Nếu chúng ta so sánh công suất và mô-men xoắn giữa các động cơ rất có thể sẽ gây nhầm lẫn cho nhiều người sử dụng xe. Cho dù một chiếc xe có công suất cao nhưng không chắc có mô-men xoắn tương đương.
Ví dụ, nói một chiếc Lamborghini có công suất 700 mã lực là “mạnh” hơn một chiếc xe tải Hyundai có công suất 200 mã lực là sai. “Sức mạnh” của một chiếc xe không chỉ được tính bằng công suất, mà còn tùy thuộc vào một thông số rất quan trọng, đó là mô-men xoắn.
Momen xoắn (Tiếng anh là Torque) là một trong những thông số kỹ thuật quan trọng của một động cơ đốt trong, tác động đến “sức mạnh” của xe ô tô. Thông số này quyết định độ mạnh yếu của xe trong từng trường hợp vận hành.
Hãy tìm hiểu thêm về khái niệm quan trọng này tại kênh dầu nhớt Fusito để biết chi tiết hơn về ý nghĩa, công thức tính của momen xoắn trong động cơ.
Momen Xoắn Là Gì?
Khi chúng ta bàn về xe cộ, công suất thường được nói nhiều hơn so với mô-men xoắn. Nhiều người cho rằng họ không hiểu đủ về mô-men xoắn hoặc coi nó không quan trọng. Tuy nhiên, mô-men xoắn là thông số dễ hiểu hơn công suất. Do đó, để hiểu được công suất, chúng ta nên tìm hiểu về mô-men xoắn trước.
>>> Đọc thêm: 5 Lưu Ý Khi Chọn Gai Lốp Xe Phổ Biến Hiện Nay
Vậy Mô-men xoắn là gì? Tên của nó chứa ý nghĩa rõ ràng. Đây là sức mạnh tạo ra khi vật thể quay quanh một trục và được khám phá bởi Archimede. Khi có lực tác động, mô-men xoắn sinh ra. Nó là lực xoay của trục và tượng trưng cho sức xoay của bánh xe. Chiếc xe có mô-men xoắn lớn hơn, lực xoay của bánh xe mạnh hơn, xe có thể chở hay kéo vật nặng hơn và “đề pa” nhanh hơn.
Ngắn gơn hơn thì: Momen xoắn là lực xoắn dẫn đến chuyển động quay của một động cơ hoặc một vật quay quanh một trục. Trong ô tô momen xoắn, công suất và vòng tua máy là ba yếu tố tác động đến sức mạnh khi vận hành chiếc xe.
Đơn vị của Momen xoắn
Mô-men xoắn có thể đo lường bằng các đơn vị khác nhau, như Nm (Newton mét) hoặc lb-ft (Pound feet). Chuyển đổi giữa chúng dễ dàng: Nhân lb / ft với 1.35581794833 để chuyển sang Nm, hoặc nhân Nm với 0,737562149277 để chuyển sang lb / ft.
Định nghĩa về Momen xoắn cực đại
Momen xoắn (M xoắn) là số liệu chỉ ra lực tối đa mà động cơ xe ô tô cung cấp. Một xe ô tô được đánh giá có momen xoắn cực đại trong các tình huống sau:
- Momen xoắn lớn: Tăng lực kéo, tăng tốc kéo, mạnh mẽ và chở trọng tải lớn hơn.
- Momen xoắn cực đại khi vòng tua máy cao: Tăng tốc nhanh và chở hàng nặng hơn.
- Momen xoắn cực đại với vòng tua máy thấp: Tiết kiệm nhiên liệu và tăng tốc mạnh hơn.
Vai trò của Momen xoắn cực đại
Momen xoắn là một đại lượng chứa thông tin về sức mạnh và khả năng chịu tải của động cơ xe hơi. Nó có hướng và giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Giá trị momen xoắn lớn nghĩa là lực quay của bánh xe mạnh. Momem xoắn tối đa xuất hiện khi tốc độ vòng tua máy đạt đỉnh.
