แรงบิดคืออะไร?

คุณจะได้อ่านคู่มือหรือเอกสารข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับรถยนต์หลายฉบับ แนวคิด “แรงบิด” หรือที่เรียกกันว่า “แรงบิด”- เป็นคำที่ค่อนข้างธรรมดา แต่มีน้อยคนที่รู้ว่ามันคืออะไร หรือจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานหรือชีวิตประจำวันได้อย่างไร

ด้วยเหตุนี้เรามาดูในระดับลึกกันดีกว่า คำนี้หมายถึงอะไร และเหตุใดจึงสำคัญ? เมื่อเลือกเครื่องยนต์...

แรงบิดคืออะไร?

El แรงบิดหรือที่เรียกว่าแรงบิดเป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงความสามารถของแรงในการสร้างการหมุนรอบแกน- ในบริบทของเครื่องยนต์ ไม่ว่าจะเป็นไฟฟ้า ไฮบริด หรือสันดาปภายใน แรงบิดคือการวัดแรงที่เครื่องยนต์กระทำต่อเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อสร้างการเคลื่อนที่ และจากนั้นจะถูกส่งไปยังล้อผ่านระบบส่งกำลัง พูดง่ายๆ ก็คือแรงบิดที่ขับเคลื่อนล้อรถ

La สูตร ที่กำหนดคู่นี้คือ:

τ = F × r

โดยที่ τ (tau) คือแรงบิดของมอเตอร์ (แสดงเป็นนิวตันต่อเมตร, N m), F คือแรงที่กระทำในหน่วยนิวตัน (N) และ r คือระยะห่างตั้งฉากจากแนวการกระทำของแรงถึงแกนการหมุน (เป็นเมตร, ม.)

El แรงบิดที่เครื่องยนต์พัฒนาขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยในหมู่พวกเขา:

• การออกแบบเครื่องยนต์: แน่นอนว่ากำลังที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์จะส่งผลต่อแรงบิดที่พัฒนาขึ้น ตัวอย่างเช่น ปัจจัยที่อาจมีอิทธิพลคือการกระจัด ไม่ว่าจะมีเทอร์โบหรือไม่ (ด้วยเทอร์โบจะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับบรรยากาศที่มีลักษณะเหมือนกัน) เป็นต้น ค่าออกเทนของเชื้อเพลิงที่ใช้ ส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ ฯลฯ อาจส่งผลต่อแรงบิดของเครื่องยนต์ได้เช่นกัน ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือระบบส่งกำลังกระปุกเกียร์ก็สามารถรบกวนสิ่งนี้ได้เช่นกัน
• รอบต่อนาที: ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์ เช่น รอบต่อนาที ก็ส่งผลต่อแรงบิดได้เช่นกัน ในความเป็นจริง แรงบิดของเครื่องยนต์สูงสุดที่กำหนดโดยผู้ผลิตรถยนต์มักจะบรรลุที่รอบต่อนาทีที่กำหนด กล่าวคือ เหนือสิ่งอื่นใด คุณจะไม่ได้รับแรงบิดเพิ่มขึ้น และคุณก็ไม่ได้รับแรงบิดที่ต่ำกว่านั้นเช่นกัน

เป็นสิ่งสำคัญที่ควรทราบ เส้นโค้งแรงบิดของเครื่องยนต์ เป็นการแสดงกราฟิกที่แสดงให้เห็นว่าแรงบิดของเครื่องยนต์แปรผันอย่างไรตามฟังก์ชันของรอบต่อนาที (RPM) เส้นโค้งนี้เป็นลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์แต่ละตัวและให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับสมรรถนะของเครื่องยนต์ เนื่องจากคุณจะสามารถเห็นว่ารถมีพฤติกรรมอย่างไรในช่วงรอบหมุนที่แตกต่างกัน นี่อาจมีความสำคัญ ขึ้นอยู่กับรอบที่คุณต้องการเพื่อให้ได้แรงบิดสูงสุด

กำลังเทียบกับแรงบิด

กำลังและแรงบิดเป็นสองแนวคิดพื้นฐานในโลกของมอเตอร์ แต่ก็สับสนกัน แม้ว่าจะเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด แต่ก็แสดงถึงสมรรถนะของเครื่องยนต์ในด้านต่างๆ เช่น เมื่อเราพูดถึง กำลังเราหมายถึงอัตราที่งานเสร็จ- ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน หมายถึงปริมาณพลังงานที่เครื่องยนต์สามารถแปลงเป็นงานต่อหน่วยเวลา

กำลัง (P) = แรง (F) × ความเร็ว (v)
กำลัง (P สำหรับมอเตอร์โรตารี) = แรงบิด (τ) × ความเร็วเชิงมุม (ω)

กำลังนี้วัดในหน่วย SI นิ้ว กิโลวัตต์ (กิโลวัตต์)แม้ว่าโดยทั่วไปสำหรับรถยนต์ CV หรือแรงม้าจะใช้ได้ดีกว่าก็ตาม ในคู่มือทางเทคนิค มักจะมาในหน่วย SI ซึ่งก็คือหน่วยเป็นกิโลวัตต์ หากต้องการเปลี่ยนจาก kW เป็น HP เป็นเรื่องง่ายมาก:

