Röportaj Serisi-12: Konuk = Doç Dr.Alper Calam (Otomotiv Mühendisliği)

  “11 Soru 11 Cevap” röportaj serimin on ikinci konuğu, Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi, Makine ve Metal Teknolojileri Bölümü öğretim üyesi  aynı zamanda Gazi Üniversitesi Ölçme ve Değerlendirme Uygulama ve Araştırma Merkezi Müdür Yardımcısı, Otomotiv Mühendisliği kapsamında Yakıtlar ve Yanma ile İçten Yanmalı Motorlar alanlarında akademik çalışmalarını sürdüren Sayın Doç. Dr. Alper Calam olacaktır. Röportaj teklifimi kırmayıp kabul ettiği için kendisine teşekkür ederim. Hocam, izninizle sorularıma geçiyorum.
Soru 1:  Hocam nasılsınız? Günleriniz genel olarak nasıl geçiyor? Akademik hayatın temposu size nasıl bir rutin kazandırdı?
Cevap 1: Teşekkür ederim, çok iyiyim. Akademik çalışmalarımızın yoğun olduğu ve ekip arkadaşlarımızla bu süreçten oldukça keyif aldığımız bir süreçteyiz. Günümün önemli bir kısmını araştırma yapmaya ve laboratuvar çalışmalarına ayırmış durumdayım. Yeni projelerimiz için laboratuvar altyapılarının hazırlanması son dönemde oldukça zamanımızı alıyor. Kalan zamanımı ise aileme ayırıyorum. Oğlumla teknoloji üzerine okumalar yapmak oldukça keyif aldığımız rutinlerimizden.
Soru 2: Makine mühendisliği alanında içten yanmalı motorlara yönelmenizin özel bir nedeni var mıydı? Bu alana sizi çeken temel motivasyon neydi?
Cevap 2: Yüzyılı aşkın bir süredir kullanılan/geliştirilen içten yanmalı motorlar, yalnızca otomotiv sektörüyle sınırlı kalmayıp farklı endüstriyel alanlarda da enerji dönüşümünü sağlayan önemli makine sistemleri olarak önemini korumaktadır. Sürdürülebilirlik ve verimlilik konularının giderek önem kazandığı günümüzde, içten yanmalı motorların daha çevreci hale getirilmesine yönelik araştırmalar yapmak -örneğin alternatif yakıtlar veya hibrit sistemler üzerine çalışmak- bana güçlü bir motivasyon kaynağı sağlıyor. Bu alanda yapılan her küçük iyileştirmenin, hem enerji verimliliğine hem de çevresel etkilere büyük katkısı olabileceğini bilmek beni bu alanda derinleşmeye yöneltti.
Soru 3: “Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli (HCCI)” motorlar üzerine yaptığınız doktora çalışmanız oldukça özgün bir konu. Bu sistemi araştırırken sizi en çok zorlayan teknik aşama neydi?
Cevap 3: Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar hem buji ile ateşlemeli (benzinli) hem de sıkıştırma ile ateşlemeli (dizel) motorların avantajlarının bir arada sunulduğu farklı bir yanma modudur. Bu yeni yanma konseptinin temel zorluğu ise yanma fazının kontrol edilebilmesinin oldukça güç olmasıdır. Her ne kadar bir çok araştırmacı HCCI motorlarda yanma fazının kontrolü üzerine yeni öneriler sunsa da, doktora çalışmamda hem yanma fazının kontrolü hem de verimi artırmaya yönelik deneysel çalışmalar gerçekleştirdim.
Soru 4: HCCI motorlarda sıkıştırma oranı değiştiğinde performans ve emisyon parametrelerinde hangi gözlemler sizi en çok şaşırttı?
Cevap 4: İçten yanmalı motorların sıkıştırma oranı arttıkça termik (ısıl) verimleri de artış gösterir. Ancak benzinli motorlarda mekanik özellikler sebebiyle ve kullanılan yakıtın yapısı gereği sıkıştırma oranı sınırlı kalıyor. Dizel motorlarda ise sıkıştırma oranını artırmak mümkün ancak dizel yanması sonucunda çevre ve insan sağlığını ciddi şekilde etkileyen is ve azotoksit emisyonları meydana geliyor. Bu emisyonları azaltmak için egzoz sisteminde oldukça maliyetli olan çeşitli dönüşüm sistemlerinin kullanılması zorunlu hale gelmiş durumda. HCCI motorlarda ise ideal bir yakıt seçimi ve optimum sıkıştırma oranında hem termik verim artırılabiliyor hem de egzoz sisteminde ilave bir donanım kullanmaksızın EURO 6 standartlarını karşılayabilecek düzeyde emisyon çıkışı sağlanabiliyor.
