Beygirgücü ve tork. Otomobilinizin ne kadar hızlı olduğuna doğrudan etki eden içiçe iki kavram. Yani biz petrolhead‘ler için çok önemli iki değer!
Beygirgücü ve tork rakamsal olarak bir noktada eşitleniyor
Otomobilinize bir dinamometre ölçümü yaptırırsanız çıkan sonuçta beygirgücü ile lb-ft (pound feet) değerindeki torkun 5252 devir/dakikada rakamsal olarak birbirlerine eşit olduğunu göreceksiniz. Beygirgücünü kilowatt, torku da newtonmetre cinsinden hesapladığınızda da bu nokta 9549 devir/dakika oluyor.
Otomobilinize bazı modifikasyonlar yaptığınızı ve tekrar dinamometreye çıktığınızı varsayalım. Otomobilinizin torku da gücü de arttı, fakat çıkan sonuçta tork ve güç yine aynı noktada, 5252 (ya da motor çevirebiliyorsa 9549) devir/dakikada birbirlerine eşit.
Sihirli nokta?
Peki bu neden oluyor? Bu sihirli noktanın olayı nedir? Meşhur YouTube kanalı Engineering Explained karatahtanın (daha doğrusu beyaz tahtanın) başına geçip izleyicilerine anlatmış.
Aslında bu noktada iki değerin çakışması tamamen tesadüften ibaret, bu olay aslında bir anlam ifade etmiyor. Ne yaparsanız yapın bu nokta hep orada olacak, ancak buradan çıkarabileceğimiz bir şey yok!
Metametik bağımlılarının zevkle izleyeceği videoda bu rakama nasıl ulaşılabileceği açıklanıyor. Niyetimiz OTOPARK.com’u matematik dersi işlenen bir sınıfa çevirmek değil, ancak sıkılmadan okuyabilecek olanlar için videoyu biraz Türkçeleştireceğiz. Sıkılacak olanlar Instagram’a devam etmekte özgür!
Formüller, formüller….
İşe güç ve tork kavramlarının matematiksel formülleriyle başlayalım:
Güç = Kuvvet x Hız
Tork = Kuvvet x Yarıçap
Hız = Alınan yol / Zaman
Şimdi tork formülünü biraz değiştirelim:
Kuvvet = Tork / Yarıçap
Hız formülünü de değiştirelim. Burada “hız”ı tekerleğin çevresinin bir dakikada kaç kere döndüğü (RPM) olarak düşünebiliriz:
Alınan yol / Zaman = Dairenin çevresi x RPM
Dairenin çevresi de “yarıçap x 2π”ye eşit olduğu için:
Alınan yol / Zaman = 2π x r x RPM
Şimdi formüllerdeki bu değişiklikleri “Güç” formülüne uyarlayalım:
Güç = (Tork / r) x (2πr X RPM)
Formülün bu halinde yarıçap’lar (r) birbirini götürecek. Yani;
Güç = Tork x 2π x (devir/dakika)
Burada İskoç mühendis James Watt’ın zamanında yaptığı bir deneyden bahsetmemiz gerekiyor. Watt, bir atın belirli bir zamanda ne kadar iş yapabildiğini öğrenmek istemiş. Yani bir atın ne kadar güç ürettiğini. Yaptığı çalışmaların sonunda da bir atın bir dakikada 33,000 lb-ft kadar güç ürettiği sonucuna varmış. Yani:
1 Beygirgücü = 33000 lb-ft/dakika
Az önce elde ettiğimiz güç formülündeki ve Watt’ın beygirgücü formülündeki “tork” değerleri lb-ft biriminde. Dolayısıyla iki formülü birbirine bölebiliriz:
Güç / 1 HP = Tork x 2π x (RPM) / 33000 lb-ft/dakika
Yani:
1 HP = Tork(2π)(RPM) / 33000
33000’i de 2π ile sadeleştirebiliriz:
1 HP = Tork(RPM)/5252
Sonuç olarak sihirli 5252‘ye ulaştık!
Aynı hesabı gücü kilowatt, torku da newtonmetre üzerinden hesaplarsak da bu sayı 9549 oluyor.
Ve bütün bu hesapların sonunda, aslında hiç bir anlam ifade etmeyen bir sayının nereden geldiğini görmüş oluyoruz.
O kadar da karışık değil, değil mi?!
Tork kavramı pazarlama stratejisi olarak gereksiz yere popülerleştirilen bir olgu.Halen traktör,kamyon,tır vb ağır vasıta ve yüksek tork (özellikle tekerde) ile özdeşleşmiş araçların bile kataloglarda beygirleri yada kw cinsinden güçleri ifade edilerek iktifa edilebiliyor.
Mesele tamamen şu:Birbiri cinsinden yazılabilecek iki kavramdan çok olanını seçmek..
1750 d/dk da 100hp
4000 d/dk da 130hp
yazmaktansa 1750 d/dk da 300 nm yazmak daha okkalı.
Tork gereksiz demekle cahilliğinizi ifade etmişsiniz. Tork olmadan çekiş olmaz beygir son hızınızı ve azda olsa hızlanmaı etkiler peki aldığınızaracı yokuşta nasıl kullanmayı planlıyorsunuz tork olmadan. Japonlar yıllarca atmosferik benzinli ile 120bg fakat 150 torklu gitmeyen makineler sattılar şimdi size göre 1.5 atmosferik o eski torksuz makine ile 1.4 turbo 250 torklu o benzinliler aynı mı. Çünkü beygir ikisinde de aynı 125
Motor gücü beygir olarak ifade edilince tork olmuyor mu araçta?Ben ne anlatıyorum siz ne anlıyorsunuz.
