Güç ve Tork İlişkisi

[SeMaZeN]

Güç ve tork ilişkisi çoğu zaman birçok kişi için karışık gelir. Otomobilleri kıyaslarken bu iki terimi sık sık kullanıyoruz ama çoğumuz hangisinin daha önemli olduğunu bırakın, tam olarak ne anlama geldiğini bile bilmiyoruz. Eski bir söz vardır : Tork yarış kazandırır, güç otomobil sattırır. Bu gerçekten doğru mu? İşte bu yazımızda bu iki başlığı açıklığa kavuşturacağız.

Özetle, güç ve tork tamamen ayrı şeylerdir ve ölçü birimleri de birbirinden farklıdır.

Tork : Tork döndürme kuvvetidir. Hareket ve zamandan bağımsız bir kavram olan torkun ölçü birimi Nm (Newton*metre) dir. Tork bir kol yardımı ile sabit, dönen bir noktaya kuvvet etki ettiğinde yaratılır. Sabit, dönen bir noktaya 1 metre uzunluğunda bir kol yardımı ile 1 Newton (1/9.8 kg. - 9.8 N = 1 kg.) kuvvet uyguladığımızda 1 Nm tork doğar. Otomobillerde tork krank milinde doğar. Şanzıman üzerinden çekiş tekerinin olduğu aksa kadar ilerler ve aksta bağlı bulunan tekerlekler ile yola doğrusal bir kuvvet olarak aktarılır. Tekerleklerin yere aktardığı doğrusal kuvvetli, çekiş tekerinin olduğu aksa iletilen torku bilmek suretiyle kolayca hesaplayabiliriz.

Doğrusal kuvvet = (aksa iletilen tork) / (tekerleğin yarıçapı)

Bir motorun ürettiği tork motorun devrine göre değişir ve grafikte bir eğri ile gösterilir. Bu eğriyi her devirde anlık olarak ölçülmüş tork değerlerini belirten noktalar oluşturur. Sürüş anındaki güç kayıpları göz ardı edilerek krank milindeki torkun, otomobili ilerleten doğrusal kuvvetle herhangi bir viteste her zaman doğru orantılı olduğunu söyleyebiliriz. Tam düz bir tork "eğrisi" olsaydı otomobil hangi viteste, hangi devirde olursa olsun, sabit ivme ile hızlanırdı. Ancak gerçek hayatta tork "eğrileri" düz değildir. tavan yapmak üzere yükselirler ve çok yüksek devirlerde yine düşerler. Bir otomobil, motoru (herhangi bir viteste) en yüksek torkunu verdiği devirde seyrettiği zaman en iyi şekilde hızlanır. Dikkat edin, en iyi hızlanmanın nasıl sağlanacağını belirledik ve daha beygirgücünden bahsetmedik bile.

Güç : Güç, iş yapma oranıdır ve ölçü birimi W (Watt) dır. Torkun aksine güç, zaman ve hareken kavramlarına bağımlıdır. Güç ve tork arasında direk bir bağlantı gösterebiliriz. Bir otomobilin ürettiği güç, motorun çevirdiği devre bağlı olarak değişir ve tipik olarak grafikte bir eğri ile gösterilir. Güç ve tork arasındaki bağıntıyı formüle dökmek gerekirse :

Güç = Tork * (o tork değerinin üretildiği devir) / 5252

Not: Bu formül, sadece, tork lbf, güç de HP cinsinden birimlendirildiğinde geçerlidir.

Bu noktaya kadar öğrendiklerimizi özetleyecek olursak :
- Otomobilin ivmelenmesi, akstaki torkun tekerlekte doğrusal kuvvete dönüşmesidir.
- Herhangi bir viteste en iyi ivme, motorun en yüksek torku ürettiği devirde sağlanır.
- Güç, tork ve devre bağlı bir fonksiyondur.

Eğer bu noktada gücün önemsiz olduğuna karar kıldıysanız yanılıyorsunuz. Lütfen okumaya devam edin.

Şanzıman, otomobilin ivmelenmesindeki en önemli etkendir. Güç ve tork arasındaki ilişkiyi anlatmak ve gücün de yazının bu ana kadarki bölümünde anlatılan kadar önemsiz olmadığını göstermek için, hipotez olarak, birinci vitesi 2:1 oranlı, ikinci vitesi de 1:1 oranlı iki vitesli bir şanzıman ele alalım. Ve bun şanzımanı yine hipotez olarak her devirde, krank milinde 100 Nm tork üreten bir motora bağlayalım.

1:1 oranlı ikinci vites, sürüş milini krank miliyle aynı hızda çevirir ve tam olarak 100 Nm kuvvet yere iletilir (Sürtünme kuvvetlerinin olmadığını var sayıyoruz.). Ancak 2:1 oranlı birinci vites sürüş milini krank milinin yarısı kadar bir hızla çevirir ve krank milinin ürettiği gücün iki katı yani 200 Nm kuvvet yere iletilir. Dolayısıyla otomobilimiz birinci viteste, ikinci viteste olduğundan iki kat daha iyi ivmelenir. İşte bu noktada da beygirgücünün önemini anlatan anahtar yatar. Vites küçültme suretiyle, tekerleklere iletilen maksimum tork (belli bir hız için), otomobilin motoru en yüksek gücü ürettiği devirde çalışırken sağlanır.

Tork çarpımının sonucu olarak diyebiliriz ki, bir otomobil, herhangi bir devirde, motoru en yüksek gücü ürettiği devre getiren bir vites seçildiğinde en iyi şekilde hızlanır. Bu da yüksek devir çeviren küçük motorların, fazla devir çeviremeyen büyük motorlardan bazen üstün oluşlarının sebebidir. Yüksek devirler çevirebilen bir motorda, kranka aktarılan tork az olmasına rağmen tork çarpımı sayesinde tekerleklere çok daha yüksek tork değerleri aktarılabilir.

Demek ki beygirgücü sadece otomobil sattırmak için değil, yarış kazanmak için de gerekliymiş.

[alosar]

tşkler