Mô-men xoắn cực đại nghĩa là gì

Công suất và mô-men xoắn là gì? Chúng liên quan với nhau ra sao?

Trong những thông số cơ bản nhất của một động cơ đốt trong, công suất và mô-men xoắn là hai thông số kỹ thuật có ý nghĩa quan trọng nhất về mặt "sức mạnh" của chiếc xe. Hai thông số này quan hệ với nhau một cách chặt chẽ, mỗi thông số thể hiện một đặc tính khác nhau và quyết định tính năng của chiếc xe trong từng điều kiện vận hành cụ thể.​

Việc so sánh công suất và mô-men xoắn giữa các động cơ với nhau có thể là một vấn đề khiến cho nhiều người sử dụng xe còn mơ hồ. Ví dụ, nếu nói một chiếc Lamborghini có công suất 700 mã lực là "mạnh" hơn một chiếc xe tải Hyundai có công suất 200 mã lực thì đó là một điều hoàn toàn sai lầm. Bởi vì "sức mạnh" của chiếc xe không chỉ thể hiện ở một đại lượng là công suất mà nó còn thể hiện ở một đại lượng quan trọng khác, đó chính là mô-men xoắn.

Căn nguyên của sự rối rắm này là ở chỗ: khi các nhà sản xuất cải tiến và cho ra đời một loại động cơ mới nào đó thì họ đã biết mình theo đuổi những đặc điểm kỹ thuật nào để đạt được sự tối ưu về trọng lượng, kích cỡ cũng như mục đích sử dụng của chiếc xe. Giá trị của công suất và mô-men xoắn biến thiên rất khác nhau trong dải vòng tua của động cơ và thông thường thì các nhà sản xuất chỉ công bố giá trị cực đại của hai thông số này. Điều đó rất dễ gây nên nhầm lẫn về "sức mạnh" của một chiếc xe.

Chúng ta sẽ cùng xem công suất cũng như mô-men xoắn thực sự là gì và chúng có ý nghĩa như thế nào đối với một chiếc xe.

Mô-men xoắn của động cơ

Thông thường, khi "nói chuyện" về xe cộ với nhau, người ta hay nói về công suất của chiếc xe mà ít ai nói về mô-men xoắn. Bởi vì họ thường nghĩ rằng họ không hiểu nhiều về mô-men xoắn, hoặc là cho rằng mô-men xoắn không quan trọng cho lắm! Thật ra, mô-men xoắn mới là thứ "dễ hiểu" hơn so với công suất. Chính vì vậy, đầu tiên mình xin nói về mô-men xoắn, chúng ta cần hiểu rõ về nó trước khi hiểu về công suất.

Ngay ở cái tên của nó, mô-men xoắn đã thể hiện ý nghĩa thực sự là gì. Mô-men xoắn chính là lực sinh ra khi xảy ra hiện tượng vật thể quay quanh trục và nó có nguồn gốc từ những thí nghiệm của nhà khoa học nổi tiếng Archimede về đòn bẩy. Khi có một lực tác động vào một vật khiến nó quay quanh một điểm, mô-men xoắn sẽ xuất hiện. Nói một cách nôm na, mô-men xoắn chính là lực xoay của trục khuỷu và nếu "tưởng tượng" ra xa hơn thì nó tượng trưng cho lực quay của bánh xe.

Một chiếc xe có mô-men xoắn càng lớn thì lực quay của bánh xe càng mạnh, xe càng có khả năng chở hay kéo vật nặng và do đó càng "đề pa" nhanh chóng hơn. Tuy nhiên, chiếc xe có đạt được tốc độ cao hay không thì phụ thuộc một thông số quan trọng nữa, đó chính là công suất của động cơ.

Công suất của động cơ

Xong, bây giờ thì các bạn đã hiểu về mô-men xoắn, mình sẽ nói qua công suất của động cơ. Trong thiết kế của động cơ đốt trong, công suất tượng trưng cho khả năng đạt tốc độ nhanh hay chậm mà không tượng trưng cho lực quay của bánh xe. Nói một cách chính xác, công suất tượng trưng tốc độ sinh công, hay nôm na là tốc độ sinh ra mô-men xoắn của động cơ.

Nếu một chiếc xe có công suất càng lớn, nó có thể đạt được vận tốc rất cao nhưng chưa chắc nó có "sức mạnh" nếu mô-men xoắn cực đại của nó thấp. Ví dụ, một chiếc xe thể thao có thể chạy nhanh đến 350 km/h nhưng chưa chắc nó có thể kéo được một chiếc xe xúc đất hạng nặng. Tuy nhiên một chiếc xe ben hạng nặng của Caterpillar chỉ chạy được tối đa 150km/h thì lại hoàn toàn có khả năng này.

Mối liên hệ giữa công suất và mô-men xoắn

Qua hai định nghĩa trên, ta có thể thấy được bản chất thực sự của công suất và mô-men xoắn là gì và sự khác nhau giữa chúng ra sao. Từ nhu cầu thực tế, chúng ta có thể nhận thấy những loại xe cần mô-men xoắn lớn chính là xe tải, xe lu, xe cẩu, xe xúc đất, xe địa hình, xe quân sự, v.v... và những loại xe cần công suất cao là xe đua, xe thể thao... Như vậy, một chiếc xe có cả hai thông số công suất và mô-men xoắn vào loại "cực cao" thì nó sẽ hoạt động tựa tựa như một chiếc xe lu kéo theo một chiếc container và chạy với vận tốc 300km/h.

