Είτε θέλετε οκτακύλινδρο φορτηγό είτε ηλεκτρικό sedan, η έννοια της ροπής είναι κρίσιμη για την κατανόηση των δυνατοτήτων ενός αυτοκινήτου.
Η ροπή συχνά επισκιάζεται από την ιπποδύναμη όταν μιλάμε για μετρήσεις επιδόσεων, αλλά μπορεί να σας πει πολλά για το πώς θα αποδίδει ένα αυτοκίνητο στην πραγματικότητα.
Τι είναι λοιπόν και γιατί έχει σημασία;
Τί είναι η ροπή του αυτοκινήτου;
Με απλά λόγια, η ροπή είναι η δύναμη που ασκείται για να περιστραφεί κάτι. Κάθε φορά που γυρίζετε ένα κατσαβίδι, εφαρμόζετε ροπή. Ο καθηγητής φυσικής, πιθανότατα θα εξήγησε την έννοια αυτή χρησιμοποιώντας κάποιο είδος μοχλού.
Ο καλύτερος τρόπος για να οπτικοποιήσετε εύκολα τη ροπή δεν είναι με τα εξαρτήματα του κινητήρα, αλλά με κάτι λίγο πιο σχετικό με το αυτοκίνητο: ένα μπουλονόκλειδο (κλειδί) τροχών.
Η ροπή είναι η μέτρηση της δύναμης που ασκείται σε μια συγκεκριμένη απόσταση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ροπή του κινητήρα ενός αυτοκινήτου εκφράζεται σε newton επί μέτρα.
Εφαρμόζετε μια δύναμη (σε newton ) σε μια απόσταση (σε μέτρα). Αυτό ακριβώς κάνετε όταν τοποθετείτε ένα κλειδί σε ένα παξιμάδι και το στρίβετε. Το κλειδί δεν σας κάνει πιο δυνατούς, απλά πολλαπλασιάζει την δύναμη.
Το παράδειγμα του σκασμένου λάστιχου
Ας υποθέσουμε ότι έχετε σκασμένο λάστιχο. Το κιτ έκτακτης ανάγκης, αποτελείται από τη ρεζέρβα, ένα γρύλο και ένα κλειδί τροχών (μπουλονόκλειδο) με λαβή 30 εκατοστών.
Τοποθετείτε το γρύλο στο σωστό σημείο και είστε έτοιμοι να ξεβιδώσετε τα μπουλόνια πριν σηκώσετε τον τροχό στον αέρα, αλλά όταν βάζετε το κλειδί και το γυρνάτε δυνατά δεν συμβαίνει τίποτα. Δεν υπάρχει αρκετή ροπή.
Τώρα που ξέρετε τι είναι η ροπή, ίσως μπορείτε να βρείτε μια λύση. Υπάρχουν δύο παράγοντες σε αυτό το πρόβλημα: η δύναμη και η απόσταση. Αν αυξήσετε το ένα, θα έχετε περισσότερη ροπή. Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεστε είτε κάποιον πιο δυνατό από εσάς για να γυρίσει το κλειδί, είτε ένα κλειδί με μεγαλύτερη λαβή.
Εάν δεν σκέφτεστε κάποιον πιο δυνατό από εσάς, η καλύτερη επιλογή είναι ένα μεγαλύτερο κλειδί. Αν είστε τυχεροί, ίσως βρείτε ένα κομμάτι σωλήνα που μπορείτε να το τοποθετήσετε πάνω στη λαβή του κλειδιού για να το επιμηκύνετε.
Εφόσον η λαβή του κλειδιού έχει μήκος 30 εκατοστά, οι υπολογισμοί είναι εύκολοι: ένας σωλήνας 60 εκατοστών θα σας δώσει διπλάσια ροπή. Ενός μέτρου; Τριπλάσια. Και ούτω καθεξής.
Τί είναι η ιπποδύναμη του αυτοκινήτου;
Τώρα που καταλαβαίνετε τη ροπή, είναι πολύ πιο εύκολο να κατανοήσετε τη διαφορά μεταξύ αυτής και της ιπποδύναμης. Η ροπή είναι ένας πολύ απλός τύπος του “μπορεί να γίνει;”.
Η ιπποδύναμη είναι λίγο πιο περίπλοκη. Αυτό συμβαίνει επειδή η ιπποδύναμη λαμβάνει υπόψη τον ρυθμό με τον οποίο ολοκληρώνετε μία εργασία, όχι μόνο αν μπορείτε να την ολοκληρώσετε.
Εάν η ροπή είναι η απάντηση στο “μπορεί να γίνει;”, τότε η ιπποδύναμη είναι η απάντηση στο “πόσο γρήγορα μπορεί να γίνει;”
Για να υπολογίσετε την ιπποδύναμη, πολλαπλασιάζετε τη ροπή με τις στροφές ανά λεπτό (RPM) στην περίπτωση ενός αυτοκινήτου, και διαιρείτε το άθροισμα με το 5.252. Γιατί 5.252; Επειδή είναι μια μαθηματική σταθερά.
Ας ξαναδούμε το σενάριο με το σκασμένο λάστιχο. Τι θα συμβεί αν δεν έχετε κάτι για να μακρύνετε τη λαβή του κλειδιού; Ίσως να μπορέσετε να βρείτε άλλους τρόπους να εφαρμόσετε δύναμη στο άκρο της λαβής. Για παράδειγμα, χτυπώντας το με σφυρί.
Όπως και το κλειδί, το σφυρί από μόνο του δεν σας κάνει πιο δυνατούς, αλλά σας επιτρέπει να εφαρμόσετε πιο αποτελεσματικά, στιγμιαία δύναμη στο άκρο της λαβής του κλειδιού. Αλλά μπορεί να μην αρκεί ένα χτύπημα. Ίσως χρειαστεί να το χτυπήσετε ξανά και ξανά για να χαλαρώσετε αρκετά το παξιμάδι.
Η στρατηγική με το σφυρί δεν είχε τόση ροπή όση θα είχατε χρησιμοποιώντας ένα μεγαλύτερο κλειδί, επομένως χρειάστηκε λίγο περισσότερο χρόνο. Ο ρυθμός με τον οποίο ολοκληρώσατε την εργασία μειώθηκε, αλλά τελικά τα καταφέρατε.
Αυτή είναι ουσιαστικά η λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, μόνο που έχετε πολλαπλά κλειδιά (τις μπιέλες) που εφαρμόζουν ροπή στον παξιμάδι (τον στροφαλοφόρο άξονα) χιλιάδες φορές το λεπτό. Δηλαδή, ο στροφαλοφόρος άξονας μετατρέπεται σε ένα γιγάντιο κλειδί για να γυρίσετε τον σφόνδυλο.
Ποια είναι η καλύτερη;
Υπάρχει μια ρήση στους αγώνες: για να τερματίσεις πρώτος, πρέπει πρώτα να τερματίσεις. Η ροπή είναι το νούμερο που απαντά στο ερώτημα “μπορεί να γίνει;”, οπότε είναι λογικό να είναι η πιο κρίσιμη μέτρηση της δύναμης ενός κινητήρα.
Αλλά αν είστε σε αγώνα – είτε ενάντια σε άλλα αυτοκίνητα είτε εναντίον του χρόνου – το “πόσο γρήγορα;” είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό ερώτημα.
Ούτε η ροπή ούτε η ιπποδύναμη λένε όλη την ιστορία. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που παίζουν ρόλο, όπως η επιλογή ελαστικών, η αεροδυναμική, ο σχεδιασμός της ανάρτησης και (ίσως το πιο σημαντικό) η σχέση μετάδοσης της κίνησης.