Hayatın Virajlı Yollarında

Otomobil endüstrisinde güncel olarak üretimde olan, yani emisyon gereklerini karşılayabilen, büyüyen ve artan donanımlar ile beraber ağırlaşan karoserleri hakkıyla taşıyabilen, buna rağmen makul yakıt ekonomisi sunan ve bunu performans ile birleştirebilen, üretim ve bakım maliyetleri yönetilebilir olan motorlar arasında üretimde olan 3 makine güvenilirlik konusunda kendisini çoktan tartışmaya kapattı: 20 yılı aşkın süredir üretimde olan kendini ispatlamış bu 3 motordan biri İtalya’dan ikisi ise Fransa’dan geliyor. 3 motor da dizel, 4 silindirli ve küçük hacimli: 1.3 litre Fiat SDE Small Diesel Engine (MultiJet), 1.6 litre PSA-Ford DV6 olarak yola çıkıp bugün yeni neslinde 1.5 litre olarak yola devam eden PSA-Ford DV5 (HDi / TDCi; yeni nesillerinde BlueHDi / EcoBlue), ve 1.5 litre Renault K9K (dCi).

Farklı karoser tiplerinin kaputu altında, dünyanın farklı coğrafyalarında, farklı iklim şartlarında, depolarına doldurulmuş farklı kaliteye sahip motorin ile, farklı beklentilere ve kullanım alışkanlıklarına sahip kullanıcılar tarafından neredeyse çeyrek yüzyıldır kullanılıyorlar. Bu 3 motor, garajlarda tutulan ve ayda en fazla birkaç kez marşına basılan otomobillerden, gün içinde soğumalarına izin verilmeden hatta hiç stop etmeden kullanılan ticari araçlara kadar, başka hiçbir motorun başaramadığı kadar geniş kullanım alanı buldular.

Kaputu altına girdiği otomobiller dikkate alındığında Renault’un K9K’sı (ya da herkesin bildiği ticari ismi ile 1.5 dCi) bu motorlar arasında “çok yönlü” sıfatını en çok hak eden makine oldu: Avrupa’nın en ucuz dizel otomobili Dacia Logan MCV, premium coupe Mercedes CLA, ticari Renault Kangoo, crossover Nissan Qashqai, merdiven şasili gerçek bir 4WD olan Suzuki Jimny, ve hatta Dacia Duster… Hepsinin kaputu altında 1.5 dCi var; hepsi çok iyi ayarlanmış şanzımanlar ile beraber 1.5 dCi’den güç alıyor. Renault, bugün, her yıl 1.3 milyon adet K9K motor üretiyor. 2001 yılından bu yana yaklaşık 25 milyon adet 1.5 dCi üretildi.

Başlangıç notu: Renault’un motor kodu dili ne? K9K ne anlama geliyor? Renault motorlarına harf-rakam-harf dizilişine sahip kodlar veriyor. Buradaki ilk harf motor ailesini temsil ediyor. Örnek olarak, 2008’den sonra Nissan ile geliştirilen 0.9, 1.0., 1.2 ve 1.3 litrelik turbo benzinli motorlar H koduna sahip, 2011’den sonra üretilen 1.6 litrelik dizeller R koduna sahip. 1.5 dCi de K ailesinin üyesi. Harfin ardından gelen ikinci karakter (rakam) motorun yakıt ve hava besleme tipini ifade ediyor. Burada, 1 tek boğazlı karbüratör, 2 çift boğazlı karbüratör, 3 tek ya da çok noktalı emme manifoldundan enjeksiyon, 4 silindir başına 4 supap, 5 direkt enjeksiyon… anlamına geliyor. Rakamlardan anlaşıldığı üzere buradaki rakam yükseldikçe benzinli motorun teknolojisi de yükseliyor; yani modern benzinli motorlarda rakam daha yüksek. 8 ve 9 kodları dizel motorlara ait. 8 geleneksel tip yanmanın silindir içinde değil pre chamber adı verilen ön odada başladığı indirekt enjeksiyonlu dizel motor, 9 ise modern direkt enjeksiyonlu dizel motor anlamına geliyor. Common Rail enjeksiyon sistemine sahip en modern dizel Renault makineleri de 9 kodunu yaşıyor. Üçüncü sıradaki harf ise motorun hacmini şifreliyor. A harfi 700 cm3 motor hacminden başlıyor, her ilerleyen harfte motor hacmi yaklaşık 75 cm3 büyüyor. J harfi 1.4 litre, M harfi 1.6 litre, R harfi 2.0 litre hacim anlamına geliyor. K9K’nın anlamı: K motor ailesi, 9 direkt enjeksiyonlu Common Rail dizel, K 1.5 litre motor hacmi…

K9K kodlu 1.5 litrelik dCi ‘90’ların sonunda Avrupa’da üreticilerin tasarruf ve düşük emisyon hedefi için düğmeye bastıkları bir kırılma döneminde Renault’un cevabı olarak ortaya çıktı. Kyoto Protokolü ile tetiklenen bu dönem, üreticilerin filolarındaki CO2 (karbondioksit) emisyon ortalamasını aşağı çekmek için ekonomik olan dizel makinelere yatırım yaptıkları bir dönemdir. Geçmişte zaten ekonomik ve uzun ömürlü olan ve bu özellikleri ile ticari araçların vazgeçilmezi olan dizeller diğer taraftan düşük performans, titreşim ve gürültü gibi zayıflıklara sahipti. 1998 yılında kullanılmaya başlanan Common Rail enjeksiyon sistemi ve değişken geometrili turbo gibi akıllı aşırı besleme teknikleri ile dizellerin motor hacmi küçülüp bu ağır motorlar hafiflerken aynı zamanda performans anlamında devrim yaşadılar ve denk hacimli atmosferik benzinlilerle rekabet edebilecek performans seviyelerine ulaştılar. Denk güçteki atmosferik benzinli motorlardan yarı yarıya daha az yakıt tüketen ve çok daha yüksek tork barındıran bu  motorları kullanıcılar da çok sevdi.

