2008'den kalma bir konuyu hortlatmak istedim zira aracın hızlanması tork ve güç (halk arasında beygir) ile nasıl ilişkili kafalar hala çok karışık.
Öncelikle hızlanma nedir ona bakalım. hızlanma yani ivmelenme, F=m.a formülünden de bakacak olursak, araca etki eden kuvvet ve aracın kütlesine(yani ağırlığına) bağlıdır. Araç hafifse daha iyi hızlanır ya da araca etki eden kuvvet de fazlaysa araç daha iyi hızlanır.
Peki araca etki eden kuvvet nedir? Tekerlerin zemin ile etkileşimi kuvveti doğurur ve bu kuvvet tekerlerin yarıçapıyla ters ve tekerlerin torkuyla doğru orantılıdır( dikkat motor değil tekerin torku). yani hiç bir şeyi değiştirmeden sadece daha küçük çaplı bir teker takarsanız, tekerlerdeki çekiş kuvvetini artıtırsınız ve araç daha yüksek ivme ile hızlanır (buraya dikkat, tekerin çapını düşürürseniz, tekerdeki tork değişmez, sadece yere aktarılan kuvvet artar), tekerlerdeki tork artarsa, doğal olarak çekiş kuvveti de artmış olur.
Peki tekerdeki tork nelere bağlıdır? Tekerdeki tork, motorun tork değeri ve vites sisteminden gelen katsayıya bağlıdır. Yani o an motorun ürettiği tork değerini bulunduğunuz vitesin çarpanı ile çarparsanız tekerin tork değerini hesaplarsınız. Düşük viteslerin tork çarpanı daha yüksektir ve bu nedenle motorda üretilen tork, tekere katlanarak gelir. Vites arttıkça, tork çarpanı azalır ve motorda üretilen tork, tekere daha düşük katsayı ile gelir. Hatta en son viteste 1'den daha düşük bir katsayı ile tekere aktarılır (overdrive).
Güç kavramına geçmeden önce motordaki tork değerini de doğru kavrayabilmek lazım. Düşük devirlerde tork da düşüktür ancak motor devri arttıkça tork değeri artar, belli bir devirde maksimum tork değeri elde edilir, devir daha da arttığında tork değeri iç sürtünmelerden dolayı artık düşmeye başlar. Bu nedenle tork değerine devir skalasının ortalarının biraz üst kısmında ulaşılır. ( benzinlilerde yaklaşık 4500-5000, dizellerde 3500-4000 devir civarıdır, motor ve silindir tasarımına bağlı değişebilir). Oysa motordan alabileceğiiniz maksimum güç için devir değerini daha da arttırmak gerekir ( benzinlilerde 5000-5500, dizellerde 4000-4500 civarı).
Gelelim güç kavramına. Güç, birim zamandaki enerji demektir. Motorun saniyede ürettiği enerjiye güç diyebiliriz. Güç motordan tekere aktarılırken sürtünme kayıpları hariç değişmez. Aynen aktarılır. Yani diyelim ki motor 100 hp üretiyor, tekere gelen güç yine 100 hp olur( sürtünmeden dolayı biraz düşebilir ama konumuz bu değil).
Bir başka deyişle o an hangi viteste olduğunuz, yani vites oranınız aktarılan gücü değiştirmez. Sadece o an hangi devirde olduğunuz ürettiğiniz gücü ve dolayısıyla tekere aktarılan gücü belirler.
Peki ya hız? vites aracılığıyla dönüş hızı nasıl değişir? düşük viteste motorun hızı tekere düşük oranla, yüksek vitesteyken yüksek oranla hız aktarılır.
Özetleyelim: Vitesi arttırdığıınzda: tekere giden tork oranı, yani tekerdeki tork azalır, tekerin dönme hızı artar. Bu iki değerin bileşkesi(çarpımı) olan güç değişmez. Motorda ise üretilen tork ve de güç, o an hangi devirde olduğunuza bağlıdır.
Aracı hızlandıran, motordaki değil, tekerdeki torktur. Bu ara hızlanmalar için de geçerli, yokuş çıkmak için de geçerli. Ancak tekerdeki tork değeri vitese göre değişiyor. O an hangi vitesteyseniz, tork çarpanı ile tekerdeki tork değeri farklılaşabiliyor. Bu nedenle en yüksek tork değerini aldığınız devirde kullansanız bile, o anki hız ve vites durumuna göre çekişiniz en ideal durumda diyemeyiz.
Üreticiler motordaki tork değerini verir hep. tekerdeki değerden bahsetmez. biliyoruz ki tekerdeki çekiş asıl önemli olan. Bunu hesaplamak için ise motorun ürettiği tork ve aktarma oranını birlikte hesaba katmamız lazım. (o an hangi vitesteyiz bunun oranını). Ya da daha kolay bir yöntem var. o da : Güç. Yani motorun bulunduğuımuz devirde ürettiği güç, o anki hızımızdan vs. bağımsız, aracımızı ne kadar hızlandırdığına doğrudan etki eden bir faktördür aslında. Çünkü güç dediğimiz şey, daha önce de bahsettiğimiz gibi motordaki tork ve dönüş hızının birleşimi. Yani tekerdeki tork diyebiliriz. Zaten motordaki güç, tekere aktarılırken değişmediğini de biliyoruz.
güç kavramının anlaşılması için bir soru soralım:
Aynı ağırlıktaki aynı motora sahip aynı iki araçta CVT vites var ve bu iki aracın sadece CVT yazılımları farklı.Araçlardan birisinde CVT yazılımı aracı maksimum tork değeri olan 4000 devirde tutmaya programlı, diğer ise maksimum güç değerini aldığımız 5000 devirde çalıştırmaya programlı. 0-100 denemesi yapıyoruz. Hangi araç daha iyi hızlanır?
doğru cevap 5000 devir olacak. Çünkü motorda üretilen güç, hem maksimum seviyede kalacak(cvt sayesinde devir hiç değişmeyecek) ve araç en yüksek ivmeli şekilde hızlanacak.
Bir başka soru soralım:
Aynı ağırlıktaki aynı kasaya aynı vites sistemine sahip iki aynı araçtan birisinde dizel 130 hp, 280 Nm motor, diğerinde 180 hp 230 Nm benzinli motor var. Hangisi 0-100 denemesinde daha iyi hızlanır?
Cevap yine yüksek güç olan 180 hp olan araç olacaktır. Zirabenzinli araç yüksek devirlere çıktığında (yüksek güç ürettiğinde) dizele göre daha fazla tekerde tork üretecektir. motorun maksimum tork değeri daha düşük olmasına rağmen)
Görüldüğü üzere, motordan ( mesela CVT bir şanzıman ile en yüksek güç devrinde) sürekli olarak maksimum güç alıyorsanız, en ideal şekilde hızlanırsınız. Bunu enerjinin korunumu ile anlatmak da mümkün. Dizel motor, tork değeri daha yüksek olmasına rağmen benzinliye göre daha az güç üretecektir bu nedenle 100 km/h hıza çıkmak için daha uzun zamana ihtiyaç duyacaktır.
Tork kavramı yanlış konumlandırılıyor. Tork sadece hızın olmadığı durumlarda gücü betimler. Yani ilk kalkış anında hız 0 olduğu için güç aslında sadece tork tur diyebiliriz.Ama hız var ise, hız ve tork'un birleşimi olan güç esastır. Tekerdeki tork da buna bağlıdır, arabanın hızlanması da, yokuş performansı da.
