oluştuğunda motor ekipmanlarından silindir sistemleri olan Piston, Segman ve sil. Gömleği resimleri onaylanır ve seri üretim müsaadesi alınmış olur.

Günümüz teknolojisinde Benzinli ve dizel motorlarda teknolojik gelişmeler, araştırma geliştirme (ARGE) çalışmaları sonucunda verimlilik % deleri arttırılmış olup, Euro 5 lere kadar çıkarılmış olup devam etmektedir.

Burada geliştirilmiş olan motorların uzun ömürlü km. yapması yani silindir sistemlerinden Piston, Segman ve sil. Gömleğinin sorunsuz çalışması için, motor üretici firmaların önerdiği değerlerin dışına çıkılmamalıdır.Bilahare, zamanında bakım ve ayarların yapılması ve %100 verimli kullanım ile 500.000 km. ila 1.500.000 km. arasında kullanım sağlanacaktır.


MOTORDA- PİSTON ARIZALARI VE ARIZASEBEPLERİ
İtinalı bir piston gelişmesinden (Dizayn) ve piston üretiminden sonra motor arızaları meydana gelmemesi lazım.Her gün teknikle uğraşan herkes bilir’ ki , çoğunlukla talimatlarla verilen ayar değerlerinden en ufak bir sapma veya işletme şartlarına uyulmaması arzu edilmeyen neticelere sebebiyet verir. Bilahare motor arızası doğar. - Piston eteğinde tek yönde ve yalnız basınç yönünde meydana gelen piston aşınması, yetersiz yağlamanın belirtisidir. Bu eksik yağlama hem yağ yetersizliğinden ve hem’ de yanlış viskozite’ den yani çok ince yağ veya yakıt kondensasyonundan dolayı yağın bozulması veya yağın çok çeşitli olmasından meydana gelebilir. Aynı zamanda segmanların kirli olması ayni neticeyi verebilir.
Bunların hasar görmüş olması, sıcak yanmış gazların dışarıya sızmaları ve silindir cidarındaki yağ filmini yakar. Dolaysıyla piston yağsız çalışır ve krepaj oluşur. (Yakıt sürtünmelerinden kaçınılmalıdır).
- Pistonlarda Kurşun, Kalay ve Grafit kaplamanın önemi: Kaplanmış pistonların soğuk çalıştırma deneylerinde motora bir üst yüzeyi örneğin, kalay kaplanmış birde kalay kaplanmamış pistonda yakıt kondensasyonundan dolayı meydana gelen yakıt sürtünmesi oluşur. Kalay kaplanmış piston herhangi bir hasara uğramadan çalışır.
 
 

- Pistonun her iki tarafı yani basınç ve karşı basınç yönünde oluşan krepaj, Bu pistonda yeterli boşluk olmadığı anlaşılmaktadır.  Yalnız bu boşluk yetersizliğinin nedenleri çeşitlidir.

 

* Fazla ısınmadan.

 

* Muhtemel soğutma noksanlığından.

 

* Yanlış silindir çapından.

 

* Silindirin tam dairesel olmamasından(oval) ve konik olmasından.

 

* Yağlama filminde yer, yer kesiklik olmasından, daha başka bir ifadeyle yağın ağırlık  stabilizesinin yani yağlama özelliğinin yetersiz kalması gibi bir çok sebeplere dayanır.

 

* Boşluk yetersizliklerinde etek alt kısmından başlayıp pim deliğine kadar uzanan bölgeye sirayet ederek krepaj oluşur. Silindirlerin konik işlemlerinde yanlış kompresyon segmanı kullanıldığında bu tip krepajlar kaçınılmazdır.

 

Segman bölgesindeki krepajlar ise, aşırı sıcaklıktan kaynaklanmaktadır. <bilahare eteğe kadar krepajlar ulaşır.

