گشتاور با قدرت موتور چه تفاوتی دارد؟

قدرت موتور توسط دستگاه دینامومتر سنجیده می‌شود. این دستگاه به موتور نیروی مقاوم تحمیل می‌کند و نیروی چرخشی میل‌لنگ موتور در برابر این نیروی مقاوم را می‌سنجد. این نیروی مقاوم معمولا یک ترمز است که مانع چرخش چرخ‌ها می‌شود.

در واقع کاری که دستگاه داینو انجام می‌دهد، سنجش گشتاور تولیدی موتور است. در یک خودرو گشتاور در سرعت‌های مختلف موتور یا دور موتور در دقیقه سنجیده می‌شود. این دو عدد داخل یک فرمول گذاشته می‌شوند تا اسب‌بخار محاسبه شود: گشتاور ضربدر دور موتور تقسیم بر ۵۲۵۲٫

انجمن مهندسان خودرو برای تعیین اسب‌بخار دو استاندارد خالص و ناخالص در نظر گرفته‌اند. در استاندارد ناخالص قبل از آزمایش بیشتر دستگاه‌هایی که بار اضافی به موتور تحمیل می‌کنند از جمله دستگاه‌های کنترل آلایندگی حذف می‌شوند. ولی استاندارد اسب‌بخار خالص نتیجه حاصل از آزمایش همان نوع خودروی استانداردی است که آن رادر نمایشگاه فروش خودرو خواهید یافت و اعداد و ارقامی که اکنون در تبلیغات و بروشور خودروسازان به چشم می‌خورند براساس استاندارد اسب‌بخار خالص سنجیده می‌شوند.

اسب‌بخار بر اساس گشتاور تعیین می‌شود زیرا سنجش گشتاور راحت‌تر است. در یک تعریف دقیق، گشتاور به نیروی چرخشی گفته می‌شود که ممکن است حرکت ایجاد کند یا نکند. سنجش گشتاور یعنی مقدار نیرو ضربدر طول اهرمی که نیرو به آن وارد می‌شود. به عنوان مثال اگر از آچاری به طول ۱ متر استفاده کنید تا نیروی ۱ نیوتن را به سر یک پیچ وارد کنید، درحال تولید ۱ نیوتن‌متر گشتاور هستید.

همانطور که در بالا ذکر شد می‌توان بدون حرکت‌دادن جسمی گشتاور تولید کرد. بااین‌حال وقتی که گشتاور جسمی را به حرکت در می‌آورد تبدیل به «کار» می‌شود و این همان چیزی است که در مورد خودروها به عنوان «گشتاور» می‌شناسیم. هر چقدر یک موتور گشتاور بیشتری تولید کند پتانسیل انجام کار بیشتری خواهد داشت.

برای اینکه از رابطه میان قدرت و گشتاور بیشتر بدانید به خواندن این مقاله ادامه دهید.

ارتباط میان گشتاور و قدرت

گشتاور و قدرت در بازار خودرو نقش حیاتی ایفا می‌کنند. این اعداد و ارقام برای توصیف کارایی یک خودرو بیان می‌شوند. در واقع نقش این اعداد نسبت به آنچه که اکثر مصرف‌کنندگان درک می‌کنند پیچیده‌تر است. مهم‌تر از آن، براساس چگونگی ارتباط این دو مفهوم در طراحی یک خودرو، کارایی این اعداد در دنیای واقعی رانندگی و حمل بار تعیین می‌شود.

قدرت موتور برابر است با «حاصل‌ضرب گشتاور و دور موتور». دانستیم که گشتاور برابر نیرویی است که میل‌لنگ خودرو می‌تواند تحمل کند. دور موتور نیز نمایانگر سرعت چرخش موتور است. حال فرض کنید یک موتور با سرعت ۶ هزار دور در دقیقه، ۱۰۰ نیوتن‌متر گشتاور تولید می‌کند. وظیفه جعبه دنده خودرو این است که گشتاور را به دور تبدیل کند. برای مثال، یک دنده با نسبت ۰٫۵، دور موتور را نصف می‌کند. بنابراین خروجی این دنده با سرعت ۳۰۰۰ دور در دقیقه دوران می‌کند، اما از آنجا که حاصلضرب دور و گشتاور ثابت است، گشتاور باید دو برابر شود. یعنی خروجی این دنده ۲۰۰ نیوتن‌متر نیرو خواهد داشت؛یعنی سرعت کمتر در مقابل نیروی بیشتر.

