Vitesler

Son Güncelleme:

Bisiklet icad edildiğinde günümüz modern biçiminden oldukça uzaktaydı. Bugün küçük çocuklar için var olan “taytay” diye adlandırılan pedalsız bisikletlere benziyorlardı diyebiliriz. Bisikleti süren ayakları ile hızlanır ya da dururdu. Sonra birileri ön tekere pedalları ekledi. Bunlar da günümüz çocuklarının üç tekerlekli bisikleti gibi kullanılıyorlardı, bir farkla; iki tekerlekliydiler… 

Zaman içinde bu ön tekerden pedallı bisikletlerin yeterince hızlı gidemedikleri görüldü. Çünkü insanın pedal çevirme hızı için belli bir kapasitesi ve konfor alanı vardı. Önceleri çözüm olarak ön tekerleği dev gibi olan ve cambaz gibi kullanılan bisikletler doğdu. Elbette bu da gerçek çözüm değildi. 

Nihayet birisi arka tekere pedal dönüşlerini ileten zincir sistemini buldu. Tekerlek çapları uygun ölçüye geldi. Fren sistemleri ve sonunda konfor sağlayan lastik tekerlekler eklendi. Ancak yine tam olarak bir çözüme varılmamıştı. Ön ve arka dişlileri sabit kaldığı müddetçe bisiklet kalkışta çok “ağır” pedala ve hızlı gidilmeye çalıştığında da pedal çevirme hızına gelip dayanıyordu. Bisiklet bu konuda aslında tek ARAÇTIR denilemez. Sonunda arabalar için de bir çözüm olan vites sistemi bisiklete eklendi. Artık günümüzün bisikletinde bulunan gerekli bütün sistemler tamamlanmıştı…

Biraz garip görünse de, birçok bisikletli ya şahit olmuş ya da kendisi vites ile ilgili ilginç bir durum yaşamıştır; vites kullanımını bilmemekten dolayı bir süre hep aynı vitesi kullanmak. Ama sonunda herkes bunu öğrenir. Vites kullanımında bazılarının yaklaşımı olan vitesleri birer sayı olarak görmek hem öğrenmeyi zorlaştırır hem de bazılarının kafasını karıştırarak cesaretlerini kırar. Vitesi arttırma ve eksiltmeyi “hissederek” kullanacaksınız!

Peki vites gerçekte ne işe yarar? Şimdi geliyoruz bisikletin matematiğine… Yine öncelikle bazı kavramların tanımlarını yaparak işe başlayalım. Kadans… Bisikletliler arasındaki konuşmalarda sık sık adı geçen bu terim “dakikada pedal çevirme sayısı”dır. Sıradan bir bisikletli için konforlu bir sürüşte kadans üst seviyesi 90 devir/dakika civarındadır. 

Bugün bir bisiklet almak istediğinizde farklı tekerlek çaplarına sahip olduklarını görürsünüz. Katlanır bisikletlerde genellikle 16”-22” aralığı görülürken diğerlerinde 26”, 28” ya da 29” gibi değerlerle karşılaşırız. Yazımızda bundan sonra konunun fazla karışmaması için kullanıcılar arasında daha ilgi çekici olan şehir ve yol bisikletlerinin 28” çaplı tekerleklerinin değerini kullanacağız. 

Çapı belli olan bir tekerleğin çevresi, yani tekerlek bir dönüş yaptığında bisikletin alacağı mesafe ne kadar olur? Bir çemberin çevresinin formülü 

Çevre = 2πr = πR olarak kullanılabilir. 

r yarıçap veya R çap değerine göre 2πr veya πR kullanılır. π (pi) değeri 3.14 olarak alınabilir. Bu formül ile 28” çapındaki bir tekerleğin çevresi R=28 olarak alındığında 28π = 87.92 inch, 1 inc 25.4 mm olduğuna göre de 87.92 x 25.4 = 2233.168mm olarak hesaplanabilir. 1 metre 1000 mm olduğuna göre tekerleğimiz bir defa döndüğünde 2.233 metre kadar yol almış oluruz. Gerçek değerler kullanılan lastiğin ölçülerine bağlı olarak bir miktar farklı olacaktır. Bu değeri “yeterli doğrulukta” kabul ederek yazımıza devam edeceğiz. 

Vitessiz de olsa bisikletin “aktarma organları” olan zincir ve dişlilerine baktığımızda pedallara bağlı bulunan ön dişli veya dişlilerin arkadaki dişli veya dişlilerden genellikle daha büyük çapa dolayısıyla daha çok dişli sayısına sahip olduğunu görebiliriz. Öndeki büyük dişlinin dişli sayısının arkadaki dişlinin dişli sayısına oranına aktarma oranı diyoruz. 45 dişli ön ve 15 dişli arka durumunda 45/15=3 buluruz. Bunun anlamı biz pedalı bir tur çevirdiğimizde arka dişli dolayısıyla arka tekerleğimiz 3 tur dönecek demektir. Bunun sonucunda bir tur pedal çevirdiğimizde 28” tekerlekli bisikletimiz 2.233 x 3 = 6.699 metre yol almış olacaktır. 