 

Bu aşınmalara krepajlara sebep olan yanma bozuklukları, pistonun aşırı ısınmasına büyük ölçüde ısı genleşmesine neden olmakta silindir cidarındaki üst bölgede bulunan yağ filmini yakmakta ve dolaysıyla krepajı hızlandırmaktadır.   

Bu arızanın sebebi:

 

* Yanlış ateşleme ayarı,

 

* Çok fakir karışım,

 

* Emme kanallarından hava sızması ve dolaysıyla hava yetersizliği,

 

* Yanlış püskürtme miktarı,

 

* Yanlış püskürtme zamanı bu gibi arızalarının başlıca sebebi olabilir.

 

Şayet aşırı sıcaklık alametleri bu şekilde meydana çıkmıyorsa arızayı başka yolda aramak icap edecektir.

 

Örneğin:                  * Yanlış conta kullanmak.

 

* Silindir kafa tork değerlerine ve sırasına uygun sıkmamak.

 

* Segmanın bozukluğu(kirlilik).

 

Silindirlerde kazıntı olması bu hasarlara neden teşkil eder. Ancak aşırı aşınma krepajlarda kirli segmanlara olayı bağlamamak gerekir. 

 

- Pistonda pim deliği çaprazlarında oluşan krepaj: Piston piminin biyel koluna sıkı geçme pistonlarda meydana gelmektedir. Etekteki ısınmadan önce pim deliği içersinde ısınma ilerlemektedir.

 

-  Bunun sebebi ekseriya yağlama eksikliği veya montajda bir hatanın olmasındandır. Bu sebepten sıkı geçme bağlantıda biyel kolu ve pistonun montajında esas olarak bu iki ekipmanın serbest ve rahat hareket etmesine dikkat edilmelidir.

Burada bir noktayı daha belirtmekte fayda  görüyorum.  Piston pimi ile pim deliği arasında boşluk soğuk durumda takriben 2-10 mikrondur. Çalışma esnasında ekipmanlar oluşan sıcaklığı aldığı zaman bu boşluk daha’ da büyüyecektir.

 

Örneğin: 30 mm. lik bir pim’ de piston ve pim malzemesinin farklı genleşmesinden dolayı boşluk 30 mikron daha büyüyecektir. Bu sebepten serbest hareket çok önemlidir.

 

Şayet sıkı pim geçmeli pistonların çalıştığı motorlarda ani soğuk duruma geçmesi halinde veya motorun yük altına girmesiyle ve henüz yeterli sıcaklığa ulaşmayıp uygun çalışma boşluğuna henüz erişemediyse piston kasmasından dolayı krepaja maruz kalacaktır.

 

- Piston başı ve ateşleme seti erimiş piston: Piston malzemesi supaplara yapışmış ise, aşırı yüksek çalışma sıcaklığından meydana gelmiş olan bu tip arızaların sebebi yanma hatasından kaynaklanmaktadır. 

 

Bu olaylar Benzinli motorun fazla yüklenmesi, benzinin yetersiz oktan sayısının düşük olması.

Dizel motor yakıtının cetan sayısının iyi olmaması ve ateşlemenin çok geç olmasından meydana gelebilir.

Hatta benzinli motorlarda karışımın iyi olmaması yani karışımın fakir oluşu örneğin. karbüratör ve silindir başı arasındaki emme borusundan içeriye hava girmesi gibi, Dizel motorlarda fazla yakıtın piston üzerinde birikiminde veya enjektörün fazla yakıt püskürtmesinden ileri gelebilir. 

 

Benzin motorlarında hatalı ateşleme ayarı, Dizel motorlarında yanlış püskürtme oluştuğunda aynı hatalar meydana gelebilir.

Erimiş piston malzemesi piston başında yayılır. Bujinin erken ateşlemesi ve herhangi bir şekilde buji arızası oluştuğunda, bujilerdeki arızanın nedeni genellikle aşırı ısınmanın neticesinden doğar.

