Beygir vs. Tork: Aralarındaki fark ne?

“Hangisi daha iyi?” sorusunu arkadaş çevremizde bu konu üzerine tartışılırken sık sık duyabiliriz. Peki son kez sormak adına; “Hangisi daha iyi?”.

Tork ve hp (beygir) kontağı çevirdiğinizde veya gaza basmaya başladığınızda motorun üretmeye başladığı güç birimlerine verilen isimlerdir. Yakıt-hava karışımının yanma odasında patlamasıyla beraber krank mili, vites kutusu ve aks belirli bir dönme gücüne maruz kalır. Enerji transferinin sihri sayesinde yakıtın sahip olduğu dinazorlardan gelen potansiyel enerji olabildiğince verimli bir şekilde kinetik enerjiye dönüştürülmüş olur.

Kavramları biraz daha detaylı bir şekilde incelersek:

Enerji: İş yapabilme kapasitesine verilen genel isim. Bizim konumuz gereği motorun ürettiği güce enerji diyoruz.

İş: Enerjinin sonucu olarak ortaya çıkan ürün. Bizim yani metrik sistem kullanan ülkelerin bu işi ölçmek için kullandığımız terim “tork” yani “newton-metre”‘dir. Uluslararası sistemde yani SI’da ise birden fazla birim kullanılmaktadır. Joul, pound ve newton-metre ölçüm birimleri arasında yer almakta.

Tork: Motorun krank mili üzerinde uyguladığı döndürme gücüne tork denir. Bir motor ne kadar çok torka sahipse motorun iş yapma kapasitesi de o kadar artar. Torkun ölçü birimleri “iş”‘in birimlerinden bir yönüyle ayrılmaktadır. Tork vektörel bir güç olduğu için (kararlı bir yönde ilerleyen), Pound-feet ya da newton-metre gibi birimlerle ölçülmekte.

Veee… Neredeyse her işte olduğu gibi bu kavramlar içinde de istisnalar bulunmakta. Bu durumda ayrımı oluşturan kavram ise statik tork. Statik torkun kullanım alanlarına örnek olarak civatalara ve bijonlara uygulanan tork “statik” torktur. Kafa karışıklığını engellemek için ise ölçü birimi olarak foot-pound kullanılmaktadır ancak Uluslararası Sistem’de, SI’da, her iki tork türü yani statik ve dinamik tork için de newton-metre kullanılmaktadır.

Güç ise bir işin ne kadar hızlı tamamladığıyla alakalı bir terim. 18. yüzyıl mucitlerinden olan İskoçyalı James Watt’ın “15 ton yükü yerden 30 cm yükseklikte 1 saat boyunca tutmak için harcanan enerji” olarak tanımladığı kavram yani kilowatt hem birimi hem de ölçümü için kullanılmaktadır.

Pekala tork iş yapma kapasitesi ve güç işin ne kadar çabuk yapıldığıyla alakalı olduğuna göre güç ve tork için belirli bir zamanda yapılabilecek işin limiti diyebilirz. Matematiksel olarak kabaca bir hesap yapmak gerekirse: H’nin beygir(hp), T’nin tork ve rpm’in de motor devri olduğu H = T x rpm/5252 denklemiyle birlikte bir motorun daha fazla güç yani beygir üretebilmesi için daha çok torka sahip olması gerektiği ortaya çıkmakta.

Bu tanımlar kitaplarda her ne kadar çok güzel ve basit gözükseler de olay gerçek hayatta biraz daha farklı gerçekleşmekte. Ortaya çıkan sorun ise motorların sahip oldukları rölanti ile devir kesici arasındaki çalışma bölgelerinde ürettikleri güç miktarında yaşanan değişimler. Uç bir örnek vermek gerekirse: Dodge’un ürettiği 6.2 litrelik süperşarjlı Hellcat motor rölanti devrinde sadece kendisi ve çeşitli aksesuarlar için güç üretirken sahip olduğu 700 beygiri kesiciye daha yakın olan 6200 devrinde sürücüsünün hizmetine sunmakta. Sahip olduğu 880 Nm tork ise 4000 devirde kullanıma hazır hale gelmekte.

