Arabada Tork Nedir? Güç Nedir? Dizel mi Benzinli Mi?

Bölüm-1- 2 - 3 - 4 -5

Motorda Tork nedir?

Motorun krank milinde oluşan döndürme kuvvetine tork denir. Dizel motorların sıkıştırma oranı, benzinli motorlardan daha yüksektir, bu sebeple ortalama motor devir aralığında torkları (döndürme kuvveti-çekiş kuvveti) da daha fazladır. Örneğin bir benzinli motorun sıkıştırma oranı 10:1 iken, dizel motorun sıkıştırma oranı 18:1 olabilmektedir. Yüksek sıkıştırma oranı beraberinde yüksek torku yani çekiş kuvvetini getirir. Sürüş sırasında gaza basınca hissettiğimiz koltuğa yapışma hissi, torktur, tekerleklerin (yani motorun) döndürme kuvvetinin büyük olması bunu gerçekleştirir.

Tork Nasıl Hesaplanır?

Tork moment demektir yani döndürme kuvveti, krank milinin döndürme kuvveti.

Tork, kuvvet ile kuvvet yolunun çarpımına eşittir.

Kuvvetin birimi F=Newton (N),

Kuvvet yolunun mesafesi R=metredir (m).

Tork= Newton x Metre’dir (T=FxR).

Yani torkun birimi newtonmetredir: Nm

Demek ki torku iki değişken belirliyor, kuvvet (F) ve yol (R)

Bir içten yanmalı motorda torku oluşturan kuvvet, yanma odasında yanan yakıtın oluşturduğu basıncın, pistonu aşağı itmesiyle oluşturduğu F kuvvetidir. Sıkıştırma oranı artarsa bu F kuvveti de artar.

Ayrıca torku oluşturan bir diğer değişken ise R (yol-mesafedir), bu mesafe ise, biyel yatağının merkezinin, krank mili merkezine olan dik uzaklığıdır. Sıkıştırma oranı büyükse, piston stroku uzundur; piston stroku uzunsa,moment mesafesi fazladır.

Sıkıştırma oranı yüksek olursa, R (metre) de büyük olur.

Dolayısıyla, T=FxR, F büyük, R büyük; Tork da büyük olur. Dizel motorda anlatırken “değişken” dediğimiz bu R mesafesi aslında sabittir, motorun tasarımıyla oluşan yapısal bir uzaklıktır. F ise, yanmanın verimiyle sürekli değişir, bu da torku sürekli olarak değiştirir.

Konuyla ilgili daha fazla bilgi için (Bakınız: Güç Devir Tork Hesaplaması ve Performans Etkileri)

Güç ve Tork Arasındaki Fark Nedir? (Güç Tork İlişkisi)

Burada karıştırılmaması gereken nokta beygir gücü ve tork kavramlarının farklı olmasıdır.

Tork, bir işi yapabilme kabiliyetidir yani bir kütleye sahip aracın tekerlerinin döndürülmesi ve ilerleyebilmesidir. Tork aslında iştir.

Güç ise bunu ne kadar çabuk ne kadar hızlı yapabildiğinin bir göstergesidir. Yani işin içine motor devir girer. Motor devri, motorun krank milinin bir dakikada dönme hızıdır. Güç aslında birim zamanda yapılan iştir.

Yani bir işi çabuk yapıyorsanız güçlüsünüz. Örneğin, dede 10kg yükü 4. Kata 3 dakikada çıkarıyor, torunuysa 1 dakikada çıkarıyor. Yapılan iş aynı, 10kg’lık yükü 4. Kata çıkarmak; ama geçen süre farklı. Bu durumda torun dededen daha güçlüdür çünkü daha hızlı (çabuk) yaptı aynı işi. Bu durum otomobiller için de geçerlidir.

Tork mu önemli Güç mü?

Arabada tork mu daha iyi güç mü daha iyi diye klasik bir soru vardır. Motor gücü ve tork kıyaslaması, bir motor karakteristiği grafiğidir. İkisi de önemlidir. Tork; çekiş-yokuş-hızlanma için önemlidir. Güç ise maksimum hız için önemlidir.

Bir motorun güç ve tork değerleri incelenirken mutlaka grafik eğrilerine bakılarak yorum yapılmalıdır:

(Tork-güç eğrisi)

Tork ve güçten bahsederken sadece rakamların büyüklüğü ve küçüklüğüne bakarak yorum yapamayız. Önemli olan motorun maksimum gücü ve torku hangi devir aralığında verdiğidir. Yüksek performanslı spor otomobillerde tork ve güç verileri çok üst düzeydir, motor yüksek devir aralığında kullanılır ve maksimum performans alınır.

Fakat biz sıradan otomobil kullanıcıları olarak, maksimum tork ve gücün hangi devirlerde elde edildiğine bakmalıyız. Sıradan araç kullanıcıları benzinli aracı genellikle 2000-3500 devir aralığında, dizel araç kullanıcılarıysa aracı genellikle 1500-3000 devir aralığında kullanır.

Yani motorun 5000 devirde çok güçlü olması bizi çok ilgilendirmez, bizim kullanım devir aralığımızda yeterli güç ve torku vermesi önemlidir.

