Aby w pełni zrozumieć, jak działają samochody, nie wystarczy tylko od czasu do czasu zajrzeć pod maskę, ale często trzeba zagłębić się w definicje i reguły, wyjęte prosto ze świata fizyki. Dla większości kierowców jednak kluczowe jest nie to, jak coś działa, ale co z tego wynika. Dlatego jeżeli zastanawiasz się, czym jest moment obrotowy i jak wpływa na moc auta, dowiesz się tego z tego artykułu.
Silnik jest sercem każdego pojazdu.Co to jest moment obrotowy silnika?
Przedstawienie złożonych definicji wymagałoby, aby pojawiło się tu kilka skomplikowanych akapitów oraz wzór na moment obrotowy. Samo pojęcie mimo wszystko wcale nie tak trudno zrozumieć, dlatego od razu przechodzimy do tego, jak teoria przekłada się na praktykę.
Na samochód nieustannie działają siły, które ten musi pokonać, aby mógł się poruszać. I tutaj do gry wchodzi moment obrotowy, czyli siła silnika do przeciwstawiania się oporom. Im jest on wyższy, tym większa siła musi zadziałać na auto, aby je zatrzymać. Chcąc to sformułować jeszcze prościej – moment obrotowy odpowiedzialny jest za ciągnięcie pojazdu.
Moment obrotowy jest mierzalny – wyraża się go w niutonometrach (Nm) – i zależny od m.in. pojemności czy konstrukcji jednostki napędowej. Inną charakterystykę będzie miał benzyniak, a inną diesel.
Co daje moment obrotowy w samochodzie?
Moment obrotowy wraz ze wzrostem obrotów rozwija się – ale tylko do pewnego poziomu, a potem zaczyna maleć. Przykładowo osiągając wysoki moment auto z łatwością podjedzie pod górkę albo bez większych problemów będzie ciągnęło przyczepkę. Kiedy opór będzie zbyt duży w stosunku do momentu, silnik zgaśnie.
Warto zwrócić uwagę nie tylko na wartość, jaką ma maksymalny moment obrotowy w samochodzie, ale i na zakres obrotów, w których on występuje, ponieważ obie wartości przekładają się na elastyczność silnika. Im dłużej moment utrzymuje się na wysokim poziomie, tym pojazd lepiej będzie przystosowywał się do zmiennych obciążeń, w efekcie czego jazda stanie się płynniejsza. Oznacza to, że na wspomnianej już górce, nie trzeba będzie redukować biegu, aby nie stracić uciągu.
Moc silnika
Kiedy kupujemy różnego rodzaju urządzenia, często interesuje nas ich moc. Im ona wyższa, tym większą pracę nowy mikser czy toster będą wstanie wykonać w tym samym czasie. Oznacza to, że szybciej zmiksujemy ciasto na naleśniki albo przygotujemy grzanki. Tak samo jest z silnikiem w aucie – jedynie z tą różnicą, że tym razem rozchodzi się o wyższą prędkość maksymalną.
Podawana w kilowatach albo koniach mechanicznych moc i moment obrotowy to wartości ze sobą związane – pierwsza jest pochodną tej drugiej. Moc silnika jest iloczynem momentu obrotowego oraz prędkości obrotowej. Wynika z tego, że im prędzej osiągniemy wysoki moment obrotowy, tym szybciej przyjdzie nam korzystać z większej mocy, co z kolei przekłada się na lepsze przyspieszenie.
Przykładowo pojazdy z silnikami o dużej mocy, ale o niskim momencie obrotowym, mogą szybko zareagować na wciśniecie pedału gazu, ale łatwo wybić je z płynnej jazdy, co wiąże się z redukcją biegu i spadkiem obrotów. Z drugiej strony, jeżeli jednostka oferuje wysoki moment obrotowy, ale ma małą moc, pociągnie i wóz z węglem, ale nie będzie demonem prędkości.
Przykładowy przebieg krzywych momentu obrotowego i mocy.
Moc i moment obrotowy a charakterystyka samochodu
Obie wartości wiele mówią o pojeździe i jego przeznaczeniu. Przykładowo w tirach kluczowy jest wysoki moment od jak najniższych obrotów. Dlaczego? Ze względu na ciężar, który musi być ciągnięty przez silnik. W Mercedesie Actrosie jednostka napędowa w jednej z wersji oferuje 2100 niutonometrów maksymalnego momentu obrotowego już od 1100 obrotów na minutę. Dzięki temu pojazd bez kłopotu ruszy z miejsca pomimo ogromnej masy.
| Pojazd | Moc silnika | Maksymalny moment obrotowy |
|---|---|---|
| Opel Astra 1.4 benzyna | 150 KM | 245 Nm przy 2000 – 4000 obr/min |
| VW Touareg 3.0 TDI diesel | 286 KM | 600 Nm przy 2250 – 3250 obr/min |
A co z samochodami osobowymi? Tym razem posłużymy się przykładami z tabeli. W Volkswagenie do czynienia mamy z wysoką mocą silnika i – co charakterystyczne dla diesli – stosunkowo wysokim momentem obrotowym, który jednak dostępny jest w wąskim zakresie obrotów. W efekcie auto będzie gwałtownie przyspieszało, ale jednocześnie szybko tę zdolność traciło, przez co konieczna jest częstsza zmiana biegów, aby ponownie wejść na zakres momentu. Samochód ten więc dobrze sprawdzi się w trasie, a stromy podjazd nie będzie dla niego przeszkodą – oczywiście przy założeniu, że dobrze operujemy przełożeniami.
Nieco inaczej sytuacja się ma w przypadku Opla, w którym zarówno moc i moment obrotowy są niższe niż w Volkswagenie, ale za to zakres momentu jest znacznie większy. Tym razem auto osiągnie niższą prędkość maksymalną i będzie nieco wolniej przyspieszało, za to dłużej będzie można przytrzymać pedał gazu bez zmiany biegów.
Moment obrotowy a moc
Zadanie pytania o to, co jest ważniejsze – moc czy moment obrotowy, to jak włożenie kija w mrowisko, bo ilu ludzi, tyle opinii. Trudno znaleźć jednoznaczną odpowiedź, chociażby ze względu na to, że miejskiemu autu daleko do bolidu F1, a ich kierowcy mają zupełnie inne potrzeby. Obie wartości wpływają na charakterystykę pojazdu, dlatego warto mieć na uwadze zarówno jedną, jak i drugą.
Popularną opinią jest, że liczy się przede wszystkim moc, ale nie jest to prawdą, bo wysoka prędkość maksymalna nie jest równoznaczna z tym, że auto będzie szybko się rozpędzało. Optymalną sytuacją jest, kiedy wysoki moment obrotowy dostępny jest w szerokim zakresie obrotów, wówczas jazda będzie komfortowa, chociażby ze względu na to, że nie będzie konieczna częsta zmiana biegów, a z drugiej strony bez większych kłopotów wykonamy manewr wyprzedzania czy inne, wymagające dodania gazu.