Đối với hộp số tay, momen xoắn được truyền tới qua ly hợp, hộp số tự động sử dụng hộp biến mô. Xe có vòng tua cao, công suất lớn sẽ có momen xoắn thấp hơn so với xe vòng tua thấp cùng công suất.
Ví dụ: Fiat Oltre, 185 mã lực, 130 km/h tốc độ tối đa, 456 Nm momen xoắn thích hợp cho địa hình đồi núi.
Công thức tính Momen Xoắn
Công thức momen xoắn là τ = NS * NS * sin(θ), trong đó:
- τ là độ lớn của momen xoắn.
- NS là chiều dài của nhánh momen.
- θ là góc giữa lực và cánh tay đòn.
Hướng của momen xoắn được xác định bởi quy ước nắm tay phải. Khi một tay cuộn quanh trục với ngón tay hướng theo hướng lực, momen xoắn quay theo hướng của ngón tay cái.
Cách Momen được tạo ra trong động cơ
Trong động cơ đốt trong của xe ô tô, các piston chuyển động trong xi lanh tạo ra năng lượng. Trục khuỷu chuyển năng lượng này thành lực quay, tên gọi là momen xoắn, và được truyền đến các bánh dẫn động. Momen xoắn càng lớn, động cơ càng có nhiều công suất.
Xe có nhiều momen xoắn sẽ tăng tốc nhanh hơn khi nổ máy. Trong trường hợp di chuyển với trọng tải nặng hoặc leo núi, momen xoắn quan trọng để tạo ra công suất cho xe.
Mối quan hệ giữa Momen Xoắn và Công Suất
Sự nhầm lẫn của nhiều người trong việc so sánh công suất và mô-men xoắn giữa các động cơ đến từ việc nhà sản xuất tập trung vào việc nâng cao và phát triển động cơ mới với mục tiêu tối ưu trọng lượng, kích thước và mục đích sử dụng của chiếc xe. Giá trị của công suất và mô-men xoắn thay đổi trong vòng tua động cơ nên các nhà sản xuất chỉ công bố giá trị cực đại. Điều này dễ dẫn đến nhầm lẫn về “sức mạnh” của chiếc xe.
Momen xoắn và công suất đều là những khái niệm quan trọng trong động cơ ô tô. Momen xoắn là nền tảng cung cấp nguồn, sức mạnh cho khả năng sinh công, trong khi công suất biểu thị mức độ sinh công này.
Nói cách khác, Công suất trong động cơ đốt trong biểu thị tốc độ nhanh hoặc chậm nhưng không biểu thị sức quay của bánh xe. Chính xác hơn, công suất là tốc độ sinh ra mô-men xoắn của động cơ. Một xe có công suất lớn có thể chạy rất nhanh nhưng không chắc có “sức mạnh” nếu mô-men xoắn của nó thấp.
>>> Tham khảo: Tìm hiểu về Hệ Thống Lái Ô Tô | Cấu Tạo & Nguyên Lý
Khi cần kéo vật nặng, tốc độ cấp số có thể được thiết lập thấp để tăng momen xoắn. Tuy nhiên, công suất hoạt động sẽ khác nhau giữa một sedan và một bán tải, giúp cho bán tải có sức mạnh hơn. Sự tăng trưởng của mã lực sẽ tạo ra nhiều momen xoắn từ động cơ.
Tuy nhiên, sức kéo được truyền tới bánh xe phụ thuộc vào hộp số và hệ thống dẫn động của xe, do đó tất cả các chi tiết đều được tối ưu hoá để xác định việc chuyển đổi công suất thành momen xoắn. Và Hệ thống hộp số trên chiếc xe ô tô là công cụ giúp quản lý và điều khiển quan hệ giữa hai yếu tố này.
Tóm lại là như sau:
- Công suất cực đại cao => cho tốc độ nhanh
- Mô-men xoắn cực đại lớn => tải nặng mạnh, kéo lực mạnh, tăng tốc nhanh
- Mô-men xoắn cực đại cao tại vòng tua thấp => tăng tốc nhanh, tải nặng tức thời và tiết kiệm nhiên liệu
- Mô-men xoắn cực đại cao tại một dải vòng tua cao => kéo dài khả năng tải và tăng tốc độ xe.
