Momen Xoắn Là Gì?

cach-thuc-hoat-dong-cua-mo-men-xoan

Chắc hẳn khi có ý định mua một chiếc xe, dù là gì máy hay xe hơi thì người bán hàng sẽ tư vấn cho bạn về thông số kỹ thuật của xe. Trong tất cả thông số đó có mô-men xoắn,là thông số thể hiện sức mạnh của động cơ. Đây cũng là một trong những yếu tố quyết định nên tốc độ của chiếc xe. Vậy Momen xoắn là gì? như thế nào được tính là 1 Momen xoắn ? Hãy cũng Xe May Plus tìm hiểu chi tiết nhé !

1. Định nghĩa Momen xoắc là gì?

Theo định nghĩa mô-men xoắn là một lực xoắn có xu hướng gây ra chuyển động quay, là thước đo lực có thể khiến một vật thể xoay quanh một trục.

Hay nói cách khác, theo định nghĩa vật lý:
Mô-men xoắn chính là lực sinh ra khi xảy ra hiện tượng vật thể quay quanh trục. Khi có một lực tác động vào một vật khiến nó quay quanh một điểm, mô-men xoắn sẽ xuất hiện.

Mô men xoắn là một đại lượng vector. Hướng của vectơ mômen phụ thuộc vào hướng của lực tác dụng lên trục.

mo-men-xoan-la-gi
Mô-men xoắn chính là lực sinh ra khi xảy ra hiện tượng vật quay quanh trục

Trong thực tế, một con số momen xoắn cho chúng ta biết lực tối đa mà động cơ có thể cung cấp, mô-men xoắn càng lớn, động cơ càng khỏe. Nó khác với mã lực, cho biết động cơ có thể giúp xe chạy nhanh như thế nào.

Hiểu đơn giản hơn, khi vật quay quanh một trục được tính là một mô-men xoắn. Để biết các thông số khác của động cơ và sự liên quan của mô-men xoắn đối với vận tốc thì ta có công thức tính dưới đây.

2. Công Thức Tính Mô-men Xoắn Động Cơ

Với mô-men xoắn, chúng ta cần biết không chỉ khối lượng và gia tốc của lực tuyến tính, mà còn cả lực đó cách trục quay bao xa, vì chúng ta cũng có thể nhận được các kết quả khác nhau tùy theo điều đó.

Công thức: T=P*9.55/n

Trong đó:

T là mô-men xoắn trên trục động cơ (Nm)
P là công suất động cơ điện (kW)
n là tốc độ động cơ (vòng/phút)

Đơn Vị Mô-Men Xoắn

Mô-men xoắn có thể được thể hiện qua các đơn vị khác nhau. Theo hệ thống số liệu, mô-men xoắn được tính bằng Newton mét (Nm), hoặc pound-feet (lb / ft).

Chúng là các đơn vị rất khác nhau, nhưng bạn có thể chuyển đổi giữa chúng dễ dàng:

Để chuyển đổi một con số lb / ft thành Nm, bạn cần nhân nó với 1.35581794833. Để làm ngược lại, nhân số Nm của bạn với 0,737562149277.

3. Đặc trưng của mô-men xoắn

Sự quyết định sức mạnh, lực kéo hay tốc độ của xe phụ thuộc rất nhiều vào mô-men xoắn của động cơ. Được biết với đặc trưng cho khả năng chịu tải tức thời của động cơ xe. Nếu mô-men xoắn càng cao thì xe càng bốc và kéo khỏe tuy nhiên lại không đạt được vận tốc cao và ngược lại. Hầu hết các xe địa hình, xe lu, xe máy kéo đều được thiết kế có mô men xoắn lớn.
Hiểu nôm na đơn giản, khi vòng quay để tạo ra một mô-men xoắn càng lớn thì lực kéo của chiếc xe đó càng mạnh. Và khi vòng quay càng nhỏ để tạo ra một mô-men xoắc thì tốc độ càng nhanh nhưng lại không có lực kéo mạnh.
Nên khi thiết kế động cơ, tùy vào nhu cầu sử dụng các nhà thiết kế và sản xuất sẽ tạo ra những động cơ có mô-men xoắn khác nhau.

Lịch sử hình thành tham khảo.

