Beygir Gücü (HP) Nedir? Ne İşe Yarar?

Yalnızca otomobillerde değil, elektrikli aletlerden çim biçme makinelerine kadar birçok yerde karşımıza çıkan ortak bir kavram vardır. Beygir gücü, genel olarak otomobillerin gücünü tanımlamak için kullanılsa da kökeni çok eskilere dayanmaktadır. Otomobiller dışında elektrikli motora sahip olan hemen her şeyler kullanılır. Halk arasında hakkında farklı yorumlar yapılarak tartışmalara da neden olmaktadır.

Genel olarak 100 beygir güce sahip olan bir arabanın, 100 tane atın ürettiği güce eşit olduğu ifade edilir. Ama tam olarak böyle bir şey değildir. “Horse Power” kelimesinden dilimize geçen bu kavramın yaratıcısı, James Watt’tır ve ilk kez 1781 yılında kullanılmıştır. Geliştirdiği buharlı makineleri pazarlarken, müşterilerine makine gücü hakkında bilgi vermek için bu kavramı kullanmayı seçmiştir.

[renkbox baslik="Chip Tuning Nedir? Araçlara Nasıl Uygulanır? Faydaları ve Zararları Nelerdir?" link="https://bilgihanem.com/chip-tuning-nedir/" resim="https://bilgihanem.com/wp-content/uploads/2018/06/chip-tuning-nedir-araclara-nasil-uygulanir-fayda-ve-zararlari-nelerdir.jpg" renk="siyah" yenisekme="evet"][/renkbox]

İlk defa kullanıldığı yıllarda güç dendiği zaman, yük taşıma işlerinde kullanılan atların akla gelmesi ile bugüne kadar gelmiştir. Genellikle tork ile birbirine karıştırılan bu konu, bir atın bir dakikada oluşturacağı güç şeklinde tanımlanmaktadır. Teknik anlamda detaylı hesaplamalar sonucunda bulunan bu değer, elektrikli motora sahip olan tüm araçlar ve otomobiller için son derece önemlidir.

Beygir Gücü (HP) Nedir?

Beygir Gücü, en temel şekilde anlatırsak; 75 kg ağırlığındaki bir yükün 1 saniyede 1 metre hareket ettirilmesi için gerekli olan güç miktarına denir. Dilimize İngilizcedeki "Horse Power" teriminden geçmiştir. Horse, at - beygir; Power ise güç demektir. Beygir gücünü temsil eden "HP" harfleri, Horse Power'ın ilk harfleridir.

Beygir gücü veya at gücü otomobillerin ve motorlu araçların güçlerinin belirlenmesi için kullanılan bir terimdir. Günümüzde sadece otomobiller için kullanılan bu terimin temeli aslında çok eskilere dayanmaktadır. Güç birim zamanda meydana gelen iş olarak tanımlanmaktadır. Dolayısıyla bir şeyin gücünü sınırsız bir zamanda yaptığı iş değil de, belirli bir zaman içerisinde yaptığı iş belirlemektedir.

Tarihi 200 yıl öncesine dayanan beygir gücü ifadesi, yük taşıma deyince akla attan başka bir şey gelmemesinden doğmaktadır. Bu sebeple de beygir gücü kavramı tam olarak anlaşılamamakta ve birçok kişi tarafından karıştırılmaktadır. Örneğin 100 beygirlik bir araba dendiğinde 100 tane atın ürettiği güç anlaşılmaktadır. Beygir gücü ise çok daha farklı bir kavramdır. Bu kavramın ne olduğu hakkında geniş bilgi, tork gücü ile olan benzerlik ve farklılıkları yazımızın ilerleyen kısımlarında anlatılmıştır.

Aslında, gerçek bir beygirin ya da atın, 1 saniyede 1 metre ileriye taşıdığı yük miktarı, ortalamada yaklaşık 50 kg'dır. Ancak motorların gücü simge edilirken, nedense mühendisler bu ağırlığı 75 kg olarak tanımlamışlardır. Beygir gücü tanımını ilk kullanan mühendis ise, ünlü mucit James Watt'dır.