İlk kez 2001 yılında Renault Clio (2)’de kullanılan bu motor F8Q’nun yerini aldı. O döneme kadar Renault’un en küçük hacimli motoru 1.9 litre hacimli F8Q idi. Dizellerin hacmi küçülürken Renault da bu yeni dönemin ihtiyaçlarına göre dizelini yaratırken motor hacmini 1.5 litreye çekti ve K9K ortaya çıktı. 1.5 dCi motor aynı zamanda Renault’un yüksek basınçlı Common Rail enjeksiyon sistemini kullanan ilk dizelidir; motor dCi ismini ve gücünü bu yeni nesil enjeksiyon sisteminden alıyor. O tarihten bu yana Renault motorun ana mimarisine dokunmadı: 4 silindirli ve üstten tek egzantrikli (SOHC) motor silindir başına 2 supapa sahip. 76.0 mm x 80.5 mm çap x strok değerleri ile motor bloğu uzun stroklu “undersquare” dizel geleneğine sadık kalmış. Motor bloğu dökme demirden, silindir kapağı ise alüminyumdan imal ediliyor. Supap sayısı silindir başına 2 ile sınırlı olduğundan nisbeten büyük supaplar kullanılmış. Emme supapları 33.5 mm, egzoz supapları ise 29 mm çapında. Motorda eksantrik yönetimi için triger kayışı kullanılıyor. K9K’yı daha büyük hacimli motorların güç seviyesine çıkaran aşırı besleme türbinleri BorgWarner üretimi. 145 kg ağırlığındaki motor, Renault Nissan Alliance’nin ve Daimler AG’nin önden çekişli platformlarında enlemesine yerleşime sahip; egzoz manifoldu ve turbo türbini motorun arka tarafında kalıyor. Motor kısa ancak yüksek forma sahip, 60 cm’lik uzunluğu ve 71 cm’lik yüksekliği ile kaput altında benzinli motorlara göre biraz daha yüksekte kalıyor. Renault motoru kaput altına yerleştirirken 8 derecelik açıyla geriye doğru yaslıyor. Dizelin benzinli motorlara göre soğuk olan çalışma karakteri triger kayışının ömrünü uzatıyor. Renault, Avrupa’da sattığı 1.5 dCi motorlarda kayış değişimi için 160 bin km’lik, yağ değişimi için ise 30 bin km’lik uzun periyodlar önerirken, Türkiye dahil azgelişmiş pazarlarda bu süreleri daha aşağıya çekiyor.

SOHC üstten tek eksantrik, kayış ile eksantrik tahriki, silindir başına 2 supap, demir blok, alüminyum kapak, 1.461 cm3 hacim, undersquare blok oranları, Common Rail enjeksiyon, BorgWarner’dan tedarik edilen turbo türbinleri… Motorun genel karakteri çeyrek yüzyıldır aynı, ancak diğer taraftan motor özellikleri sürekli geliştirildi. Yapılan bu geliştirmeler dikkate alındığında K9K motor 5 farklı kuşağa sahip ve güncel olarak 2018 yılından bu yana 5. nesil motorlar üretimde.

Bir üretici politikası olarak Renault, motorun bu her kuşağında güç çıkışları farklılık gösteren 3 değişik versiyon üretti. Bu 3 versiyondan en düşük güç çıkışına sahip baz motor sabit geometrili turbodan (mono scroll / single scroll turbo) güç alıyordu. Renault yine bu turbo türbini ile donattığı motorun emme hattına bir intercooler (ara soğutucu) ekleyerek orta güç seviyesindeki ikinci tip versiyonları yarattı. Üçüncü ve en yüksek güçlü versiyonlar için ise Renault motorda değişken geometrili turbo kullandı ve intercooler uygulamasını mıhafaza etti.

2001 yılında motorun ilk kuşağı yollara çıkarken baz versiyon Delphi marka Common Rail enjeksiyon ve BorgWarner KP35 mono scroll turbo ile donatılmıştı. 1 bar’a ayarlı turbo ile motor 65 HP / 160 Nm üretiyordu. Orta güç seviyesindeki versiyonda ise Renault bu turbonun basıncını 1.2 bar’a çıkarıp motor aintercooler ekledi ve 80 HP / 185 Nm güç çıkışı elde etti. En güçlü üst versiyona ait motorlar ise değişken geometriye sahip 1.25 bar’a ayarlı BorgWarner BV39 turbo ile 100 HP / 200 Nm üretiyordu. Bu ilk jenerasyon motorlar Euro 3 emisyon normuna sahipti (Motorda kullanılan BorgWarner BV39 dönemin diğer ünlü turbo dizel motorlarında yaygın kullanımda olan bir turbo türbinidir. Volkswagen’in 1.9 TDI ve 1.4 TDI motorları da bu turbo ile donatılmıştı.)

Değişken geometrili turbo bu küçük hacimli motorlarda nasıl daha yüksek güç üretimi sağlıyor ve diğer taraftan alt devirlerdeki turbo boşluğunu yok ediyor? Değişken geometrili turbo motor devrine göre kendini uyarlayan karakteri ile seri bağlanmış 2 turbonun yapabildiğini tek başına başarmak için çalışıyor. Düşük motor devirlerinde azalan egzoz basıncını verimli kullanmak için turbonun kanatçıkları kapanıyor, kanatçıklar düşük motor devirlerinde dahi daha hızlı dönebiliyor ve düşük basınçtan maksimum kinetik enerji elde ediliyor. Böylece turbo boşluğu azalıyor ve rölantinin hemen üzerinde yüksek çekiş gücü elde ediliyor, alt devirlerde erişilen tork yükseliyor. Yüksek motor devirlerinde ise yüksek (fazla) egzoz basıncı ile karşılaşan turbonun palleri bu kez büyük turboları taklit etmek için geniş açı ile çalışıyor, ve yüksek devirde yüksek güç geliyor.

Açı değiştirebilen hareketli kanatçıklara (yani değişken geometriye) sahip olan, hem alt devirleri dolu hale getiren, hem de yüksek devirlerde daha fazla güç çıkışı sağlayan bu turbo türbinleri gerçekte çift turbonun yaptıklarını tek başına başarabilmektedir. Bugün hemen tüm küçük hacimli dizel motorların en yüksek güçlü versiyonları VGT (Variable Geometry Turbocharger) ya da VTG (Variable Turbin Geometry) veya VNT (Variable Nozzle Turbine) isimleri verilen bu değişken geometrili turbolardan güç almaktadır.

