Hayatın Virajlı Yollarında

Küçük Hyundai’lerin kaputu altında boyundan büyük işler başaran 1.2 litrelik bir atmosferik motor bulunuyor. Hyundai i20 dışında Hyundai i10 ve Kia Picanto’da da kullanılan motor Kasım 2010’dan bu yana Güney Kore’de ve Hindistan’da bulunan tesislerde üretiliyor. Kappa isimli bu makine yakıt ekonomisi, Euro 6 emisyon standartlarına uyum, hafiflik, düşük gürültü seviyesi ve küçük boyutlarına bağlı olarak kaput altında çok az alan işgal etmesi ile görevini harika şekilde yerine getiren bir örnek durumunda.

Motor özelliklerine geçmeden önce Hyundai Assan üretimi kompakt Hyundai’lerin kaputu altındaki manzara hakkında bir notu da unutmamak gerekiyor: Burada kullanılan parçalarda dikkat çeken etiketler otomobilin bir başka yüzünü daha açığa çıkarıyor. Akü üzerindeki İnci Akü, far kapaklarına basılmış Mako, kablolara sarılı Nursan etiketlerinin gösterdiği gibi yerli i20’nin üretiminde Türk şirketlerin ekipmanları yoğun olarak kullanılıyor.

Üstten çift egzantrikli ve silindir başına 4 subaplı motor emme manifoldundan enjeksiyon ile yakıt beslemesi yapıyor. Enlemesine yerleştirilmiş motorun emme manifoldu ön tarafında, egzoz manifoldu ise arka tarafında kalıyor. Bu küçük makinede Hyundai triger kayışı yerine zincir kullanmış. Motor bloğu ve silindir kapağı tamamen alüminyumdan üretilmiş; bu aynı zamanda hafiflik sağlıyor. Subap kapağı ve emme manifoldu da yine hafiflik için plastikten üretilmiş. Şanzıman ile beraber dahi motorun ağırlığı 82 kg seviyesinde kalıyor.

1.2 litre olarak etiketlense de hacmi 1.248 cm3 olan MPI motor Hyundai’nin dahili olarak Kappa ismi ile adlandırdığı motor ailesinin ikinci kuşağına ait. İkinci kuşak olarak sınıflandırılması ise motorun artık değişken subap zamanlamasına sahip olmasından geliyor. D-CVVT (Dual Continuous Variable Valve Timing) yani İkili Sürekli Değişken Subap Zamanlaması olarak adlandırılan sistem subapların açık kalma süresini kontrol ederek gücü ve verimliliği artırmak üzere çalışıyor. D-CVVT kısaltmasının önündeki D harfi yani “dual” (ikili) ifadesi ise sitemin hem emme subaplarına hem de egzos subaplarına hükmettiği anlamına geliyor. Sistemin varlığı ile bu küçük karınca 84 HP üretiyor (D-CVVT’siz versiyon ise 75 HP gücünde)

D-CVVT’nin yarattığı 84 HP güç 6.000 devirde elde ediliyor, 75 HP’lik versiyon ise maksimum gücünü 5.550 devir’de veriyor. Başka bir deyişle, motorun çoğunlukla 1.500 – 3.500 devir aralığında gezdiği günlük kullanımda aradaki güç farkını hissetmek mümkün değil.

Geleneksel atmosferik ilkeler ile çalışan küçük hacimli motor aşırı besleme (turbo) kullanmıyor ve yakıt beslemesi de direkt benzin enjeksiyonu ile değil emme manifoldundan enjeksiyon ile sağlanıyor. Bu açıdan bakıldığında motor düşük maliyetli ve ilkel gibi görünüyor; ancak bu bir önyargı, çünkü motorun mimarisinde yukarıda bahsettiğimiz D-CVVT’ye ilave olarak başka ilerici teknikler de kullanılmış:

İlk olarak, motorda subapların çalışması için standart subap yayları yerine kovan yaylar kullanılmış (bunlara beehive valve springs adı veriliyor.) Standart yaylar gibi silindir şekilli değil konik tasarımlı olmaları ve bu formları ile arı kovanına benzemeleri nedeniyle bu yay tasarımına kovan tipi yay adı veriliyor. Bu tasarımın birkaç avantajı bulunuyor: Yaylar yukarıya doğru çıkıp uca yaklaştıkça çapları daralarak sivriliyor. Egzantrik mili üzerindeki kam profilleri tarafından silindir içerisine doğru bastırılarak açılan subaplar geri konumlarına (kapalı hallerine) yaylar sayesinde dönüyor, bu hareketin hem hızlı hem de yüksek ısı altında performans kaybı yaşamadan gerçekleşmesi gerekiyor. Aynı uzunluktaki kovan tipli yaylar standart yaylara göre daha fazla kaldırma gücüne sahip. Ayrıca yukarıya doğru daralan konik tasarım nedeniyle üst uçlarının daha sivri ve küçük çaplı olması, subap tutucularının da daha küçük tasarlanmasına imkan veriyor. Bu da ağırlık tasarrufu sağlıyor, sürtünme kayıplarını azaltarak yakıt tasarrufuna katkıda bulunuyor ve daha sessiz çalışıyor. Ömürleri de daha uzun. Diğer taraftan bu yaylar sayesinde subap geri dönüşlerinin de kayıpsız ve daha hızlı gerçekleşmesi daha yüksek devir çevirme potansiyeli anlamına geliyor (Bu atmosferik bir motorun hacmini büyütmeden daha yüksek güç üretmesi için ihtiyacı olan şeydir. Ne var ki diğer taraftan daha yüksek devir daha yüksek tüketim anlamına gelir.)

