Lóerők és newtonméterek harca 1

Lóerők és newtonméterek harca


A dízel- és benzinmotorok “teljesítményét”, a lóerők és a newtonméterek számával jellemezzük. E kettőből legtöbbünk megelégszik előbbi ismeretével. Van, aki képes katalógusokat megszégyenítő pontossággal több száz adatot tárolni fejében, míg a többség annyit tart csak a fejében, hogy gázolajat vagy dízelt tankoljon.

De mi a fene az a lóerő egyáltalán? És mi a frászkarika a nyomaték? Túlságosan bonyolult a válasz, és a végeredmény mindig ugyanaz. Annál jobb, minél több van mindkettőből. Női kollegáinkat a forgatónyomatékról kérdeztük.

Mire jó a forgatónyomaték? – hölgyválasz

…hát gondolom a nyomaték egyenesen arányosan nagyobb, ha nagyobb a lóerő, illetve rövidebb idő alatt gyorsul nagyobb lóerőnél

…arra, hogy alacsony fordulatnál is jól megpörgesse a motort, és jobban menjen

… én honnan tudjam???

…fogalmam sincs így hirtelen. Valami, ami az erővel kapcsolatos

…az az ereje, nem? Ha van sok nyútonméter, akkor jobban kijő a sárból. De amúgy gőzöm sincs…

Jobban húz, de mitől?

Azonos teljesítmény esetén két motor közül az a gyorsabb, és az tűnik erősebbnek, amelyikben több newtonméter van, tehát szeretjük a nagy nyomatékot. Az is előfordul, hogy egy nyomatékosabb dízelmotor rugalmasabb egy nála jóval erősebb benzinesnél. Ezért van, hogy egy 330-as dízel BMW lenyom egy nála könnyebb, és 50 lóerővel erősebb Porsche 911-est is, a 80-120 km/órás rugalmassági tesztben.

A valóságban akkor jó a nyomaték, ha már a pincéből húz, tehát minél alacsonyabb fordulat mellett rendelkezésre áll, ez a dízelek jellemzője. Ettől tűnik erősnek és ettől kényelmes. A benzinesek ebben nem jeleskednek, hacsak nem egy ötliteres motorról van szó, de dízelben ugyanezt tudja egy háromliteres is, töredék fogyasztással.

Ellentmondásnak tűnhet, hogy a sportkocsik mind magas fordulat mellett adják le maximális nyomatékukat. Ennek oka az, hogy ha nagy teljesítményt szeretnénk elérni akkor adott motorjellemzők mellett a legegyszerűbben a fordulatszám növelésével növelhető a csúcsteljesítmény. Viszont a belsőégésű motorok fizikájából adódóan a nagy fordulatra hangolt (azaz nagy fordulatot tűrő és ott jól működő) motorok kis fordulaton kevésbé működnek jól. Jó esetben, a nyomaték jelentős hányada már kis fordulaton is adott lehet.

A klasszikus sportosság viszont nem nyomaték kérdése, egy pörgős benzines sokkal sportosabbnak hathat függetlenül a menetteljesítményektől, bár nyomatékban nem ér fel egy dízelhez. Mostanában kezdenek divatba jönni a sportos dízelmodellek, de ezek kevésbé elégítik ki a benzingőzre éhes rajongókat.

Tudományos megközelítés

Forgatónyomaték (M): Akkor lép fel ha egy testre ható erő, vagy erőrendszer eredőjének hatásvonala nem megy át a test tömegközéppontján. A forgatónyomaték nagysága megegyezik az erő és az erő karjának (az erő hatásvonala és a forgáspont közötti legkisebb távolság) szorzatával. Mértékegysége: Nm

M= F x k
F: erő, vagy erőrendszer eredője
k: az erő karja

Teljesítmény (P): időegységre eső munkavégzés, vagy más megfogalmazásban a munkavégzés “sebessége” Mértékegysége: W, kW

A valóságban a munkát végző erőhatás általában nem állandó, hanem változik, (a motorokban működés közben mindig), ezért a gyakorlatban a változó erők teljesítményét használják.

