Otomobillerin Performansında Tork mu Daha Önemli Beygir mi?

  Otomobil satın alırken aslında birçok özelliğe göz gezdiriyoruz. Yakıt tüketimi, konfor ve bunların yanında en önemli detaylardan biri ola...

...

 

Otomobil satın alırken aslında birçok özelliğe göz gezdiriyoruz. Yakıt tüketimi, konfor ve bunların yanında en önemli detaylardan biri olan performans. Performansı etkileyen en önemli iki unsur olarak ise tork ve beygir gücü devreye giriyor. Gelin hangi özelliğin nerede daha fazla avantaj yarattığına birlikte bakalım.

Genelde otomobil satın alacak kullanıcılar -bilhassa ilk defa otomobil satın alacak kişiler- öncelikle aracın beygir gücüne bakarlar. “Ne kadar beygir o kadar güç!” gibi bir algı insanların aklına yerleşmiş olsa da gücün ne zaman ve nasıl kullanılacağı konusu genellikle akıllarda yer etmez. Bugün sizlere torku, beygir gücünü ve bu ikisinin ne zaman işinize yarayabileceğini anlatacağız.

Tork Nedir?

Tork, kuvvet momenti ya da dönme momenti, bir kuvvetin nesnenin ekseninde, dayanak noktasında ya da çevresinde dönme eğilimidir. Kuvvet ister itme, isterse çekme olsun; tork bir nesnenin döndürülmesi olarak düşünülebilir. Tork, motordan tekerleğe iletilen itme (dönme momenti) kuvvetidir. Birimi Nm (Newtonmetre)’dir. Halk ağzıyla otomobilin çekişi olarak da tarif edebileceğimiz tork, kamyon, otobüs, traktör gibi araçlarda çok yüksek değerler almaktadır. Bunun nedeni yük taşıyan araçlarda hız yapmaktan çok çekişe ihtiyaç duyulmasıdır.

Aslında bu kavram fizikte dönme momenti olarak bilinen kuvvet x kuvvet kolu formulünden başka birşey değildir. Üstteki resimde anahtarla somunun sıkılması gösterilmekte. Burada elle uygulanan kuvvet vida ile somun arasında vidaya paralel yönde bir gerilim ve dairesel yönde moment oluşturmakta. İşte bu momente tork denir. Anahtarın sapı ne kadar uzun olur ve ne kadar geriden tutulabilirse, somun o kadar kolay dönecektir. Otomobilin tekerleklerinde olan da bunu aynısıdır. Tekerleğin çapı küçültülürse tork yükselir ve daha ani tepki veren daha esnek bir sürüş karakteristiğine sahip olunabilir. Tabi bu durumda maksimum sürat düşecektir. Bir yerden kazanılırken bir yerden fire vermek gerekir, bu işin doğasında olan durumdur.

Torku ifade eden bir diğer oto terimi de esnekliktir. Aynı devir bandında torku yüksek olan otomobiller ara hızlanmalarda yani sollamalarda örneğin 60km/h hızdan 120km/h hıza ulaşmada daha başarılıdır. Bu da otomobilin esnekliği olarak tanımlanır. Torku yüksek olan bir otomobil özellikle rampa çıkarken fazla devir çevirmeye ihtiyaç duymadan hızını koruyabilir fakat torku az olan otomobil ivmesini koruyabilmek için vites düşürerek hızını artırmak zorundadır.
Tork Eğrisi

Altta Volkswagen otomobiline ait 1.4 TSI ve 1.6 FSI motorlarının tork eğrileri karşılaştırılmalı olarak verilmiştir. Grafiği yorumlarken ilk başta şu temel bilgiyi bilmek gerekir: “Bir motorun tork eğrisi ne kadar düz bir çizgi şeklinde ilerliyorsa, motor o kadar verimlidir.” Motorun verimli olması kullanılan yakıttan minimum ısıl kayıpla optimum kazanç elde edilebildiği anlamına gelir ki, bu bir motor için en belirleyici kalite faktörlerinin başında gelir.