وقتی خودرو با سرعت کم و در دنده‌های سنگین در حال حرکت است، جعبه دنده دور خروجی پایین و گشتاور خروجی بالایی دارد. به همین دلیل با کوچکترین فشار پدال گاز، نیروی زیادی را احساس می‌کنید و خودرو به راحتی شتاب می‌گیرد. در سرعت‌های بالا و دنده‌های سبک، به دلیل سرعت بالای دوران چرخ، گشتاور کاهش می‌یابد و شتابگیری آهسته‌تر می‌شود.

برای درک این موضوع به تفاوت میان یک خودروی مسابقه‌ای و یک تراکتور فکر کنید. خودروی مسابقه‌ای قدرت بسیار زیادی تولید می‌کند اگر گشتاور آن از طریق چرخ‌دنده‌ها برای رسیدن به سرعت‌های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور نسبی، برای حرکت‌دادن یک خودروی مسابقه‌ای نیاز به انجام کار زیادی نیست بنابراین کار کمتری انجام می‌‌شود و قدرت بیشتری برای رسیدن به سرعت‌های بالا باقی می‌ماند.

از طرف دیگر یک تراکتور ممکن است موتوری با حجم و اسب‌بخار تولیدی یکسانی داشته باشد، اما این اسب‌بخار برای انجام کار از طریق چرخ‌دنده‌ها به کار گرفته می‌شود. تراکتور نمی‌تواند با سرعت زیاد حرکت کند اما می‌تواند اجسامی با وزن بسیار زیاد را جا‌به‌جا کند.

حال اگر یک خودرو قدرت بیشتری داشته باشد، می‌تواند به طور همزمان در دورها و سرعت‌های بالاتر، نیرو و شتاب بیشتری را به خودرو وارد کند. یا در مورد ماشین‌های سنگین، در سرعت‌هایی پایینتر قابلیت حمل بار خودرو افزایش می‌یابد.

نکته بسیار مهم دیگر این است که گشتاور بیشینه خودرو در چه دور موتوری در دسترس است. هرچه گشتاور موتور در دورهای پایین بیشتر باشد، رانندگی با خودرو راحت‌تر خواهد بود. چرا که می‌توانید بدون گاز دادن زیاد یا ریپ‌زدن خودرو در دورهای پایین، رانندگی کنید. موتور نیسان جوک توربو از این نظر یک شاهکار مهندسی محسوب می‌شود و گشتاور آن در طیف گسترده‌ای از دور موتور در دسترس راننده است. بسیاری از موتورهایی که فناوری قدیمی‌تری دارند، در دورهای بالا به گشتاور قابل قبول می‌رسند. در نتیجه راننده برای به راه‌انداختن خودرو باید دور موتور را مثلا تا ۳۵۰۰ بالا ببرد و این امر باعث استهلاک خودرو خواهد شد. به همین دلیل است که همیشه در کنار عدد گشتاور موتور، دور موتوری که گشتاور در آن حاصل می‌شود را نیز می‌نویسند.

به طور خلاصه، می‌توان گفت گشتاور نشان‌دهنده کشش و شتاب خودرو در سرعت‌های پایین، و اسب بخار نشان‌دهنده حداکثر سرعت خودرو است. چرا که در سرعت‌های پایین، تمام توان موتور به شکل گشتاور برای شتاب‌گیری خودرو استفاده می‌شود، و در دورهای بالا، تقریبا تمام موتور صرف غلبه بر نیروی مقاومت هوا می‌شود.

دفعه بعد که تبلیغ یک خودرو را در تلویزیون دیدید به این فکر کنید که وقتی در تبلیغ یک خودرو از اسب‌بخار و گشتاور صحبت می‌کنند چه مفهومی دارد. رابطه‌ای میان قدرت و گشتاور وجود دارد و معنای آنها وابسته به یکدیگر است، اما بیانگر جنبه‌های بسیار متفاوتی از نوع کارایی یک خودرو یا یک وانت هستند.