Buna binaende erken ateşlemeden veya kusurlu bir çalışmadan sonra piston ve silindir başındaki çözülmelerden ve bunu takiben motorun derhal yüklenmesi gibi durumlar bu arızanın başlıca sebebi olabilir.

 

- Dizel motorlarında Piston başında çatlamalar: Piston başındaki çatlamalara aşırı sıcaklık sebebiyet vermektedir. Aşırı sıcaklığın etkisiyle piston malzemesi yer, yer plastik deformasyona uğrar.

 

Bunu takiben oluşan soğutma meydana gelmesiyle elastiki malzeme deformasyonunu değiştirerek eski halini alamamaktadır.  Böylelikle’ de çatlaklar oluşmakta ve zamanla çatlaklar derinleşir ve sonunda piston başını tümüyle çatlatarak delinmelere kadar gider.

 

 

- Ön yanmalı Dizel motorunda piston başında çatlamalar: Ön yanmalı Dizel motorunda piston başında oluşan termik çatlak aşırı sıcaklıktan ve piston malzemesi ön yanma odasında meydana gelen sıcak alevin yayılması ve darbe tesiri altında kalan bölgenin plastik deformasyona maruz kalmasından kaynaklanmaktadır.

Bilhassa daha öncede vurguladığımız gibi vuruntulu yanma pistonda derin arızalara sebebiyet vermektedir. Yer, yer meydana gelen en yüksek basınç noktasında ve en uç ısınma bölgelerinde piston başı ve bilhassa ateşleme seti aşınma şeklinde yıpranmaktadır. Aynı zamanda bu en yüksek basınç noktaları segman yuva setlerinin çatlamasına ve kırılmasına sebep’ te olmaktadır.

Bu nedenle önemli olan bir noktaya değinmek istiyorum:
Şayet kırılmış segman yuva setleri pistonda mevcut ise, ateşleme setinin hemen altında ilk segman yuvasına doğru hafif izler halinde belirli olan erozyon şeklindeki aşınmalara çok dikkat etmek gerekir. Bu durumu daha iyi tespit edebilmek için bir optik büyüteçle kolayca görebiliriz. Dolaysıyla pistonda vuruntu yerinde ve çevresinde piston malzemesinin nasıl erimiş olduğunun ve ilk segman yuva dibinde çökelmeler görülecektir.

Pistonda oluşan yuva setleri erimesinde, aşırı süratten meydana gelen vuruntu neticesinde oluşabilir.Bu aşırı motor yüklenmesi sürücü tarafından duyulmayabilir. Bu yüzden motorun tümüyle bloke olması söz konusudur.

Motorda normal ve vuruntulu yanmaya gelince: Pistonda normal bir yanmanın üst ölü noktaya ulaştığında (avans derecesi) karışımın ateşlenmesi ile piston başına uygun yayılarak piston alt ölü noktaya hareket eder.

Vuruntulu yanmaya gelince, üst ölü noktada sıkıştırmanın ikinci bir patlama (explosion) oluştuğunda bu explosiyonlar (patlamalar) yanmaya çok müsait fakir karışımın bujiden önce ateşlemesinden meydana gelmiş ön alevden doğuyor. Böylece basınç devamlı yükselmiş oluyor ki bir dahaki ateşleme anında daha’ da yükselen basınç ısıyı en uç noktalara kadar getirmekte ve neticede piston tahrip olmaktadır.

Diğer bir ateşleme problemi ise, iki ön alevin biri, biri üzerine gelişidir. Bu durumda yani alevin biri, biri üzerine gelmesi zamanla vuku bulabiliyor. Bilindiği gibi 6000 d/dk. Çalışan bir motorun 50 ateşleme yaptığına göre 0.02 saniyede zaman aralığında vuku bulmaktadır.

