Tork ve HP Nedir?

Güç ve tork ilişkisi çoğu zaman birçok kişi için karışık gelir. Otomobilleri kıyaslarken bu iki terimi sık sık kullanıyoruz ama çoğumuz hangisinin daha önemli olduğunu bırakın, tam olarak ne anlama geldiğini bile bilmiyoruz. Eski bir söz vardır : Tork yarış kazandırır, güç otomobil sattırır. Bu gerçekten doğru mu? İşte bu yazımızda bu iki başlığı açıklığa kavuşturacağız.

Sponsorlu Bağlantılar

Özetle, güç ve tork tamamen ayrı şeylerdir ve ölçü birimleri de birbirinden farklıdır.

Tork : Tork döndürme kuvvetidir. Hareket ve zamandan bağımsız bir kavram olan torkun ölçü birimi Nm (Newton*metre) dir. Tork bir kol yardımı ile sabit, dönen bir noktaya kuvvet etki ettiğinde yaratılır. Sabit, dönen bir noktaya 1 metre uzunluğunda bir kol yardımı ile 1 Newton (1/9.8 kg. - 9.8 N = 1 kg.) kuvvet uyguladığımızda 1 Nm tork doğar. Otomobillerde tork krank milinde doğar. Şanzıman üzerinden çekiş tekerinin olduğu aksa kadar ilerler ve aksta bağlı bulunan tekerlekler ile yola doğrusal bir kuvvet olarak aktarılır. Tekerleklerin yere aktardığı doğrusal kuvvetli, çekiş tekerinin olduğu aksa iletilen torku bilmek suretiyle kolayca hesaplayabiliriz.

Doğrusal kuvvet = (aksa iletilen tork) / (tekerleğin yarıçapı)

Bir motorun ürettiği tork motorun devrine göre değişir ve grafikte bir eğri ile gösterilir. Bu eğriyi her devirde anlık olarak ölçülmüş tork değerlerini belirten noktalar oluşturur. Sürüş anındaki güç kayıpları göz ardı edilerek krank milindeki torkun, otomobili ilerleten doğrusal kuvvetle herhangi bir viteste her zaman doğru orantılı olduğunu söyleyebiliriz. Tam düz bir tork "eğrisi" olsaydı otomobil hangi viteste, hangi devirde olursa olsun, sabit ivme ile hızlanırdı. Ancak gerçek hayatta tork "eğrileri" düz değildir. tavan yapmak üzere yükselirler ve çok yüksek devirlerde yine düşerler. Bir otomobil, motoru (herhangi bir viteste) en yüksek torkunu verdiği devirde seyrettiği zaman en iyi şekilde hızlanır. Dikkat edin, en iyi hızlanmanın nasıl sağlanacağını belirledik ve daha beygirgücünden bahsetmedik bile.

Güç : Güç, iş yapma oranıdır ve ölçü birimi W (Watt) dır. Torkun aksine güç, zaman ve hareken kavramlarına bağımlıdır. Güç ve tork arasında direk bir bağlantı gösterebiliriz. Bir otomobilin ürettiği güç, motorun çevirdiği devre bağlı olarak değişir ve tipik olarak grafikte bir eğri ile gösterilir. Güç ve tork arasındaki bağıntıyı formüle dökmek gerekirse :

Güç = Tork * (o tork değerinin üretildiği devir) / 5252

Not: Bu formül, sadece, tork lbf, güç de HP cinsinden birimlendirildiğinde geçerlidir.

Bu noktaya kadar öğrendiklerimizi özetleyecek olursak :
- Otomobilin ivmelenmesi, akstaki torkun tekerlekte doğrusal kuvvete dönüşmesidir.
- Herhangi bir viteste en iyi ivme, motorun en yüksek torku ürettiği devirde sağlanır.
- Güç, tork ve devre bağlı bir fonksiyondur.

Eğer bu noktada gücün önemsiz olduğuna karar kıldıysanız yanılıyorsunuz. Lütfen okumaya devam edin.