Soru 5: Günümüzde hibrit ve elektrikli araçlara geçiş hızla artıyor. Sizce içten yanmalı motorların geleceği tamamen bitecek mi, yoksa dönüşerek mi devam edecek?
Cevap 5: Günümüzde otomotiv sektöründe gerçekleşmekte olan ciddi bir dönüşümün içerisinde yer alıyoruz ve bu süreci son kullanıcılar olarak yaşayarak tecrübe ediyoruz. Elektrikli araçlar için temel sorun batarya kapasitesine bağlı olarak menzil problemleri ve milyonlarca taşıtın ihtiyaç duyacağı elektrik enerjisinin nasıl üretileceğidir. Batarya teknolojileri üzerine önemli sayıda araştırmacı ve sektördeki AR&GE birimleri çalışmalarını sürdürmesine rağmen lityum-ion bataryalar yaşam döngüsünde içten yanmalı motorlara göre %30-%50 oranında daha fazla CO2 salınımına sebep olmakta. Yeni batarya tipleri ile hem menzil sorunlarının çözülebileceği hem de CO2 salınımının önemli ölçüde azaltılabileceği öngörülüyor. Elektrikli taşıtlarda kullanılacak elektrik enerjisinin kömür, doğal gaz gibi enerji kaynaklarından üretilmesi CO2 salınımını önemli ölçüde artırıyorken; güneş, rüzgar vb gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektrik enerjisi ise CO2 salınımı açısından önemli avantajlar sağlıyor. Elektrikli araçlar için her iki problemin çözülmesi zaman alacağından içten yanmalı motorların özellikle ağır hizmet tipi araçlarda (otobüs, kamyon, gemi vb.) yakın gelecekte kullanılmaya devam edeceğini söyleyebiliriz.
Soru 6: Alternatif yakıtlar ve biyoyakıtlar konusunda Türkiye'nin Ar-Ge kapasitesini nasıl değerlendiriyorsunuz? Üniversite-sanayi işbirliği sizce yeterli düzeyde mi?
Cevap 6: Etil alkol (etanol) ve biyodizel, bitkisel ve hayvansal hammaddelerden üretilebilen ve içten yanmalı motorlarda kullanımı konusunda ön plana çıkan çevreci yakıt türlerinin başında geliyor. İçeriğinde şeker bulunan tüm bitkisel ürünlerden etanol üretilebildiği gibi, bitkisel ve hayvansal yağlardan da biyodizel üretilebilir. Türkiye’nin her iki yakıt tipinin üretimi için yeterince bilgi birikimine sahip olduğunu biliyoruz. Ancak bu yakıtların içten yanmalı motorlarda kullanımı üzerine yasal bir düzenleme yapılmadan önce Ulusal bazı hazırlıkların yapılması gerekir. İklim şartları açısından uygun bitki türlerinin belirlenmesi ve yakıt üretim sürecinde gıda enflasyonunun olumsuz yönde etkilenmesinin önüne geçilmesi gerekir. Bu çerçevede ilgili bakanlıkların, üniversitelerin ve sanayi kuruluşlarının eş zamanlı ve ortak çalışmalar yürütmesi gerekmektedir. Her ne kadar üniversite-sanayi işbirliği konusunda çeşitli teşvikler olsa da, bu projeler için bütçelerin artırılması gerektiğini düşünüyorum.
Soru 7: Laboratuvar ortamında deney yaptığınızda, en çok hangi ölçüm ya da parametreyle uğraşmak sizi sabır testine tabii tutuyor? Ben dışardan biri olarak otomotivi öyle görmekteyim çok meşakkatli bir alan gerçekten.
Cevap7: Hangi branş olursa olsun deneysel çalışma sürecinde öncelikle kullanılan ekipmanların kalibre edilmiş olması gerekir. Ayrıca deney ortamının da uluslararası standartlara göre kabul edilmiş şartları taşıyor olması gerekir. Çevresel/mevsimsel şartlar deney sonuçlarını önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Araştırmacılar için ön plana çıkan bir diğer husus ise tekrarlanabilirliktir. Çalışmalarımızda deney tekrarı gerçekleştirdiğimiz en önemli parametre ise silindir içi basınç verilerinin alınması noktasında oluyor. Çünkü motor testleri esnasında değişkenlerdeki en küçük ayar sorunu ya da test protokollerindeki en küçük değişiklik silindir içerisinde yanma fazını doğrudan etkileyebiliyor.

Soru 8: Öğrencilerinizle yürüttüğünüz projelerde en çok hangi yaklaşımı veya tutumu önemsiyorsunuz? Deneysel merak mı, teorik analiz mi, yoksa disiplinli çalışma mı?