Tork mu gereksiz diyorum yoksa ifade etme şekli mi?
Yine de bu cahilliğim ile anlatmaya çalışayım.
Turboymuş,atmosferikmiş,dizelmiş kafanızdan önce bi silin,sonrasında fizikte güç-momentum ifade eden kavramların birbiri yerine nasıl kullanılabileceğini biraz araştırın.
Örneğiniz üzerinden gidersek o eski atmosferik makineler alt devirlerinde turbo ünitelere göre daha düşük beygir ürettiğinden onlarla mukayese edildiğinde daha düşük çekişe sahip oluyorlar.
Siz şöylemi sanıyorsunuz 250nm torklu bir araç rolantiden kesiciye kadar o torka sahiptir?
Misal:Aynı aracın üzerine 250nm torklu 125 hp bir turbo beslemeli motor birde 150nm torklu 125hp doğal emişli bir motor konulduğunu düşünelim.İki motorda 4000-6500 rpm arasında max. gücünü sabit olarak veriyor ve yalnızca o devirler arasında kullanılarak (6500 rpmde vites atıldığında 4000 rpm’e düşecek şekilde dişli oranları kullanılmış.) 1. viteste rollinge başlanıyor,top speede kadar aynı pilotajla milim fark olmadan yürüyeceklerdir.Çünkü ürettikleri torkta aynı olacaktır o devir aralıklarında.
Belirli bir devirde torkları aynı olan iki motorun beygirleri farklı olabilir mi? Ya da tam tersi?
Motor tipi,şekli vb farketmeksizin beygir hesaplaması yapılırken tork bir çarpandır,devir sayısıyla çarpılıp,sonuç elde etmek istediğmiz ölçü birimine göre tork ve beygirin eşit olduğu devire bölünür.Başka birşey bilmemize gerek yoktur.
tork(lb-ft) x rpm / 5252 = hp yada tork (nm) x rpm / 7121 = hp gibi
Aynı devirde aynı torka sahip olan iki motor aynı beygire de sahiptirler.
Ya da aynı devirde aynı beygire sahip olan iki motor aynı tork çıktısına sahiptir.
Peki yukarıda verdiğiniz karşılaştırmalı misal bununla çelişmiyor mu?
Bana verilen örnek üzerinden gittim bu karşılaştırmada.Şöyle ki;iki motoru kıyaslarken insanlar hangi devirde hangi gücü verdiğine bakmaksızın kağıt üzerindeki maksimum torkuna yada beygirine bakarak kolayca kanaat sahibi olabiliyor.Turbo ve atmosferik iki motor üst devirlerde aynı güçlerde ise aynı performansı sergileyecektir,tabi ki diğer etmenler(ağırlık,aktarma,aerodinamik yapı vb) aynı olduğunda.
Günlük kullanımda ise sürekli +4500,+5000 d/dk gibi bir kullanım makul ve mümkün olmadığından alt devir beygiri-torku daha yüksek olan turbo motorların bu avantajı bariz öne çıkıyor.
Maalesef ön yargıdan insanlar okuduğunu anlamaya çalışmadan kalıplaşmış bir kaç ifadeyi cevap olarak yapıştır geç mantığındalar.
Size söylemiyorum yanlış anlamayın.
Bende hali hazırda 2 litre turbo dizel yüksek torklu bir araç kullanıyorum aynı zamanda da 1.5 litre atmosferik bir aracım var.Ve atmosferik alt devirlerde araç dolu olduğunda yahut yokuş çıkarken sırtında taşıyorsun izlenimi kesinlikle veriyor.Bahsettiğim şey torkun gereksizliği değildi ama anlaşılamadım.Demek istediğim mesele dyno verisi okunmalı,kullanıcının sürüş şartlarına ve şekline göre değerlendirilmeli.
Örneğin top speed odaklı düşünen birisi maksimum torkuna aldanmamalı.Zira dizellerde 1500-3000 d/dk arası,benzinlilerde 1500-4000 d/dk arası gücü ifade ediyor,en geniş aralıkta lineer olarak üretilen motorlarda dahi.Top speed ise şanzıman oranlarına göre değişmekle birlikte dizellerde 3800-5000 d/dk’da,benzinlilerde +5000 d/dk’da görüldüğünü düşündüğümüzde torku dikkate almaya gerek kalmıyor.
Ancak ekonomi odaklı düşünen,hypermiling kasan birisi alt devir beygirine odaklanmalı.Onun içinde zaten maksimum beygirin verildiği devirler yasaklı bölge hükmünde olduğundan önemini yitiriyor.
1750’de maks tork verilebiliyor anlamına geliyor sizin verdiğiniz örnek! Buda tyrbi beslemeli araçlarda mümkün atmisferiklerde değil! Birakın bunu da belirtsinler ki turbonyn devreye girip majs totju vermesi farkli motir ve markalarda farklı devirlerde olabiliyor. Mesela kimi 1500 devirde, kimi 2000 devirde turbo açıyor yani turbo boşluğunun ne kadar olduğunu vermiş oluyor 260 n.m at 1750 rpm diyerek..
Torkun verildiği devirde en büyük kuvvet üretiliyor krankta tamam ama max beygirin verildiği devir ne işe yarıyor anlayamadım hala. Aynı devirde aynı torku veren bir motorda düşük devirde ya da yüksek devirde max güç verilmesi ne anlama gelir?