![](https://static.digiato.com/digiato/2019/04/2017-camaro-zl1-wallpaper.jpg.webp)
گشتاور یا اسب بخار؛ کدامیک باعث شتابگیری بهتر خودرو می شود؟
مردم همواره درباره میزان اهمیت دو مقوله اسب بخار و گشتاور صحبت میکنند؛ با آنکه پیرامون هر دو مقیاس تا سر حد مرگ در برخی انجمنهای مجازی و و محافل مختلف بحث و بررسی صورت ...
![حسین باباپور](https://digiato.com/wp-content/uploads/avatars/54196-32x32.jpg)
مردم همواره درباره میزان اهمیت دو مقوله اسب بخار و گشتاور صحبت میکنند؛ با آنکه پیرامون هر دو مقیاس تا سر حد مرگ در برخی انجمنهای مجازی و و محافل مختلف بحث و بررسی صورت میگیرد، اما واقعا کدام یک از این دو معیار بهتری برای پی بردن به قدرت و کارایی موثر یک پیشرانه هستند؟
گشتاور معیار سنجش مقدار نیروی پیچشی است که موتور خودروی شما قادر به تولید آن بوده و معمولا در قسمت میل لنگ موتور مورد اندازهگیری قرار میگیرد؛ (مگر آنکه شما هم مانند ایلان ماسک، آن را در محل چرخهای خودرویتان اندازه گیری نموده و عدد و رقم حاصل را طوری بزرگ جلوه دهید که از نظر اصول مهندسی قابل توضیح نباشد!!)
واحدهای اندازه گیری آن معمولا بر حسب پوند فوت (نیروی یک پوند وارد بر یک فوت از میللنگ) و یا نیوتن متر (نیروی وارد آمده بر حسب نیوتن بر میل لنگ) است.
شرکتهای خودروساز معمولا حداکثر گشتاور تولیدی توسط پیشرانه را به عنوان گشتاور حاصل از یک موتور به عموم اعلام مینمایند که میتواند بسته به سبک طراحی و نوع موتور، در هر رنجی از سرعت دوران (دور) موتور اتفاق بیفتد.
در اغلب مواقع اعلام میشود که بیشینه گشتاور در چه دور موتوری رخ میدهد و نکتهای که بایست در اینجا مورد توجه قرار گیرد، این است که در سایر دورهای موتور(rpm)، گشتاور تولیدی پیشرانه پایینتر از آن رقم اعلام شده خواهد بود. حتما این نکته را به خاطر بسپارید.
اسب بخار نیز برابر است با حاصل ضرب گشتاور در دور موتور و به طور کلی بیانگر میزان کاریست که یک پیشرانه در زمان معین قادر به انجام آن است. (یک اسب بخار یا 745 وات، به نیروی مورد نیاز برای بلند کردن یک فرد متوسط 75 کیلوگرمی به ارتفاع یک متر در زمان یک ثانیه اطلاق میشود.
مجددا لازم است یادآوری کنیم که اکثر خودروسازان تنها رقم متناسب با حداکثر توان خروجی را در یک دور موتور مشخص به مشتری اعلام مینمایند.
آیا گشتاور بیشتر معادل با شتاب بیشتر است؟
دو موتور زیر را در نظر بگیرید:
- موتور1: 300 اسب بخار @ 4000rpm، گشتاور 500 پوندفوت @ 1500rpm
- موتور2: 300 اسب بخار @ 8000rpm، گشتاور 250 پوندفوت @ 3000rpm
کدام یک شتاب بیشتری را نصیب خودروی یکسان خواهند نمود؟ جواب این است که هر دوی آنها به طور مشابه عمل مینمایند، اگر از ضرایب دنده مختلفی استفاده کنید.
اگر شما از نسبت دنده دو به یک برای موتور2 استفاده نمایید، تمامی دورهای موتور نصف شده و گشتاور دو برابر میشود، بنابراین توان خروجی یا همان اسب بخار ثابت مانده و دقیقا به میزان توان خروجیای برابر با موتور1 دست خواهید یافت؛ نکته ظریف قضیه اینجاست که دور موتور هم درست به اندازه گشتاور اهمیت دارد، چرا که اسب بخار (توان خروجی) پیشرانه تابعی از هردوی این متغیرهاست.