Bu turbo türbinleri Avrupa’lı üreticilerin dizel motorlar ile yaptığı teknoloji atağını gösteren en güzel örnektir. Dizel motorlar daha 1991’de değişken geometrili turbo ile donatılırken (ilk kez Fiat Croma TDid kaputu altında), benzinli motorların bu turbo türbini ile tanışması 2007 yılında 997 kasa Porsche 911 Turbo ile oldu. Değişken geometrili turbonun halkın erişimine açık benzinli otomobillere “inmesi” ise dizellerden 25 yıl sonra 2016 yılında Volkswagen’in 1.5 TSI evo motoru (EA211) ile gerçekleşti.

K9K motorun ikinci kuşağı 2004 yılında geldi; motoru “2. kuşak” yapan ana özellik ise Euro 4 emisyon standartlarına uyumlu hale getirilmesidir. Bunun için sıkıştırma oranı 15.9/1’e düşürülürken egzoz sistemi revize edildi. Baz versiyon 65 HP / 160 Nm, orta güçteki intercooler ile donatılmış versiyon 85 HP / 200 Nm, değişken geometrili turboya sahip üst versiyon ise artık 105 HP / 240 Nm üretiyordu. Motorun verimliliğini artıran asıl özelliği ise maksimum tork rakamları yükselirken, maksimum torkun elde edildiği devrin 1.900’den 1.750 devire düşürülmesidir. Bu, en yüksek viteste daha düşük devir ile sürüş sağlar, bu da daha düşük yakıt tüketimi demektir.

1.5 dCi motor tarihindeki en önemli güncelleştirmeleri ise 2008 yılında aldı ve bu yeniliklerle 3. kuşak K9K motorlar ortaya çıktı. Fransız üretici bu 3. nesil motorları DPF (Diesel Particulate Filter) ile donattı; bunun anlamı motorların artık Euro 5’e uyumlu hale getirilmesidir. Renault bu kuşakta motorda kullandığı Common Rail enjeksiyon sistemini İngiliz üretici Delphi yerine Alman üreticilerden, Bosch’tan ve Continental’den tedarik etmeye başladı. Bu değişim ile beraber enjektörler de değişti; çevrim sırasında yeni enjektörlerde püskürtme sayısı 5’e çıktı, ateşleme sonrası yapılan post enjeksiyon DPF’de biriken is ve kurumun yakılması için yapılan filter regeneration işlemini kolaylaştırıyordu. Sıkıştırma oranı da 15.2/1’e düşürüldü. 3. kuşakta en düşük güçlü baz versiyon artık 75 HP / 160 Nm, orta güçteki intercooler’lı versiyon 90 HP / 200 Nm, değişken geometrili en güçlü versiyon ise 110 HP / 240 Nm güç çıkışına ulaştı.

Renault’un 1.5 litrelik dizelinde 4. nesil motorlar 2012 yılında bu kez Euro 6 emisyon normunu karşılamak üzere yaptığı geliştirmeler ile ortaya çıktı. K9K motorlar ilk kez bu dönemde Start Stop ile donatıldı. Euro 6 normu önceki emisyon standartlarından farklı olarak asıl sınırlamayı insan sağlığı için zararlı olan NOx (azotoksit) salınımına getiriyordu. Bu nedenle bu motorlar CO (karbonmonoksit) gazlarını zararsız hale getiren oksidasyon katalizörünün etkisinin olmadığı asıl zehirli gaz olan NOx (azotoksit) emisyonunu indirgemek için bir tür kapan olan NSC (NOx Storage Catalyst – NOx Tutucu) ile donatılmıştır. Bununla beraber henüz bu motorlarda SCR sistemi ve AdBlue katkısı kullanılmamıştır.

Bu kuşakta ayrıca ilk kez düşük basınçlı EGR sistemi kullanılmıştır. Geleneksel EGR sistemlerinde silindirden çıkan egzoz gazının bir bölümü açılan EGR supabından geçerek doğrudan emme manifolduna ve buradan da tekrar silindirlere gönderilir; bu uygulamanın amacı yanma ısısını düşürmek ve dizel tipi yüksek sıkıştırma altında gerçekleşen yanma sonucu oluşan zehirli NOx (azotoksit) gazlarının oluşumunu azaltmaktır. Düşük basınçlı EGR sistemlerinde ise egzoz gazı direkt olarak emme manifolduna gönderilmeden, bunun yerine Dizel Partükül Filtresi’nden geçtikten sonra turbo’nun hemen önünde temiz hava ile karıştırılıyor. Motora gönderilmeden önce turbo’da temiz hava ile beraber sıkıştırılan bu atık gazlar intercoolerdan (ara soğutucu) geçirilerek soğutuluyor ve bu sayede kapladıkları hacim de azalıyor, motora daha düşük ısıda ve daha yoğun hava gönderilmesi mümkün oluyor. Bu da hem turbo verimini artırıyor hem de NOx oluşumunu aşağı çekiyor. Turbo ve intercooler da böylece görevini yapmış oluyor.

4. nesil motorlarda turbo türbinleri de değişti. İlk 3 kuşakta en yüksek güçlü versiyonda kullanılan BorgWarner BV39 turbo da daha yeni olan BorgWarner BV38 ile değiştirildi. Euro 6 uyumlu bu motorlar 15.5/5 sıkıştırma oranı ile çalışmaktadır. Baz versiyon 75 HP / 200 Nm, orta güçteki intercooler’lı versiyon 90 HP / 220 Nm, değişken geometrili en güçlü versiyon ise 110 HP / 260 Nm üretiyordu.

4. kuşak motorların en önemli özelliği ise Renault’un her 3 versiyonda da güç çıkışlarını muhafaza ederken bu kez maksimum tork değerlerini iyileştirmesidir. Motorlar maksimum torklarını yine 1.750 devirde veriyordu. Motorlardaki karakter değişiminden en büyük pay yeni kullanılan BorgWarner BV38 turboya aittir. 2010 yılından sonra pazara sürülen dizeller içerisinde ataklığı ile ünlü tüm dizel makineler BorgWarner BV38’den güç alır. 1.5 litrelik K9K’nın yanında Renault’un daha yüksek teknoloji yüklediği 1.6 litre R9M dizeli, Opel’in 1.6 litre MDE (CDTi) motoru, Fiat’ın 1.6 litre MultiJet’i BorgWarner BV38 kullanmaktadır.

