Bagaimana mengukur torsi (torsi) mobil Anda

Torsi sebanding dengan tenaga kuda dan bervariasi tergantung pada kendaraan dan fiturnya. Ukuran roda dan rasio gigi mempengaruhi torsi.

Apakah Anda membeli mobil baru atau membuat hot rod di garasi Anda, ada dua faktor yang berperan saat menentukan performa mesin: tenaga kuda dan torsi. Jika Anda seperti kebanyakan mekanik atau penggemar mobil do-it-yourself, Anda mungkin memiliki pemahaman yang baik tentang hubungan antara tenaga kuda dan torsi, tetapi Anda mungkin merasa sulit untuk memahami bagaimana angka "kaki-pon" itu dicapai. Percaya atau tidak, sebenarnya tidak terlalu sulit.

Sebelum kita masuk ke detail teknis, mari kita uraikan beberapa fakta dan definisi sederhana untuk membantu Anda memahami mengapa tenaga kuda dan torsi merupakan faktor penting untuk dipertimbangkan. Kita harus mulai dengan mendefinisikan tiga elemen pengukuran kinerja mesin pembakaran internal: kecepatan, torsi, dan tenaga.

Bagian 1 dari 4: Memahami Bagaimana Kecepatan, Torsi, dan Tenaga Engine Mempengaruhi Performa Keseluruhan

Dalam sebuah artikel baru-baru ini di majalah Hot Rod, salah satu misteri terbesar performa mesin akhirnya dipecahkan dengan kembali ke dasar-dasar bagaimana tenaga benar-benar diperhitungkan. Kebanyakan orang mengira bahwa dinamometer (engine dynamometers) dirancang untuk mengukur tenaga kuda mesin.

Padahal, dinamometer tidak mengukur tenaga, melainkan torsi. Angka torsi ini dikalikan dengan RPM yang diukur dan kemudian dibagi dengan 5,252 untuk mendapatkan angka daya.

Selama lebih dari 50 tahun, dinamometer yang digunakan untuk mengukur torsi mesin dan RPM tidak dapat menangani daya tinggi yang dihasilkan mesin ini. Faktanya, satu silinder pada Hemis pembakaran nitro 500 inci kubik itu menghasilkan daya dorong sekitar 800 pon melalui satu pipa knalpot.

Semua mesin, baik mesin pembakaran internal maupun listrik, beroperasi pada kecepatan yang berbeda. Sebagian besar, semakin cepat mesin menyelesaikan langkah atau siklus tenaganya, semakin banyak tenaga yang dihasilkannya. Ketika berbicara tentang mesin pembakaran internal, ada tiga elemen yang memengaruhi kinerja keseluruhannya: kecepatan, torsi, dan tenaga.

Kecepatan ditentukan oleh seberapa cepat mesin bekerja. Saat kita menerapkan kecepatan motor ke angka atau unit, kita mengukur kecepatan motor dalam putaran per menit atau RPM. "Pekerjaan" yang dilakukan mesin adalah gaya yang diterapkan pada jarak yang dapat diukur. Torsi didefinisikan sebagai jenis kerja khusus yang menghasilkan putaran. Ini terjadi ketika gaya diterapkan pada radius (atau, untuk mesin pembakaran internal, roda gila) dan biasanya diukur dalam foot-pound.

Tenaga kuda adalah kecepatan di mana pekerjaan dilakukan. Dulu, jika benda perlu dipindahkan, orang biasanya menggunakan kuda untuk melakukannya. Diperkirakan seekor kuda dapat bergerak dengan kecepatan sekitar 33,000 kaki per menit. Dari sinilah istilah "tenaga kuda" berasal. Berbeda dengan kecepatan dan torsi, tenaga kuda bisa diukur dalam beberapa satuan, antara lain: 1 hp = 746 W, 1 hp = 2,545 BTU dan 1 hp = 1,055 joule.

Ketiga elemen ini bekerja sama untuk menghasilkan tenaga mesin. Karena torsi tetap konstan, kecepatan dan tenaga tetap proporsional. Namun, saat putaran mesin meningkat, tenaga juga meningkat untuk menjaga torsi tetap konstan. Namun, banyak orang bingung bagaimana torsi dan tenaga mempengaruhi kecepatan mesin. Sederhananya, saat torsi dan tenaga meningkat, kecepatan mesin juga meningkat. Kebalikannya juga benar: saat torsi dan tenaga berkurang, kecepatan mesin juga berkurang.

Bagian 2 dari 4: Cara Mesin Didesain untuk Torsi Maksimum

Mesin pembakaran internal modern dapat dimodifikasi untuk meningkatkan tenaga atau torsi dengan mengubah ukuran atau panjang batang penghubung dan menambah lubang atau lubang silinder. Ini sering disebut sebagai rasio bore to stroke.

Torsi diukur dalam Newton meter. Sederhananya, ini berarti torsi diukur dalam gerakan melingkar 360 derajat. Contoh kami menggunakan dua mesin identik dengan diameter lubang (atau diameter silinder pembakaran) yang sama. Namun, salah satu dari dua mesin memiliki "stroke" yang lebih panjang (atau kedalaman silinder yang dibuat oleh batang penghubung yang lebih panjang). Mesin stroke yang lebih panjang memiliki gerakan yang lebih linier saat berputar melalui ruang bakar dan memiliki daya ungkit yang lebih besar untuk menyelesaikan tugas yang sama.