گشتاور پیشرانه دقیقا به چه معناست؟
بیاید سه موتور دیگر با مشخصات زیر را در نظر بگیریم:
- موتور1: 300 اسب بخار @ 6000rpm، گشتاور 290 پوندفوت @ 2500rpm
- موتور2: 300 اسب بخار @ 6000rpm، گشتاور 390 پوندفوت @ 2500rpm
- موتور3: 300 اسب بخار @ 6000rpm، گشتاور 290 پوندفوت @ 4500rpm
دو پیشرانه 1و2، توان خروجی (اسب بخار) و دور موتورهای یکسانی دارند؛ بنابراین آنها در دور موتور 6000 کاملا مشابه یکدیگر عمل خواهند نمود، با اینکه بیشینه گشتاور تولیدیشان متفاوت است!
حال بیایید به نمودارهای توان/گشتاور زیر نگاهی بیاندازیم؛ با توجه به نمودارها، منحنی گشتاور در واقع اهمیت چندانی ندارد؛ چرا که به راحتی توسط ضریب دنده متاثر میشود و تغییر میکند.
اسببخار تابع ضریب دنده نبوده، بنابراین میتوان تمام حواس خود را به سوی آن متمرکز نمود.
موتور1 دارای منحنی قدرتی است که تقریبا به صورت خطی افزایش مییابد؛ چرا که منحنی گشتاور آن تقریبا در اکثر دور موتور ها ثابت مانده است.
موتور2 دارای گشتاور بیشتری در دورهای پایینتر است؛ بنابراین منحنی قدرت آن به طرف بالا تحدب پیدا کرده است.
موتور3 ماکزیمم گشتاور یکسانی با موتور یک دارد اما در دور موتورهای بالاتری به این بیشینه گشتاور میرسد.در دورهای پایینتر، موتور3 گشتاور کمتری تولید میکند؛ بنابراین قدرت کمتری نیز در آن محدوده ارائه میدهد.
اما هیچ کدام از موارد فوق در محدوده قرمز (ردلاین) اهمیتی ندارند؛ چرا که هر سه موتور در این محدوده توان خروجی یکسانی تولید مینمایند. البته اکثر مردم دائما چنین کاری را انجام نمیدهند و خودروی خود را با دور پیشرانه نزدیک به ردلاین، در تمام مواقع به حرکت درنمیآورند.
از نظر سبقتگیری، موتور شماره2 در دورهای پایین (2000rpm) قدرت بیشتری دارد؛ بنابراین سریعتر سبقتگیری را انجام خواهد داد.
بنابراین به طور کلی، گشتاور بیشتر در دورهای موتور پایینتر شتاب بیشتری برای خودروی شما به ارمغان خواهد آورد؛ خودروهای الکتریکی از این منظر بسیار عالی عمل میکنند چرا که بیشینه گشتاورشان را در دور موتور صفر (0rpm) ارائه میدهند.
خلاصه مباحث فوق در سطور ذیل خلاصه میشود:
- اسب بخار بهترین معیار برای پی بردن به میزان شتاب و حداکثر سرعت خودرو است (البته عوامل موثر نظیر: وزن، چسبندگی و درگ بایست یکسان باشند).
- بیشینه گشتاور موتور بدون اعلام دور پیشرانه و محدوده تولیدی (rpm) آن چندان معنایی ندارد.
- تولید گشتاور بیشتر در دورهای موتور پایینتر، معمولا به معنی شتاب بیشتر در دورهای پایین بوده که از منظر رانندگی روزمره بهتر خواهد بود.
- همواره به یاد داشته باشید که اعداد و ارقام اعلام شده از سوی شرکت سازنده، هیچگاه تمام ماجرا را توضیح نمیدهند.
دیدگاهها و نظرات خود را بنویسید
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.
سلام
اسب بخاطر میزان قدرت یا زوری هست که موتور می تونه وارد کنه و گشتاور میزان سرعت چرخش هست
پس چیزی که برای سرعت شتاب گیری لازمه اسب بخار هست نه گشتاور
اینُ دیگه یک بچه هم می دونه
اما یک بحثی راجب بین انجین و موتور هستُ می خوام بگم که بعضی ها فکر می کنن انجین بهتره
انجین چون با فشار انفجار یا درواقع آتش گرفتن بنزین هست بسته به نوع بنزین فشارش خیلی زیاده مثلا فشار بخار آب اگر آبُ بذارین توی یک زودپز استیل ضد زنگ خیلی محکم و مقاوم و جوش بیارین ممکنه منفجر بشه حالا ببینید بنزین چه قدرتی داره
درسته انجین توان بالایی داره اما هرچقدرم مهندسیش پیچیده بشه بازم گشتاوری که لازم هستُ بطور مستقیم نمیده و وابسته به چرخ دنده هست یا درواقع تبدیل سرعت کم به زیاد
توضیح گشتاور گرفتنشُ چون کامنت طولانی میشه نمیگم
اما موتور حالتی مثله جمع شدن قدرت و یکدفعه استفاده کردن نداره و از صفر نیرو میگیره که اینُ نه میشه عیب دونست و نه مزیت چون اصلا مهم نیست
اما موتور تا دلت بخواد سرعت میگیره یا درواقع بهت گشتاور میده مثلا 200 هزارتا یا 500 هزارتا یا 1 میلیون rpm
البته بستگی داره چطور ساخته شده باشه و مثلا یک پره با محکم ترین
جنس پلاستیکی بهش وصل کنید می تونید اونقدر سرعتشو بدون اینکه چرخ دنده ای بهش وصل باشه بالا ببرید که پره در اثر فشار زیاد نیروی گرانشی متلاشی بشه
توی یوتیوب هست اینُ سرچ کنید
motor with 200000 rpm
و اما توان که بازم بسته به نوع ساختش یک موتور که اندازش از نصف انجین می تونه کوچیک تر باشه میشه ازش بالای 300 اسب بخار قدرت گرفت که یا می تونه کنترول شده باشه یعنی از کم به زیاد یا تمام توانُ یکجا استفاده کنه بصورت آنی که نتیجش میشه شتاب سریعتر ماشین های برقی تا 1.9 ثانیه با اینکه اول راهشون هست و زیاد پیشرفت نکردن و بدلیل کوچیک بودن میشه روی هر تایر یک موتور وصل کرد
و دقیقا به همین دلایل هست که برای موتور گیربکس چند دنده استفاده نمی کنند
اینارو در جواب به یکی گفتم که اون دفعه اطلاعات کمی
بازم میگم هیچ تفاوتی در قدرت بین موتور احتراقی و موتور الکتریکی نیست ولی موتورهای الکتریکی مزیت های خیلی بیشتری نسبت به موتورهای احتراقی دارن با اینکه اول راهشون هست
یکی از موارد مهم اینه که کاملا بدون آلایندگی هست البته اگه انرژی مورد نیازش از انرژی های تجدید پذیری مثله خورشیدی یا بادی یا جاذبه ای و غیره باشه
حالا حساب کنید اگر یک ابرسانایی اختراع یا کشف بشه که توی شرایط معمولی کار کنه میزان استفاده بهینه انرژی به صد در صد می رسه مثله این میمونه که یک میورو با پوستش و همه چیش بوخوری
سلام. احتمالا من بخاطر تفاوت در نحوه ی نگارشمون کمی با شما در مورد اسب بخار و گشتاور مخالفم.
گشتاور میزان سرعت چرخش نیست.
اسب بخار برابر با توان هست و توان برابر با سرعت زاویه ای چرخ ضرب در گشتاور هست. چیزی که برای شتاب نیاز هست گشتاور و همچنین چسبیدن تایر به زمین هست.
البته که این گشتاور در دنده های مختلف فرق میکنه ولی سادش اینه که موتوری که اسب بخار بالاتری داره، در دنده 1 گشتاور بیشتری نسبت به موتوری که اسب بخار پایین تر داره ، در دنده ی 1 ؛ تولید میکنه(به علت نقص هایی در زبان فارسی این جمله دو پهلو خواهد بود!)
چیزی که برای شتاب نیاز هست در وهله ی اول بر میگرده به گشتاور خودرو در دنده ی 1 که این گشتاور در دنده ی یک کاملا به زمین منتقل نخواهد شد به علت اینکه اصطکاک بین چرخ و زمین در حدی نیست که بتونه تحمل کنه و انرژی کاملا منتقل بشه به زمین. به فرض اگر تمامی انرژی به زمین منتقل بشه باز هم گشتاور به چرخ دنده بر میگرده و در نهایت تاپ اسپید خودرو بر میگرده به اسب بخارش(در این بین مسایل زیادی دخیل هست / سیستم گیر باکس چجری باشه/ جنس تایر/ نسبت وزن خودرو به اصطکاک تایر و ...)