Şanzıman, otomobilin ivmelenmesindeki en önemli etkendir. Güç ve tork arasındaki ilişkiyi anlatmak ve gücün de yazının bu ana kadarki bölümünde anlatılan kadar önemsiz olmadığını göstermek için, hipotez olarak, birinci vitesi 2:1 oranlı, ikinci vitesi de 1:1 oranlı iki vitesli bir şanzıman ele alalım. Ve bun şanzımanı yine hipotez olarak her devirde, krank milinde 100 Nm tork üreten bir motora bağlayalım.

1:1 oranlı ikinci vites, sürüş milini krank miliyle aynı hızda çevirir ve tam olarak 100 Nm kuvvet yere iletilir (Sürtünme kuvvetlerinin olmadığını var sayıyoruz.). Ancak 2:1 oranlı birinci vites sürüş milini krank milinin yarısı kadar bir hızla çevirir ve krank milinin ürettiği gücün iki katı yani 200 Nm kuvvet yere iletilir. Dolayısıyla otomobilimiz birinci viteste, ikinci viteste olduğundan iki kat daha iyi ivmelenir. İşte bu noktada da beygirgücünün önemini anlatan anahtar yatar. Vites küçültme suretiyle, tekerleklere iletilen maksimum tork (belli bir hız için), otomobilin motoru en yüksek gücü ürettiği devirde çalışırken sağlanır.

Tork çarpımının sonucu olarak diyebiliriz ki, bir otomobil, herhangi bir devirde, motoru en yüksek gücü ürettiği devre getiren bir vites seçildiğinde en iyi şekilde hızlanır. Bu da yüksek devir çeviren küçük motorların, fazla devir çeviremeyen büyük motorlardan bazen üstün oluşlarının sebebidir. Yüksek devirler çevirebilen bir motorda, kranka aktarılan tork az olmasına rağmen tork çarpımı sayesinde tekerleklere çok daha yüksek tork değerleri aktarılabilir.

BEYGİR GÜCÜ (Hp) nedir:
Bir otomobilin teknik özelliklerinde motoruna ait güç ve tork değerlerini görürüz. Buradaki güç, motorun beygir gücüdür ve Türkçesi BG olan HP(horsepower) birimiyle ifade edilir. 1 beygir: 75 kg’lık ağırlığı 1 sn’de 1 metre yukarı kaldırabilecek güç miktarı olarak tanımlanır. Bunun da yaklaşık 1 atın gücüne denk geldiği düşünülerek “beygir gücü” denilmiştir. Beygir gücü motora has değiştirilemez bir değerdir. Ama tork aktarma organları, dişliler, vites kutusu, tekerlek çapı vs. gibi etkenlerle değiştirilebilir. Beygir gücü ise bunların tamamından bağımsız motorun karakteristik bir özelliğidir. Aslında tork da çıplak bir motorda belli bir değerle ifade edilebilir fakat bu güç yere iletilen itme kuvveti olarak tanımlandığından tek başına motora ait karakteristik bir veri olarak düşünülemez.

TORK NEDİR ?
Tork, motordan tekerleğe iletilen itme(dönme momenti) kuvvetidir. Birimi Nm (Newtonmetre)’dir. Bu kuvvet motorun gücü ile doğrudan alakalı değildir. Yani iki araçtan beygiri az olan bir otomobilin torku ise diğerine göre fazla olabilir. Bu da tekerlek çapı, vites kutusu ve motor tipi gibi etmenlere bağlı olarak değişir.

Halk ağzıyla otomobilin çekişi olarak da tarif edebileceğimiz tork, kamyon, otobüs, traktör gibi araçlarda çok yüksek değerler almaktadır. Bunun nedeni yük taşıyan araçların hız yapmaktan çok çekişe ihtiyaç duymasıdır. Torku ifade eden bir diğer oto terimi de esnekliktir. Torku yüksek olan otomobiller ara hızlanmalarda yani sollamalarda örneğin 60km/h hızdan 120km/h hıza ulaşmada daha başarılıdır. Bu otomobilin esnekliği olarak tanımlanır.