2012 çıkışlı 4. kuşak K9K motorlar aynı zamanda Renault Nissan Alliance ile Daimler AG arasında imzalanan işbirliği anlaşması dönemine denk gelir. Bu motorlar Mercedes’in MFA platformu üzerinde yürüyen önden çekişli kompakt modellerinde de kullanıldı. 3. kuşak Mercedes A Serisi (W176), ilk kuşak Mercedes CLA Serisi (C117) gibi Mercedes’ler bu baz motor ile ve Mercedes’in kendi geliştirdiği çift kavramalı 7G-DCT şanzıman ile yürüyordu. Motor Mercedes modellerinde OM607 olarak adlandırılmıştır. Renault Kangoo’nun kardeşi ilk kuşak Mercedes Citan (W415) da bu motoru kullanmaktadır.

Renault bu dönemde 1.5 litrelik motorunu 1.6 litrelik başka bir dizel ile yenilemeyi denedi. Motor Renault Talisman’da ve Mercedes C Serisi’nde kullanılmıştı. Renault R9M adını verdiği ve yüksek teknoloji yüklediği bu 1.6 litrelik başarılı motoru bir dönem C segmentine indirse de yüksek maliyeti nedeniyle Megane, Kadjar, Qashqai gibi kompakt modellerinde kullanmaktan vazgeçti. Square tasarımlı bloğu ve kare motor mimarisi ile dizele benzemeyen şekilde kolay devirlenen, motor bloğu içinde enlemesine soğutma sıvısı akışı ile her bir silindiri eşit olarak soğutan ve yumuşak çalışan bu yüksek teknoloji dizel motor C segmenti için biraz pahalı kalıyordu. Maliyet odaklı 1.5 dCi ise maliyet yönetimini çok iyi başardığı için kullanılmaya devam etti.

1.5 dCi dizelin 4. kuşağının bir diğer dikkat çeken özelliği Avrupa’nın 48V (Mild Hybrid) teknolojisi ile donatılan ilk motorlarından olmasıdır. 2016 yılının sonunda Renault, motorun 110 HP / 260 Nm üreten üst versiyonunu Alman Continental’den tedarik ettiği bir marş jeneratörü ve 48 Volt’luk lityum akü paketi ile birleştirdi. Renault’un Hybrid Assist adını verdiği bu sistemde kullanılan ve BSG (Belt Driven Starter Generator) isimli donanım marş motoru ve alternatörü tek bünyede bir araya getiriyor, yarattığı tork ile tüketimi ve emisyonu düşürüyor ve ayrıca aşırı beslemeli dizel motorun ilk kalkışlarda ve alt devirlerde oluşan turbo boşluğunu da azaltıyordu. Continental’den alınan marş jeneratörü 9 HP / 60 Nm üretiyordu ve bağlı olduğu kayış ile krank miline 150 Nm çekiş gücü ulaştırabiliyordu. Bu sistem sadece görevi ile değil konumu ile de alternatörün yerini almıştır ve aynı alternatörde olduğu gibi motora bir kayış ile bağlıdır, yani bir yan motor ekipmanı gibi çalışır; Mild Hybrid olarak adlandırılan bu mimaride motora ilk hareketini verme işinden de bu yeni tip alternatör sorumludur. Başka bir deyişle, bu motorlarda “alternatör” hem elektrik üreten bir jeneratör, hem marş motoru, hem de tekerlekler ilk hareketini alırken (1.500 devire kadar) motora güç sağlayan bir elektrik motoru fonksiyonuna sahiptir. Bu yeni tip alternatör motora geçmişte olduğu gibi yine kayış ile bağlıdır. Bu nedenle bu jeneratöre BSG (Belt Driven Generator) adı veriliyor. Renault, 1.5 dCi motorun Hybrid Asisst ile donatılmış bu versiyonunu 2017 yılında 4. kuşak Renault Scenic’de sundu.

2018 yılında 1.5 dCi motor 5. kuşağına ulaştı ve Euro 6d-Temp normuna uygun hale getirildi. 1.5 dCi, bu kuşak ile beraber Blue dCi adını alırken, artık, endüstrideki en gelişkin teknolojilerle donatılmıştır: Motor yüksek verim için air-to-water tip intercooler’a, fren enerjisi geri kazanımı sistemine ve SCR sistemine sahip. Blue dCi adı da bu üçüncü teknolojiden, yani otomobili Euro 6d-Temp emisyon standartlarına uyumlu hale getiren SCR sisteminden geliyor. Önceki nesilde 1.600 bar basınç ile çalışan Common Rail enjeksiyon basıncı bu kuşakta 2.000 bara yükseltildi, motorin ise 8 ağızlı enjektörler ile püskürtülüyor. Emme manifoldu silindir kapağına entegre edildi. Değişken geometrili turbo türbininin kanatçık ayarını yapan aktüatör elektrikli hale getirildi; yeni tip aktüatör hem hafif ve daha az yer kaplıyor hem de daha önemli olarak turbonun tepki süresini kısaltıyor. Motorda düşük basınçlı EGR uygulaması da devam ediyor. Diğer taraftan motorun bu versiyonlarına özel olarak RN17 standardında düşük viskoziteli ve çok düşük SAPS seviyesine sahip motor yağları kullanılıyor. Yapılan tüm bu geliştirmeler ile motor çok daha yumuşak bir çalışma karakteri kazandı. 5. kuşak motorlar ayrıca bu özellikleri ile dCi’nin en verimli ve en çevreci versiyonudur.

Blue dCi motor air-to-water intercooler’a sahip (Daha az kullanılan ancak daha doğru olan ifadesi ile air-to-liquid intercooler). Intercooler, turboda sıkıştırılan havayı bir radyatör içerisinde soğutarak yoğunluğununu artırır. Hacmi daraltılmış soğuk ve yoğun hava ise motora daha fazla hava gönderilmesi yani daha fazla güç ve verim demektir. Artık air-to-air intercooler olarak adlandırılan geleneksel ara soğutucu sistemlerinde bu soğutma işi yine hava ile yapılır; aracın burnundan giren temiz hava tampon ardına gizlenen intercooler’in kanallarına çarparak ısıyı kendine transfer eder, alır götürür, intercooler kanalları içinden geçen ve motora yönlendirilen hava soğumuş olur. Daha gelişmiş olan air-to-water sistemlerde ise bu soğutma işi hava ile değil soğutma sıvısı ile yapılıyor. Bu mimariye sahip intercooler çok sayıda alüminyum kanatçıktan oluşur ve kanatçıklar kendilerine entegre edilmiş içlerinden soğutulmuş sıvı geçen boru tipi çok ince kanallar ile soğutulur. Motora gönderilen sıcak hava air-to-water intercooler’a ulaştığında bu kanatçıkların arasından geçer, ve geçerken üzerindeki ısıyı çarptığı bu soğuk kanatçıklarda bırakır. Sıvı ile yapılan soğutma daha yüksek ve daha hızlı ısı transferi, yani daha iyi soğutma anlamına geliyor. Bu sistem air-to-air sistemlere göre daha az yer kaplıyor.

