انتخاب یک پیشرانه مناسب، یکی از مهم ترین نکته هایی است که در هنگام خرید خودرو باید در نظر گرفته شود. از مهم ترین ویژگی های یک پیشرانه مناسب نیز توانایی ها و نحوه عملکرد موتور آن است. پس برای انتخاب یک موتور مناسب برای خودروی خود باید از اصطلاحاتی که بیانگر توانایی های آن هستند، اطلاع کافی داشته باشیم. بیشتر ما با واحد اندازی گیری قدرت موتور که معمولا با عنوان اسب بخار (Horsepower) بیان می شود آشنا هستیم. مفهوم آن نیز به طور ساده این است که هر چه که مقدار آن بیشتر باشد، سرعت خودروی شما بیشتر خواهد بود. این تنها یک طرف قضیه بوده و عامل دیگری نیز در توانایی های موتور خودرو موثر است. این پارامتر که گشتاور (Torque) نام دارد، یکی دیگر از عوامل بسیار موثر در عملکرد موتور بوده که ممکن است با معنی و مفهوم آن آشنایی نداشته باشید. در این نوشته قصد داریم تا این پارامتر مهم را برای شما معرفی نموده تا توانایی ارزیابی کامل عملکرد موتور یک خودرو را به شما بدهیم.
گشتاور چیست؟
در ابتدا سعی می کنیم با طرح یک مثال عملی به بررسی این موضوع بپردازیم. به عنوان مثال دو خودروی بی ام دبلیو 320d و کاترهام سوپر اسپرت (Catherham SuperSport R) را در نظر بگیرید. موتور هر دوی این خودروها توانایی تولید نیروی برابر با 180 اسب بخار را دارد، اما عملکرد موتور این دو خودرو بسیار متفاوت از همدیگر است. کاترهام سوپر اسپرت خودرویی بسیار سبک بوده و برای رسیدن به حداکثر سرعت و توان خود به گشتاوری برابر با 193 نیوتون متر نیاز دارد. در صورتیکه بی ام دبلیو سری 3 مدل 320 با موتور دیزلی سنگین وزن خود نیاز به گشتاوری در حدود دو برابر این مقدار برای رسیدن به حداکثر قدرت خود دارد. به زبان ساده اگر قدرت (اسب بخار) نمایانگر حداکثر سرعتی باشد که خودروی شما توانایی رسیدن به آن را دارد، گشتاور بیانگر این مطلب خواهد بود که موتور خودرو در چه زمانی به این حداکثر سرعت خواهد رسید. در واقع اهمیت گشتاور اگر بیشتر از اهمیت قدرت (اسب بخار) نباشد، پایین از آن هم نخواهد بود. زیرا آنچه در هنگام شتابگیری حس می کنید و فشاری که به شما وارد می گردد، از اثرات همین پارامتر مهم یعنی گشتاور است. در واقع گشتاور نیرویی است که موجب چرخیدن چرخ خودرو شما می گردد. علاوه بر این نیرویی که به یدک کشیدن یک تریلر کمک کرده و موجب آن می گردد که خودرو شما بدون هیچ مشکل آن را به همراه بیاورد نیز از اثرات مستقیم میزان گشتاور تولیدی توسط موتور است.
در واقع در توضیح گشتاور می توان به این مثال اشاره کرد. هنگامی که شما بوسیله یک آچار، اقدام به باز کردن یک مهره می کنید، این گشتاور است که باعث چرخش آچار و پیچ شده و موجب باز شدن آن می گردد. اگر طول آچار شما برابر با 1 متر باشد و شما نیرویی معادل 1 نیوتون را به انتهای دسته آن وارد نمایید، گشتاور تولیدی شما برابر با 1 نیوتون متر (Nm) خواهد بود. در صورتیکه طول دسته آچار شما بیشتر گردد، گشتاور تولیدی نیز بیشتر می گردد. برای بیان میزان گشتاور واحد های مختلفی وجود دارد. گشتاور در بریتانیا با واحد پاوند بر فوت نمایش داده می شود. واحد این نیرو در سیستم متریک نیز نیوتون متر بوده که یک نیوتون متر برابر با 0.738 پاوند بر فوت است.
اهمیت گشتاور چیست؟
همانطور که پیشتر نیز اشاره شد گشتاور در واقع نحوه عملکرد موتور در تولید نیرو است. گشتاور تولید شده در موتورهای دیزل نسبت به موتورهای بنزینی بیشتر است. این موتورها توانایی بیشتری در تولید گشتاور داشته و این نیرو را در سرعت های پایین و دور موتور کم به راننده ارائه می کنند. به همین دلیل امنیت رانندگی با موتورهای دیزلی بیشتر بوده و با توجه به در دسترس بودن نیروی موتور در سرعت های پایین، کنترل خودرو ساده تر بوده و از بروز تصادفات و لغزش در سطوح خیس جلوگیری می گردد.در موتورهای بنزینی داستان متفاوت بوده و نیروی موتور در دورهای بالاتر در اختیار راننده قرار می گیرد. البته رانندگی با این گونه موتورها هیجان انگیز تر است، چراکه برای رسیدن به سرعت بالاتر و شتاب بیشتر، نیاز به تعویض دنده در دورهای بالا بوده و صدای تولید شده توسط موتور و حساس بودن موتور به پدال گاز تجربه مهیجی را برای راننده و سرنشینان رقم خواهد زد.
گشتاور در موتورهای الکتریکی
نحوه تولید گشتاور در موتورهای الکتریکی با موتورهای بنزینی و دیزلی متفاوت است. در این خودروها گشتاور همیشه به صورت کامل و 100 درصد در اختیار راننده قرار دارد. به عنوان مثال در خودروهایی مدرن و پیشرفته مجهز به موتورهای الکتریکی مانند بی ام دبلیو i3 و رنو زوئی (Renault Zoe)، به دلیل در دسترس بودن کامل گشتاور موتور، حرکت این نمونه ها در مسیرهای شهری سریع تر و چالاک تر بوده و نسبت به مدل های مجهز به پیشرانه های بنزینی و دیزل از هیجان بیشتری در این گونه مسیرها برخوردار خواهند بود.
در مجموع باید به این نکته اشاره کرد که نیروی تولیدی موتور بالا تنها در موقعی کاملا در اختیار راننده قرار خواهد گرفت که گشتاور تولیدی نیز به نسبت اسب بخار تولید شده بالا باشد. به عنوان مثال پیشرانه 16 سیلندر 8 لیتری مجهز به چهار توربوشارژر خودرو سوپر اسپرت بوگاتی شیرون (Bugatti Chiron) با تولید نیرویی معادل 1500 اسب بخار تنها در سایه توانایی تولید گشتاوری در حدود 1600 نیوتون متر توانایی رسیدن به سرعت 100 کیلومتر در ساعت از حالت سکون در تنها 2.3 ثانیه را داشته و حداکثر سرعت این خودرو را به معادل 418 کیلومتر در ساعت می رساند.