Elektrikli Otomobillerde niçin şanzıman bulunmuyor? Elektrikli Arabanın tek vites olmasının sebebi ne? Elektrikli Otomobillerde Niçin Şanzıman Yok? Otomotiv Y. Mühendisi Aykut KAMAN yazdı.
Elektrik motoruna haiz Elektrikli Otomobiller ile fosil kaynaklar ile yakıt ihtiyacını karşılayan ve içten yanmalı motora haiz Konvansiyonel Otomobiller günün sonunda bizi bir noktadan diğerine taşısa da emek harcama prensibi açısından birbirlerinden fazlaca farklıdır. Bu farklılıklar ilkin temel taşıt tasarımında; sonrasında ise kullanımda etkili olmaktadır.
Bir otomobilde gücün deposu olan motorun görevi aracın hareket etmek için gerekseme duyduğu torku üretmekten ibarettir. Zira tork yoksa hareketten de söz edilemez. İçten yanmalı motora haiz konvansiyonel araçlarda 4 zamanlı dediğimiz motorlar kullanılır. Emme dediğimiz ilk zamanda fosil yakıt (benzin ya da dizel) motorun silindirleri içine çekilir. Arkasından piston hareketi ile uyumlu olarak ikinci vakit dediğimiz Sıkıştırma Zamanı adım atar ve yakıt sıkıştırılır. Sıkıştırma işlemi pistonun hareketine bakılırsa zirveye ulaşmış olduğu anda Ateşleme Zamanımız adım atar ve ateşlemeyle beraber üçüncü vakit tamamlanır.
Motorun gücü tam da bu anda üretilir. Son zamanımız ise yanma neticesinde açığa çıkan artık gazların egzoz sisteminden dışarı atılmasıyla beraber tamamlanır. Motorun güç üretimi bu dört zamanlık çevrim neticesinde sağlanır. Buradan da anlaşılacağı suretiyle yakıttan elde edilmiş ısı enerjisi hareket enerjisine dönüştürülerek ateşleme zamanında elde edilmiş güç pistonlara ve sonrasında da krank miline iletilir. Krank milinin dönmesi neticesinde motor çıkışında bir dönme hareketi elde edilmiş olur.
Kuramsal olarak bu hareketi elde etmek için harcanan 100 birim enerjinin ~%25’i hareket enerjisine çevrilmiştir. Kalan %75’lik enerji ise hareket yerine ısı enerjisi, sürtünme kayıpları benzer biçimde kayıplarla kullanılamamıştır. Hepimiz gaz pedalına ne kadar fazlaca basarsak, silindir içine meydana getirilen emme de o denli artacak ve dolayısıyla üretilen devir de aynı oranda artmış olacaktır. İçten yanmalı motorlar yapısal özelliklerinden dolayı aracı hareket ettirmek için gereksinim duyulan maksimum torku, tasarlanan devirlerinde elde ederler.
Biz gaz pedalına bastıkça artan motor devri ile beraber tork da belirli bir süre artacak; fakat arkasından optimum devir geçilmiş olduğu için yeniden düşüşe geçecektir. Tam da bu anda devreye vites kutusu ya da öteki adıyla şanzıman girer. Şanzımanın görevi sürüş esnasında devamlı olarak tork eğrisinin en üst noktasında kalabilmek için hızı ayarlamaktır. Bu sayede fazlaca daha emin ve ekonomik bir sürüş imkanı elde etmiş oluruz.
Elektrikli Otomobillerde Niçin Şanzıman Yok?
Öteki taraftan elektrik motorları tekerleklere iletilecek dönme hareketini elde etmek için ilave herhangi bir aktarım organına gerekseme duymazlar. Dönme hareketi elektrik motorunun çıkışından direkt elde edilir. Elektrik motorunun yapısal özelliğinden dolayı her hız kademesinde optimum tork kıymeti üretilir ve direkt tekerleklere iletilir. Bundan dolayı elektrikli otomobillerde vites kutusu kullanımına gerek kalmamıştır. İçten yanmalı motorlarda ısı enerjisinin hareket enerjisine dönüştürülmesi ile %25’lik bir verim elde edilirken; elektrik motorlarında bu verim %100’e fazlaca yakındır.
Bu da harcanan bedelin karşılığını tam olarak alabildiğimiz anlamına gelmektedir. Ek olarak gaz pedalına bastığımızda elektrik enerjisi ile üretilen dönme hareketi; biz gaz pedalına basmayı bıraktığımız anda aracın o anki kinetik enerjisinden yararlanarak hareket enerjisini elektrik enerjisine de dönüştürür. Bu sayede aracın gerekseme duyduğu enerjinin bir kısmını da gene kendisi üretir. Bir tek fazlaca hususi bazı elektrikli araçlar devasa yükseklikte hızlara yetişebilmek adına elektrik motorunun çıkış mili ile tekerlekler içinde bir çevrim oranı oluşturmak ve elektrik motorunun dönüş hızından daha fazlasını tekerleklere iletmek için hususi olarak tasarlanan bazı aktarım organları kullanabilirler.
Bu gerekseme bilhassa hız teriminin ön plana çıkmış olduğu spor otomobillerde söz mevzusudur. Elektrik motorunun torku devasa yükseklikte olduğundan ve hız ile tork kavramları ters orantılı olduğundan dolayı elektrik motorunun ürettiği torku bir miktar düşürüp hızı artırıcı özellikli bu aktarım organlarının da gelişmeye açık bir alan olduğu kolaylıkla söylenebilir. Bugüne dek karşımıza çıkan birkaç marjinal örnekten de söz edilebilir. Tüm tekerleklere gücün aktarıldığı ve AWD diye adlandırılan dört çeker araçlarda iki teker direkt elektrik motorundan hareket alırken; öteki iki tekerleğe elektrik motoru ile tekerlek içinde bir aktarma organı kullanılarak hareketin iletildiği tasarımlar mevcuttur. Pek doğal ki günümüzde bu tür tasarımlar fazlaca hususi uygulamalar olduğundan bununla beraber yüksek maliyetleri de getirmektedir.