Grafikteki her iki motor da benzinlidir. 1.4 litrelik TSI motor 1500 devir seviyelerinden başlayarak 3500 devre kadar aynı tork değerini koruyabilmiştir. Bu demektir ki otomobil bu devir bandında kendinden beklenebilecek en atak(esnek) sürüşü mümkün kılıyor. 1.6 litrelik FSI motor ise, maksimum torkunu 4000 devirde üretmiş ve bu devirden sonra 6300 devirlere kadar fazla bir şey kaybetmeden çekişini korumuş. Atmosferik bir motor için güzel bir değer fakat 4000 devire kadar otomobilin uyuşuk bir tavır sergilemesi hem şehir içi yakıt ekonomisi hem de sürüş keyfi açısından kötü bir durum. Bu motordan performans alınabilmesi için yüksek devirde kullanmak şart, bu da çok yüksek ısıl kayıplarla beraber verimsizliği ve yüksek yakıt tüketimini beraberinde getirir. Peki bu durumda 1.4 TSI motor harika mı? Tabiki değil; onun da 3500 devirden sonra aniden nefesi kesilmeye başlıyor ve FSI motor kadar yüksek devirle motoru çeviremiyor. 

Sonuç olarak rampada TSI motor FSI’ya rahatlıkla toz yutturacak ve kıyas götürmez şekilde performansını gösterecektir. Düz yolda ise FSI motor, 

TSI’yı hem hızlanma değeri olarak hem de maksimum sürat anlamında ya geride bırakacaktır. Ama yakıt ekonomisi ve sürüş keyfi açısından TSI motorun tercih edilebilirliği daha fazla. 

FSI motorun eğrisi grafiğin hiçbir yerinde düz bir çizgi olarak ilerlemediğinden zaten ilk bakışta çok başarılı olmadığı anlaşılıyor. Bu grafikte kırmızı çizgiyle gösterilen TSI motor tork anlamında da güçlü zaten ama bazı grafiklerde tam tersi olur ve eğri tepe gibi olan mavi grafik kırmızının üzerine çıkar. İşte o durumda da düz ilerleyen grafiğe sahip aracı tercih etmek daha mantıklı olacaktır. Maksimum torku az olsa da o torku değişken devir aralığında sürekli üretebilen motor daha başarılıdır.

Beygir Gücü Nedir?

“At gücü” yada diğer kullanımıyla “Beygir gücü” daha çok otomobil ve elektrik motorlarının sahip olduğu güçlerinin belirlenmesi için kullanılan güç birimidir. Türkçesi BG olan beygir gücü uluslararası literatürde genellikle HP (Horse Power) birimiyle ifade edilir. Bu kavram buhar makinelerinin üretilmeye başlandığı zamanlarda bu makinelerin güçlerinin kolayca anlaşılabilmesi için İskoçya’lı Mühendis ve Fizikçi “James Watt” tarafından ortaya atılmıştır.

James Watt bir atın bir 12 fit (yaklaşık 3.65 metre) yarıçaplı bir değirmen çarkını saatte 144 kez veya dakikada 2,4 kez çevirebildiği ve çarka uyguladığı kuvvetin 180 libre-kuvvet (800,6796 Newton) olduğunu hesaplamıştır.

Böylece 1 Beygir gücü “75 kg’lık ağırlığı 1 sn’de 1 metre yukarı kaldırabilecek güç miktarı olarak” tanımlanmıştır. Beygir gücünün 1 atın gücüne denk geldiği düşünülerek “beygir gücü” ifadesi kullanılmıştır. Bir motorun sahip olduğu beygir gücü o motora has değiştirilemez bir değerdir. Fakat otomobilin dynometer (döner bir makinenin çıkış kuvvetini ölçmede kullanılan aygıt) ile ölçülen beygir ve tork değerleri; aktarma organı, vites kutusu ve tekerlek çapı gibi etmenlere bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Başka bir ifade ile beygir gücü yüksek, torku ise düşük olan bir motoru sadece dişli oran ayarlarını değiştirerek tam ters karakter (güç değişimi) sağlamak mümkündür. Bu nedenle beygir gücü ve tork çıplak bir motorda gerçek değerlerini ifade ediyor olsalar da, gücün yere iletilmesine kadar araya giren faktörler göz önüne alındığında sadece motora ait karakteristik bir veri olarak düşünülemez.

Öncelikle söylemek gerekiyor ki tork ve beygir gücü birbirinin olmazsa olmazı gibi bir elmanın iki yarısıdır. Yüksek beygir gücüne sahip bir otomobilin vasat bir tork değerine sahip olması, arabanın maksimum gücüne ulaşabilmesi için çok zaman harcaması anlamına gelir ancak genellikle yüksek beygir gücüne sahip otomobillerin tork değerleri de yüksek olur.