İşte burada birden fazla ön ve birden fazla arka dişli kullanan sistem yani vites karşımıza çıkar. Buradaki dişlilerin çapları dolayısıyla dişli sayıları değişik yapılmakta ve sonuçta farklı aktarım oranları elde edilmektedir. Oran arttıkça bisikletimizi daha yüksek hızlarda kullanabiliriz. 

Bisiklet donanımı oldukça geniş bir alandır ve günümüzde tek aktarma/vites sistemi zincir/dişli sistemi değildir. Göbekten vites dediğimiz, dahili vites sistemine sahip bisikletler de bulunmaktadır. Böyle bisikletlerde de şimdi anlatacağımız kısımlarda aktarma oranını kullanarak sonuca ulaşılır. 

Küçük vites olarak oranın düşük olduğu, öndeki dişlinin küçük arkadakinin de büyükler arasında olduğu değeri, yüksek vitesi de oranın yüksek olduğu öndeki dişlinin büyük arkadakinin de küçükler arasından seçildiğini kabul ediyoruz. Öndeki dişli sayısı, yaygın olarak “aynakol” olarak isimlendirilir, 1, 2, 3 ve hatta 4 olabilirken, arkadaki, “ruble”, “kaset” olarak isimlendirilen dişlilerin sayısı 7, 8, 9, 10, 11 ve 12 olabilir. Bu öndeki ve arkadaki dişlilerin çarpımı da bisikletin vites sayısını verir. 2 ön ve 10 arka dişliye sahip bir yol bisikletinin vites sayısı 2 x 10 = 20 olur. 

Şimdi gelelim bir başka kavrama; uygulanan kuvvet… Biz pedal çevirirken bacaklarımızla pedallara uyguladığımız kuvvet arka tekerleğin dönmesini sağlar. Ancak bu arada şiddetinde değişiklik olur. Çok basit bir gereç olan kaldıraç herkes tarafından kolaylıkla anlaşılabilir. Bir kenarından uyguladığımız kuvvet diğer tarafına orta noktasının konumunun belirlediği oran kadar aktarılır. Benzeri bir yaklaşım dönme işleminde “tork” olarak adlandırılarak karşımıza çıkacaktır. Bizim pedallarımızın bir uzunluğu vardır aynı şekilde arka tekerleğimizin de genellikle bu pedal uzunluğundan daha fazla olan bir yarıçapı olur. Matematiği kullanırsak rT tekerleğin yarıçapı rP pedalın uzunluğu olarak alındığında, tekerleğin çevresinde bisikleti ileri olarak götürecek kuvvetin pedala uygulanan kuvvetten rP/rT olarak belirlenen oranda farklı olduğunu görürüz. 

Pedal uzunluğu ve tekerlek çapının bir bisiklette sabit olduğunu düşünürsek elde edeceğimiz değeri tüm vites oranlarına uygulayabiliriz. Pedal uzunlukları genellikle 165mm ile 180mm arasında olmaktadır. Standart olarak kabul edilen 175mm ve 14” = 14 x 25.4 = 355.6 mm’lik tekerlek yarıçapını aldığımızda 0.49 gibi bir değer elde ederiz. Yani bizim pedala uyguladığımız her kuvvetin yaklaşık yarısı tekerleğin bisikleti ileri iten kuvvet olacaktır. Bunu yaklaşık olarak 0.5 alıp anlatıma devam edebiliriz. 

Pedal ve tekerleğin yarıçapından başka bir de ön ve arka dişlilerden elde edilen aktarım oranı da pedaldan tekerleğin çevresine, yani yola iletilen kuvveti etkiler. Bu kuvvet araya artarım oranı girdiğinde aktarım oranının “tersi” kadar azalarak karşımıza çıkacaktır. Ön 45, arka 15 dişli örneğimizde olduğu gibi aktarım oranı 45/15=3 olduğu durumda bu değer 1/3 olacaktır.

Artık elimizdeki malzemelerin tanım ve açıklamalarını yapmış bulunuyoruz. Gelelim bunun sonuçlarına… Bahsettiğimiz kadans, dönme ve güç oranları birbirine bağlıdır ve sonuçları bunların değerleri belirler. 

Düşük vites yani ön dişli küçük arka dişli büyük olarak kullanımda pedallara uygulanan güç itiş gücü olarak yüksek vitese göre daha fazladır. En düşük viteste en fazla güç iletimi sağlanır. Aynen arabalarda 1. viteste kalkış yapıldığı gibi bisikletlerde de en düşük viteste kalkıldığında en az zorlanılır. Ancak bunun bir yansıması olarak 90 d/dk’lık kadans konfor limiti aşılmaya oldukça düşük hızlarda varılır ve zorlansa da pedal basarak elde edilecek hız düşük olacaktır. 

Yüksek viteste yukarıdakilerin tersi gerçekleşir. Arabanın 4. viteste kalkmaya çalışması gibi yüksek viteste kalkmaya çalışırsanız, ya kalkamaz ya da çok çok yavaş hızlanarak kalkabilirsiniz. Ancak bunun karşılığında hızlandığınızda kadans değeriniz konfor alanında iken bile yüksek hızlara çıkabilirsiniz. 