Torsi diukur dalam pound-feet, atau berapa banyak "torsi" yang diterapkan untuk menyelesaikan suatu tugas. Misalnya, bayangkan Anda mencoba melonggarkan baut yang berkarat. Misalkan Anda memiliki dua kunci pas pipa yang berbeda, yang satu panjangnya 2 kaki dan yang lainnya panjang 1 kaki. Dengan asumsi Anda menerapkan jumlah gaya yang sama (tekanan 50 lb dalam kasus ini), Anda sebenarnya menerapkan torsi 100 ft-lbs untuk kunci pas dua kaki (50 x 2) dan hanya 50 lbs. torsi (1 x 50) dengan kunci satu kaki. Kunci pas mana yang akan membantu Anda melepaskan baut dengan lebih mudah? Jawabannya sederhana - yang memiliki torsi lebih besar.

Insinyur sedang mengembangkan mesin yang memberikan rasio torsi-ke-tenaga kuda yang lebih tinggi untuk kendaraan yang membutuhkan "tenaga" ekstra untuk berakselerasi atau mendaki. Anda biasanya melihat angka torsi yang lebih tinggi untuk kendaraan berat yang digunakan untuk menderek atau mesin berperforma tinggi di mana akselerasi sangat penting (seperti contoh Mesin Bahan Bakar Atas NHRA di atas).

Itu sebabnya pabrikan mobil sering menonjolkan potensi mesin torsi tinggi dalam iklan truk. Torsi mesin juga dapat ditingkatkan dengan mengubah waktu pengapian, menyesuaikan campuran bahan bakar/udara, dan bahkan meningkatkan torsi keluaran dalam skenario tertentu.

Bagian 3 dari 4: Memahami Variabel Lain yang Mempengaruhi Torsi Nilai Motor Keseluruhan

Saat mengukur torsi, ada tiga variabel unik yang perlu dipertimbangkan dalam mesin pembakaran internal:

Tenaga yang Dihasilkan pada RPM Tertentu: Ini adalah tenaga mesin maksimum yang dihasilkan pada RPM tertentu. Saat mesin berakselerasi, ada kurva RPM atau tenaga kuda. Saat putaran mesin meningkat, tenaga juga meningkat hingga mencapai level maksimum.

Jarak: Ini adalah panjang kayuhan batang penghubung: semakin panjang kayuhan, semakin banyak torsi yang dihasilkan, seperti yang kami jelaskan di atas.

Konstanta Torsi: Ini adalah angka matematis yang ditetapkan untuk semua motor, 5252 atau RPM konstan di mana tenaga dan torsi seimbang. Angka 5252 berasal dari pengamatan bahwa satu tenaga kuda setara dengan 150 pon menempuh jarak 220 kaki dalam satu menit. Untuk menyatakannya dalam satuan kaki-pon torsi, James Watt memperkenalkan rumus matematika yang menemukan mesin uap pertama.

Rumusnya terlihat seperti ini:

Dengan asumsi gaya 150 pound diterapkan pada radius satu kaki (atau lingkaran yang ada di dalam silinder mesin pembakaran internal, misalnya), Anda harus mengubahnya menjadi torsi kaki-pon.

220 fpm perlu diekstrapolasi ke RPM. Untuk melakukannya, gandakan dua angka pi (atau 3.141593), yang sama dengan 6.283186 kaki. Ambil 220 kaki dan bagi dengan 6.28 dan kami mendapatkan 35.014 rpm untuk setiap putaran.

Ambil 150 kaki dan kalikan dengan 35.014 dan Anda mendapatkan 5252.1, konstanta kami yang dihitung dalam torsi kaki-pon.

Bagian 4 dari 4: Cara menghitung torsi mobil

Rumus torsi adalah: torsi = tenaga mesin x 5252, yang kemudian dibagi dengan RPM.

Namun, masalah torsi adalah diukur di dua tempat berbeda: langsung dari mesin dan ke roda penggerak. Komponen mekanis lainnya yang dapat menambah atau mengurangi nilai torsi pada roda antara lain: ukuran flywheel, rasio transmisi, rasio poros penggerak, dan lingkar ban/roda.

Untuk menghitung torsi roda, semua elemen ini harus difaktorkan ke dalam persamaan yang sebaiknya diserahkan ke program komputer yang termasuk dalam meja uji dinamis. Pada peralatan jenis ini, kendaraan diletakkan di atas rak dan roda penggerak diletakkan di samping deretan roller. Mesin terhubung ke komputer yang membaca kecepatan mesin, kurva konsumsi bahan bakar, dan rasio roda gigi. Angka-angka ini diperhitungkan dengan kecepatan roda, akselerasi, dan RPM saat mobil digerakkan di dyno selama waktu yang diinginkan.

Menghitung torsi mesin jauh lebih mudah ditentukan. Dengan mengikuti rumus di atas, menjadi jelas bagaimana torsi mesin berbanding lurus dengan tenaga mesin dan rpm, seperti yang dijelaskan pada bagian pertama. Dengan menggunakan rumus ini, Anda dapat menentukan peringkat torsi dan tenaga kuda di setiap titik pada kurva RPM. Untuk menghitung torsi, Anda harus memiliki data tenaga mesin yang disediakan oleh pabrikan mesin.

kalkulator torsi

Beberapa orang menggunakan kalkulator online yang ditawarkan oleh MeasureSpeed.com, yang mengharuskan Anda memasukkan peringkat daya mesin maksimum (disediakan oleh pabrikan atau diisi selama dyno profesional) dan RPM yang diinginkan.

Jika Anda menyadari bahwa kinerja mesin Anda sulit untuk berakselerasi dan tidak memiliki tenaga yang seharusnya dimiliki, mintalah salah satu mekanik bersertifikat AvtoTachki melakukan pemeriksaan untuk menentukan sumber masalahnya.