Teknik kataloglarda, maksimum motor gücü sadece belirli bir devirde elde edilen veri olarak sunulur. Maksimum tork değeriyse sadece belirli bir devirde elde edilen torktur.

Motor torku belirli bir devirden sonra sürtünme kayıpları ve volümetrik verimin düşmesi sebebiyle hızla düşer. Özellikle dizel motorlarda bu düşüş çok daha çabuk olur, dizel motorlar patlamalı yanmayla çalıştığından ve bu kayıplardan dolayı, yüksek motor devirlerini çeviremezler. Bu sebepler yüksek devirler ve yüksek hız dizel motorlara göre değildir.

Benzinli motorlarsa, buji ile ateşlendiğinden (hızlı yanma) ve daha düşük sıkıştırma oranına sahip olduğundan, çok daha yüksek devirler çevirebilmektedir. Daha yüksek devir, daha fazla güç demektir. Daha fazla güç daha fazla hız demektir.

Buradan çıkarılacak özet şudur, hız istiyorum diyen kişi benzinli ve güçlü bir otomobil almalı.

Çekiş kuvvetti istiyorum, aşırı maksimum hız istemiyorum, yokuşları ve yükü rahat taşımak istiyorum, yakıt ekonomisi istiyorum diyen kişi bir dizel otomobil almalıdır.

Örneğin; benzinli Honda civic ve Toyota corolla ve dizel corollayı kıyaslayalım.

2016 model 1,6 Benzinli Toyota Corolla

132 beygir (hp) maksimum gücü 6400 devirde veriyor

Tork: 160Nm torku 4400 devirdeyken veriyor.

2016 model 1,6 Benzinli Honda Civic

125 beygir (hp) maksimum gücü 6500 devirde veriyor.

Tork: 152Nm torku 4300 devirdeyken veriyor.

2016 model 1,4 Toyota corolla Dizel

90 beygir (hp) maksimum gücü 3800 devirde veriyor.

Tork: 205Nm torku 1800-2800 devir aralığında veriyor.

Görüldüğü gibi dizel corollanın torku, benzinliye göre 45Nm daha fazla, üstelik motor hacmi daha düşük ve çok daha düşük motor devrinde bu torku veriyor. Tam olarak sıradan kullanıcının kullandığı devir aralığında (1800-2800dev/dk). Bu kıyaslamada Dizel Toyota yüksek tork, yeterli hız, düşük yakıt tüketimiyle her zaman ideal bir binek araç olacaktır.

Benzinli civic ve corollanın güç ve tork verileriyse birbirine çok yakın. Daha net yorum yapabilmek için tork-güç grafiklerini incelemek gerekir.

Benzinli ve dizel corollanın verilerine baktığımızdaysa bize her şeyi özetliyor. Benzinli corolla yüksek motor devri sayesinde, dizelden daha fazla güç veriyor. Bu iki araç kısa mesafe drag yarışına girse, dizel corolla geçer. Yüksek hızlara çıkılan uzun yol yarışındaysa benzinli corolla geçer.

Genel geçer yorumlar:

*güç ve tork birbirinin düşmanı-tersi değildir,

*tork yüksekse, güç de yüksek demektir.

*torku yüksek araç daha fazla yük-ağırlık çeker,

*torku yüksek araç, yokuşları daha rahat çıkar,

*torku yüksek araç, kalkışlarda ve orta hız aralığında sizi koltuğa yapıştırır,

*torku yüksek, gücü düşük araç, çok yüksek hızlara çıkmaz,

*maksimum tork sadece belirli bir devirde alınabilir, çok yüksek devirde maksimum torka ulaşılması, kullanıcı açısından kötüdür, yakıt artar.

*Gücü yüksek aracın, belirli devir aralıklarında torku da yüksek demektir,

*Gücü yüksek araç performans aracıdır, hız aracıdır,

*Gücü yüksek araç, daha geniş devir aralığında yüksek tork verebilir fakat, sıradan kullanıcı yüksek devir aralığında araç kullanmaz, 2-3500dev/dk aralığında kullanır.

*aynı motor hacmine sahip dizel binek araçların, benzinliye göre torku daha yüksektir.

* aynı güce sahip iki araçtan, torku daha yüksek araç daha iyidir.

Beygir Gücü Nedir?

İngilizcede HP (horsepower) olarak belirtilen bir güç birimidir, motorların gücünü belirtmede kullanılır.

Almanlar beygir gücü için "ps" (pferdestaerke) kısaltmasını kullanırlar. Bu da beygir gücü anlamına gelir, birim olarak hp ile aynıdır.

En doğru birim ise motor gücünü kilowatt (KW) olarak belirtmektir. 1hp=0,745Kw şeklinde dönüştürülür. Yani 100 beygir motor 74,5KW gücündedir.

Motor Gücü Hesaplama Nasıl Yapılır?

Motorda Güç, tork ve devir sayısının çarpımından elde ediliyor.