Vites sisteminin güç iletimindeki etkisi nedeniyle düz yolda düşük vites ile tekerleğe daha fazla güç vererek kalkıp hızlandıkça yüksek viteslere çıkıp sürüşümüzü sürdürebiliriz. Düz yolda ivmemiz yani hızlanmamız ve yavaşlamamız bisikletle birlikte toplam kütlemize bağlı olarak değişecek ve hızımızı çeşitli sürtünme kuvvetleri belirleyecektir. Ancak iş yokuş çıkmaya geldiğinde, yokuşun eğimine bağlı olarak toplam kütlemizi yerçekimine karşı hareket ettirmek için güç harcamaya başlayacağız. Eğim arttıkça bu zorlaşacaktır. İşte bu nedenle doğal bir sonuç olarak yokuşta düşük vitesleri kullanmaya başlarız. 

90 kadans ile sürdüğümüzde, 11-28 ruble ve 34-50 aynakola sahip bisikletimiz nasıl davranır? En düşük vites oranı 

34/28 = 1.21 iken bisikletimiz 1 dakikada 

90 x 1.21 = 108.9 dönüş, 1 saatte ise

108.9 x 60 = 6534 dönüş yapar. 

Tekerleğimizin çevresinin 2.233 olduğunu hesaplamıştık. Bu durumda bisikletimiz bir saatte

6534 x 2.233 = 14590.422 metre yani yaklaşık 14.5 kilometre hız yapar. Bu viteste daha hızlı gidebilmek için kadansımızı arttırmamız gerekir. 

Yukarıdaki işlemi 50/11 olan en yüksek vitesimiz için yaparsak 

50/11 = 4.54

90 x 4.54 = 408.6 

408.6 x 60 = 245016

245016 x 2.233 = 54744.228 yani yaklaşık 55 Km hız yaparız. 

Buradaki hesaplarda kadansı 90 devir/dakika olarak aldığımızı ve aynı sistemde daha yüksek kadans ile elbette daha büyük hızlara ulaşılabileceğini belirtelim. 

Birçok yerde bisikletliler arasında “aynakolu 50-34 yap… yok olmaz ben 39-56 ile daha iyi giderim…” tarzında konuşmalar duymuşsunuzdur. İşte yukarıda yaptığımız hesap nedeniyle ortaya çıkan sonuçların arka dişlilerin sabit olduğu varsayılarak yapılan farklı tekliflerdir bunlar. 

Gidip kendinize bir yol bisikleti aldınız. Örnekteki bisikletimiz gibi 11-28 ve 50-34 dişlilere sahip ve 20 vitesli. Hızsa hız… performanssa performans… mutlu ve huzurlu bir şekilde bisikletinize biniyorsunuz. 

Bir yerde durdunuz. Birisi çıktı geldi, bisikletinize bir sağdan, bir de soldan baktı, yaklaşıp bir daha baktı. Sonra size soruyor: “kaç vitesli bu?”. 20 dediniz. Burun kıvırıp, “benim oğlanda 30 vitesli var, dağ bayır demeden gidiyor, sen neden böyle bir şey aldın?” demez mi… Tamam, sakin olun!… Ne yazık ki bu oldukça yaygın bir yaklaşım. 

Peki vites sayısı ne anlama gelir? Yukarıda yaptığımız hesaplarda arkadaki en büyük ve en küçük dişlileri ele aldık. Eğer öndeki dişli sayısı 3 olsaydı yine orada da en büyük ve en küçük dişli sayısını ele alacaktık. Hesaplardan açıkça görüleceği gibi diğer dişliler ara dişlilerdir ve bizim hedeflerimiz için ara değerlerden başka bir şey değildirler. Peki vites sayısı az ya da çoksa ne olur? Vites sayısı az olursa dişliler arasındaki oran değişimi daha fazla olacak bu da vites değişimindeki çalışma dilimlerinin sayısını azaltmaktan başka bir sonuç doğurmayacaktır. Belki biraz konfor azalır. Yine önemli olan en uçtaki dişlilerin sayısı olacaktır. 

Vites sayısı sözkonusu olduğunda farklı kategorilerdeki bisikletlerde yaklaşım farklı olmakta. Yol-yarış bisikletlerinde performans ve hafiflik gözönünde bulundurulduğu ve konforun gözardı edildiği düşünüldüğünde, önde iki dişli olması çok normaldir. Bu şehir ve dağ bisikletlerinde farklı olarak ele alınır. Öndeki dişli sayısı üçe çıkar ve yol bisikletindekinin aksine en düşük vites oranı 1’in bile altına inebilir. Bu bisiklete düşük hızda da olsa daha fazla güç iletimi özelliği kazandırarak rampaları daha kolay çıkmasını sağlar. Burada bir dişlinin ve yan parçalarının ağırlığı o kadar önemli olmayabilir. 

Anlattığımız temel bilgiler ışığında siz de kendi bisikletiniz için yukarıdaki hesaplamaları yapabilirsiniz

0
    0
    Sepetiniz
    Sepetiniz BoşMağazaya Git