Şanzıman Nedir?

Merhaba Arkadaşlar Ne Nedir bu bölümünde şanzıman ya da vites kutusu nedir? Ne işe yarar? Arabaları nasıl kullanılır? Bunlardan bahsedeceğim.

Daha önceki video aramızda neredeyse bütün şanzıman çeşitlerinin nasıl çalıştığını, mekanizmasının nasıl olduğunu, bunların hepsini tek tek anlatmıştık. Avantajları ve dezavantajları ile bu makalede anlatacağım şey ise şanzıman neden var? Ne işe yarıyor? Arkasındaki fizik ne? Bunları anlatacağım. Çünkü özellikle bazı makalelerin altındaki yorumlarda görüyorum. İşte benim araba 5 vites. 200 kilometre saat hıza çıkıyor. 6 TAKSAV 250 görür falan gibi. Böyle olayın özünü yanlış anlamış yorumlar görüyorum. Eğer sizde böyle düşünenler derseniz videoyu sonuna kadar izlemenizi tavsiye ediyorum. Şanzıman ister otomatik olsun, ister tam otomatik, ister çift kavramalı, ister DSG, ister maval ne olursa olsun özünde yaptığı şey aynıdır. Sadece bunlar çeşitlerini belirtiyor. Mekanizması biraz farklı ama özünde yaptığı şey hep aynı. O da motorun çalışabileceği devir aralığı ile sizin gitmek istediğiniz hız aralığını eşleştiler bilmek. Bunu da daha iyi anlamak için bu videoda öncelikle temel fiziğinden bahsedeceğim. Arkasından dişli kutuları, dişliler ne işe yarar, ne yapar? Bunları anlatacağım. Daha sonra da bu dişlerin temel yaptığı iş otomobillerde ne etkiye yol açıyor? Ya da bütün araçlarda diyebiliriz. Çünkü kamyonunda motosikletini otomobillerin ne hepsinde şanzıman kullanıyoruz. Şanzıman olmasaydı araçlarımızda sonuç ne olurdu? Bunları anlatacağım. Bunları anlamak için önce moment ya da tork dediğimiz şey nedir? Bunu anlamamız gerekiyor. Bunun da aslında tanımı döndürme kuvveti olarak düşünebiliriz. Yani bir cisme uyguladığınız kuvvetin döndürmeyi olan etkisidir. Fiziksel olarak da formülü uyguladığınız kuvvet çarpı uyguladığınız kuvvet koludur.

 

Tamam. Peki bunlar ne demek? Bunu hemen basit bir örnekle düşünelim. Elinizde bir İngiliz anahtarı var ve bir somonu açmaya çalışıyorsunuz. Taktınız, çevirmeye çalışıyorsunuz. Çalışıyorsunuz. Gücünüz yetmiyor. Peki bunu yapmak için ne yaparsınız? Ya daha uzun bir İngiliz anahtarı kullanırsınız ya da o İngiliz anahtarı bir boru sokup o şekilde kolu uzatarak çevirmeye çalışırsınız ve bu şekilde daha kolay bir şekilde çevire bildiğinizi görürsünüz. Az önce açamadığını jol somun, civata her neyse artık aynı kuvvette uyguladığınızda kolaylıkla açılabilir. Moment ya da tork işte burada devreye giriyor. Az önce bahsettiğim gibi uyguladığınız kuvvet çarpı kuvvet kolu. Siz somun açıkladığınız için daha uzun bir kol kullandınız. Gücünüz hala aynı anda güçlenme idiniz ama kolu uzattığımız için moment artmış oldu. Örneğin iki katı uzun bir kol taktı iseniz iki katı moment. Üretmiş olduğunuz bu tarz uygulamaları da hayatın her yerinde aslında kolayca görebilirsiniz. En basiti anahtarları mıdır? Anahtarın kilidi giren kısmıyla sizin çevirmek için tuttuğumuz sapar arasında boyut farkı vardır. Tuttuğunuz taraf daha büyüktür ve bu şekilde rahatlıkla açabilirsiniz. Aynı şey tornavida da da vardır. Her zaman bir de giren kısmın nassar sizin tuttuğunuz taraf daha büyüktür. Bu şekilde işte kuvvet kolunu arttırarak rahatlıkla çevirebilir. Döndüre bilirsiniz. Bir diğer standart örneğin kapı kovduk, kapı kolunun en uç noktasına basarsanız rahatlıkla döner. Ama başından bir yere kuvvet uygularsanız kapı kolunu bile açamayacak hale gelebilirsiniz. Kapı kolunun şanzımanla ne alakası var diyebilirsiniz. Ama birazdan aynı prensipte çalıştıklarını hep birlikte göreceğiz. Ama bunun bir de dezavantajı var.

