Bir aracı hızlandıran şey torku mudur, gücü müdür?
Newton’un ikinci yasası, bir cismin üzerine uygulanan kuvvet, cismin kütlesi ve bu cismin ivmesinin çarpımına eşittir der. Yani bir cismin ivmesi, ona etki eden bileşke kuvvetle (veya net kuvvet, ∑F) doğru orantılı, kütlesi ile ters orantılıdır. Diğer bir değişle, kuvvet arttıkça ivme de artacaktır.
F=m.a (m=kütle, a=ivme)
https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/280/mod_resource/content/2/hareket%20kanunlar%C4%B1%20.pdf
https://tr.khanacademy.org/computing/computer-programming/programming-natural-simulations/programming-forces/a/newtons-laws-of-motion
Öyleyse bir aracı hızlandıran şey, arabanın kütlesi değişmediğine göre, ona etki eden kuvvettir – kuvvetteki artıştır. Peki araçtaki kuvveti arttıran değişken tork mudur, güç müdür? Aracı hızlandıran kuvvet motor torku değil, aracın tahrik tekerlerinin tabanında oluşan kuvvettir. Yani motor gücüdür.
Teker tabanında oluşan itme kuvveti ise lineerdir ve Newton cinsinden ifade edilir. Motor torku ise açısaldır ve NewtonMetre (Nm) ile ifade edilir. Aslında tekerlek tabanındaki kuvvetin kaynağı motor torkudur denilebilirdi ancak bu sadece, motor gücünün arada hiç bir transmisyon elemanı (Debriyaj, vites vs) olmadan tekerleklere verilmesi durumunda ortaya çıkardı. Halbuki biz araçlarda kullandığımız vites sistemleri ile ivmelenmeye müdahale edebiliyoruz.
Çünkü Güç (kW) = Moment (Nm)x devir (rpm) ise Moment (Nm)= Güç (kW) / devir (rpm) olacaktır. (Momenti tork diye okuyun). Bu durumda devir arttıkça torkun azaldığını da görmüş oluyoruz. Aslında F = m.a formülüne göre maksimum ivmelenme daima maksimum tork noktasında gelir ama bu tork motor torku değil, tekerlek aksında elde edilen torktur. Çünkü aracı ileriye doğru iten kuvvet, tekerlek tabanında elde ettiğimiz kuvvettir. Tekerlek aksında tork maksimum olduğunda ise motorda tork maksimumda olmayabilir çünkü araya transmisyon girmiştir. İşte bu nedenle tekerlekteki maksimum kuvveti belirlerken motor torkuna değil, mootor gücüne bakmak gerekir.
Tekerlek momenti= motor momenti x toplam transmisyon oranı x transmisyon verimi
Tekerlek taban kuvvetini Tork yöntemi ile hesaplamak isterseniz de,
Tekerlek Taban Kuvveti (N) = (Tork (Nm) x Şanzıman Oranı x Diferansiyel oranı) / Lastik yarıçapı (m)
Biraz daha detaylı araştırmak isteyenler için aşağıdaki kaynağı ekleyeyim;
https://hilmi.kulubevet.com/ders_notlari/mtm/mtm.pdf
Aslına bakılırsa içten yanmalı motorlu araçlarda ideal olan, ne kadar yüksek devirde ne kadar yüksek tork alınabildiğidir. Yüksek devirde yüksek tork ise, yüksek beygir gücü demektir. Düşük devirde yüksek tork ise, düşük devirde yüksek beygir gücü demektir (bakınız önceki mesajdaki grafik).
Bütün bunların özeti şudur;
Biz aslında araçlardaki transmisyon elemanları ile (vites diyelim), tork (Nm) ve devir (rpm) gibi fiziksel büyükleri birbirlerine dönüştürüyoruz. Hız için devire, hızlanma için ise (akselerasyon) torka ihtiyaç duyuyoruz. Burada motor gücü ise, elimizdeki devirin (rpm) ne kadarını torka (Nm) veya tam tersi, elimizdeki torkun (Nm) ne kadarını devire (rpm) dönüştürebileceğimizi gösteren hesaplanabilen bir niceliktir.
Dolayısı ile motorda beygir gücü belirleyicidir. Ne kadar fazla ise, bu dönüşümde o kadar esneklik sağlamış oluruz.