Motor Gücü Formülü:

P= (T * n ) / 9550

Burada;

P: Güç; kilowatt (KW)

T: Tork; newtonmetre (Nm)

n: Devir sayısı; dev/dk (devir saatindeki rpm)

9550: hesaplamadaki dönüşümler için kullanılan sabit bir sayı (konumuza etkisi yok)

Motor gücü formülüne bakıldığında açıkça görülüyor ki;

*eğer tork yüksek olursa, motor gücü de yüksek oluyor,

*eğer motor devri yüksek olursa, motor gücü de yüksek oluyor,

*eğer motor devri ve tork ikisi birden yüksek olursa, motor gücü coşar.

Fakat gerçek hayatta bir motorda işler biraz farklı oluyor, bir içten yanmalı motorun maksimum tork verebileceği devir aralığı sınırlıdır, motor yaklaşık 2500-4500 devir aralığında maksimum tork verebiliyor, motor devri 4500’ün üzerine çıktığında, kayıplardan dolayı tork azalmaya başlıyor, yani 4500 devire kadar hem devir hem tork beraberce artarken, motorun gücü de  artıyor. Fakat 4500 devirden sonra tork azalmaya başlayınca motorun güç artışı da azalmaya başlıyor. Daha fazla bilgi için (Bkz: Güç Hesaplaması)

Yüksek hızlarda ve devirlerde torkun azaldığını, gaz pedalı tepkisinin azalmasından, yani gaza basınca aracın eskisi gibi çekiş yapmamasından öne atılmamasından, anlayabilirsiniz.

Tork Düşerken Beygir Gücü Nasıl Artıyor?

Güç formülüne bakıldığında görülür ki, belirli bir devirden sonra tork azalsa bile, motor devri arttığından, güç artmaya devam eder. Tork azalırken motor devri daha fazla artmaya devam edebilirse, motorun gücü o kadar artmaya devam edecektir. İşte burada dizel motor ile benzinli motorun farkı ortaya çıkıyor. Benzinli motor 6-7000 devire kadar çevirebilirken ve gücünü arttırırken, dizel motor binek otomobillerde 4-5000 devirlerde kalıyor. Bu durumda yüksek hızlarda güç yarışında benzinli motor dizel motordan daha iyi performans veriyor. Çünkü benzinli motor yüksek devir döndürebiliyor (n daha büyük).

Düşük hız aralıklarında, yokuşlarda ve kalkışlardaysa, dizel binek otomobiller benzinli otomobillerden daha iyi bir performans veriyor. Çünkü 2000-4000 devir bandında (n devir aynıyken), dizel motorun Torku daha yüksek olduğundan daha çabuk hızlanıyor.

Buraya kadar anlattığımız güç, motorun volanından alınan “fren beygir gücü” diye tanımlanan güçtür.

Araçlarda güç ve tork hesabı, bir motordan alınan verilere göre (fren beygir gücü), bir de tekerleklerden alınan verilere göre hesaplanabilir.

Aracın Çekiş Gücü ve Torku Nasıl Değişir

Bir aracın gücü ve torku, motor dışında bir çok değişkenden etkilenir.

Aracın vites kutusu, motorun torkunu ve devir hızını değiştirir, bu vites kademeleriyle sürücü tarafından değiştirilir. Bu değişim ise tekerleklerden alınan yani bizim hissettiğimiz performansı değiştirir. Araçta kullanılan şanzımanın dişli oranları, aracın çıkış gücünü ve torkunu tasarım aşamasında belirler.

Araçta kullanılan diferansiyel, motorun torkunu ve devir hızını sabit kademeli olarak değiştirir. Ayna-mahruti dişli oranı sayesinde (bu 3:1 veya 4:1 gibi orandır), motor torku arttırılırken, devir sayısı azaltılır. Örneğin 3:1 orana sahip bir diferansiyelde, tork 3 kat artarken devir 3 kat azalır.

Ağır vasıtalarda yük taşındığı için, torka (çekiş kuvvetine) daha çok ihtiyaç duyulduğundan, onlardaki diferansiyel dişli oranı daha büyüktür.

Aracın performansına aerodinamik faktörler inanılmaz derecede etki gösterir, araç hızlandıkça çoğalan hava direnci aracı yavaşlamaya zorlar, performans kıyaslamasında önemli bir etkendir. Saatte 250-300km’yi geçtiğinizde, araç sanki bir jölenin içinden geçmeye çalışıyor gibi olur.

Lastiklerin yapısı ve yuvarlanma direnci önemli bir ektendir.

Motorun turbo şarjlı mı, atmosferik mi olduğu, motor hacminin büyüklüğü, yakıt enjeksiyon sisteminin türü gibi faktörler, motor performansını direkt etkiler ve kıyaslamada göz önünde bulundurulması gerekir.

Konuyla ilgili daha fazla bilgi için (Bakınız: Güç Devir Tork Hesaplaması ve Performans Etkileri)

(Bknz: Motor Hacmi ve Sıkıştırma Oranı)

(Bakınız:Temel Motor Bilgisi ve Motorun Çalışma Prensibi)
(Bakınız:Tüm Motor Parçaları ve Görevleri)

Bölüm-1- 2 - 3 - 4 -5