Ayrıca sistemin ikinci bir avantajı daha var: Bu air-to-water sistemlerde intercooler tampon ardında değil, motora daha yakın konumlu. Çünkü burada yanma odasına gönderilecek temiz havanın soğutulması için otomobilin burnundan içeri giren havaya “çarptırılmasına” gerek yok. Soğutma işi sıvı ile yapıldığından intercooler emme manifolduna çok yakın konumlandırılabiliyor. Bu sayede hava filtresinden başlayıp emme supapının hemen önünde (yani emme portunda) son bulan uzun emme hattı daha kısa tasarlanabiliyor. Bu da havanın motora ulaşmadan önce kat ettiği yolun kısalması demek; kısalan emme hattı da turbonun verimini artırıyor.

Tüm bunların iki anlamı var: Motor air-to-air tip yerine air-to-water intercooler ile donatıldığında (1) otomobilde kullanılan mevcut turbo türbini muhafaza edilirse güç ve verim artışı gerçekleşiyor, (2) üretici daha küçük ya da daha düşük basınçlı bir turbo türbini kullanarak motordan eskiden aldığı güç ve verimi muhafaza edebiliyor.

Emisyon yönetimi için ise motor, oksidasyon katalizörü ve DPF yanında ilk kez SCR (Selective Catalytic Reduction) sistemi ile de donatıldı. SCR sistemi, kullanılan AdBlue katkısı ile motorun NOx emisyonlarını Euro 6d-Temp normuna uygun hale getiriyor. Mimari olarak SCR sistemi DPF ile bütünleşik olarak tasarlanmış. Bu da sistemin az yer kaplamasını sağlıyor. SCR dizel motorların en büyük hastalığı olan NOx (azotoksit) gazlarını zararsız hale getirme amacını taşıyor. Sistemde, yakıt deposu dolum ağzının yanında bulunan giriş ile dolumu yapılan AdBlue ya da DEF (Diesel Exhaust Fluid) isimli amonyak bazlı bir katkı maddesinin egzoz gazına püskürtülmesi ile NOx gazları azot ve oksijene dönüştürülerek zararsız halde doğaya salınıyor. Sistemin en büyük avantajı insan sağlığına zararlı bu gazı yok ederken motorun performansından çalmaması. Ancak dezavantajları da var: Sistemin varlığı egzoz sistemini karmaşıklaştırarak üretim maliyetini ve aracın ağırlığını artırıyor. Daha fazla yer kaplayan egzoz sistemi ve AdBlue deposu iç mekandan ve bagaj hacminden çalıyor. AdBlue sıvısı tükenirse ve dolum yapılmaz ise işletim sistemi, motor bu haliyle emisyon gerekliliklerini karşılamadığı için ateşleme yapmıyor. Renault Megane’de 15.8 litre kapasiteli bir AdBlue deposu bulunuyor. Mercedes ise modellerinde 23.8 litre kapasiteli daha büyük depo kullanılıyor.

Renault Megane’nin Blue dCi versiyonlarda otomobile SCR sisteminin ve bu deponun entegre edilmesinin 3 olumsuz sonucu olmuş: Otomobil biraz daha ağır (1.478 kg), AdBlue deposunun kapladığı alan nedeniyle yakıt deposu hacmi biraz küçülmüş (49 litre) ve stepne de otomobilin dışına alınmış. Stepneye artık bagaj içinden değil otomobilin altından erişiliyor. Bunun için önce bagaj içindeki bir somunu serbest bırakmak gerekiyor.

K9K’da ayrıca bir fren enerjisi geri kazanımı sistemi var. Motor çekişte iken motordan güç çalmamak için alternatör devre dışı kalıyor, şarj dinamosu olarak görev yapan bu donanım sadece motorun çekişte olmadığı zamanlarda (ayak gaz pedalından çekildiğinde, yokuş inişlerinde ve frenlemeler sırasında) devreye girerek aküyü şarj ediyor. Frenleme sırasında fren disklerinde ısıya dönüşerek kaybedilen kinetik enerji burada yeniden elektrik enerjisine çevrilip aküde depolanıyor. Depolanan enerji ise her beklemede motor stop ettikten sonra yeniden çalıştırma için start stop sisteminin motora ilk hareketini vermesini sağlıyor.

Blue dCi etiketli 5. kuşak motorların kullanımı Megane’de 2019 model yılında başlar (Eylül 2018 üretimleri ile beraber), yani kullanımı facelift öncesinde makyajsız orijinal versiyonun ömrünün sonuna doğru olmuştur. Bununla beraber motorların ortaya çıkışı Mercedes’in kompakt modellerini yenilediği döneme denk gelir. 4. kuşak Mercedes A Serisi (W177) ve 2. nesil Mercedes CLA Serisi (C118) yollara çıkarken 1.5 dCi motorun bu yeni versiyonu ile donatılıyordu. Daimler AG motorun aldığı geliştirmeler nedeniyle yeni jenerasyonda motor kodunu değiştirerek motoru OM608 olarak adlandırdı. Mercedes’in kullandığı OM608 motor K9K ile hemen tamamen aynı motor olmak ile beraber, Mercedes OM608’e özel olarak motorda farklı bir çift kütleli volan, farklı motor kulakları, farklı alternatör ve klima kompresörü, farklı bir işletim sistemi (ECU) ve yazılım, ve de farklı bir Start Stop mekanizması kullanmaktadır.