Ngay trong cách gọi tên cũng đã thể hiện được sự quay quanh trục của của bộ phận này. Nó có nguồn gốc bắt nguồn từ những thí nghiệm của nhà khoa học nổi tiếng người Hy Lạp Archimedes (287 TCN – 212 TCN) về đòn bẩy. Khi có một vật tác động khiến nó quay quanh một điểm, lúc này mô men xoắn xuất hiện làm nhiệm vụ của mình.

Trong thiết kế động cơ, công suất thể hiện cho khả năng đạt tốc độ nhanh hay chậm mà không thể hiện cho sức mạnh. Vì vậy, để biểu diễn sức mạnh của chiếc xe phải phụ thuộc vào thông số mô men xoắn. Điều này được thể hiện trực tiếp khi một động cơ có mô men xoắn lớn là độ “bốc” của xe, chỉ cần nhấn chân ga thì nhay lập tức chiếc xe vọt lên tức thì trong khi đó một số số xe có công suất lớn lại tăng tốc chậm.

4. Cách thức hoạt động của mô-men xoắn

Độ lớn của mô men xoắn phụ thuộc vào tác dụng của lực, chiều dài của cánh tay đòn có tác dụng kết nối trục với điểm áp dụng lực, góc giữa vectơ và cánh tay đòn. Trong đó, khoảng cách là cánh tay đòn, ký hiệu là (r). Đây là một vectơ chỉ từ trục quay đến nơi mà lực tác dụng. (trong động cơ có thể hiểu là trục khữu, vòng tua quay).

Nếu vectơ lực bằng 0o hoặc bằng 180o thì lực sẽ không làm trục quay. Do cùng hướng nên nó sẽ bị đẩy ra khỏi trục quay hoặc đẩy về phía truc quay. Trong hai trường hợp này, giá trị của mô men xoắn đều cho bằng không.

cach-thuc-haot-dong-cua-mo-men-xoan
Cách thức h oạt động của Mô-men xoắn

Nếu vectơ lực bằng 90 độ hoặc bằng -90 độ vuông góc với vectơ. Vị trí này sẽ tạo ra một lực mô-men xoắn làm tăng vòng quay nhiều nhất.
Tương tự như trong động cơ, khi vòng tua quay đạt số vòng nhanh nhất thì lúc đó cũng được tạo ra mô-men xoắc cực đại. Điều này đồng nghĩa vòng tua đã quay tới mức cực đài rồi không thể quay nhanh hơn nữa.

5. Giá trị của mô-men xoắn

Giá trị mô men xoắn đạt giá trị cực đại khi các giá trị mô men xoắn tùy thuộc vào tốc độ vòng tua máy và tại một vòng tua máy nào đó (theo thiết kế nhà sản xuất). Các động cơ đốt trong thông thường chỉ sinh ra mô men xoắn hữu ích trong khoảng vòng tua máy nhất định là 1000 – 6000 vòng/phút (đối với xe hạng nhỏ). Giá trị này được ghi trên bảng thông số động cơ được mặc định là gái trị cực đại và người ta có thể trực tiếp đo mô men xoắn mà không thể trực tiếp đo công suất. Đặc biệt, trên xe hơi sử dụng hộp số tay, mô men xoắn sẽ được truyền tới hộp số nhờ thiết bị có tên ly hợp, còn hộp số tự động sử dụng hộp biến mô (torque converter).

gia-tri-cua-mo-men-xoan
giá trị của mô-men xoắn.

Do mô-men xoắn tỷ lệ thuận với công suất và vòng tua máy. Bởi vậy, nếu một chiếc xe có công suất lớn những vòng tua cao thì sẽ có mô men xoắn thấp hơn so với chiếc xe có công suất lớn nhưng ở vòng tua thấp. Các nhà sản xuất thường chế tạo ở những chiếc xe cần tốc độ cao với động cơ có công suất cao với mức độ mô-men xoắn vừa phải. Hay trong các mẫu xe thể thao dùng trong quân đội và dân dụng thường thiết kế với công suất thấp và mô men xoắn cao (tầm 456 Nm). Như vậy sẽ thích hợp với các địa hình đồi núi hiểm trở và giúp xe có khả năng kéo khỏe hơn.

6. Các yếu tố quyết định sức mạnh của động cơ

Công Suất, Mã Lực Và Momen Xoắn là yếu tố quyết định nên sức mạnh của một động cơ.

Cùng với mã lực ,mô-men xoắn cực đại được tạo ra bởi động cơ xe là một thông số kỹ thuật quan trọng.