Torkun yüksek olması için motorun yanma odasında normalden daha kuvvetli bir yanma gerçekleşmesi gerekir. Bu nedenle aynı beygir gücüne sahip bir benzinli motor ile dizel motor arasında iki kata yakın tork farkı vardır. Dizel motorlarda yanma odasında sıkıştırılan yüksek basınçlı havanın içerisine yine yüksek basınçlı enjektörlerden yakıt püskürtülerek çok kuvvetli bir yanma elde edilir. Bu nedenle dizel motorların torkları fazladır. Fakat dizel motorlar benzinlilere göre fazla devir yapamadıklarından hızlanma değerlerinde benzinli araçlarla benzer değerler elde ederler yani sahip oldukları tork avantajlarını devir düşüklükleri nedeniyle kısmen kaybederler.

Yüksek devirli benzin motorları her halükarda en gelişmiş turbo dizel bir motordan dahi ivmelenme anlamında üstündürler. Fakat alt devirlerdeki ani hızlanma yetenekleri sayesinde günlük şehir içi kullanımda dizel motorlar çok keyifli bir sürüşü mümkün kılarlar. Bunun nedeni de yüksek tork değerleridir. Torku yüksek olan bir aracın gaz pedalına basıldığından insanın sırtını koltuğa yapıştıracak bir hızlanma duygusu yaşatır ve bu otomobillerdeki en önemli keyif faktörlerinden birisidir.

Bir otomobilin vites kutusunda, daha fazla tork üretmesi veya daha fazla hız yapması arasında tercih yapılabilir. Burada etkili olan güç ve tork değerleri binek otomobillerde birbirine yakın değerlerde tutulurken örneğin bir jipte tork yönüne kaydırılmıştır. Misal bir binek otomobil 150 HP güç, 180 Nm tork değerine sahipken aynı motorun kullanıldığı bir jip 150 HP güç, 300 Nm tork değerine sahip olabilir. Burada beygir gücü değişmezken kullanılan şanzıman oranlarına bağlı olarak torkta farklılık görülmektedir. Benzer şekilde tekerlek çapı büyük olan traktör gibi araçlarda torkun yüksek olması gerekir çünkü tekerlek çapı büyüdükçe motorun çekişi düşer. İlaveten motor tipi de tork için önemlidir. Sıra tipli motorlar güç üretmeye odaklı olarak üretilirken V tipli motorlar çekişin fazla ve sürekli olması istenen yerlerde kullanılır.

Tork ve HP arasındaki ilişki
Benzin motorlarında gaz kelebeğinin, dizel motorlarında pompa kramayerinin konumunun; ayrıca motor yağ ve soğutucu akışkan sıcaklıklarının sabit tutulduğu deney şartlarında krank mili devrine bağlı olarak güç, moment ve yakıt sarfiyatı değişimlerine motor karakteristikleri denir. Motorlardaki güç ve moment oluşumuna bir göz atacak olursak; pistonu iten kuvvetin artması, yanma odasındaki basınca bağlıdır. Bu basınç; ana hatları ile motorun devrine, sıkıştırma oranına, silindir içerisine alınan yakıt-hava karışımının miktarına ve yanma verimine bağlıdır. Bu kuvvetin artışı, krank miline uygulanan momenti arttırır. Moment ile güç karıştırılmamalıdır. Çünkü güç, birim zamanda motorun yaptığı işi ifade eder. Motor momenti ise, devir yükseldikçe belli bir devire kadar artar ve bu devirden sonra, motor devri arttırılmaya devam edilirse moment azalmaya başlar. Bunun nedeni, hacimsel verimin azalmasıdır. Yani yüksek devirlerde motorun nefes alma kabiliyeti düşer. Bir aracın ya da motorun yüksek performanslı olup olmadığının kanıtı güç/ağırlık oranının yüksek olmasıdır. Ağırlık artışı, aracın ivmelenmesi için gerek duyulan gücün artışını da beraberinde getirir. Belirli bir güç için ağırlığın azaltılması ivmelenmeyi arttıracaktır.