1.5 dCi’nin mimari olarak en ünlü özelliği motorun üzerinden dolaşan emme hattı. Egzoz manifoldu ve turbo enlemesine yerleşimli motorun arkasında kalıyor. Renault, arkada turbonun sıkıştırdığı temiz havayı emme manifolduna ulaştırmak için emme kanalını motorun etrafından dolaştırmak yerine üzerinden geçirmiş. Bu sayede turboda sıkıştırılan temiz hava kısa bir hat üzerinden intercooler’a ulaşıyor. Manifolddan önceki son durak olan intercooler ise ön panelin sağ tarafına denk gelecek şekilde dikey olarak yerleştirilmiş. Otomobile önden bakıldığında Renault logosunun sol tarafında kalan ızgara kanalları intercooler’a hava taşırken, sağ taraftaki kanallar ise radyatörü besliyor.

Tepeden dolaşan emme hattı, dışarıdan çıplak gözle bakıldığında 1.5 dCi’nin dizeller arasında bir benzeri olmayan en kendine has özelliği. İkinci farklı noktası ise motorun yüksek tasarımı. Basıklıktan uzak, geleneksel dizel konseptine sadık kalan bu undersquare motorda silindir çapları dar, stroklar ise uzun tutulmuş (76.0 mm x 80.5 mm). Her bir çevrimde piston daha uzun bir yolu kat ediyor. Bu da düşük devirlerden itibaren yüksek tork üretimini kolaylaştırıyor. Sıkıştırma oranı yine buna paralel olarak yüksek (Motor kuşağına göre 15.9/1 ile 15.2/1 arasında değişiklik gösteriyor). Bu blok oranları motorun dış tasarımına da yansıyor; uzunluğu ve genişliği yaklaşık 60 cm olan motorun yüksekliği 71 cm (Tam değerler, mm cinsinden, 599 x 624 x 707)

Emme hattının motor üzerinden dolaşması doğrudan turbonun çalışma prensibi ile bağlantılı. Renault,’un K9K’da kullandığı BorgWarner üretimi BV38 bir reverse rotation turbo. Yani 1.5 dCi’nin turbo türbini saat yönünün tersine dönüyor. Gerçekte nadir rastlanan ve yaygın olmayan bu aşırı besleme uygulaması, turbo bağlantı hortumlarını (yani sıkıştırılmış havanın yanma odasına ulaşmak için aldığı yolu) kısaltmak için V tipi çok silindirli motorlarda ve çift turbo uygulamalarında kullanılıyor. Sıralı 4 ve 5 silindirli motorlarda kullanımı ise daha az. Bu tip turbonun kullanıldığı en ünlü kompakt motor örnekleri Ford Mustang’in 2.3 litrelik EcoBoost’u ve Audi TT’nin CEPA kodlu sıralı 5 silindirli 2.5 litre TFSI motoru (EA855).

Teknik olarak bu turbonun, kendisi ile aynı tipte ancak geleneksel şekilde saat yönünde dönerek sıkıştırma yapan turbolara bir üstünlüğü yok. Başka bir deyişle, (Renault’un dizelinde kullandığı turbo üzerinden daha somut bir örnek ile) saat yönünde dönen bir değişken geometrili turbo ile aynı işi saat yönünün tersine dönerek yapan diğer bir değişken geometrili turbo arasında fark bulunmuyor. Yani daha fazla güç çıkışı, daha az turbo boşluğu ya da daha uzun ömür ve dayanıklılık vaat etmiyor. Ancak başka bir avantajı var:

Bu küçük hacimli dizelde Renault, reverse rotation turboyu farklı bir şekilde ve akıllıca kullanmış. Turbonun kompresörü ters yönde sıkıştırma yapınca sıkıştırılmış havayı “aşağıya” doğru değil “yukarıya” doğru gönderiyor. Turbodan çıkan ve içerisinde sıkıştırılmış temiz havayı taşıyan emme kanalı motorun ön tarafındaki emme manifolduna ulaşmak için bu sayede en kısa yoldan yani motorun üzerinden dolaşıyor. Emme hattının kısaltılması (yani turbo ile yanma odası arasında temiz havanın kat ettiği yolun kısalması) motorun daha hızlı tepki vermesini sağlıyor. Motor gaz pedalı hareketlerine daha direkt cevap veriyor. (1) Daha hassas gaz pedalı tepkileri yanında (2) alt devirlerde yüksek tork üretimi, (3) motorun maksimum torkunu daha düşük devirde vermesi, (4) maksimum torkun devir bandının geniş bir bölümünde muhafaza edilmesi bu sayede başarılıyor. K9K’nın 260 Nm’sini 1.750 devirden itibaren vermesi bu sayede başarılmış.

Bununla beraber, son 3 madde konusunda 1.5 dCi başarılı iken ilk madde yani gaz pedalı tepkileri bakımından ise motor bu potansiyeli taşımasına rağmen zayıf kalıyor. Bunun nedeni de yazılım; Renault tasarruf odaklı bu motorun gecikmeli tepkilerle çalışmasına izin vermiş. Renault’un ve Nisan’ın otomobillerinde kullandığı ECO modu da bu şekilde çalışıyor, silindirlere püskürtülen motorini kısıyor, geciktirerek püskürtme süresini uzatıyor. Hızlı bir kalkışta, sürücü gaz pedalını kapatsa dahi yakıtı kısarak hızlanma yeteneğini sınırlıyor, otomobil daha geç hızlanıyor. Otomobil bir sonraki kırmızı ışığa ulaştığında daha az yakıt tüketmiş ve emisyon yaymış oluyor, buna ek olarak aynı mesafede daha düşük hıza ulaşıldığından durmak için fren sistemi daha az yoruluyor, balatalar daha az aşınmış oluyor. Renault Nissan Alliance’nin ECO mod uygulaması en sade şekliyle bu akla sahip.

Reverse rotation turbonun bu avantajlarının yanında tasarımı kaynaklı başka bir özelliği daha var. Bu farklı mimarisi nedeniyle enlemesine yerleştirilmiş motorun arkasında kalan turbonun türbini ve kompresörü, motorun egzantrik mili ile, krank mili ile, volan ile, akslar ile ve tekerlekler ile aynı yönde dönüyor. Motorun devir çeviren tüm hareketli parçaları aynı yönde hareket ediyor.

Motorun bir diğer farklı özelliği ise silindir kapağının tam düz yapıya sahip olması. Silindir kapağı yüzeyinde oda hacmi yok, yani kapak, yanma odası için bir hacim barındırmıyor. Motorun 1.461 cm3’lük hacminin tamamı motor bloğu ile kapak contasının çevrelediği alandan ve piston kafalarının boşluklu içbükey yapısından yaratılıyor.

Tamamen düz silindir kapağına rağmen piston üst ölü noktası (TDC Top Death Center) da motor bloğunun dışında. Piston, üst ölü noktada iken bloktan yukarı çıkıntı yapıyor ve silindir bloğundan yukarıda kalıyor. Başka bir deyişle, 1.5 dCi’de pistonlar tam sıkıştırma yapıp en üst noktaya ulaştığında silindirin dışına taşıyor ve silindir kapağının alanına giriyor, daha doğrusu silindir kapak contasının alanına giriyor.

Motor tek egzantrikli (SOHC) ve silindir başına 2 supaplı. Renault’un her bir silindir için büyük çaplı tasarlanmış birer emme ve egzoz supapı kullanması ve bu supapların aynı hat üzerinde bulunması motorin püskürten enjektörlerin silindir kapağı merkezine yerleştirilmesini engelliyor. Motorun mimarisi ile farklılaştığı bir diğer nokta da manifold konumları: Güncel motorların emme ve egzoz manifoldları motorun 2 yanına dağılmıştır, yani karşılıklı olarak yerleştirilir, bu tasarımın tersine 1.5 dCi hem temiz hava beslemesini hem de egzoz çıkışını motorun aynı tarafından yapıyor. Hem emme hem de egzoz manifoldu enlemesine yerleşimli motorun arkasında kalıyor ve arkaya doğru bakıyor. Egzoz gazlarını toplayan manifold arkada olunca, tahmin edildiği üzere turbo türbini de motorun arkasında kalıyor.

Tüm bu donanımlar motorun arkada kalan diğer tarafına konumlanırken, motorun ön tarafına Renault yakıt sistemini ve yan motor ekipmanlarını yerleştirmiş. Motorun bu ön yüzünde (silindir kapağının tam merkez hattı boyunca uzanan eksantrik milinin ön tarafında) enjektörler, enjektörlere yakıt dağıtan Common Rail hattı ve enjeksiyon pompası ile alternatör ve klima kompresörü bulunuyor. Bir tasarruf tedbiri olarak direksiyon sistemi artık elektrik destekli olduğundan krank miline kayış ile bağlı bir direksiyon pompası yok.

Motorun güvenilirliğini garanti altına almak için Renault laboratuvar ortamında 23 bin saatlik test gerçekleştirmiş; bu testlerde motorun farklı çalışma rejimlerindeki davranışları ölçülmüş. 1.5 dCi’nin düşük tüketim ve emisyon değerleri ve ayrıca uzun bir ömre sahip olması özellikle bu testlerde yapılan ayarların ve geliştirmelerin bir sonucu. Renault bununla da yetinmeyerek motorun limitlerde kullanıldığı 600 bin km’lik pist testleri yapmış.

20 yıllık geçmişi ile kendini ispatlamış bir makine olan 1.5 dCi güvenilir ve sorunsuz. Kış aylarında 0 C derece seviyesindeki sıcaklıklarda ilk çalıştırmada görüntülenen “start stop’u kontrol ettirin” uyarısı ve devre dışı kalan start stop sistemi gibi geçici bug’lara sahip (Bu hata motor ısındıktan sonra tekrar çalıştırmada düzeliyor).

Öneri: Tam anlamıyla sorunsuz, gerçek manada ölümsüz ve uzun ömürlü bir dizel istiyorsanız SCR sistemi ya da kapan tipi NOx filtresi bulunmayan Euro 4 ve Euro 5 versiyonlara yönelin. Daha az çevreci ama çok daha güvenilirler. DPF (Dizel Partikül Filtresi) varlığı nedeniyle kullanılan motor yağına dikkat edin. Dizeli kısa mesafelerde kullanmaktan kaçının, sık soğuk çalıştırma ve kısa mesafeli kullanım ve düşük devirde sürüş (EGR varlığı nedeniyle) dizelin en büyük düşmanıdır. Kısa mesafe araç kullananlar ve az km yapan kullanıcılar dizel ihtiyaçlarını sorgulamalı; çünkü dizel bu tip kullanım şartlarını asla sevmiyor. Gerçekten az km yapıyorsanız biraz daha savurgan olsalar da benzinli versiyonlar otomobil kaputu altına yakışan atak ve yumuşak karakterleri ile kullanıcıyı daha mutlu edecektir. Uzun vadede tam anlamıyla güvenilirlik arıyorsanız motorunuzu manuel şanzıman ile birleştirin.

Motor Yağı Artık Daha Önemli

Otomobil üreticileri çoğu zaman sponsorluk anlaşmaları, ticari ortaklıklar ya da benzer nedenler ile bir yağ üreticisini / markayı tavsiye ediyor ve bunu reklam kampanyalarının bir parçası haline getiriyor. Gerçek ise biraz farklı: Artık, yağın markasından önce, kullandığınız motorun özelliklerine ve emisyon standartlarına uygun spesifikasyona sahip olup olmadığı daha önemli ve bunun için çok geçerli nedenler var.

Viskozite… Geçmişte viskozite vardı ve “akmazlık” anlamına gelen bu terim motor yağının kalınlık derecesini belirliyordu; hem de 2 farklı şart altında: Motor soğuk iken ve motor ideal çalışma sıcaklığına ulaştığında. Soğuk iklimlerde dondurucu soğuk altında motorun kolay çalışması ve yağın en kısa sürede motorun her köşesine ulaşması için düşük viskozitede yağlara ihtiyaç var. 0w-30 ya da 5w-30 gibi (Buradaki ilk rakam ne kadar küçükse yağ kadar o kadar kolay akıyor). Sıcak yaz günlerinde kullanılan otomobillerde ise hareketli parçalar arasında direnci yüksek sağlam bir koruma tabakası yaratmak için yüksek viskoziteli kalın yağlara ihtiyaç var. 5w-40, 10w-60 gibi. Yüksek performans modellerinde de sportif kullanımda baskı altında kalan motorları korumak için yine bu “kalın” yağlar kullanılıyor.