So sánh nhanh Momen xoắn và Mã lực
Mô-men xoắn khác với mã lực về mục đích thể hiện. Mô-men xoắn biểu thị khối lượng công việc có thể được hoàn thành bởi động cơ, trong khi mã lực xác định cách hoàn thành công việc đó. Vì vậy, mô-men xoắn thường được gọi là “sức kéo”.
Mô-men xoắn và mã lực liên quan mật thiết với nhau, có tỉ lệ thuận với nhau, vì mã lực HP có thể tính toán dựa trên mô-men xoắn (HP = Mô-men xoắn x RPM ÷ 5252). Do đó, động cơ có mô-men xoắn cao sẽ tạo ra nhiều mã lực hơn tại bất kỳ tốc độ nào.
Tùy theo nhu cầu cho xe của bạn, hãy chọn động cơ phù hợp theo các tiêu chí:
- Động cơ công suất cực đại lớn (mã lực cao) sẽ tạo tốc độ cao.
- Động cơ mô-men xoắn cực đại lớn sẽ giúp xe tăng tốc nhanh, tải nặng tốt và sức kéo lớn.
Tương quan giữa momen xoắn và vòng tua máy
Vòng tua máy được tính bằng số vòng quay trong 1 phút, đơn vị rpm (revolution per minute). Đây là chỉ số đo tốc độ của bất kỳ máy hoạt động, tại thời điểm đo.
Tốc độ quay càng nhanh, lực tạo ra càng nhiều. Vòng tua máy và công suất luôn liên quan chặt chẽ với nhau. Công suất tỷ lệ tăng dần khi vòng tua tăng, cho đến đạt cực đại ở 5.000 vòng/phút.
Khi nhấn chân ga, vòng tua và sức mạnh xe tăng. Thông số kỹ thuật động cơ thường hiển thị mã lực cao nhất theo sau là vòng/phút mà nó xảy ra, ví dụ 252 mã lực tại 5.600 vòng/phút.
Đồng hồ đo tốc độ trên xe hơi và xe tải cho biết vòng tua động cơ, thường được đo bằng số vòng trên phút.
Khu vực cao nhất trong phạm vi đo tốc độ là “đường đỏ”, tô màu đỏ trên đồng hồ, và nếu vòng tua động cơ quá giới hạn có thể gây hại lớn cho động cơ.
Cách cải thiện tốc độ cho xe
Như đã phân tích ở trên, giá trị momen xoắn phụ thuộc vào tốc độ vòng tua máy. Vòng tua tối đa sẽ giúp momen xoắn đạt giá trị cực đại. Trong động cơ đốt trong, momen xoắn thường được sử dụng trong một khoảng vòng tua nhất định (từ 1.000-6.000 vòng/phút cho các xe nhỏ).
Giá trị momen xoắn cực đại được ghi trong bảng thông số động cơ. Momen xoắn có thể đo trực tiếp, nhưng công suất thì không thể.
Công suất tỷ lệ với vòng tua máy và momen xoắn, là hai địa lượng liên quan với nhau khi miêu tả động cơ ô tô. Do đó, để tăng tốc độ, ta cần can thiệp vào chỉnh Momen, như sau:
- Tăng momen xoắn của động cơ
- Giảm trọng lượng xe
- Hạ thấp trọng tâm của xe
- Chọn bánh và mâm rộng hơn
- Tăng momen xoắn đến cực đại trên phạm vi tốc độ rộng hơn.
Hướng dẫn chi tiết cách tăng Momen xoắn cho xe
Vì sao xe bị Momen thấp?
Nguyên lý: Van 1 chiều, còn gọi là NRV (Non-Return Valve), sẽ đóng cửa nạp từ bên trong động cơ khi piston tiến đến điểm chết. Nó giữ lượng hòa khí nạp và nén chặt. Khi piston đạt điểm chết, momen xoắn cao và hòa khí được nén hoàn hảo.