Ayrıca, bir silindir kafa contasıda erken ateşlemeye sebep olabilir. Nakliyatta, montaj esnasında conta hasar görmüş ise, motor aşırı yükte zorla çalışmış ise, veya silindire girmiş yanıcı ve birikmiş teressübatın yanma esnasında meydana getirmiş olduğu aşırı ısı contayı bozabilir.
Soğutucu suyun azalması, veya kaybında aynı şekilde bir silindir kafa contası hasarına sebebiyet verebilir. Tabi’ ki motor çok yüksek sıcaklığa ulaştığında vuku bulabilir. Aşırı sıcaklık pistondaki segman bölgesini ölçüsünden daha fazla genleştirecektir.
Yağ filminin yanması halinde silindir.krepaja maruz kalacak veya diğer nedenlerle kötüleşmiş mukavemetinden dolayı’ da yüksek sıcaklıkta yeterli miktarda yağlama yapamayacaktır.

Bundan sonraki bölümde yanmış segmanlarla ilgili açıklamaları aktaracağız.
Pistonda segman aşınmalarının nedeni segmanların silindir cidarı üzerinde kafi miktarda yağlama yapmamasından kaynaklanmaktadır. Segmanda koyu renkteki aşınma yerleri yanık veya kavrulmuş olarak söz edilmektedir. Bu hasar yetersiz yağlamadan meydana gelmektedir.

Örneğin. yanlış bir honlamanın neticesi olabilir. Bu demek honlama açıları,yüzey pürüzlülükleri oluşmamış silindir cidarı çok kaygan yağı üzerinde tutamamaktadır. Aynı zamanda yağın çok düşük viskozitede olması’ da yağlamayı yetersiz kılar veya yakıtın kondensasyonundan dolayı yağın sulanmasıda yağlama özelliğini kaybedeceğinden aynı arızalara neden teşkil edecektir.