Watt’ın yaklaşımına göre 1 atı her bir dakikadar 44,5 kJ değerinde iş yapabilir. Bu dakikada yapılan iş olduğu için 60 saniyeye bölünerek beygir gücünün 0,75 kW veya 750 W olduğu sonucu elde edilir. Bu sonuç, 1 atın gücünü ifade ederken, yaklaşık 150 kilogramlık kömürü, 1 dakikada 30 metre yukarı, 15 kilogram kömürü 300 metre veya 450 kilogram yükü 10 metre yukarı çıkarabilmesi demektir. İşte bu beygir gücü ifade etmektedir.

Beygir Gücü Gibi Bir Tanımlamaya Neden İhtiyaç Duyulmuştur?

James Watt, icat ederek ürettiği ve satışa sunduğu makinalar hakkında bilgi verirken, müşterilerin en çok merak ettiği konu bu makinaların ne kadar güçlü olduğuydu. Herkesin "güç" kelimesinden anladığı başka bir şey olduğundan; farklı farklı insanların, üzerinde hem fikir olduğu bir "güç" tanımı yapılması gerekiyordu. Bu gerçeği fark eden James Watt, o dönem herkesin haşır neşir olduğu atların gücüyle endeksleyerek, motorlarının gücünü açıklamaya karar verdi. Böylece işler daha da kolaylaştı.

James Watt’ın ürettiği buharlı motorların performansını artırmak üzere uzun süre çalıştığı bilinmektedir. Performansı artırmak için atların madenlerde çalışma şeklini izlemeye başlamıştır. Burada gözlemlediği bir olayda, atın 1 saniyede 1 metre ileriye taşıdığı yük miktarının 50 kilogram olduğunu görür. Temel olarak beygir gücü; 75 kilogramlık yükü, 1 saniyede 1 metre ileriye taşınması şeklinde böylece kabul edilmiştir.

Atların tek bir tanesinin üretebileceği güç hakkında çıkarımda bulunabileceği yöntem arayışında olan Watt, bir midilli atının dakikada 30 kilo joule iş yapabildiği sonucuna varmıştır. Bu değeri, yüzde 50 artıran Watt, beygir gücünün ölçümünü bir dakikada yaklaşık 45 kJ iş yapmayı başardı.

Endüstri Devrimi’nin ardından ürettiği buharlı makinenin performansını artırmayı amaçlayan Watt, pazarlamak için beygir gücü kavramını kullanmıştır. Performansı nasıl artırabileceği konusunda başka fikirler edinmek için at ve eşeklerin değirmenlerdeki taşı nasıl çevirdiklerini incelemeye başlamıştır.

Hayvanın taşı döndürmek için 1 dakikada kat ettiği mesafe ile ortalama 80 kilogramlık çekme kuvvetini ile çarpmış ve bunu zamana bölmüştür. Beygir gücü olarak belirttiği birimi de böylece keşfetmiştir. Günümüzde kullanılan beygir gücü yaklaşık olarak 735 watt’a eşittir.

Beygir Gücü Nasıl Hesaplanır?

James Watt’ın prensibinden yola çıkarak beygir gücünün hesaplanması için çeşitli formüller ortaya çıkmıştır. Buna göre; 12 feet yarıçaplı bir değirmen çarkı, 1 at tarafından saatte 144 kere, dakikada ise 2,4 kere çevrilmektedir. Bu sırada çarka uygulanan kuvvet 180 libre kuvvettir.

