Tork& Beygir Gücü, Dizel&Benzinli, TSI&FSI

Nette araştırma yaparken aşağıdaki makaleyi buldum. Yararlı ve açıklayıcı bilgiler olduğuna inanarak, sizlerle paylaşıyorum.

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. Öncelikle tork ve beygir gücü birbirine yakın iki terimdir ve torkun ne olduğunu anlayabilmek için beygir gücünün de tam olarak 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. Fakat otomobilin dynometer ile ölçülen beygir ve tork değerleri; aktarma organı, vites kutusu ve tekerlek çapı gibi etmenlere bağlı olarak farklılık göstermektedir. Yani beygir gücü yüksek, torku ise düşük olan bir motoru sadece dişli oranı ayarlarını değiştirerek bile tam ters karaktere büründürmek mümkündür. Bu nedenle beygir gücü ve tork çıplak bir motorda gerçek değerlerini ifade ediyor olsalar da, gücün yere iletilmesine kadar araya giren faktörler göz önüne alındığında sadece motora ait karakteristik bir veri olarak düşünülemez.


Tork Nedir?
Tork, motordan tekerleğe iletilen itme(dönme momenti) kuvvetidir. Birimi Nm (Newtonmetre)’dir. Halk ağzıyla otomobilin çekişi olarak da tarif edebileceğimiz tork, kamyon, otobüs, traktör gibi araçlarda çok yüksek değerler almaktadır. Bunun nedeni yük taşıyan araçlarda hız yapmaktan çok çekişe ihtiyaç duyulmasıdır.


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 sürüş karakteristiğine sahip olunabilir. Tabi bu durumda maksimum sürat düşecektir. Bir yerden kazanılırken bir yerden fire vermek gerekir, bu işin doğasında olan birşeydir.
Torku ifade eden bir diğer oto terimi de esnekliktir. Aynı devir bandında torku yüksek olan otomobiller ara hızlanmalarda yani sollamalarda örneğin 60km/h hızdan 120km/h hıza ulaşmada daha başarılıdır. Bu da otomobilin esnekliği olarak tanımlanır. Torku yüksek olan bir otomobil özellikle rampa çıkarken fazla devir çevirmeye ihtiyaç duymadan hızını koruyabilir fakat torku az olan otomobil ivmesini koruyabilmek için vites düşürerek hızını artırmak zorundadır.
Torkun yüksek olması için temel olarak motorun yanma odasında normalden daha kuvvetli bir yanma gerçekleşmesi gerekir. Aynı beygir gücüne sahip bir benzinli motor ile bir dizel motor arasında iki kat tork farkı oluşabilir. Dizel motorlarda yanma odasındaki sıkıştırılan yüksek basınçlı havanın içerisine yine yüksek basınçlı enjektörlerden yakıt püskürtülerek kuvvetli bir yanma elde edilir. Bunun yanında pistonun kurs içerisindeki hareket mesafesinin artması ve buna bağlı olarak piston kolunun uzaması gibi etmenlerden ötürü dizel motorların torkları yüksektir. Fakat dizel motorlar benzinlilere göre fazla devir yapamadıklarından hızlanma değerlerinde pek iç açıcı değerler elde edemezler yani sahip oldukları tork avantajlarını devir düşüklükleri nedeniyle kısmen kaybederler. Bu devir düşüklüğünün nedeni ise, yanma odasına püskürtülen mazotun odacığın belirli bir noktasından başlayarak yayılarak patlamayı oluşturmasıdır. Bu noktada patlamayı kuvvetlendirmek için enjektör basıncını artırarak yakıtı yanma odasına daha hızlı göndermekten başka yapacak fazla birşey yoktur. Benzinli motorlarda ise, birden fazla buji ile farklı noktalarda ateşleme sağlanabilmesinin yanında moleküller arası yanmayı hızlandırıcı partiküllerin yakıta eklenmesiyle yanma verimini artırmak mümkün olmaktadır.
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 sürüş dinamikleri sunarlar. Bunun nedeni elbette yüksek tork değerleridir. Torku yüksek olan bir aracın gaz pedalına basıldığında insanın sırtını koltuğa yapıştıracak bir hızlanma duygusu yaşatır ve bu da sürüşteki en önemli keyif faktörlerinden birisidir. Fakat hareketin devamında devirler arttıkça bu hissiyatı yaşamak pek mümkün değildir. Benzinli otomobiller ise daha doygun hızlanırlar. Bu nedenledir ki, drag yarışlarında dizel otomobiller genellikle tercih edilmemektedir.
Bir otomobilin vites kutusunda, daha fazla tork üretmesi veya daha fazla hız yapması arasında tercih yapılabilir. Bu konuda güç ve tork değerleri binek otomobillerde birbirine yakın değerlerde tutulurken örneğin bir jipte tork yönüne kaydırılmıştır. Misal bir binek otomobil 130 HP güç, 160 Nm tork değerine sahipken aynı motorun kullanıldığı bir jip 100 HP güç, 280 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. İlave olarak motor tipi de tork açısından önemlidir. Sıra tipli motorlar güç üretmeye odaklı olarak üretilirken V tipli motorlar çekişin fazla ve sürekli olması istenen yerlerde yaygın olarak kullanılır.

Tork Eğrisi
Otomobilden anlayanların baktığı en önemli ve en 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 bandında kendinden beklenebilecek 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 şey kaybetmeden çekişini korumuş. Atmosferik bir motor için güzel bir değer fakat 4000 devire kadar otomobilin uyuşuk bir tavır sergilemesi hem şehir içi 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 bu durumda 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. Sonuç olarak rampada TSI motor FSI’ya rahatlıkla toz yutturacak ve kıyas götürmez şekilde performansını gösterecektir. Düz yolda ise FSI motor, TSI’yı hem hızlanma değeri olarak hem de maksimum sürat anlamında ya 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 zaten ilk bakışta çok başarılı olmadığı anlaşılıyor. 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.

Evet çok güzel açıklanmış.

tşk.