Diğer bir hasar ise, aracın hatalı kullanılması, hatalı alıştırılması ve hatalı montaj örneğin eğik montaj segman aşınmasına neden olacaktır. Burada yeri gelmişken kesin olarak şu ifadeyi’ de aktarmak istiyorum. Soğuk çalışan bir motorun zorlanmasıda aynı hataları fazlasıyla yapar. Şayet yağlama yağı kendi yağlama kapasitesine ulaşmadıysa o zaman bile segmanlar aşınabilir. Dolaysıyla sızdırmazlığı.temin edememekte ve yanıcı gazlarla pistonu aşırı derecede ısıtmakta’ ki segmanlar bölgesi aşırı genleşmekte ve krepaja maruz kalmaktadır.  Eğer segman ara seti kırılmış bir piston sökülürse ve aşınma izleri üzerinde bulunmuyorsa, bu hasarın nedeni başka faktörlerde aramak lazımdır. (segman setinin içten dışa doğru kırılmalarda)Demek oluyor’ ki segman setlerinin kırılmasına sebep olan güç yukarıdan yani piston başından başladıysa, açıkça anlaşıldığı gibi hasarın nedeni ilk segmandaki bir hasardan kaynaklanmaktadır. İlk segman setinde bir kenarında aşırı deformasyon oluşması, pistonda siyahlaşma ile kırık oluşumudur.  Diğer bir segman ara seti kırılması, piston başından aşağıya doğru kırılması, motorun aşırı yüklenmesi neden olabilir. Piston başını’da çatlatabilir. Aynı şekilde bu anlatılanlar tipik erozyon tarzındaki aşınmalar vuruntulu yanmanın belirtisi olabilir. Segmanların daha önce kırılmasıda segman setinin kırılmasına neden olabilir. Segman ara sete değilde yukarı doğru kuvvete maruz kaldığında ara set kırılmamıştır. Ancak, kırılmış olan bir segman önce mantarlaşır. Bu kırılma olayında yabancı madde veya motorun yüksek devir sayısından dolayı oluşan aşırı yuva aşınması neticesinde meydana gelmektedir. Bunun dışında segman kırılmaları ve segman ara setlerinin aşağıdan yukarı doğru açılı kırılmaları’ da montaj hatasından kaynaklanmaktadır.Aşırı yağ sarfiyatı olan motorlarda aşırı segman aşınmasıdır. Karar vermede ayırt edilecek nokta, parçada meydana gelen aşınmanın kirden meydana gelip gelmediğine karar vermektir.Segmanlar radial ve aksial olarak son derece aşınır. Kirden meydana gelen aşınmanın diğer bir önemi ise, piston yüzeyinin aşırı derecede bozulmasıdır. Pistonda mat gri olarak profil yıpranması oluşur. Bu tespiti basit bir şekilde parmak ucu deneyi ile pim deliği eksenine doğru aşınma olmayan bölgelerle mukayese edebiliriz. Pistonda dikkate alınması gereken bir husus’ da pim deliğindeki aşınmadır. Bu aşınma miktarı umumiyetle 10-30 mikron mertebesindedir. Segman yuvasının aşınmasına gelince, I. Segman yuvasındaki aşınmanın daha fazla olması kirin emme manifoldun’dan silindir içersine girmiş olabileceğinin bir belirtisidir. Şayet alt segmanlarda ve segman yuvalarında aşınma daha fazla ise, kirin daha önceden karterde bulunduğunun bir belirtisidir. Eksenel segman yuva aşınmaları, segman yuva dip köşelerine kadar sirayet etmeleri, bu hasarın başlıca sebebi motorun yüksek devirde sürekli çalıştırılması veya bu devirlerde aşırı yüklenmesindendir. Segman yuvası bu hızda adeta büyük boşlukta çalışmakta ve dolaysıyla’ da segmanın kırılması muhtemel olacaktır.
Dolaysıyla daha evvel anlatmış olduğumuz piston hasarları meydana gelmektedir.
Şayet segmanlarda sadece radial aşınma bulunuyorsa , hasarın sebebi, yağlama yetersizliğinde aranmalı, çalışma yanmış segmanlarda olduğu gibi meydana gelir.
Yağın incelmesi, örneğin: motorun soğuk çalıştırılması ve sık,sık kısa mesafelerde dur/ kalklar’ da ve bununla birlikte alçak kompresyon (sıkıştırma) şu neticeleri meydana getirir.
 - Dizel motorlarda ısıtma bujisinin çalışmaması
- Yanma odasına püskürtülen yakıtın silindir cidarındaki yağ filminin temizlenmesi
- Yanlış honlamada segmanların radial olarak aşırı aşınması,
Eğer piston başı ve segman bölgesi piston pim deliğine kadar çatlamış ise, bunun iki sebebi olabilir. Pistonun devamlı olarak çatlaması, öncelikle yanma odası çatlaması ile başlar. Bilhassa yanma odası kenarlarında aşırı sıcaklık bulunan dizel motorlarında yanma bozukluğundan veya soğutma yetersizliğinden çatlamalar meydana gelebilir. Örneğin: Basınç ve karşı basınç yönünde oluşan çatlamalar.
Ancak, daha fazla aşırı yüklemede bu çatlaklar pim yönünde’ de oluşur. Bu çatlaklar aşırı ısınan piston malzemesinin plastik deformasyonundan kaynaklanmasındandır.
Daha sonraki sıcaklık değişimlerinde bu çatlaklar daha büyük yarıklar haline dönüşür.

Pistonda yanma odası çevresinde kuvvetlerin dağılımı, basınç ve karşı basınç yönünde gaz kuvveti ve sıcaklık yüklenmesi altında deforme olması nedeniyle basınç gerilimleri oluşmaktadır.

Eskiden bu gibi aşırı yüklenmeye maruz motor pistonlarının yanma odası çevresine takviye edici demirli dökülüyordu.Bunlara Armal-Piston olarak adlandırılmaktadır.

