تفاوت گشتاور و اسب بخار

نمی توان گفت در خودرو گشتاور بهتر است یا اسب بخار، چون این دو باید در کنار یکدیگر باشند تا خودرو بتواند بهترین عملکرد خود را نشان دهد. هنگامی که مجله ها و مطالبی را درباره خودروها می خوانیم، با کلماتی همچون اسب بخار و گشتاور مواجه می شویم و بدون اینکه مفهوم آنها را بدانیم از کنارشان به سادگی عبور می‌کنیم اما باید بدانید قدرت و گشتاور بیانگر یکسری مسائل هستند و در صنعت خودروسازی بسیار پر اهمیت هستند.

برای محاسبه قدرت و گشتاور فرمول های به خصوصی وجود دارد که در این بخش به بیان این فرمول ها و مفهوم و تفاوت اسب بخار و گشتاور می پردازیم.

گشتاور:
به مقدار نیروی وارد بر یک جسم ضرب در طول آن نسبت به محور گشتاور می گویند که برای افزایش آن، یا باید نیرو را افزایش داد یا طول اهرم را بیشتر نمود. مثلا برای باز کردن پیچ های لاستیک اتومبیل سفت، طول محور آچار چرخ را با لوله ای افزایش می دهیم تا گشتاور بتواند بیشتر اعمال کند.

اسب بخار:
کلمه اسب بخار ابتدا توسط مهندسی اسکاتلندی به نام جیمز وات زمانی که در معدن کار می کرد و برای محاسبه مقدار توان اسب ها دنبال کلمه ای می گشت به کار برده شد. او دریافت هر اسب در هر ثانیه می تواند وزنی 75 کیلوگرمی را توسط قرقره به ارتفاع 1 متر بلند کند.

در مثال های امروزی، اسب نقش یک بالابر برقی ساختمانی را دارد، بعد از به دست آوردن این فرمول، از آن در محاسبه مقدار نیروی ماشین های بخار استفاده کرد که نام اسب بخار به خود گرفت. جیمز وات هر اسب بخار را به صورت اختصاصی 746 وات قرار داد.

گشتاور و اسب بخار در موتورهای احتراق داخلی:
برای محاسبه گشتاور و اسب بخار در اتومبیل های احتراق داخلی، ابتدا با دستگاه های مخصوص و متصل به خروجی میل لنگ موتور، حداکثر گشتاور تولیدی موتور را که به علت کاهش اصطکاک در سرعت های پایین به دست می آید، محاسبه می کنند، سپس آن را ضرب در دور موتور و تقسیم بر عدد 5252 می کنند.

مثلا در دور موتور 3600 rpm، گشتاوری 200 نیوتن متری به دست می آید، حال اگر 2600 را ضربدر 200 نیوتن متر کنیم و سپس عدد به دست آمده یعنی 720000 را تقسیم بر 5252 کنیم، عدد 137 برای مقدار قدرت تولیدی به دست می آید که آن را 137 اسب بخار می نامیم.

                                           قدرت = گشتاور X دور موتور / 5252

قدرت یا گشتاور، کدام یک بهتر است؟
نمی توان گفت که کدام بهتر است، چون این دو قدرت و گشتاور باید در کنار یکدیگر باید باشند، اما باید بدانید خودروهای قدرت بالا دارای شتاب بهتر و سرعت بالاتری هستند، اما اتومبیل های گشتاور بالا دارای شتاب اولیه بالاتری هستند که در سرعت های پایین هم می توان از آن ها بهینه استفاده کرد که این روش در مصرف سوخت تأثیر زیادی دارد.

چرا خودروهای گشتاور بالا در شتاب اولیه سریع تر هستند؟
چرخ دنده های اولیه بزرگ تر هستند و گشتاور زیادی را از خود عبور می دهند بنابراین وقتی گشتاور زیاد باشد تمامی آن در دنده اول به خروجی هدایت می شود و سبب می شود شتاب اولیه سریع تر شود، اما بعد از لحظه ای، پیشرانه های قدرت بالا دور گرفته و جلو می زنند.

