Bên cạnh công suất tối đa, momen xoắn cũng là một trong những đại lượng phổ biến và nên tìm hiểu đầu tiên khi mua một chiếc xe hoặc dùng để so sánh giữa các dòng xe với nhau. Vậy bạn đã biết rõ thông số momen xoắn của xe là gì, cách đo như thế nào và ý nghĩa của nó ra sao hay chưa?
Mục lục bài viết
Momen xoắn là gì?
1. Khái niệm momen xoắn
Trong vật lý, momen xoắn, hay mô - men xoắn, có thể hiểu là một vector thể hiện lực tác động vào một đối tượng để khiến nó xoay quanh một trục nhất định. Nói một cách dễ hiểu, momen xoắn tượng trưng cho khả năng xoay của trục. Thông số này càng cao thì đối tượng đó quay càng mạnh, càng khó bị dừng lại. Các khái niệm về momen xoắn có nguồn gốc từ nghiên cứu của nhà khoa học Hy Lạp Archimedes (Ác - si - mét) về đòn bẩy.
Còn đối với ô tô, xe máy thì momen xoắn là một đặc tính cơ bản của động cơ xe. Thông số này đại biểu cho lực tác động lên một đòn bẩy giả định gắn với trục đầu ra của động cơ. Hoặc để cho dễ hiểu hơn, momen xoắn tượng trưng cho khả năng quay của bánh xe.
2. Cách đo momen xoắn của ô tô, xe máy?
Momen xoắn của ô tô, xe máy hay của động cơ nói chung được xác định bằng công thức:
τ = |r x F| = r x F x sin (r,F)
Với τ là độ lớn của momen xoắn, r là chiều dài đòn bẩy giả định và F là lực tác dụng lên nó.
Momen xoắn được tính bằng đơn vị newton mét, ký hiệu là N.m hoặc N m. Bên cạnh đó, momen xoắn cũng có thể được tính bằng đơn vị pound foot (ft.lb); pound inch (in.lb); ounce inch (ozf.in);….
Ý nghĩa của momen xoắn trong ô tô và xe máy là gì?
Như ở trên chúng tôi đã chia sẻ, momen xoắn đại biểu cho lực tác động lên một đòn bẩy giả định gắn với trục đầu ra của động cơ. Tức là momen xoắn càng cao, lực tác động lên đòn bẩy làm quay trục đầu ra sẽ càng mạnh và do đó bánh xe sẽ quay càng khỏe. Điều này dẫn tới việc khả năng tăng tốc, bươn, ủi, trườn, leo dốc, chở hay kéo vật nặng của xe cũng sẽ được tăng lên.
Thông thường, khả năng leo dốc, ủi, trườn, chở hay kéo vật nặng tối đa của xe sẽ được đặc trưng bởi thông số momen xoắn cực đại. Thông số này càng cao thì chiếc xe sẽ càng khỏe.
Có thể hiểu một cách cụ thể như sau: những chiếc xe ô tô có tốc độ cực lớn, lên tới hơn 300km/h nhưng có momen xoắn cực đại thấp thì chưa hẳn có thể kéo được một chiếc container tải trọng lớn. Nhưng một chiếc xe ben hạng nặng có tốc độ chưa tới 150km/h với momen xoắn cực đại lớn thì lại hoàn toàn có thể làm được điều này.
Chính vì những lý do trên mà các loại xe tải, xe ben, xe lu, xe địa hình, xe quân sự,…thường có momen xoắn rất lớn để có thể chở, kéo đồ nặng, leo dốc, vượt địa hình,…một cách dễ dàng.
Quan hệ giữa momen xoắn và công suất trong động cơ
Trong thực tế, momen xoắn và công suất của động cơ có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhau. Cụ thể, chúng được tính chung theo công thức:
- H = T x rpm / 5.252
- T = H x 5.252 / rpm
Trong đó, H là công suất động cơ, T là momen xoắn và rpm là số vòng quay mà trục khuỷu có thể đạt tới trong một phút (còn gọi là vòng tua máy)
► Từ hai công thức trên, chúng ta có thể thấy để tăng công suất thì cần: tăng momen xoắn nếu muốn giữ nguyên vòng tua máy hoặc tăng vòng tua máy nếu muốn giữ nguyên momen xoắn.
► Ngược lại để tăng momen xoắn thì cần: tăng công suất nếu muốn giữ nguyên vòng tua máy hoặc giảm vòng tua máy nếu muốn giữ nguyên công suất.
Thông thường, số vòng tua máy càng cao thì càng tốn nhiên liệu và có hại cho máy. Do đó, người ta thường lựa chọn giải pháp tăng momen xoắn, tăng công suất máy hoặc giảm số vòng tua máy.
► Bên cạnh đó, một động cơ được xem là hoàn hảo nếu nó đáp ứng đầy đủ 4 tiêu chí sau đây:
1. Có công suất lớn: Giúp chiếc xe đạt được tốc độ tối đa cao.
2. Có momen xoắn lớn: Giúp chiếc xe tăng tốc nhanh, chạy khỏe, chở nặng và lực kéo mạnh hơn.
3. Đạt momen xoắn cực đại ở số vòng tua máy thấp: Thông thường khi bắt đầu làm việc, số vòng tua máy sẽ dần tăng lên. Do đó, việc đạt momen xoắn cực đại ở số vòng tua máy thấp sẽ giúp chiếc xe nhanh chóng có khả năng tăng tốc, tải nặng ở giai đoạn đầu, từ đó giúp tiết kiệm nhiên liệu và đỡ hại máy.
4. Đạt momen xoắn cực đại ở một dải vòng tua dài: Người sử dụng luôn muốn chiếc xe có thời gian chở nặng và tăng tốc kéo dài. Trong khi đó theo công thức trên, vòng tua máy càng tăng thì momen xoắn càng giảm. Vì vậy, một động cơ hoàn hảo sẽ cần phải duy trì được momen xoắn cực đại trong khoảng thời gian đủ lâu, ứng với một dải vòng tua dài.
Để dễ hiểu hơn, bạn có thể liên tưởng đến việc nếu một chiếc xe có đầy đủ cả 4 yếu tố trên thì nó sẽ có thể kéo theo một chiếc container tải trọng lớn, tăng tốc từ 0 - 300km/h chỉ trong khoảng 20 - 30 giây và duy trì vận tốc đó trên quãng đường dài hàng chục kilomet.
Trên đây là một số thông tin về khái niệm như thế nào là momen xoắn cũng như ý nghĩa của momen xoắn cực đại đối với các loại xe. Hy vọng sau khi tham khảo xong bài viết này, các bạn đã có thêm kiến thức để từ đó lựa chọn được đúng loại xe theo như mong muốn, nhu cầu của bản thân và gia đình.