Teknolojinin ilerlemesiyle modern piston yapısı gerçekleştirilerek pistonun yanma odası çevresine yerleştirilmiş demirden dökülmüş koruyucu yerine piston başına sert alüminyum oksit tabakası oluşturulmuştur.
Bu oksit tabakası piston başı yüzeyinde bir çekme gerilimi oluşturmakta ve böylelikle büyük ölçüde sıcak çatlaklara mani olunmuş olur. Elde edilen deneylere göre pim yönünde gelen kuvvetlere önceden bir gerilim mevcuttur. Şayet oksit tabakası tümüyle piston başına tatbik edildiğinde gerilimi daha’ da arttırmakta olduğu tespit edilmiş. Bu sebepten bu bölgede sert oksit tabakası pim yönlerinden kaldırılmıştır.

Piston pim deliğindeki çatlamalar ise, Pim deliğindeki çatlama ile piston başında yanma oluşması, Bu hasarın nedeni pim deliğini fazla zorlamadan kaynaklanmaktadır. Örneğin, benzin motorlarında uygun olmayan bir pistonun kullanılması bu etkiyi yapabilir.

Dizel motorlarında ise, yakıt yanmasında bir bozukluğun olabileceği kanaatine varılabilir.(Pim deliğinde yetersiz yağlama oluşması). Ayrıca, soğuk çalıştırma ve çok yüksek ateşleme basıncı aynı arızayı getirebilir.

Pim deliklerindeki çatlamalar, örnek olarak pim deliğinden başlayarak piston başına sirayet, Pim deliği köşesinden yatay olarak sirayet eden çatlamaların sebepleri pim deliğinin fazla zorlandığının bir belirtisidir. Dolaysıyla piston başına kadar çatlayabilir.

Piston pim deliğinde erozyon (mantarlaşma), kırılmış bir pim emniyet halkasının kopan parçanın yaptığı erozyondur. Mantarlaşma (erozyon) pim deliğinin iki tarafında’ da oluşabilir. Çünkü kopan parçalar pimim iç deliğinden öbür tarafa rahatlıkla geçebilmektedir.

Bir pim emniyet halkasının kırılmasına montajdaki bir hata örneğin, aşırı derecede genişleyebilmesi veya aksi çok küçük emniyet halkasının yanlış olarak kullanılması neden olabilir.
Ayrıca, pimin kayması nedeniyle olabilmektedir. Demek’ ki pistonun eğik çalışmasından pimin aksiyal olarak emniyet halkası üzerine baskı yapması (çekiçleme) Pim emniyet halkasını dışarıya itmesi veya halka kanalını tahrip edebilmektedir.

Bu sebepten emniyet halkasının montajında dikkat edilecek husus emniyet halkasının açık tarafı hiçbir zaman yatay olarak takılmamalı, bilakis her zaman dikey olarak aşağıda veya yukarıda monte edilmelidir’ ki masif hareketler etkinliğini icra edemesin.

Ayrıca, her iki tarafı taşlanmış olan emniyet halkaları iki taraflı takılabilir. Tek tarafı düz olan diğer tarafı kavisli olan emniyet halkalarının kavisli olan tarafı pimin alnına bakacak şekilde takılmalıdır.
Emniyet halkaları, pim deliğine girecek kadar sıkılmalı, fazla sıkılmamalı, yerine oturduğundan emin olarak montaj şekli uygulanmalıdır.
Her zaman bir pistonun saniyede 100 kez Ü.Ö.N ve A.Ö.N hareket ettiğini göz önünde bulundurmak zannımca faydalıdır.

Silindir gömleğinde kavitasyon, Silindir gömleğinde korozyonmu, kavitasyon mu tespiti Tabiki kavitasyonun delikleri daha derin olmasıdır. Kavitasyon, silindir gömleğinin üst yüzeyindeki buhar kabarcıklarının patlamasından oluşur.( Bu kabarcık patlamaları 1 ton mertebesinde) ve parça kopararak derin izler oluşturur.