จากแรงม้าถึงกิโลวัตต์:

1 แรงม้า database 0.7355 กิโลวัตต์

กิโลวัตต์ = แรงม้า * 0.7355

จากกิโลวัตต์ถึงแรงม้า:

1 กิโลวัตต์ กลับไปยัง 1.3596 แรงม้า

แรงม้า = กิโลวัตต์ * 1.3596

ด้วยวิธีนี้ ความเท่าเทียมกันสามารถทำได้ระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์สันดาป ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์สันดาปขนาด 200 แรงม้า มีค่าประมาณ 147.1 กิโลวัตต์ หรืออีกนัยหนึ่งคือ 147.100 วัตต์ มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกำลัง 68 กิโลวัตต์ จะเทียบเท่ากับประมาณ 91 แรงม้า

กำลังและแรงบิดมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด สัมพันธ์กันด้วยความเร็วเชิงมุม:

กำลัง = แรงบิด × ω

ซึ่งหมายความว่า สำหรับความเร็วเชิงมุมที่กำหนดหรือ ω (รอบต่อนาที) แรงบิดที่มากขึ้นหมายถึงกำลังที่มากขึ้น อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่ากราฟแรงบิดไม่คงที่ตลอดช่วงรอบหมุนทั้งหมด ดังที่ผมได้กล่าวไว้ข้างต้น

แรงบิดของเครื่องยนต์มีผลอย่างไร?

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าแรงบิดคืออะไร คุณอาจยังสงสัยว่า: แรงบิดของเครื่องยนต์ส่งผลต่ออะไร?เพื่อแนะนำคุณได้ดียิ่งขึ้นในการเลือกเครื่องยนต์ในอนาคต มันมีอิทธิพลต่อ:

• การเร่งความเร็ว: เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงที่รอบต่ำอาจกล่าวได้ว่าให้อัตราเร่งที่เร็วขึ้นจากการหยุดนิ่ง และการตอบสนองต่อการเปลี่ยนเกียร์ที่คล่องตัวยิ่งขึ้น สิ่งนี้แปลเป็นความรู้สึกของแรงผลักดันที่มากขึ้น แม้ว่าโดยปกติแล้วจะได้กำลังสูงสุดที่รอบเครื่องยนต์สูง แต่แรงบิดก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน เครื่องยนต์ที่มีกราฟแรงบิดแบนราบขยายไปทางรอบต่อนาทีสูง จะทำให้สามารถรักษาอัตราเร่งที่รอบสูงไว้ได้อย่างยั่งยืน
• ความสามารถในการลากจูง: ด้วยแรงบิดของเครื่องยนต์ที่สูงทำให้สามารถเอาชนะทางลาดชันได้ง่ายขึ้นเนื่องจากสามารถส่งแรงไปที่ล้อขับเคลื่อนได้มากกว่า ยานพาหนะที่ออกแบบมาเพื่อลากของหนักมักจะมีเครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงที่รอบต่อนาทีต่ำ ช่วยให้สามารถรักษาความเร็วให้คงที่และเอาชนะแรงต้านของถนนได้ นี่เป็นกรณีของรถยนต์ออฟโรด รถบรรทุก ยานพาหนะหนัก รถแทรกเตอร์ ฯลฯ
• ความยืดหยุ่นของเครื่องยนต์: เครื่องยนต์ที่มีเส้นโค้งแรงบิดที่กว้างช่วยให้คุณขับที่รอบต่อนาทีต่ำในเกียร์สูงได้โดยไม่จำเป็นต้องลดเกียร์และเร่งความเร็วอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้สิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงน้อยลงและขับขี่ได้ผ่อนคลายยิ่งขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อทำการฟื้นตัว (เร่งจากความเร็วต่ำในเกียร์สูง) เพื่อแซง เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงจะช่วยให้การซ้อมรบทำได้รวดเร็วและปลอดภัยยิ่งขึ้น
• ความรู้สึกในการขับขี่: แรงบิดสูงถ่ายทอดความรู้สึกถึงความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งให้กับผู้ขับขี่ ซึ่งแปลเป็นประสบการณ์การขับขี่ที่น่าพึงพอใจยิ่งขึ้น เครื่องยนต์ที่มีการตอบสนองของคันเร่งอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับแรงบิดสูงที่รอบต่ำ ให้ความรู้สึกถึงความคล่องตัวและการควบคุม

ทีนี้คำถามคือ… แรงบิดเท่าไหร่จึงจะเพียงพอ? ขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ น้ำหนักของรถ ไม่ว่าเราจะเคลื่อนที่บนถนนเป็นหลักหรือในเมือง ไม่ว่าเราจะเผชิญกับทางลาดชันบ่อยหรือไม่ และระยะทางยาว ฯลฯ

รูปภาพ | แคนวา