Bir diğer sorun ise beygiri ve torku doğru bir biçimde ölçebilmek. Motor gücünü ölçmek için kullanılan makineye dinamometre ismi verilmekte. Dinamometre’nin görevi motorun ürettiği gücü yukarıda verdiğimiz formüle göre olabildiğince doğru bir şekilde hesaplamak/ölçmek.

Günümüzde kullanılan dinamometreler ise genel olarak ikiye ayrılmakta; ilk olarak manyetik alan ile çalışanlar, ikinci olarak “su” kullanarak çalışanlar. Manyetik alan prensibiyle çalışanlar krank milinin gücüne karşı statik bir kuvvet uygulayarak ölçüm yaparken su ile çalışanlar ise biri dönen ve biri sabit olan iki tane pompa kullanarak kranktan gelen gücü ölçmekte.

Eğer “mükemmel motor” gibi bir kavram gerçek olsaydı motorun yeterli miktarda torku düşük devirlerden itibaren devir kesiciye kadar koruması gerekirdi ama böyle bir motor maalesef gerçekte olmadığı için şanzıman denen icat bu noktada devreye girmekte (Başka bir yazı konusu olabilir). Büyük motorlar yanma odalarına daha fazla hava gönderebildikleri için daha fazla tork üretibiliyorlar. Boost adı verilen havayı turbo veya süperşarj ile sıkıştıran motorlar ise hacim olarak atmosferik kardeşlerine göre küçük olsalar da silindirlere yollanan ekstra hava onların daha büyük motorlar gibi davranmasını sağlamakta. Daha fazla hava daha fazla yakıt anlamına da geldiği için elektronik olarak kontrol edilen enjektörler burada firmaların bu motorları kullanmasını kolaylaştırmakta. Karbüratör’den enjeksiyona geçişin en büyük yararlarından birisi de bu olmuştu.

Sıkıştırılmış havanın kullanılması ile motorda bir takım değişiklikler yapılması zorunlu hale geliyor; parçaların normalin üstünde olan bir yük altında çalışabilmeleri için daha dayanıklı hale getirilmeleri, iç basıncın optimize edilmesi ve mühendisler tüm bunları yaparken parçaların sahip olduğu ağırlıkları yani “ataleti” de hesaba katmak zorundalar. Soğutma ve yağlama sistemleri genel olarak üretilen güç ile doğru orantılı bir şekilde arttıkları için o konuyu uzun uzun açıklamaya gerek yok diye düşünmekteyim. İşin sanat boyutuna geldiği nokta ise motorun üst devirlerde çalışmaya başlaması ile ortaya çıkmakta. Verimliliği korumaya çalışırken aynı zamanda egzoz gazlarının yanma odasına da geri dönmemesi gerekiyor ve bu işlemin sadece bir kere değil motorun tüm ömrü boyunca bunu yapması gerekiyor.

Tartışmanın sonlarına doğru gelirken olayı biraz daha basit bir hale getirmek için: tork ve beygir kavramlarını kardeşlere benzetebiliriz. Yakın bir ilişkiye sahipler fakat konu ortak noktalarına geldiğinde yok denecek az ortak noktaya sahipler. Peki “hangisi daha iyi?” sorusunu sorarsak cevabı ne olurdu? Evet, her ikisi de motor denen kavramı gerçekliğe dönüştürmekteler ancak ikisinin de birbirine ihtiyacı var. Tork motorun çalışmaya devam etmesinde önemli bir role sahipken beygir ise iyi bir motoru mükemmel bir motordan ayıran kavram olarak karşımıza çıkmakta.

Mühendis olmadığım için eğer hata varsa doğru halini yorum kısmına yazabilirsiniz. Buraya kadar okuduysanız teşekkürler :).