Bu kavitasyonlar sebep olarak ince silindir gömleklerinde veya silindir gömleğinin boşluklu yani gazlı dökümünde aranabilir.Ayrıca, piston Ü.ÖN ve A.ÖN hareketinde titreşim oluşturuyorsa buda kavitasyona neden olmaktadır.

Tabiki, uygun olmayan soğutma suyu’ da kavitasyona sebebiyet verebilir. (ısı değişkenlikleri) Korozyona karşı Antifriz kullanılması kaçınılmazdır. Günümüzde kavitasyonun önüne geçebilmek için silindir gömleklerine Fosfat ve krom kaplama yapılmaktadır.

Alternatöre, iyi bir elektrikçi tarafından bakılması, Motora topraklama yapılması faydalıdır. Bugünkü teknolijde dahi kavitasyon net bir şekil de neden oluştuğu tespit edilememiştir.

Piston başı motor üretici firmaların istekleri doğrultusunda kesinlikle işlenmemelidir. Ancak, Motor bloklarının boyun ve enine atıklıkları tol. dışı olduğunda işlenmesi ile kısa kompresyonlu pistonlar var ise kullanılmalıdır.

Şayet yok ise, piston başı kesilmeden dıştan farklı kol burcu kullanılmalı ve gereken işlem yapılmalıdır.

Lazerle kesilmiş biyel kolları haricinde, Diğer biyel kollarında yatak çıplak işlemleri yapılmalıdır.

Piston başı kesilmesi gerektiğinde piston başı sert anodize edilmiş yani sertleştirilmiş pistonlarda piston başı kesinlikle kesilmemeli kısa kompresyonlu pistonlar kullanılmalıdır.

Piston başı sertleştirilmemiş olanlar kesilmesinde piston kesinlikle Amerikan torna aynasına bağlanarak işlenmemeli pistonun malafa yatak çapına paralel olan bir malafaya oturtularak ve en az tork uygulanarak işlem yapılmalıdır.
Bilahare, piston başında ve yanma odasında bulunan pah ve kavisler yapılmalıdır. 0.05 mm. işlemlerin üzerinde supap hücreleri işlenmeli. 0.20 mm. işlemlerin üzerinde yanma odaları işlenmelidir.
Ön yanmalı motor pistonlarında 0.10 mm. işlemlerin üzerinde yanma odaları işlenmelidir.

Piston başına rakam vurulmamalıdır. Vurulan her rakam çentik darbesi ile basınç ve sıcaklıklarda piston başında çatlamalara neden olacaktır.
Piston pim deliği bosu üzerine rakam vurulmamalıdır. Piston başında olduğu gibi, pim deliği boslarında çatlamalara neden olacaktır.
Motorda en fazla yorulan biyel kol saplama ve cıvatalarıdır. Motor üretici firmanın önerdiği değerlerde değiştirilmelidir.
Uzamalı saplama ve cıvataların boyuna ve diş üstü çaplarına göre tol. dışı ise kesinlikle değiştirilmelidir.

Sizlere yukarıda bahsettiğim piston arızalarının motor içersinde en zayıf ekipman olduğunu belirtmeden önce sıkı toleranslar içersinde çalışan pistonun bir motorun kalbi olduğunu belirtmek isterim.

Motor çalışma şartlarında değişim: Su soğutmalı= Su sıcaklığı 10 C % 50 antifrizli
Yağ sıcaklığı= 10 C
Yağ ile soğutma = Biyeldeki kanatçığın püskürtmesi ile,
Normal püskürtme, Soğutma kanallı – 8-15 C tek yönlü olarak sıcaklık değişimleri oluşur.

Beni dinlediğiniz veya Internet sayfasında okuduğunuz için teşekkür ederim. Faydalandığınızı umut eder, soracağınız sorular için her zaman hazır olduğumu ifade etmek isterim.

Saygılarımla,

Ahmet YAYLA

Bu yazı toplamda 1.348, bugün ise 0 kez görüntülenmiş.