Hesaplama yapabilmek için önce birimleri çevirmek gerekmektedir. Buna göre;

• 1 feet = 0,3048 metre
• 1 libre = 0,4536 kilogram
• 1 libre-kuvvet = g * 1 libre = 9,8066 m/s² * 1 lb * 0,4536 kg/lb = 4,4482 kg.m/s² = 4,4482 N
• 180 lbf = 180 * 4,4482 N = 800,6796 M

Formüllerimiz:

• İş = Kuvvet * Yol yani; W = F * x
• Güç = İş/Zaman yani; P = W/t veya P = (F*x)/t

Bu formüllere göre işlem yapacak olursak;

• P = 180 lbf * (2,4 * 2π * 12ft) / 1 dakika
• P = 32,572 ft.lbf/dakika

Watt bu sonucu 33 bine yuvarlamıştır ve bunun 1 beygir güç olduğunu belirtmiştir. Yani Watt’a göre 1 beygir güç, 33.000 ft.lbf/dakika veya 745,69 N.m/s (watt) eşittir.

Beygir Gücü Her Şartta Tekerlere Aynı Miktarda mı İletilir?

Motorun ilettiği beygir gücü, tekerleklere gelene kadar pek çok farklı sistemden geçtiği için; aynı beygir gücüne sahip farklı araçlarda; tekerlere iletilen güçler arasında değişiklikler görülebilir.

Aracın aksamlarındaki ve teker sistemlerindeki dişli sayıları bile; beygir gücünün tekerlere az ya da çok iletilmesinde etkilidir. Motorun benzinli ya da dizel olması, hatta araç tekerlerinin büyüklüğü bile iletilen gücü değiştirir.

Beygir Gücü İle Tork Gücü Aynı Şey midir?

Günümüzde, beygir gücü ile tork gücü, birbirlerine olan benzerliklerinden dolayı sürekli karıştırılmaktadır. Aslında bu benzerlik, güç açısından gelen bir benzerliktir.

Şöyle düşünelim. Bir haltercinin çok güçlü ayaklara sahip olması gerekir. Çünkü, kaldırdıkları onca ağırlığın altında ezilmeyip, dik durabilmeleri gerekir. Eğer diz kapakları o yükü taşıyamazsa, haltercinin o yükü kaldırması söz konusu olamaz.

Bununla birlikte, koşucuların da çok güçlü ayaklara sahip olması gerekir. Çünkü adımlarını daha hızlı ve daha uzağa atmaları için onlara maksimum güç gereklidir.

Peki, şu soruyu kendimize soralım: Bir haltercinin ve bir koşucunun ihtiyaç duydukları güç çeşidi, birbiriyle aynı mıdır? Hayır. Haltercinin sahip olması gereken güç; halteri daha iyi kaldırabilme, onu daha yükseğe çekebilme ile alakalıyken; koşucunun sahip olması gereken güç, adımları daha hızlı ve daha uzağa atabilme ile ilgilidir.

[renkbox baslik="Tork Nedir? Ne İşe Yarar? Tork Gücü ile Beygir Gücü Arasındaki Farklar Nelerdir?" link="https://bilgihanem.com/tork-nedir/" resim="https://bilgihanem.com/wp-content/uploads/2015/01/tork-nedir-ne-ise-yarar-tork-gucu-ile-beygir-gucu-arasindaki-farklar-nelerdir.jpg" renk="siyah" yenisekme="hayir"][/renkbox]

İşte, tork gücü derken aklımıza; halterci ayağının sahip olması gereken güç gelmelidir. Beygir gücü derken ise aklımıza, koşucu ayaklarının sahip olduğu güç gelmelidir. Tork gücü çekiş kuvveti ile ilgiliyken; beygir gücü daha çok hız ile ilgilidir. İşte bu yüzden; bir kamyonun ya da tırın, sedan bir araca göre daha yüksek tork gücüne sahip olması gerekir. Aynı sebepten dolayı da, bir yarış arabasının, kamyon ya da tıra göre daha etkili bir beygir gücüne sahip olması gerekir.

Tırlara, haddinden fazla beygir gücü verilirse, tonlarca yükle maksimum hıza ulaştıklarında aracın devrilmesine yol açar. Bir yarış arabasına haddinden fazla tork gücü verildiğinde; yarış pistinde çok fazla etkisini görmeyecektir. Çünkü gereğinden fazla torkun, hıza etkisi yoktur. Her şeyin ihtiyacı farklı farklıdır.