Mi a motor nyomatéka

Általában a legtöbb sofőr a motorteljesítmény alapján ítéli meg az autókat, ami azt jelenti, hogy minél erősebb az autó, annál gyorsabb azonos súly és hajtási típus mellett. A valóságban azonban például egy 80 lóerős dízelmotorral szerelt autó gyorsabban indulhat el, mint ugyanez az autó 110 lóerős benzinmotorral. A lényeg az, hogy a gyorsulás dinamikája szempontjából nemcsak a lóerő, hanem a motor maximális nyomatéka is fontos. Egyszerű szavakkal elmondjuk, mi a nyomaték, milyen mértékegységben mérik a nyomatékot, és hogyan függ össze a teljesítménnyel.

Mi az a nyomaték

Mi a motor nyomatéka: egyszerűbben fogalmazva az a tolóerő, amit egy motor produkál. Amikor a motor jár, bizonyos erővel forgatja a kerekeket. Ez az erő osztva egy hosszegységgel (pl. a kerék sugarával) a nyomaték. Egy adott motor esetében a nyomaték számos tényezőtől függ, a lökettérfogattól a vezérműtengely bütykök alakjáig. Minél nagyobb nyomatékot termel a motor, annál erősebben tudja előre tolni az autót.

A belsőégésű motorok konstrukciójuk és működési elvük miatt nagyon nem lineáris nyomatékjellemzővel rendelkeznek. Ezért, ha a motor jellemzőiben 150 Nm-es érték van megadva, akkor ez a maximális érték. Ezt a csúcsértéket teljes gázadásnál és általában egy szűk fordulatszám-tartományban éri el. Vannak azonban olyan motorok is, amelyek nyomatékgörbéjén van egy “polc”, amikor a motor fordulatszámának növekedésével a tolóerő stabilan magas marad – ez turbófeltöltés alkalmazásával lehetséges. A maximális nyomaték fordulatszáma tehát a motor típusától és kialakításától függ.

Térjünk vissza hagyományos autónkhoz: akkor miért indul gyorsabban a dízeles? Mert általában nagyobb a nyomatéka, alacsony fordulatszámon is. A dízelek alapvetően más felépítésűek, mint a benzinmotorok. A dízelüzemanyag magasabb energiatartalma és a sűrítési arány miatt magasabb a hatásfokuk. Ez azt jelenti, hogy az elégetett üzemanyagból több energia végez hasznos munkát, azaz megy el a nyomaték létrehozására. A dízelek e tulajdonsága miatt a haszongépjárművekben aktívan használják őket.

Mi a motor nyomatéka

A nyomaték a vállra ható erő szorzata. Ezért mértékegysége egy autóban a newtonméter (newton szorozva egy méterrel) vagy röviden N-m vagy Nm. Természetesen egy motorban nincs olyan nyilvánvaló kar, mint a tankönyvben szereplő képeken. Egyetlen kar helyett egy összetett mechanizmus van. Az erőt pedig az égéstérben táguló gázok hozzák létre. A kilowattokkal és lóerőkkel rendelkező teljesítménytől eltérően a tolóerő megnevezésénél ritkán használnak alternatív skálákat: amikor nyomatékról beszélnek, a mértékegységek általában newtonméterek.

Hogyan különbözik a nyomaték a teljesítménytől

Megtudtuk, mitől függ a motor nyomatéka, és mit befolyásol a tolóerő. Most itt az ideje, hogy megemlékezzünk a teljesítményről.

Kezdjük újra a fizikával: a motor teljesítménye egyenlő a nyomaték és a fordulatszám szorzatának a 9549-es szorzóval osztott szorzatával (N=M*n/9549). Az eredmény kilowattban van megadva. Ahhoz, hogy átkonvertáljuk az ismertebb metrikus lóerőre, még 1,36-tal kell megszoroznunk.

Egy közönséges személygépkocsi esetében a maximális nyomaték körülbelül 150-300 Nm tartományban van (a dízelautókban eléri a 350-400 Nm-t), a legtöbb modern sorozatgyártású benzinmotor 6000-7000 fordulat/percig pörög. A mai dízelek kissé elmaradnak – 5000-5500 fordulat/perc. Ráadásul ahhoz, hogy a forgattyús tengelyt és ennek megfelelően a hozzá kapcsolt kerekeket ilyen sebességre pörgessük, bizonyos tolóerőre is szükség van. Így kiderül, hogy a teljesítmény a nyomatékból származtatott érték. Minél magasabb ez, annál erősebb a motor, mint a versenytársai.

Van egy egyszerűbb magyarázat azoknak, akik nem értenek a mérnöki tudományokhoz. A jó vonóerő segít egy nehéz utánfutót húzni, vagy a homokban pörgetni a kerekeket. Nagy teljesítmény mellett pedig nagyobb sebességet érhet el, ha nincsenek korlátok.

Növelhető-e a nyomaték

Elméletileg lehetséges. Tény, hogy egy belsőégésű motorban a nyomaték szinte közvetlenül a hengerek töltöttségétől függ – minél több levegő és ennek következtében üzemanyag kerül be és ég el, annál nagyobb tolóerőt produkál a motor. A motorkonstrukciókat azonban bizonyos vonóerő-jellemzőkhöz tervezték. Lehetőség van a nyomaték (és a teljesítmény) növelésére, de ez általában az élettartam csökkenésével jár. Ennek globálisan két módja van: mechanikus és elektronikus.

Az elektronikus a motorvezérlő program megváltoztatását jelenti, a levegő és az üzemanyag mennyiségének növelését a hengerekben: a nagyobb lökettérfogatnyomás, a különböző szelepnyitási fázisok vagy a befecskendezés stb. miatt. A turbómotoroknál a programmal való manipulációk (chiptuning) akár 20 százalékos többletnyomatékot is “kivehetnek” anélkül, hogy a konstrukciót alapvetően megváltoztatnák. De a “légköri motoroknál” ez általában szerényebb 5-7 százalék.

A mechanikus út a henger-dugattyúcsoport, a szívó- és kipufogórendszer geometriájának megváltoztatása, valamint a hengerek térfogatának növelése. A módszer drága, ezért általában csak sportautóknál alkalmazzák.

A nyomaték jelentős növelése egyébként is a biztonsági tartalékok elvesztésével, intenzívebb kopással és ennek következtében a motor nagyjavítás előtti élettartamának lerövidülésével jár.

Tömegek

• A forgatónyomaték egyszerűbben fogalmazva a motor teljesítménye.
• A nyomatékot Nm-ben (newtonméterben) mérik.
• A turbómotorok (beleértve a dízeleket is) nagy nyomatéka alacsony fordulatszámon érhető el, a légköri motorok – általában közepes vagy átlag feletti fordulatszámon.
• A motor bármilyen hangolása a nyomaték jelentős növelése érdekében a motor élettartamának csökkenéséhez vezet.