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 یک نیوتن وارد آمده بر یک متر از 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.