چرا خودروهای قدرت بالا در مسابقات استفاده می شوند؟
حداکثر گشتاور عموما در دورهای پایین به دست می آید، پس در کامیون ها برای کشیدن بار نیاز به گشتاور بیشتراست اما در مسابقات نیاز به سرعت بیشتر است زیرا موتورهایی دارای قدرت بالاترمی توانند به دور موتور سریع تری دست یابند.

صنعت خودروسازی
گشتاور حاصلضرب نیرو در مسافت است، برای فهمیدن و درک این موضوع استفاده از یک آچار است. زمانی که به آچار نیرو وارد می کنیم، این نیرو فاصله ی دسته تا سر آچار را طی می کند و با ایجاد گشتاور پیچ را سفت می کند.

گشتاور یا اسب بخار , کدام یک برای خودرو مهم تر است؟
در سیلندر احتراق نیرو را تولید می کند تا پیستون را به سمت پایین حرکت دهد و موجب پایین رفتن میل لنگ به میزان مشخصی شود. عبارت "واحدهای پیچشی" در این زمان به کار می رود زیرا پیستون و میل لنگ نیروی پیچشی ایجاد می کنند.

اسب بخار سرعتی است که در آن کار انجام می شود و حاصلضرب گشتاور در دور موتور است. زمانی موتور قدرت بیشتری تولید می کند که میل لنگ با میزان ثابتی از قدرت، سریعتر بچرخد. خودرویی که نسبت به گشتاور، اسب بخار بیشتری داشته باشد، خودرویی سریع وپر شتاب خواهد بود.

با آشنایی با دو مفهوم اسب بخار و گشتاور در می یابید مفهوم قدیمی آن که "اسب بخار سرعتی ست که به دیوار برخورد می کنید و گشتاور میزان عقب راندن دیوار می باشد" اشتباه است.

دلیل استفاده از خودروهای پر قدرت در مسابقات
برای روشن شدن موضوع از دو خودروی فرضی با دنده های یکسان استفاده می کنیم که یکی از آنها دارای موتوری دیزلی با 200 پوند-فیت استفاده از گشتاور و دیگری از موتوری بنزینی با 100 پوند-فیت گشتاور استفاده می کند.

موتور دیزلی با دو برابر گشتاور بیشتر، به علت وجود نیروی پایدار بیشتر برای تولید قدرت، زودتر شتاب می گیرد و تا دور موتور 2626rpm دور می گیرد. موتور بنزینی به سرعت موتور اول سرعت نمی گیرد و تا 5252rpm دور می گیرد اما مانند موتور دیزلی در این موتور مجبور نیستید زود دنده را تعویض کنید.

فرق گشتاور و اسب بخار خودرو در چیست؟
هر دو موتور سرعت یکسانی عرضه می کنند اما موتور دیزلی زودتر شتاب می گیرد و به همین علت گشتاور در دور پایین برای شتاب گیری بهتر مهم است.

گشتاور بیشتر بدین معنی نیست که خودرویی از خودروی دیگر سریعتر حرکت می کند. مثلا خودروی F250 گشتاوری 925 پوند-فیتی دارد اما خودروی هوندا S2000 دارای 162 پوند-فیت گشتاور است اما هوندا S2000 با اینکه اسب بخار کمتری هم دارد، به دلیل نسبت قدرت به وزن سریعتر حرکت می کند.

برای شتابگیری نسبت قدرت به وزن مهم تر از نسبت وزن به گشتاور است و بنابراین هوندای 2800 پوندی در 5.7 ثانیه به سرعت 100 کیلومتر می رسد درحالی که فورد 8300 پوندی در 6.9 ثانیه به سرعت 100 کیلومتر بر ساعت می رسد.