I allmänhet bedömer de flesta förare bilar efter motoreffekt, vilket innebär att ju mer kraftfull bilen är, desto snabbare är den för samma vikt och typ av drivning. Men i verkligheten kan till exempel en bil med en dieselmotor på 80 hk starta snabbare än samma bil med en bensinmotor på 110 hk. Poängen är att inte bara hästkrafter är viktiga för accelerationsdynamiken, utan också maximalt motorvridmoment. Vi berättar vad vridmoment är med enkla ord, i vilka enheter vridmoment mäts och hur det är relaterat till effekt.
Vad är vridmoment
Vad är motorvridmoment: Enkelt uttryckt är det den dragkraft som en motor producerar. När motorn är igång vrider den hjulen med en viss kraft. Denna kraft dividerad med en längdenhet (t.ex. hjulets radie) är vridmomentet. För en viss motor beror vridmomentet på många faktorer, från slagvolym till formen på kamaxelns kammar. Ju mer vridmoment motorn producerar, desto hårdare kan den driva bilen framåt.
På grund av sin konstruktion och driftsprincip har förbränningsmotorer en mycket olinjär vridmomentkarakteristik. Om ett värde på 150 Nm anges i motorspecifikationerna är detta därför dess maximala värde. Det uppnås vid topp, vid full gas och vanligtvis inom ett smalt varvtalsområde. Men det finns också motorer med en “hylla” på vridmomentkurvan, när dragkraften förblir stabilt hög med ökande motorvarvtal – detta är möjligt med användning av turboladdning. Så varvtalet för maximalt vridmoment beror på motorns typ och konstruktion.
Låt oss återvända till våra konventionella bilar: så varför startar den med en diesel snabbare? Eftersom den i allmänhet har högre vridmoment, även vid låga varvtal. Dieselmotorer är fundamentalt annorlunda konstruerade än bensinmotorer. De har högre verkningsgrad på grund av dieselbränslets högre energiinnehåll och kompressionsförhållandet. Detta innebär att mer energi från det förbrända bränslet utför nyttigt arbete, det vill säga går till att skapa vridmoment. På grund av denna egenskap hos dieslar används de aktivt i kommersiella fordon.
Vad är vridmomentet i en motor
Vridmomentet är produkten av kraften på axeln. Därför är dess måttenhet i en bil newtonmätaren (newton multiplicerat med en meter) eller, för kort, N-m eller Nm. I en motor finns det naturligtvis inte en lika tydlig arm som på bilderna i läroboken. Istället för en enda arm finns det en komplex mekanism. Och kraften skapas av de expanderande gaserna i förbränningskammaren. Till skillnad från kraft med sina kilowatt och hästkrafter används sällan alternativa skalor för att beteckna drivkraft: när man talar om vridmoment är måttenheterna vanligtvis newtonmeter.
Hur vridmoment skiljer sig från effekt
Vi har tagit reda på vad motorns vridmoment beror på och vad dragkraften påverkar. Nu är det dags att komma ihåg vad effekt är.
Låt oss börja om med fysiken: Motoreffekten är lika med produkten av vridmomentet dividerat med varvtalet dividerat med en faktor 9549 (N=M*n/9549). Resultatet är i kilowatt. För att konvertera det till det mer välkända metriska hästkrafterna måste du multiplicera det med ytterligare 1,36.
För en vanlig personbil ligger det maximala vridmomentet i intervallet ca 150-300 Nm (i dieselbilar 350-400 Nm), och de flesta moderna bensinmotorer snurrar upp till 6000-7000 varv/minut. Dieslar idag släpar efter lite – 5000-5500 rpm. För att snurra vevaxeln upp till en sådan hastighet och följaktligen hjulen som är anslutna till den behöver du också en viss dragkraft. Således visar det sig att kraften är ett värde som härrör från vridmomentet. Ju högre det är, desto kraftfullare är motorn än sina konkurrenter.
Det finns en enklare förklaring för människor som inte vet något om teknik. Bra väggrepp hjälper dig att dra en tung släpvagn eller snurra hjulen i sanden. Och med hög effekt kan du nå högre hastigheter om det inte finns några begränsningar.
Kan vridmomentet ökas
I teorin är det möjligt. Faktum är att i en förbränningsmotor beror vridmomentet nästan direkt på cylinderfyllningen – ju mer luft och därmed bränsle som kommer in och förbränns, desto mer dragkraft producerar motorn. Motorkonstruktioner är dock utformade för vissa dragegenskaper. Det är möjligt att öka vridmomentet (och effekten), men det innebär oftast en minskning av livslängden. Det finns i princip två sätt: mekaniskt och elektroniskt.
Elektroniskt innebär att man ändrar motorstyrningsprogrammet, ökar mängden luft och bränsle i cylindrarna: genom högre laddtryck, olika ventilöppningsfaser eller insprutning och så vidare. Manipulationer med programmet (chip tuning) i turbomotorer kan “ta bort” upp till 20 procent av det extra vridmomentet utan att fundamentalt ändra designen. Men för “atmosfärik” är det vanligtvis mer blygsamma 5-7 procent.
Det mekaniska sättet är att ändra geometrin för cylinder-kolvgruppen, inlopps- och avgassystemen samt att öka cylindervolymen. Metoden är dyr, så den används vanligtvis endast för sportbilar.
Hur som helst är en betydande ökning av vridmomentet förenad med förlust av säkerhetsmarginal, intensivare slitage och, som en följd av detta, förkortning av motorns livslängd före översyn.
Totaler
- Vridmoment är, enkelt uttryckt, motorns effekt.
- Vridmomentet mäts i Nm (newtonmeter).
- Turbomotorer (inklusive dieslar) har ett högt vridmoment uppnås vid låga hastigheter, atmosfäriska motorer – vanligtvis vid medel eller över genomsnittet.
- Någon inställning av motorn för att avsevärt öka vridmomentet leder till en förlust av motorns livslängd.