Változó erő átlagteljesítménye, vagy a motoroknál egyszerűen teljesítmény, annak az állandó erővel történő munkavégzésnek a teljesítményével egyenlő, amellyel ugyanannyi idő alatt ugyanakkora a munkavégzés, mint a változó erővel

P = M x 2∏ x n

n = fordulatszám

forrás: Dr. Kalmár – Dr. Kováts – Dr. Stukovszky (1994): Turbómotorok és más feltöltő rendszerek; K&Z – Motor


A legfontosabb összefüggés, hogy a teljesítmény a forgatónyomaték és a fordulatszám szorzatából adódik. Az is látszik, hogy a teljesítmény hivatalos mértékegység a watt/kilowatt, nem a lóerő. Ahhoz, hogy ezt megkapjuk a kW-ot 1,36-al kell beszoroznunk. Figyelem a forgalmiban is kW-ban van megadva a teljesítmény!

Tehát a teljesítmény a forgatónyomatéktól függ, de mitől függ a forgatónyomaték? A forgatónyomaték (és így a lóerők számának) fő meghatározója a motor lökettérfogata és a hengerben lezajló égés minősége. Az utóbbi millió marha bonyolult tényezőtől függ, ennek boncolgatástól kíméljük meg magunkat. Azt tudjuk, hogy a dízelben nagyobb a nyomaték, mint a benzinesben, a turbó motorokban, ezen belül is a dízelben pedig a legnagyobb.

A hegyekben gyengébb

A motor nyomatéka fékpadon mérhető, akárcsak a tényleges teljesítmény, ezeket szokták szép jelleggörbéken mutogatni. Az effektív vagy tényleges teljesítményt a motoron mérik, ebben nincs benne a súrlódási veszteség vagy a segédberendezések által (klíma, víz-, olajszivattyú) okozott teljesítménycsökkenés.

A mérést szabványkörülmények között végzik, mivel a levegő állapota jelentősen befolyásolja az eredményt. Minden 1000 méternyi magasságnövekedés 11-13 százalékos teljesítménycsökkenést eredményez.

Mikor, melyiket?

Általában elmondható, hogy aki különösebb erőlködés nélkül kényelmesen szeretne közlekedni, akár gyorsan, akár lassan, az jobban jár, ha a maximális nyomatékra figyel.

Ha sok van nyomatékból, kevesebbet kell váltanunk, a nagy luxusautók pedig sportautókat megszégyenítő sebességgel gyorsulnak. Ha ilyenre vágyunk, vegyünk modern dízelt, vagy egy 5 literes benzintemetőt.

Aki szereti a nagy fordulaton visító benzinmotor hangját és folyton matatni akar a váltóval, annak egy pörgős benzinmotorra van szüksége, ő a lóerők szerelmese. Klasszikus autójuk a Honda vagy Porsche, rosszabb esetben a nyolcszázas Chevy Matiz.

Nagyobb nyomatékot, még több lóerőt!

A mérhető teljesítmény a motorba juttatott üzemanyag mennyiségével arányos, de a többlet bejuttatását korlátozza az égés. Szívómotornál több lehetőség is van a teljesítmény és a nyomaték fokozására!

– A lökettérfogat növelése – a legegyszerűbb módszer, de csak korlátozott mértékben alkalmazható a helyhiány miatt.

– A motor fordulatszámának növelése: időegység alatt gyakrabban cserélődik a hengertöltet. Korlátot a megnövekedett tömegerők okoznak, de romlik a gazdaságosság is.

– Feltöltés: jellemzően turbó vagy kompresszor alkalmazásával. Nagyobb nyomáson nagyobb teljesítmény és nyomaték érhető el. Megerősített konstrukciót igényel. A feltöltés célja, hogy a hengerűrtartalom és a fordulatszám növelése nélkül növelje a teljesítmény, sőt utóbbi általában még csökken is a feltöltött motorok esetében. Feltöltéssel a motorok nyomatéka azonos típusú és lökettérfogatú szívómotorokhoz képest 40-50 százalékot is nőhet, de a feltöltésre tervezett dízeleknél ez elérheti a 100 százalékot is.