 

Evrende hiçbir avantaj mı dezavantaj sessiz gelmez. Bu dünyanın, fiziğin kanunudur illaki bir kötü tarafı da olmak zorunda. O da şu. Siz bunu yaptığınız zaman yolu uzatmış olursunuz. Ne anlama geliyor? Az önce bahsettiğim somun örneği̇ üstünden gidelim. Siz bir birim uzunluktaki bir İngiliz anahtarı ile 90 derece çevirdiğiniz somonu. Bir de aynı şekilde iki katı uzunluktaki bir İngiliz anahtarı ile çevirdiğiniz düşünün. İkisinin de 90 derece çevirdiniz ama uzun olan iki kat uzun alanındaki çevirdiğiniz mesafe kısa olanını da iki katıdır. Yani moment kolu ne kadar uzatır iseniz o kadar fazla döndürmenin gerekir anlamına geliyor. Tabii bu gündelik hayat için çok önemli olmayabilir ama motor gibi bir şeye bağladığınız zaman bunun önemi ortaya çıkacak. Peki dişliler neden var? Onlar ne yapıyor? Aslında bu. Az önce bahsettiğim momenti arttırıp azaltımı işini dişliler ile yapıyoruz. Motor gibi dönen elemanlar için çok ilkel bir dişli seti düşünürseniz aslında o dişli. Az önce bahsettiğim gibi bir moment kolu içeren basit bir Çubuk’tan oluşur. Şûrası’nda şekline çok takılmayın. Özünde yaptığı iş bu. Şimdi de bir dişli seti düşünelim. Bir küçük dişli miz bile büyük dişli olsun. Bir küçük dişli motor gibi bir kaynakla döndür düğümünü varsayalım. Küçük dişli, doğal olarak büyük dişli yi çevirecek. Öyle küçük dişli bir şaft bağladık. Onunla döndü diyoruz. Döndürdük. Bize göre de olarak Şafak’tan gelen bir kuvvet var. Bu kuvvet de aynen diğer Dişli’ye aktarılır. Diğer Dişli’ye aynı kuvveti aktardık ama o daha büyük bir dişli.

 

Yani merkez noktasına göre moment kolu biraz. Daha uzun artık o Dişli’yi de çok daha büyük bir moment üretiyoruz ama bunun dezavantajı tabii ki ne büyük Dişli’ye baktığınız zaman Küçük’e göre daha yavaş döndüğünü görebilirsiniz ve bu oran da direk olarak geri çapları ile doğru orantılıdır. Yani bir birimlik küçük kişiliğiniz var, bir de iki birimlik dişleriniz var. Torku iki katına çıkartırken hızı yarıya düşünürsünüz. Şanzımanın ya da dişli kutusunun yaptığı şey de tam olarak budur. Daha fazla tork üretip kızı azaltmaktır. Bu seferki örneğimizde asansör olsun. Asansör ölümüz 4 kişi taşıyabiliyor olsun. Ve de 2 saniyede bir kat çıkabiliyor olsun. Ama biz farklı bir asansör istiyoruz. Bu o kadar hızlı gitmese de olur. Ama daha fazla kişi taşımak istiyorum derseniz az önce bahsettiğim gibi bir küçük bir de onun iki katı büyüklüğünde bir dişli’yi bağlayıp asansör içinde büyük Dişli’ye bağlarsanız. Artık bu asansör 8 kişiyi taşıyabilir ama 2 saniye yerine 4 saniyede bir kat çıkar. Yani hızı yavaşladı ama yük kaldırma kapasitesi arttı. Otomobilimiz de de yaptığı şey tam olarak budur. Farklı dişliler de birinci vitesi, ikinci vites dediğimiz sürece bu dişlileri oranı değişir. Bu da size ne avantaj sağlar? Eğer yük gerektiren bir koşulda iseniz, örneğin arabanızı 5 kişi, arkaya da bagajları doldurduğumuz eşyaları bir rampa çıkmanız gerekiyor. Ne yaparsınız? Birinci, ikinci bir teste çıkarsanız, çok hızlı çıkmazsanız ama çıkabilirsiniz. Dördüncü, beşinci bir teste orayi çıkmaya motorun ürettiği tork yetmez. Doğal olarak onu artırmanız gerekir. Onu da işte daha büyük dişli oranı olan birinci vitese alırsınız ve orada tekerleğe aktarılan tork artmış olur.