سلام
درسته نحوه نگارشم ممکنه باعث اشتباه بشه اما اینکه چرا اینجوری گفتمُ بصورت خلاصه یه توضیح کوچیکی میدم با مثال و حدأقل جوری که فهمش راحت باشه
نحوه کارکرد و جزئیات و غیره رو نمیگم چون هم کامنت خیلی خیلی طولانی میشه هم باید یه سری اسامیُ پیدا کنم که خیلی وقت گیر میشه و اینکه مشخصه خودت تا حد قابل قبولی می دونی دیگه چرا من ریز ریز توضیح بدم
نحوه عملکرد موتورهای احتراقیُ که می دونی چه شکلی هست یجورایی مثله موتورهای بخار یا قطارهای قدیم که با زغال سنگ و آب کار می کردن یا همون موتور بخار آب دیدیم که همین بخار آب اونقدر قدرت داشت که بتونه یک قطار به اون سنگینی با اون همه واگن رو با اون سرعت به حرکت دربیاره و همین الانم میشه موتور بخار آب برای ماشین ساخت و تا 200 کیلومتر سرعت بگیره
اما بنزین خیلی کارآمد تر هست و نیازی به صبر زیاد هم برای قدرت گیری نداره و نحوه عملکرد سیلندرهای ماشین های بنزینی نحوه کارشون مثله موتور بخار آب هست اما بخاطر اینکه بنزین هست خیلی جمعُ جور شده یا کوچیک شده
اینکه یک انجین نمی تونه گشتاور زیادی تولید کنه این دقیقا بخاطر نحوه عملکردش هست و نه چیزه دیگه ای واسه همین وابسته به گیربکس هست
و همونطور که گفتم فشاری هست و براسا توانایی بنزین کار می کنه که قدرتش خیلی زیاده واسه همینه فکر می کنی توان با گشتاور توی انجین باهم در ارتباط هست که در ظاهر همینطوره و درست هم هست اما نحوه کارکردشو بطور کامل بفهمی دیگه اینجور فکر نمی کنی
وقتی شما گشتاور میگیری یا همون دور موتور یا سرعت چرخش محور توی موتور مثله این میمونه که فشار یا توان یا همون اسب بخار داره توی موتور جمع می شه و وقتی وصلش می کنی چون فشاری هست که نمیاد برگرده از اول و مثلا با همون گشتاوری که بهش وارد کردی با وجود اون همه فشاری که در اثر سرعت و نیروی گرانشی و چسبندگی و غیره روی ماشین هست میاد تایرُ به حرکت در میاره
خلاصه که بنزین قدرت فوقلعاده ای داره و عملکردش خیلی سریعتر از بخار آب هست
حالا شما بری قطعات موتورتو از تیتانیوم که قوی ترین فلز روی زمین هست جوری درست کنی که تا 10 rpm بهت گشتاور بده(که این احتمالا نهایت گشتاوری هست که از یک موتور احتراقی می تونی بدست بیاری) میتونی جوری بسازیش که حتی تا 5 هزار یا بیشتر بهت اسب بخار قدرت بده
با اینکه خلاصه گفتم و با تمام جزئیات کارکرد نگفتم انقدر طولانی شد واسه همین گفتم توضیح نمیدم چون کامنتُ طولانی می کنه و باز یه سری میان تیکه میندازن بیکاری و از اینجور حرفا
با توجه به چیزای که بهت گفتم حالا فهمش واست خیلی راحت هست و دیگه با یکذره تحقیق کوچولو خیلی راحت با تمام جزئیات و بطور کامل خیلی راحت بفهمی
بنظر من حتی همین مورد که موتور برقی صفر هست بازم همین خودش یک مزیت هست نسبت به انجین
و میشه ازش استفاده خوبی کرد در کنترول و استفاده حدأکثری از ایرودینامیک ماشین می تونم در این مورد حالا یا نمی دونن یا نمی خوان استفاده کنن که بنظرم فعلا لازم نمی دونن استفاده کنن
می تونم پهبادی که کنترول عالی در تعادل و موقعیت داشت که در تد نمایش داده شد رو بعنوان مثال بگم ممکنه فکر کنی ربط نداره اما یکمی فکر کنی میبینی که ربط داره
