Otomobillerden motosikletlere, jeneratörlerden teknelerdeki motorlara kadar pek çok yerde karşımıza çıkan dört zamanlı motor, modern içten yanmalı motor teknolojisinin en yaygın ve temel çalışma prensibidir. Adını, bir güç üretim döngüsünü tamamlamak için gerçekleştirdiği dört ayrı piston hareketinden (zaman) alır. Bu yazıda, bu mühendislik harikasının nasıl çalıştığını, parçalarını ve tarihçesini keşfedeceğiz.
Dört zamanlı prensibini 1876 yılında Alman mühendis Nikolaus Otto verimli bir şekilde çalışan bir motorda uygulamayı başardı. Bu nedenle, bu çevrime "Otto Çevrimi" de denir. Otto'nun bu buluşu, içten yanmalı motorların pratik ve yaygın kullanımının önünü açtı.
Bir dört zamanlı motor, tek bir güç stroku (iş zamanı) için dört ayrı piston hareketi yapar. İşte o meşhur "emme, sıkıştırma, ateşleme (iş), egzoz" döngüsü:
Piston silindir içinde aşağıya doğru hareket eder. Bu sırada emme supabı açılır ve hava-yakıt karışımı (benzinli motorlarda) veya sadece hava (dizel motorlarda) silindirin içine emilir.
Bu sefer piston yukarı doğru hareket eder. Her iki supap da kapalıdır. Silindir içindeki karışım veya hava, çok küçük bir hacme sıkıştırılır, basınç ve sıcaklığı artar.
Piston en üst noktadayken (üst ölü nokta) ateşleme gerçekleşir.
Piston tekrar yukarı çıkmaya başlar. Bu sırada egzoz supabı açılır ve yanmış gazlar, pistonun yukarı hareketiyle silindirden dışarı atılır. Döngü burada tamamlanır ve yeniden emme zamanıyla başa döner.
Avantajları: İki zamanlı motorlara kıyasla daha verimli, daha temiz yanma (daha az emisyon), daha uzun ömürlü ve daha sessiz çalışır. Yakıt tüketimi genelde daha iyidir.
Dezavantajları: İki zamanlıya göre daha karmaşık ve ağırdır. Güç/ayırma oranı daha düşük olabilir (dört strokta bir güç üretir).
Dört zamanlı motor, verimlilik, dayanıklılık ve çevresel uyum açısından otomotiv ve makine dünyasında bir asırdan fazla süredir hakimiyetini sürdürmektedir. Elektrikli motor teknolojisi gelişse de, içten yanmalı motorların bu temel prensibi, halen yollardaki milyarlarca aracın kalbi olmaya devam ediyor.