 

Az önceki asansör örneğin bizdeki gibi motor kaynak asansörde aslında sizin tekerleğinin. O güç şanzımanla çıktıktan sonra tekerleğin lehinize gidiyor ve arabanızı hareket ettiriyor. Bu etki şöyle Ne hissedersiniz? Arabanın ya da motosikletinin birinci viteste kaldırıp gaza bastığınız zaman böyle sizi arkaya asla kızlarınız fazladır. Çünkü tekerleğe aktardığınız tork fazladır. Ama yüksek bir vitese geçtiğiniz zaman bunu hissedeceksiniz. O kadar. Kafanız geriye yaslanma çünkü tekerleği aktardığınız tork azaldı. Birinci vitese göre. Ama bunun ne gibi bir getirisi var? Birinci vites de 150 kilometre hızla gidemezsiniz ama dördüncü vites de gayet rahat gidebilirsiniz. Yani hız ve hızlanma arasındaki dengeyi şanzımanla sağlıyoruz. Çoğu otomobilin dişli oranlarına baktığımız zaman birinci vites yaklaşık 3 buçuk 4 dişli oranına sahiptir. Bu da ne demek? Sizin otomobilin motoru 200 metre torka sahip olabilir. Bu teknik verilere hepimiz biliyoruz. Ama şanzımanla çıktıktan sonra birinci vites deyken oranımız 4 olsun. 8 metreye ulaşır. Ama otomobille elimizdeki tek dişli burası değil. Biri diferansiyel var. Diferansiyel çalışma prensibinden ötürü de orada da bir dişli oranı var. O da genellikle 3 civarı bir şey olur. Yani sizin 200 metre korkunuz önce birinci vitesli 800’ünün Ito metreye çıktı. Diferansiyel oranı yüzünden bir daha 3’le çarpıldı ve 2400 Newton metre tork olarak tekerleklere iletildi. İkinci vitese attığınızda oran daha düşük olacak, 3’te daha düşük, daha düşük. Bu eğer vites oranları merak ediyorsanız internetten araştırıp kendi arabanızı bulabilirsiniz.

 

Şanzımanın kullanılmasının bir nedeni daha var. Sadece tork yani hızlanma için değil, aynı zamanda da hız aralığının da bu şekilde belirleyebiliyorsunuz. Hız ve hızlanma demiştik. Bunun arasındaki dengeyi kuruyorsunuz.

Günümüzde normal bir içten yanmalı motor rölanti devri yaklaşık 1000 devri yakın oluyor. Daha düşük oluyor. Ama biz kabaca bir hesap için bin diyelim. Eğer ki siz arabanın tekerine direk motora bağlı saydınız ve bin devirle de ölseydi. Standart bir otomobil için yaklaşık 115 kilometre saat hızla gidebiliyor olmanız gerekiyordu. Rölantiye yazında araba herhangibir dişli kutusu bir çevrim olmadığı için doğrudan bağladığınızda çok hızlı gitmeniz gerekiyor. Halbuki bizim öyle bir isteğimiz yok. Ben birinci vitese takıp 22:30’da gitmek istiyorum. O yüzden Torku atladığımız gibi o motorun çalışma aralığında hızı da düşürebilmek oluyorsunuz. Aynı işte son hıza ulaşmak için vites büyüttünüz gibi. Hemen akıllarda şu soru canlanacak. Tabii bunları anlatınca tamam benim araba 5 vites. Ben bunu 6 7 takdîr bir şekilde yapsam, o dişli oranını küçülten mi? Ya da diferansiyel oynasam? O benim araba 200 değil 300 kadar çıkar o zaman diyebilirsiniz. Hayır, maalesef son hız arabanızın beygire ile alakalıdır. Maksimum beygir gücünüz neyse sizin son hızınızı o belirtir. Yani 100 beygir arabanız var. Maksimum 2 3 kilometre saate çıkıyorsunuz diyelim. Siz vites oranlarıyla ne kadar oynarsanız oynayın o araba 2 kilometre saati geçemez. Çünkü beygire herhangi bir şey yapmıyor. Şanzıman ya da dişli. Ne olursa olsun giriniz hep aynı. Sadece toprak ve yol arasındaki bağlantıyı kuruyorsunuz. Dişli oranlarını değiştirerek sıfır güç hızını değiştirebilirsiniz. Daha hızlı çıkabilirsiniz ya da daha geç çıkabilirsiniz. Daha yavaş hızda alabilirsiniz ama son hızınızı değiştiremezsiniz. Da nasıl hesaplandığını. Daha önce videolarınızı anlatmıştık. Sağ üst köşedeki iyi butonuna tıklayın, izleyebilirsiniz. Bu video bu kadar arkadaşlar aklınıza takılan soruları aşan yorum olarak yazabilirsiniz. Ayrıca kanalımız beğenmeseniz abone olmayı ve bildirimlere açmayı da lütfen ihmal etmeyin. Anlatmamıza istediğiniz diğer konular varsa onları da yorum olarak bırakabilirsiniz. Bir sonraki görüşmek üzere şimdilik hoşçakalın. Bu iddiamızı beğendiğiniz yan taraftaki görsellere tıklayarak diğer videolarınızı da ulaşabilir, onları da izleyebilirsiniz. Aynı zamanda aşağıdaki kanal logomuz da tıklayarak da kanalımız abone olup diğer bütün videolarınızı kaçırmadan izleyebilirsiniz.

Share

Bu Makaleleri de Sevebilirsiniz

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir