Jõust ja pöördemomendist ehk miks mootori võimsus on üpris mõttetu näitaja
(96)
Läbi aegade on mootorite võimekuse väljendamiseks enim kasutatud kaht parameetrit: võimsust ja pöördemomenti. Paraku seondub nendega ka palju eksiarvamusi, kirjutab Accelerista.com.
Mida enam kondad autoalastes foorumites või vaatad kommentaare autoajakirjanduse lugude all sotsiaalmeedias, seda enam sellised sõnavõtud silma jäävad. Läbi aegade on käibele jäänud “tõdesid”, mida muudkui korrutatakse – ka inimeste poolt, kes peaksid teadma paremini!
Veelgi enam, jääb lausa mulje, et inimesed arvavad, et tegu on näitajatega, mis teevad eri asju või “vastutavad” erinevate ülesannete täitmise eest!
Levinuimad käibefraasid võimsuse ja pöördemomendi eristamiseks, mis kohe meelde tulevad, on näiteks järgnevad: “võimsus on see, kui kiiresti sa seina sõidad, pöördemoment on see, kui kaugele sa seina lükkad.” “Pöördemoment on see, kui kiiresti kohalt võtad, võimsus määrab tippkiiruse.” “Kui pöördemoment oleks oluline, oleksid kõik võidusõiduautod diislid.”
Isegi kuulsad võidusõitjad on öelnud kaheldava väärtusega asju nagu “autol on piisavalt hobujõude alles siis, kui iga käiguga rattad tühja käivad” või “autol on siis piisavalt hobujõude, kui ma saan kurvist välja kiirendamisest kuni pidurduspunktini asfaldile kaks musta jutti jätta” (Mark Donohue, USA võidusõitja).
Üks, millega võib osalt isegi nõus olla, aga vaid osalt: “pöördemoment võidab võidusõite, hobujõud müüb autosid.”
Mille poolest need siis ekslikud on?
Mis on võimsuse ja pöördemomendi vahe?
Esiteks, see kõige tähtsam. Mis on pöördemoment ja mis on võimsus? Jätame ühikud hetkeks kõrvale, see ei muuda midagi peale ühiku ees oleva arvu. Samuti jätame välja käiguülekanded ning räägime vaid mootoritest.
Pöördemoment on väga lihtsustatult see, kui kõvasti mootori väljundvõll pöörab. Või lausa “väänab,” kui puriste hulluks ajada tahta. See on täiesti tuntav jõud – kui väljundvõllist kätega kinni võtta, siis sa tunned pöördemomenti. Mida rohkem seda on, seda jõulisemalt käsi väänab!
Võimsus aga ei ole midagi muud kui tehtava töö hulk ajaühikus. Võimsus on see, kui palju mootor suudab aja jooksul oma pöördemomenti järjest välja anda ning võimsuse määravadki pöördemoment ning pöörete hulk.
See kajastub võimsuse välja arvutamiseks kasutatavas valemis: olenevalt sellest, kas kasutad SI-süsteemi ühikuid (Nm, kW) või nö “vanu” või inglise süsteemi mõõtühikuid nagu väike osa maailmast (lb-ft ja hj, mis kasutamise koha pealt küll erandiks).
SI-süsteemis on võimsuse valemiks kindlatel pööretel saavutatav pöördemoment korrutatuna pööretega ning jagatud 9549-ga. Inglise süsteemi mõõtühikutes on vaja lb-ft ning RPM korrutis jagada 5252-ga. Miks just sellised arvud, on lugu mõneks teiseks korraks.
Siit aga ilmneb ka esimene osa sellest, miks võimsus kui selline juhile midagi ei tähenda. Kui pöördemoment on midagi, mida me tunneme, siis võimsus on lihtsalt töö.
Võtame näiteks mootori, mis annab lihtsuse mõttes väga püsivalt välja 200 Nm pöördemomenti ning mille piirik on 8000 RPM peal. Eeldame, et füüsiline piirang (komponentide vastupidavus, mootori läbipuhe) piiriku tõstmiseks puudub.
Kui nüüd seda piirikut näiteks 200 RPM tõsta ning pöördemoment püsib sama, on äkitselt tegu juba võimsama mootoriga – kuid juht ei tunne seda kuidagi. Võimsus ei ole “tagumikudünoga” tuntav näitaja. Veelgi enam, sellise pöördemomendikõveraga auto puhul võiks põhimõtteliselt võimsuse kõvera üldse graafikule joonistamata jätta – see on lihtsalt üks tõusev joon.
Küll aga tunneme me pöördemomenti. Kui me peame näiteks tugeval kiirendusel otsustama, millal käiku vahetada, teeme me seda just pöördemomenti tajudes – kui tõmme hakkab raugema, vahetame käiku, et uuesti “tõmbavasse” pööretevahemikku langeda. See on eriti tajutav turbomootoriga masinate puhul, mille pöördemoment hakkab tavaliselt juba enne piiriku saabumist ära kukkuma.
Võimsus üksinda on suhteliselt mõttetu näitaja
Nüüd aga selle algse väite juurde – et võimsus on iseenesest üpris mõttetu näitaja. Jah, ta on universaalne suurus, mis näitab, palju mootor suudab tööd teha. Kuid paraku ei kajasta võimsus seda, KUIDAS mootor tööd teeb. Ta ei näita üksinda, milleks mootor sobilik on! Selle välja selgitamiseks on A ja O ikkagi pöördemoment ning see, mis pööretel see saabub ja kaua kestab.