میبینی که موتور چقدر خوبه نسبت به انجین چه در سرعت و قدرت و غیره یعنی زمین تا آسمون از انجین بهتره
هنوز مبتدی هستند
و احتمالا حالا می دونی که من چه چیزی توی موتور میبینم که این همه ازش تعریف می کنم
موتور هواپیما مثلا مسافر بری که میبینی چه قدرتی داره درواقع موتور الکتریکی هست نه بنزینی این وسط بنزین نقش گرم کردن و افزایش جنبُ جوش ملکول های هوا و تأمین انرژی موتور الکتریکیُ داره یعنی به شکلی که دارن پروازُ انجام میدن یعنی با چنین قدرت و تونستن هواپیماهای بزرگ مسافربری بسازن بدون موتور الکتریکی امکان پذیر نیست
حالا حساب کن اگر راکتور هسته ای عملی سازی و قابل استفاده بشه تا زمانی که انرژیش تموم بشه هواپیما می تونه با انرژی پاک مثلا 3 یا 4 ماه دائما با سرعتی مثلا 700 تا پرواز کنه
البته دلیل و توضیح کافی توی نت پیدا نکردم که مبنی بر کارکرد موتور الکتریکی توی هواپیما باشه ولی یحتمل اینجوری هست
موتور الکتریکی قسمت سرد هواپیما وصله یعنی جلو و پره بزرگُ به حرکت در میاره و هوارو میمکه و هوا در پشت با احتراق بنزین ترکیب میشه وگرم میشه و مثله این میمونه که گازی فرار تولید میشه و برعکس جلو که گشاد هست :) عقب تنگ هست :) که به نحوی که گیر میوفته و نیروی وارده برای خروج ایجاد حرکت رو به جلو می کنه
حالا نمی دونم شاید من اشتباه می کنم و شاید اصلا اینجوری که گفتم نباشه
البته موتور الکتریکی ماله هواپیماهای مسافربری یا مثلش هست و برای راکت فضایی یا هواپیماهای جنگی که خیلی کوچیکتر از هواپیماها مسافربری هستند با این حال خوره ی بنزین هستن نیست و احتمالا باید نحوه کارکرد کاملا متفاوتی هم داشته باشن
ببخشید نمی تونم همینایی که گفتمُ با اسامی علمی توضیح بدم یعنی اصولی منظورم همون اسامی عجیب غریبی که روی کشفیات یا اختراعات می ذارن که کوتاهتر می کنه توضیحات رو چون درسشُ نخوندم اما حتی اگر خوانده بودم هم بازم میومدم به این سادگی توضیح می دادم
چون اساسا اصولی یاد گرفتن اشتباه هست و اصولی کار کردن درست هست که میشه همون دقیق کار کردن که راجبش میشه کتاب نوشت
حالا یه سری چیزای اضافه برای برتری موتور های الکتریکی گفتم یکمی طولانی کرد کامنتُ
آینده وسایل نقلیه ماله موتورهای الکتریکی هست
اسب بخار ماشین رو میفروشه، گشتاور مسابقه رو میبره.
«کارول شلبی»
نیوتن متر (نیروی یک نیوتن وارد آمده بر یک متر از میل لنگ)
دنیای فیزیکو با این جمله متحول کردین://
نیوتون متر واحد اندازه گیری گشتاور هست.گشتاور برابر حاصل ضرب نیرو در طول بازوی اعمال نیرو در سینوس زاویه بین نیرو و بازو هست.یک نیوتون متر یعنی نیروی یک نیوتونی وارد شده برا بازویی به طول یک متر.
مثلا اگه یک اچار داشتیم ک دستش دو متر بود،ما هم با زاویه نود درجه یک نیوتون به سر دسته نیرو وارد کنیم،گشتاوری ک به پیچ وارد میشه دو نیوتون متر خواهد بود،چ ربطی به طول میللنگ داره اینجا
در ضمن گشتاور تابع ارتفاع حرکت سیلندر هست،چون هرچی ارتفاع بیشتر باشه(طولی ک سیلندر داهل پیستون حرکت میکنه)،باید طول شاتون ک به میللنگ وصله بیشتر باشه،در نتیجه طول بازو در فرمول گشتاور افزایش،درنتیجه گشتاور هم افزایش پیدا میکنه،برا همین خودروهای دیزل گشتاورشون زیاده
فوق العاده مفید بود، واقعا لذت بردم، ممنون و خسته نباشید❤