Czy moment obrotowy jest jednostką czasu?

Termin z pogranicza mechaniki jakim jest moment obrotowy oznacza siłę przyłożoną w pewnej odległości, w tym artykule postaram się przybliżyć Wam ten bardzo ważny w aspekcie motoryzacyjnym szczegół.

Dla wielu największą niewiadomą nie jest sam moment obrotowy, co jednostka w której jest wyrażany, a dokładnie niutonometr. W celu wyobrażenia sobie co to dokładnie oznacza przyjmijmy, że podważamy wieczko puszki śrubokrętem o długości 1m, naciskając na niego siłą 40 niutonów. Zgodnie z zasadami mechaniki przykładasz w ten sposób na końcu śrubokręta moment siły 40 Nm. Jednak samochód to nie puszka, w motoryzacji mówimy o momencie obrotowym, dokładnie o sile skrętnej, która występuje na końcu wału korbowego.

Mniej wtajemniczeni często mylą pojęcie mocy i momentu obrotowego, zatem gdzie tkwi różnica?

Moment obrotowy

Moment obrotowy (fot. freeimages.com)

Obie wartości są wzajemnie nierozłączne, bo moc jest tym co otrzymujemy mnożąc moment siły z prędkością obrotową silnika. Moc jest tempem wykonywania pracy. W największym uproszczeniu moment siły jest wyrażeniem tego z jaką robotą i jak szybko silnik da sobie radę. Zatem moment siły odnosi się do dźwigni. Informuje nas o tym, z jaką siłą tłok działa poprzez korbowód, na tylny koniec wału korbowego. W silniku moc decyduje o tym jak szybko otworzysz puszkę z naszego przykładu, ale o tym, że w ogóle ci się to uda przesądza moment obrotowy.
Silnik spalinowy nie jest doskonały, nie dostarcza więc równego momentu obrotowego w całym zakresie pracy, pojawia się zatem termin szczytu krzywej momentu obrotowego. Przy pewnej określonej prędkości silnika moment jest największy. Inżynierowie starają się rozłożyć go jak najszerzej, by nie był to szpic, lecz płaska górka. Im bardziej płaski przebieg momentu, tym bardziej elastyczny jest silnik.
Aby w pełni wyjaśnić zasady momentu obrotowego w samochodzie należy spojrzeć również na znaczenie skrzyni biegów. Zębatki skrzyni to jakby różne długości śrubokręta z naszego przykładu. Niskie przełożenia, tak jak długi śrubokręt pozwalają zmniejszyć moment siły. Im dłuższe ramię naszego śrubokręta tym łatwiej otworzymy wieczko puszki. Lecz przy danej prędkości silnika niskie przełożenie ogranicza prędkość toczenia kół. Niskie biegi są zatem dobre do ruszania, gdy potrzebujemy większej mocy, ale nie zapewniają szybkiej jazdy. Dlatego zębatek jest kilka. Dają one kolejne przełożenia. I dlatego aby wyprzedzać, często redukujemy bieg: podnosimy w ten sposób moment obrotowy na kołach, ponieważ zwiększamy prędkość obrotową silnika, wzrasta także moc, czyli tępo wykonywania pracy.
Mechanika i fizyka w ujęciu motoryzacyjnym jest bardzo trudnym aspektem, jednak jeśli zagłębimy się w to choć na chwilę, możemy lepiej poznać zasadę pracy naszego ukochanego samochodu, przez co stajemy się lepszymi kierowcami, dbającymi bardziej o ekonomię i żywotność naszego silnika. Warto jest wiedzieć co i jak działa dla Nas pod maską.