Trên thực tế, mô-men xoắn cực đại có liên quan để mô tả chung về việc một chiếc xe có khả năng kéo tải như thế nào. Mặt khác, mã lực có liên quan nhiều hơn đến tốc độ tối đa của một chiếc xe.

Điều quan trọng là phải nhận ra rằng trong khi mô-men xoắn và mã lực tối đa là thông số kỹ thuật chung hữu ích, chúng chỉ được sử dụng hạn chế khi thực hiện các tính toán liên quan đến chuyển động tổng thể của một chiếc xe.

Mô-men xoắn tạo ra vận tốc nhanh

Về cơ bản, một động cơ có nhiều sức mạnh tạo ra mô-men xoắn rất nhanh. Tuy nhiên, chúng không phải là một và giống nhau. Chẳng hạn, động cơ diesel thường tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn công suất, trong khi động cơ xăng không tăng áp thường sẽ làm điều ngược lại. Tăng áp và siêu nạp là những cách phổ biến để lấy thêm công suất và mô-men xoắn từ động cơ. Tất nhiên nó còn phụ thuộc rất nhiều ở các chi tiết máy khác. Nhưng cho dẽ hiểu thì điều đó quyết định nên lực sinh công suất và mô-men xoắn.

suc-manh-cua-dong-co
sức mạnh của một động cơ bao gộm nhiều thông số

Nó khác với mã lực vì nó đề cập đến khối lượng công việc mà động cơ có thể đạt được, trong khi mã lực xác định công việc đó có thể được thực hiện như thế nào. Đó là lý do tại sao mô-men xoắn thường được gọi theo thuật ngữ là ‘sức kéo’.

Mô-men xoắn và mã lực có liên quan rất chặt chẽ với nhau, bởi vì – trong một động cơ đốt trong – bạn không thể có cái này mà không có cái kia, vì mã lực HP được tính như thế này:

HP = Mô-men xoắn x RPM ÷ 5252

Điều này có nghĩa là nếu bạn so sánh hai động cơ với đầu ra momen xoắn khác nhau, động cơ mô-men xoắn cao hơn sẽ luôn tạo ra nhiều mã lực hơn ở bất kỳ tốc độ động cơ nào.

Công suất và mô-men xoắn đều biến thiên liên tục trong dải vòng tua hoạt động của động cơ.

Vì vậy, tùy theo nhu cầu của mình cho chiếc xe mà bạn muốn sở hữu, chọn một động cơ phù hợp theo các tiêu chí sau:

7. Động cơ xe có công suất cực đại lớn sẽ đạt được tốc độ cao

Động cơ có mô-men xoắn cực đại lớn, xe sẽ tăng tốc nhanh, tải nặng tốt, sức kéo lớn.

Vòng Tua Máy Là Gì? Có Ý Nghĩa Gì Với Công Suất Và Mô-men Xoắn

Vòng tua máy là số vòng trục khuỷu có thể quay trong một phút, đơn vị rpm (revolutions per minute), nó được sử dụng như một thước đo tốc độ của bất kỳ máy nào đang hoạt động tại một thời điểm nhất định.

Vòng tua quay càng nhanh, lực tạo ra càng nhiều.

Như đã nói ở trên, momen xoắn và vòng tua máy và công suất luôn quan hệ chặt chẽ với nhau.

Công suất có tỷ lệ thuận với vòng tua, tăng dần cho đến khi đạt cực đại ở vòng tua 5.000 vòng/phút.

Vòng tua động cơ cũng như sức mạnh xe tăng khi bạn nhấn chân ga,thông số kỹ thuật động cơ thường trình bày con số mã lực cao nhất theo sau là vòng / phút mà nó xảy ra, chẳng hạn như 252 mã lực tại 5.600 vòng / phút.

Những chiếc xe hơi, xe tải có một đồng hồ đo tốc độ để chỉ ra vòng tua động cơ, thường được đo bằng đơn vị ngàn vòng trên phút.

Ở trên cùng của phạm vi đo tốc độ là một khu vực được gọi là đường đỏ – thường được tô sáng với một đường màu đỏ. Vòng quay động cơ vượt quá đường đỏ có thể gây ra thiệt hại lớn cho động cơ.

Có ba thông số biểu thị sức mạnh của một chiếc xe, đó là mô-men xoắn (đơn vị N.m hay jun), vòng tua máy (rpm) và công suất (hp hoặc kW). Công thức giữa ba đại lượng này là công suất bằng mô-men xoắn nhân vòng tua chia 5.252.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *