Bilgi Yumağı | Tüylerinde Bilgi Barındıran Tek Yumak

tork

Tork(torque) deyince muhtemelen birçok kişinin aklına otomobillerle alakalı birşey gelir. Fakat bunun ne olduğunu tanımlamaya gelince birçoğumuz zorlanırız. Ne olduğunu çok iyi bilmeme rağmen tarif ederken nasıl anlatacağımı şaşırıyorum. Tork ve beygir gücü birbirine yakın iki terimdir ve torkun ne olduğunu anlayabilmek için öncelikle beygir gücünün ne olduğunu bilmek gerekir.

Beygir Gücü 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 Nedir?
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.

Yazının başından beri hep otomobillerdeki tork kavramıyla ilgili açıklamalar yaptım. Aslında bu kavram fizikte dönme momenti olarak bilinen kuvvet x kuvvet kolu formulünden başka birşey değildir. Yandaki resimde anahtarla somunun sıkılması gösterilmekte. Burada elle uygulanan kuvvet vida ile somun arasında vidaya paralel yönde bir gerilim ve dairesel yönde moment oluşturmakta. İşte bu momente tork denir. Anahtarın sapı ne kadar uzun olur ve ne kadar geriden tutulabilirse, somun o kadar kolay dönecektir. Otomobilin tekerleklerinde olan da bunu aynısıdır. Tekerleğin çapı küçültülürse tork yükselir ve daha ani tepki veren daha esnek bir otomobile sahip olunabilir. Tabi bu durumda maksimum sürat düşecektir. Bir yerden kazanılırken bir yerden fire vermek gerekir, bu işin doğasında olan birşeydir.

Tork Eğrisi
Otomobilden anlayanların baktığı en önemli ve iyi yorumlanması gereken teknik veri tork eğrisidir. Aşağıda Volkswagen markasına ait 1.4 TSI ve 1.6 FSI motorlarının tork eğrileri karşılaştırılmalı olarak verilmiştir.

Grafiği yorumlarken ilk başta şu temel bilgiyi bilmek gerekir: “Bir motorun tork eğrisi ne kadar düz bir çizgi şeklinde ilerliyorsa, motor o kadar verimlidir.” Motorun verimli olması kullanılan yakıttan minimum ısıl kayıpla optimum kazanç elde edilebildiği anlamına gelir ki, bu bir motor için en belirleyici kalite faktörlerinin başında gelir.

Grafikteki her iki motor da benzinlidir. 1.4 litrelik TSI motor 1500 devir seviyelerinden başlayarak 3500 devre kadar aynı tork değerini koruyabilmiştir. Bu demektir ki otomobil bu devir aralıklarında kendinden beklenen en atak(esnek) sürüşü mümkün kılıyor. 1.6 litrelik FSI motor ise, maksimum torkunu 4000 devirde üretmiş ve bu devirden sonra 6300 devirlere kadar fazla bir çekiş kaybetmeden çekişini korumuş. Atmosferik bir motor için gerçekten güzel bir değer fakat 4000 devire kadar otomobilin uyuşuk bir tavır sergilemesi hem yakıt ekonomisi hem de sürüş keyfi açısından kötü bir durum. Bu motordan performans alınabilmesi için yüksek devirde kullanmak şart, bu da çok yüksek ısıl kayıplarla beraber verimsizliği ve yüksek yakıt tüketimini beraberinde getirir. Peki 1.4 TSI motor harika mı? Tabiki değil; onun da 3500 devirden sonra aniden nefesi kesilmeye başlıyor ve FSI motor kadar yüksek devirle motoru çeviremiyor. Bu durumda rampada TSI motor FSI’ya rahatlıkla toz yutturacaktır ve kıyas götürmez şekilde performansını gösterecektir. Düz yolda ise FSI motor, TSI’yı hem hızlanma değeri olarak hem de maksimum sürat anlamında geride bırakacaktır. Ama yakıt ekonomisi ve sürüş keyfi açısından TSI motorun tercih edilebilirliği daha fazla. FSI motorun eğrisi grafiğin hiçbir yerinde düz bir çizgi olarak ilerlemediğinden ilk bakışta başarısız olduğu anlaşılıyor zaten. Bu grafikte kırmızı çizgiyle gösterilen TSI motor tork anlamında da güçlü zaten ama bazı grafiklerde tam tersi olur ve eğri tepe gibi olan mavi grafik kırmızının üzerine çıkar. İşte o durumda da düz ilerleyen grafiğe sahip aracı tercih etmek daha mantıklı olacaktır. Maksimum torku az olsa da o torku değişken devir aralığında sürekli üretebilen motor daha başarılıdır.