Trong 1 động cơ 4 thì, momen xoắn liên đới. Khi piston tiến đến điểm chết, hỗn hợp xăng-gió sau lưng súp áp chuyển đến phía sau và ra phía cánh gió bình xăng. Điều này dẫn đến vết, đốm đen trên bình xăng con và thiếu xăng đốt, khiến xe không có đủ lực momen xoắn. Vì vậy, bạn có thể lắp lưỡi gà của xe 2 thì vào cho xe 4 thì để giải quyết vấn đề này.
Cách tăng momen xoắn
Các pháp sư Việt Nam rất giỏi trong việc “chế cháo”, nên việc tăng Momen xoắn này dựa vào cái gọi là Reed Valve (lưỡi gà). Cụ thể như sau:
- Lưỡi gà (Reed Valve) là một chi tiết quan trọng tăng momen xoắn. Theo kết quả của các kỹ sư, việc sử dụng van lưỡi gà giảm tình trạng nổ ngược xe và tăng tiếng lụp, mùi xăng dư, công suất xe.
- Cách sử dụng lưỡi gà: Gắn lưỡi gà vào động cơ khi piston đến gần điểm chết trên, lưỡi gà đóng chặt hỗn hợp hòa khí trong buồng đốt giúp tăng công suất động cơ.
- Bộ chế hòa khí (có thể gọi là bình xăng con) được gắn lưỡi gà chỉ tạm thời, không phải chỉ để kiểm tra xe. Tuy nhiên, kết quả vẫn rất tốt. Van lưỡi gà hoạt động khi piston đang tiến gần điểm chết trên trong xe dùng động cơ 2, nhưng hoạt động khi piston đã sắp đến điểm chết trong xe dùng động cơ 4 thì.
- Khi này Van sẽ không bao giờ đóng hoàn toàn để cho piston đẩy hỗn hợp hòa khí về khe nạp hoặc bầu lọc gió, nhưng sau đó sẽ dừng để hỗn hợp hòa khí được nạp đầy hơn và từ đó tạo lực momen xoắn cao hơn.
FAQs – Câu hỏi thường gặp
Momen Xoắn là gì và nó được sử dụng để làm gì?
Momen Xoắn là một đo lường của lực quay hoặc hành động xoắn làm cho một đối tượng quay quanh một trục. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như cơ học, vật lý và kỹ thuật để mô tả lực gây chuyển động quay.
Cách tính Momen Xoắn?
Momen Xoắn được tính bằng cách nhân sức lực áp dụng lên một đối tượng với khoảng cách từ trục xoay đến điểm mà sức lực được áp dụng. Công thức tính Momen Xoắn là: T = F x r, trong đó T là torque, F là sức lực và r là khoảng cách từ trục xoay đến điểm mà sức lực được áp dụng.
Đơn vị đo lường là gì?
Đơn vị đo lường của torque là Newton-meters (Nm) trong hệ SI (Hệ Tự Chủ Quốc Tế). Các đơn vị đo lường khác bao gồm pound-feet (lb-ft) và pound-inches (lb-in) trong hệ imperial.
Cách sức mạnh của Momen Xoắn ảnh hưởng đến chuyển động xoắn?
Sức mạnh của Momen Xoắn ảnh hưởng đến chuyển động xoắn bằng cách xác định số lượng lực quay áp dụng cho một đối tượng. Sức mạnh của torque tăng lên, lực quay cũng tăng, và đối tượng sẽ quay nhanh hơn. Và ngược lại.
Cách hướng của Momen Xoắn ảnh hưởng đến chuyển động xoắn?
Hướng của Momen Xoắn ảnh hưởng đến hướng chuyển động xoắn bằng cách gây cho đối tượng quay theo hướng của torque. Nếu Momen Xoắn được áp dụng theo chiều kim đồng hồ, đối tượng sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, và ngược lại.
Lời kết
Để tìm chiếc xe phù hợp, hãy tìm hiểu và đọc kỹ thông số kỹ thuật, đặc biệt là những thông số quan trọng của động cơ như: Momen xoắn, công suất, mã lực,… Còn nữa, hãy lưu ý dải vòng tua của xe để xem nó có thể đạt được công suất tối đa và mô-men xoắn tối đa như kì vọng của bạn không nhé. Hãng dầu nhớt Fusito Việt Nam chúc các bạn lái xe an toàn.
