İçeriğe atla
Eşittir

Araç kalkış torku — yokuşta hareket ettirme

Araç ağırlığı, yol eğimi ve lastik ölçüsünden yokuşta kalkış için gereken tekerlek ve motor torkunu hesaplar.

Kalkış torku çizimiyatayαm·gm·g·sinαF_çekişr
Yokuşta duran araçta ağırlığın yokuş boyunca bileşeni m·g·sinα aracı geri çeker; kalkış için tahrikli tekerlekte doğan F_çekiş kuvvetinin bu bileşeni ve yuvarlanma direncini yenmesi gerekir.

Örnek değerler

Girdiler

Araç boş ağırlığı + yolcu + yük.

Yüzde eğim: 100 metrede kaç metre yükselinen. %12 ≈ 6,8°.

Yandaki yazının aynısı. Tanınmazsa aşağıdaki çap alanı kullanılır.

Lastik ölçüsü okunamazsa bu değer kullanılır.

Kalkışta hedeflenen ivmelenme. 0 girilirse yalnız hareket ettirme torku bulunur.

Motor devri ÷ tekerlek devri. Şanzıman ve diferansiyel dahil.

Dişli, rulman ve akslardaki kayıplar sonrası kalan pay.

Tahrikli aksa binen düşey yükün payı. Yokuşta ve hızlanmada yükün arkaya kayması hesaba katılmaz.

N·m
—

Değerleri girince sonuç burada görünür.

Nasıl hesaplanır

Yokuşta duran bir aracı hareket ettirmek için üç direnci birden yenmek gerekir. Eğim kuvveti ağırlığın yokuş boyunca aşağı çeken bileşenidir ve eğim arttıkça hızla büyür. Yuvarlanma direnci lastiğin ezilip açılırken kaybettiği enerjiden doğar; zemin yumuşadıkça katsayısı birkaç kat artar. Üçüncüsü, aracı yalnızca hareket ettirmek değil ivmelendirmek istiyorsanız gereken kuvvettir.

Dönen kütle katsayısı λ, tekerlekler ve aktarma organlarının da hızlanması gerektiğini hesaba katar; ivmelenme kuvvetini yaklaşık %5 büyütür. Düşük viteste bu pay daha yüksektir, çünkü motorun eylemsizliği kare oranla yansır.

Tekerlek torku motor torkunun oran ve verimle çarpımıdır: T_tekerlek = T_motor·i·η. Aranan büyüklük ters yönde olduğu için motor torku tekerlek torkunun i·η'ya bölünmesiyle bulunur. Verim paydada durur, çünkü aktarmadaki kayıplar motordan çıkan torkun bir kısmını yutar; aynı tekerlek torkunu elde etmek için motorun kayıpsız durumdakinden daha çok tork üretmesi gerekir.

Bulunan tork bir üst sınır değil, gereken en az değerdir. Motor seçiminde bu değerin üstüne emniyet payı konur ve motorun bu torku ne kadar süre verebildiğine (sürekli mi, kısa süreli tepe torku mu) bakılır. Ayrıca tekerleğin yola aktarabileceği kuvvet sürtünmeyle sınırlıdır: hesaplanan kuvvet tutunma sınırını aşıyorsa motor ne kadar güçlü olursa olsun tekerlek patinaj yapar.

Tutunma sınırı, ağırlığın akslar arasında sabit oranda dağıldığı kabulüyle bulunur; tek aks seçildiğinde tahrikli aksa toplam düşey yükün yarısı bindiği varsayılır. Gerçekte hem yokuşta hem hızlanırken yük arkaya kayar: önden çekişte tahrikli aksın yükü azaldığı için gerçek sınır burada yazandan düşük, arkadan itişte ise yüksektir. Aynı nedenle 'patinajsız en dik eğim' de iyimser bir üst sınırdır — ivmesiz tırmanışı varsayar ve devrilme sınırını hiç görmez.

Formül

  • F = m·g·sinα + m·g·cosα·Crr + m·λ·a
  • α = arctan(eğim/100)
  • T_tekerlek = F · r
  • T_motor = T_tekerlek / (i · η)
  • r = (dış çap / 2) · 0,98
  • F_tutunma = m·g·cosα · tahrik payı · μ

Sık sorulanlar

Eğimi derece olarak biliyorum, yüzdeye nasıl çeviririm?

Yüzde eğim = tan(açı) × 100. Örneğin 10° eğim %17,6'ya karşılık gelir. Tersi için açı = arctan(yüzde/100); %12 eğim 6,84° eder.

Tekerlek torku ile motor torku neden farklı?

Aradaki dişli kutusu torku redüksiyon oranı kadar büyütür, devri aynı oranda düşürür. Motor 100 N·m üretiyorsa ve toplam oran 9,7 ise tekerlekte teorik olarak 970 N·m, verim kayıpları düşülünce yaklaşık 890 N·m olur.

Neden hava direnci yok?

Aerodinamik direnç hızın karesiyle büyür; kalkış anında hız sıfır olduğu için katkısı da sıfırdır. Sabit hızda sürüş için sürüş torku hesaplayıcısını kullanın.

Bunu da dene