Yaptığı iş olumlu ve hayati olsa da viskozitenin kendisi olumsuz bir terim, viskozite ne kadar yüksek ise yağ o kadar zor akıyor. Tüm zamanlarda tüm şartlar altında geçerli en iyiyi karşılayan mükemmel bir viskozite yok. İdeal viskozite var. Bunu da önce üretici tavsiyesi, sonra da motorun tolerans boşlukları, iklim şartları, ve motorun geldiği kilometre belirliyor. Motor kilometre yapıp yaşlandıkça aşınmalar arttığından, daha iyi koruma için parçalar arasında genişleyen boşlukları kapatacak daha kalın bir tabakaya ihtiyaç var, bu da kalın (yüksek viskoziteli) yağ kullanımını gerektiriyor.

Viskozite hala çok önemli. Ama işler artık daha karışık. Artık her üretici kendi motorları için yağ standartlarını kendisi belirliyor. Ayrıca üreticilerin benzinli ve dizel motorları motor yağı standartları da farklı. Renault da 2007 yılından bu yana 3 farklı yağ standardı kullanıyordu. Benzinli motorları için RN0700 ve RN0710, dizel motorları için de RN0720. RN0700 spesifikasyonuna sahip yağlar benzinli atmosferik motorlar ile uyumlu iken, RN0710 yağlar ise aşırı beslemeli benzinli Renault motorları ve ayrıca Renault Sport üretimi versiyonlar için gerekliliği ifade ediyordu. RN0720 ise DPF (Dizel Partikül Filtresi) ile donatılmış dizel motorlar ile uyumlu yağlar için gerekli spesifikasyon koduydu.

2018 yılında Renault benzinli ve dizel motorlarını yenilerken yağ standartlarını da yeniden tanımladı ve RN17 kodlu yeni bir yağ spesifikasyonu yarattı. Eylül 2018’den sonra üretilmiş olan Renault dizel motorları ve ayrıca GPF (Gasoline Particulate Filter) yani Benzin Partikül Filtresi ile donatılmış benzinli Renault motorları RN17 standardını taşıyan yağlar ile çalışıyor. Başka bir deyişle Euro 6d-Temp emisyon normuna sahip olan benzinli ve dizel Renault motorlarında RN17 yağlar kullanılmak zorunda. Eylül 2018 öncesi üretilmiş motorlar için ise RN710 ve RN720 spesifikasyonları devam ediyor.

Motor Yağı Neden Siyah?

Dizel motorlar EGR (Exhaust Gas Resiculation) sistemi ile donatılmış durumda. Bu sistemde, yanma sonunda silindirden çıkan atık egzoz gazının bir bölümünü açılan EGR supapından geçerek doğrudan emme kanalına yönlendiriyor, temiz hava ile karıştırılıyor; emme manifolduna ve buradan da silindirlere geri gönderiliyor. Bu uygulamanın 2 amacı var: Birincisi, silindir içerisine gönderilen egzoz gazı temiz havanın volumetrik verimini düşürüyor, yani “temiz havanın hacminden çalıyor”, çevrim için silindirlere daha az temiz hava giriyor. Daha az temiz hava daha az yanma anlamına geliyor, en basit ifadesi ile Renault’un 1.5 litrelik dCi motoru EGR silindirlere egzoz gazı için geri besleme yaparken 1.2 litrelik bir dizel motor gibi çalışıyor, bu sayede motor yükünün azaldığı stabil sürüşlerde tüketim düşer. Motorun 3.500 devir altında olduğu her an EGR egzoz gazlarını geri göndermeye devam ediyor. İkincisi ve daha önemlisi ise, EGR ile içeri alınan egzoz gazı silindirlerdeki yanma ısısını düşürüyor. Dizel motorlar, yüksek sıkıştırma oranı ile çalışır, benzinli motorlardan farklı olarak burada yakıt (motorin) buji ile değil yüksek sıkışma ve basınç altında altında kendiliğinden ateşlenir. Dizel tipi yüksek sıkıştırma altında gerçekleşen yanma sonucu benzinli motorlara göre çok daha fazla zehirli NOx (azotoksit) gazı oluşur. Bu gaz dizel motorların en büyük zayıflığıdır. EGR ile silindir içerisine geri gönderilen egzoz gazları ateşleme ve yanma ısısını aşağı çekiyor, silindir içi sıcaklığı düşürüyor, bu da bu zehirli gazın oluşumunu azaltıyor, NOx emisyonu düşüyor.

Bununla beraber EGR’nin varlığı motor yağının sağlığı için tehdit oluşturuyor. Yağın sağlığının tehdit altında olması ise dolaylı olarak motorun da sağlığının tehdit altında olması demek. Motorun 3.500 devir altında olduğu her an EGR egzoz gazlarını yanma odasına geri göndermeye devam ediyor. Düşük motor devirlerinde ve rölantide, çevrim sırasında silindirler içerisindeki egzoz gazı toplam yanma odası hacminin %70’ine kadar çıkıyor. Egzoz gazının içerisindeki is ve kurum silindir duvarlarında birikir. Pistonu çevreleyen kompresyon segmanları ve yağ segmanları silindir duvarlarını sıyırırken bu is ve kurumu yanma odasından alarak motor içine taşır; taşınan is ve kurum da motor yağına karışır. Bu yüzden dizel motorlarda yağ daha çabuk kirleniyor ve siyah görünüm alıyor. Yağ değişimlerinden birkaç kilometre sonra motora koyulan taze motor yağı da doğal rengini kaybedip tekrar siyah renk alıyor.

Dizel bir otomobilde yağ çubuğu kontrol edildiğinde görülen yağın aldığı bu siyah renk normal, ve yağın sağlıksız olduğunu değil tersine görevini yaptığı gösteriyor. Yağda çözünmüş kurum parçacıkları yağ filtresinin yakalayamayacağı kadar küçük. Bu nedenle kurum filtrelenmek yerine motor yağı ile beraber motor içerisinde dolaşıyor. Kurum partiküllerinin çok küçük olması da ayrıca iyi bir durum; tersi halde yağ filtresine takılmaları durumunda yağ filtresi kolayca tıkanacaktı. Dizel tipi yanma sonucu oluşan kurumun yağ içerisinde çözünmüş şekilde askıda kalması ve yağ ile beraber motor içinde dolaşması yağın görevini yaptığını gösteriyor.