Ayrıca, otomotiv sektöründe hızla gelişen elektrikli ve otonom araç teknolojileri dikkate alındığında, sizce bugünün mühendislik öğrencileri hangi yeni becerilere mutlaka sahip olmalı?
Cevap 8: Bu üç özelliğin de eş zamanlı olarak öğrencilerde bulunması kanaatindeyim. Ancak önem sırasına göre sıralamak gerekirse disiplinli çalışmanın en önde yer alması gerekir. Elektrikli ya da içten yanmalı motorlu farketmeksizin otomotiv sektörü disiplinlerarası çalışmanın mükemmel bir sonucu olduğunu söyleyebiliriz. Modern bir binek taşıtın üretiminde doğrudan ya da dolaylı olarak otomotiv, kimya, imalat, metalurji-malzeme, makina, bilgisayar, elektrik-elektronik vb gibi mühendislik branşları ortak bir hedef için çalışmaktadır. Bu sektörde çalışmak isteyen öğrencilerin bahsi geçen mühendislik alanlarından birinde iyi bir eğitim aldıktan sonra ilgi alanlarına göre lisansüstü çalışmalar yaparak otomotiv alanında belirli konularda uzmanlaşmasını tavsiye edebilirim.
Soru 9: Halk arasında sıkça tartışılıyor: “Benzinli mi, dizel mi daha uzun ömürlü?” Sizce motor ömrü açısından belirleyici olan yakıt tipi mi, yoksa kullanıcı alışkanlıkları mı?
Cevap 9: Motor ömrü olarak genel bir tanımlamada süreci etkileyen aslında birçok değişkenden söz edebiliriz. Bunun en başında kullanıcı alışkanlıkları/sürüş tarzı olmakla birlikte, kullanılan yakıtın kalitesi de oldukça önemlidir. Günümüz modern içten yanmalı motorların özellikle yakıt sistemleri oldukça hassas üretim proseslerinden geçer. Düşük kaliteli, uzun süre beklemiş ya da oldukça kirli yakıtlar bu hassas yakıt sistemlerine önemli zararlar vermekte ve motor ömrünün kısalmasına neden olmaktadır.
Soru 10: Son dönemde insanlar yakıt katkı maddeleri hakkında çok soru soruyor. Gerçekten motor performansını artırıyorlar mı, yoksa sadece pazarlama taktiği mi?
Cevap 10: Günümüzde yakıt katkı maddesi ya da motor yağı katkı maddesi şeklinde bir çok ticari ürün satılmakta. Bu ürünlerin kimyasal özelliklerinin, yakıtın ya da motor yağının bazı özelliklerini iyileştirmesi beklenebilir. Ancak en temel sorun bu katkı maddelerinin uzun süreli kullanımlarda motor parçalarına ne gibi zararlar vereceği üzerine hiçbir deneysel çalışma yapılmamış olmasıdır. Katkı maddelerinin motor performansına etkisi ile birlikte motor parçalarının ömür testlerinin de yapılması gerekir. Özellikle ömür testleri çok uzun ve maliyetli deneyler gerektirir. Son kullanıcıların araçlarında, üretici firmanın tavsiye ettiği yakıtları ve yağları kullanmalarını öneriyoruz.
Soru 11: Hocam, son olarak otomotiv sektörü açısından Türkiye'nin geleceğini nasıl görüyorsunuz? Sizce ülkemiz bu teknolojik dönüşümde üretici mi, yoksa takipçi mi olacak?Eklemek istediğiniz başka bir konu var mı
Cevap 11: Türkiye son 50 yılda otomotiv yan sanayi, otomobil, hafif ticari ve ticari taşıt üretiminde oldukça önemli atılımlar göstermiştir. Türkiye’nin jeopolitik konumu, sahip olduğu altyapısı, bilgi birikimi ve kabiliyeti ile otomotiv sektöründe pazar payını daha da artırabilecek önemli avantajları bulunmaktadır. Yalın olarak üretici ya da takipçi olmaktan ziyade sektör içerisinde rekabet içerisinde bulunmanın oldukça önemli olduğunu düşünüyorum. Ayrıca son yıllarda alternatif enerji kaynaklarından olan rüzgar ve güneş enerji santrallerine yapılan yatırımların artması, elektrikli araçların hızla yaygınlaştığı şartlarda ülkemiz adına oldukça sevindirici olmaktadır. Bu alanda yatırımların hız kesmeden devam edeceğini umuyorum.
Hocam, değerli vaktinizi ayırdığınız ve sorularıma anlamlı cevaplar vererek gösterdiğiniz ilgi ve alakanız için çok teşekkür ederim. Sağlık, mutluluk ve başarı dolu bir yaşam diliyor, işlerinizde kolaylıklar temenni ediyor, saygı ve sevgilerimi sunuyorum