Như đã đề cập ở những phần trên, công suất và mô-men xoắn đều biến thiên liên tục trong dải vòng tua hoạt động của động cơ. Chính vì thế, một động cơ được cho là "hoàn hảo" nếu nó đạt được những tiêu chí sau:

- Có công suất cực đại lớn => đạt được tốc độ cao - Có mô-men xoắn cực đại lớn => cho khả năng tải nặng, lực kéo mạnh, tăng tốc nhanh - Mô-men xoắn cực đại phải đạt được ở vòng tua thấp => tăng tốc nhanh, tải nặng tức thời và tiết kiệm nhiên liệu

- Mô-men xoắn cực đại phải đạt được tại một dải vòng tua dài => kéo dài khả năng tải nặng và tăng tốc độ của xe

Kết luận

Để chọn cho mình chiếc xe phù hợp nhất với nhu cầu, các bạn nên tìm hiểu và đọc kỹ thông số kỹ thuật của chiếc xe, đặc biệt là 2 thông số này. Một điều quan trọng khác, anh em nhớ lưu ý về dải vòng tua mà chiếc xe có thể đạt được công suất tối đa và mô-men xoắn cực đại nhé!

Theo tinhte.vn

Bên cạnh công suất, mô-men xoắn là thông số không thể thiếu khi nói tới động cơ. Mặc dù đóng vai trò quan trọng nhưng rất ít người mua xe có thể hình dung chính xác ý nghĩa của đại lượng này.

Mô-men xoắn là một đại lượng vật lý, có đơn vị [thứ nguyên] là Nm và không trùng với đơn vị công J [N.m]. Thậm chí, Văn phòng tiêu chuẩn đo lường quốc tế còn khuyến cáo cách viết “Nm” mới đúng chính tả còn “mN” không đại diện cho mô-men xoắn.

Ngay trong tên gọi, mô-men xoắn đã thể hiện cho hiện tượng quay quanh trục và nó có nguồn gốc từ những thí nghiệm của nhà khoa học nổi tiếng Archimede về đòn bẩy. Khi có lực tác động vào một vật khiến nó quay quanh một điểm, mô-men xoắn sẽ xuất hiện. Mặc dù cùng bằng tích của lực và khoảng cách nhưng mô-men xoắn và công là hai đại lượng hoàn toàn khác nhau. Về mặt toán học, công là đại lượng vô hướng nghĩa là giá trị của nó bảo toàn ở mọi phép đo khác nhau, còn mô-men xoắn là đại lượng có hướng, tức giá trị thu được tùy thuộc vào hệ quy chiếu.

Trong thiết kế động cơ, công suất thể hiện cho khả năng đạt tốc độ nhanh hay chậm mà không thể hiện cho sức mạnh. Để dễ hình dung, công suất là tốc độ sinh công. Nếu chiếc xe có tốc độ sinh công lớn, nó có thể đạt được vận tốc cao nhưng đôi khi lại “yếu” khi gặp phải những chiếc xe có công suất thấp. Ví dụ, một chiếc xe thể thao đạt 300 km/h nhưng không thể kéo một chiếc xe lu có vận tốc 20 km/h.

Vì vậy, để biểu diễn đầy đủ hơn về sức mạnh của chiếc xe, người ta còn phải cân nhắc tới thông số mô-men xoắn. Trực quan nhất về một động cơ có mô-men xoắn lớn là độ “bốc” của chiếc xe, chỉ cần nhấn chân ga, chiếc xe “vọt” lên ngay tức thì, trong khi một số xe có công suất lớn lại tăng tốc chậm. Bạn có thể thử bằng cách đi ở số thấp [tỷ số truyền lớn], mô-men xoắn cao nên xe “bốc” nhưng không thể đi nhanh còn khi đi ở số cao, mô-men xoắn nhỏ, xe đi nhanh nhưng yếu.

Giá trị mô-men xoắn tùy thuộc vào tốc độ vòng tua máy và tại một vòng tua nào đó [theo thiết kế của nhà sản xuất], nó đạt giá trị cực đại. Động cơ đốt trong thường chỉ sinh ra mô-men xoắn hữu ích trong khoảng vòng tua máy nhất định [1.000-6.000 vòng/phút đối với xe hạng nhỏ]. Mô-men xoắn ghi trong bảng thông số động cơ được mặc định là giá trị cực đại và người ta có thể đo trực tiếp mô-men xoắn nhưng lại không đo trực tiếp công suất. Trên xe hơi sử dụng hộp số tay, mô-men xoắn được truyền tới hộp số nhờ thiết bị có tên ly hợp, còn hộp số tự động sử dụng hộp biến mô [torque converter].

Công suất tỷ lệ thuận với mô-men xoắn và vòng tua máy. Vì vậy, nếu một chiếc xe có công suất lớn nhưng ở vòng tua cao sẽ có mô-men xoắn thấp hơn chiếc xe có cùng công suất nhưng ở vòng tua thấp. Những chiếc xe cần tốc độ lớn, các nhà sản xuất thường chế tạo động cơ công suất lớn nhưng mô-men xoắn ở mức độ vừa phải. Các mẫu xe thể thao đa dụng dùng trong quân đội và dân dụng thường thiết kế công suất thấp, tốc độ thấp như chiếc Fiat Oltre, công suất 185 mã lực, tốc độ tối đa chỉ 130 km/h nhưng mô-men xoắn 456 Nm nên nó thích hợp với các địa hình đồi núi và khả năng kéo cao hơn.

Nguyễn Nghĩa

Ý kiến của bạn