İkincisi, motorda krank milinin silindir bloğuna göre konumu değiştirilmiş ve yatay olarak kaydırılmış. Geleneksel uygulamada pistonların doğrusal hareketini dairesel harekete çeviren krank mili ekseninin merkez noktası ile silindir odalarının merkez noktası dikey olarak aynı hizadadır; pistonu krank miline bağlayan biyel kolu inip çıkarak mili çevirirken doğrusal olarak hareket ederler (Bu işleyiş bir sporcunun bisikletin pedallarını çevirirken ayakların inişli çıkışlı doğrusal hareketinin pedallarda dairesel bir hareket oluşturması ile aynı prensibe dayanır). Ancak bu doğrusal hareket tam dikey olarak gerçekleşmez; çünkü her iniş hareketinde, silindir merkezi ile aynı hizada konumlandırılan krank milini çevirmek için biyel kolu aslında tam aşağıya doğru değil, aşağıya ve yana doğru hareket eder. Bu ise hareketin tam ters tarafında, yani yukarıda, biyel kolunun üst ucundan bağlı olduğu pistonun silindir iç duvarına baskı yapmasına neden olur. Bu ise sürtünme ve enerji kaybı demektir. Hyundai, bu sürtünme kaybını ortadan kaldırmak için krank mili yatağını yatay olarak kaydırmış. Bu sayede, ateşleme yaparken aşağı doğru hareket eden pistona bağlı biyel kolu tam doğrusal olarak ve krank mili merkezine dik bir açıyla iniş hareketi gerçekleştiriyor. Bu da sürtünme kayıplarını azaltıyor.

Diğer bir deyişle i20’nin Kappa motoru bir silindir sırası iptal edilmiş bir Desaxe motor gibi çalışıyor (Bu motor tipi birbirine paralel olarak yerleştirilmiş 2 silindir sırasına sahiptir ve krank mili de bu 2 silindir sırasının tam orta noktasına hizalanmıştır. Volkswagen’in 1990’lı yıllarda VR5 ve VR6 ismi ile pazarladığı benzinli motorları bu silindir yerleşimine sahipti.)

Üçüncü olarak, silindir içerisinde sürtünme kaynaklı enerji kayıplarını önleyecek 2 geliştirme yapılmış: piston duvarları Molibden DiSülfür (MoS2) isimli yüksek sıcaklıklarda da özelliğini kaybetmeyen sürtünme azaltıcı bir madde ile kaplanmış. Sıkıştırma oranı ise 10.5:1’e düşürülerek pistonun silindir içerisinde kat ettiği mesafe (ve buna paralel olarak her bir devirdeki sürtünme direnci) azaltılmış.

Motorun mimarisinde dikkat çeken ve ilginç olan 2 nokta daha var: Kaput altına enlemesine yerleştirilmiş olan bu 1.2 litrelik motor alışılmışın tersine eğimli (yani öne doğru açıyla yatık olacak şekilde) değil 90 derecelik dik açı ile konumlandırılmış.

Daha ilginç bir şekilde motor bloğunu ön tarafından (kaput açıldığında sol taraftan) karosere bağlayan motor kulağı görmeye alışılan şekilde aşağıdan değil sağ ön amortisör kulesinin hemen önünden yani çok yukarıda kalan bir noktadan şasiye sabitlenmiş. Motor, bloğunun üst köşesinden amortisör kulesine asılı gibi duruyor.

Dökme demir yerine tamamen alüminyum alaşım kullanımı, piston hareketini kolaylaştırmak için kaydırılarak silindir merkezi yerine silindir duvarına hizalanan krank mili, kovan tipi subap yayları ve buna paralel olarak tasarlanan daha küçük subap tutucuları, MoS2 kaplı piston duvarları, düşük sıkıştırma oranı ve plastik emme manifoldu ile olabildiğince hafif, sürtünme ve enerji kayıpları minimum düzeyde bir motor yaratılmış, gürültü ve titreşimler de kontrol altına alınarak NVH seviyesi (Noise Vibration Harshness anlamına geliyor) aşağıya çekilmiş.