منظور از گشتاور موتور چیست؟

گشتاور موتور شاخصی است که نشان‌دهنده میزان نیروی چرخشی تولیدی موتور است که برای چرخش چرخ‌ها و حرکت اجزا و قطعات مکانیکی به آن نیاز است؛ اما معنی گشتاور موتور اغلب با توان موتور یکسان در نظر گرفته می‌شود. در این مقاله از مجله رونیکس پس از تعریف و بررسی مکانیزم گشتاور موتور به نحوه تبدیل نیرو در موتورهای احتراقی و الکتریکی پرداخته و با فرمولی برای محاسبه گشتاور در هر موتور، آشنا خواهیم شد.

رونیکس را بخوانید.

آشنایی با مفهوم گشتاور

بیشتر بخوانید: موتور دو سرعته چیست؟

---

معنی گشتاور موتور چیست؟

بیشتر افراد به سادگی می‌توانند مفهوم توان و واحد آن (اسب بخار) را درک کنند ولی درک معنی و مفهوم گشتاور اندکی مشکل است زیرا گشتاور کمیتی برداری است و بدون تسلط بر مفهوم بردار، کمتر کسی می‌تواند استنباطِ درستی از واژه گشتاور داشته باشد.

 برای درک معنی گشتاور موتور، ابتدا باید بدانیم که نیرو چیست؟

«نیرو کمیتی است که موجب حرکت و شتاب گرفتن جسم می‌شود، نیرو کمیتی برداری بوده و واحد آن نیوتن است.»

حال اگر نیرو به هر شکلی برای چرخاندن، گردش و یا دَوَران مورد استفاده قرار بگیرد، به آن گشتاور گفته می‌شود. به ‌عنوان‌ مثال در هنگام باز کردن در ظرف یک مربا، باز و بسته کردن شیر آب و یا برای باز و بسته کردن یک پیچ، نیرویی که به کار گرفته می شود، گشتاور نام دارد.

تفاوت گشتاور و قدرت موتور

با توجه به توضیحات و مثال‌های فوق، می‌توان گفت گشتاور عاملی است که باعث دوران یا چرخش جسم می‌شود. برای فهم بهتر تفاوت میان نیرو و گشتاور می‌توان چنین عنوان نمود که نیرو برای کشیدن و یا هول دادن یک جسم بر روی زمین به کار می‌رود ولی برای چرخاندن یا پیچاندن اجسام به گشتاور نیاز داریم، واحد نیرو نیوتن و واحد گشتاور نیوتن متر است.

مکانیزم گشتاور موتور

مکانیزم گشتاور موتور تعریف فرآیندی است که طی آن نیروی چرخشی مورد نیاز توسط موتور تأمین می‌شود. این نیرو در موتورهای الکتریکی در نتیجه تعامل میان جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود. در موتورهای احتراقی، فرآیند احتراق نیروی چرخشی مورد نیاز را تأمین می‌کند.

نحوه تبدیل نیرو به گشتاور در موتورهای احتراقی و الکتریکی

آنچه باید بدانید این است که در واقع تمامی خودروها براساس گشتاور و تمامی موتورها، چه احتراقی و چه الکتریکی، برای ایجاد آن ساخته شده‌اند.

وقتی در سیلندر خودرو مخلوط هوا و بنزین محترق می‌شود، موج حاصل از احتراق به سطح پیستون برخورد کرده و آن را به حرکت درمی‌آورد ولی این نیرو قادر به چرخاندن چرخ‌های خودرو نیست و لازم است تا تبدیل به گشتاور شود، به عبارت دیگر جهت حرکت پیستون خطی است و نمی‌تواند چرخ‌های خودرو را بچرخاند، برای اینکه حرکت خطی پیستون تبدیل به حرکت دورانی شود، قطعات زیادی مانند گژین پین، شاتون و میل‌لنگ بکار گرفته می شوند

عوامل زیادی مانند موقعیت گژین پین، طول شاتون، طولِ لنگِ متحرکِ میل لنگ، زاویه نیروی اعمال شده به لنگ متحرک و غیره در این خصوص نقش دارند. پس از اینکه نیروی دورانی ایجاد شد، از طریق جعبه‌ دنده، دیفرانسیل و پولوس‌ها، به چرخ ها منتقل شده و چرخ های خودرو به حرکت در می‌آیند.تفاوت موتور احتراقی و الکتریکی به نوشته سایت گیربکس sevعبارت است از:

“موتور احتراق داخلی

یک موتور احتراق داخلی از اجزای زیر تشکیل شده است: محفظه احتراق، سوپاپ های ورودی و خروجی، پیستون، شاتون، میل لنگ و در صورت وجود، شمع. برای ایجاد یک ماشین درایو باید چهار مرحله انجام شود.

1. پرایمینگ : پیستون در محفظه احتراق به سمت پایین حرکت می کند و مخلوط هوا و بنزین (در مورد گازوئیل، فقط هوا) را از طریق دریچه ورودی به داخل محفظه احتراق می کشد.

2. فشرده سازی : پیستون به سمت بالا حرکت می کند و در نتیجه مخلوط یا هوای جریان یافته را فشرده می کند. دریچه های ورودی و خروجی بسته می شوند تا چیزی نتواند فرار کند.

3. عملیات : اگر فشار به اندازه کافی بالا باشد، شمع جرقه تولید می کند و مخلوط منفجر می شود. در مورد خودروهای دیزلی، سوخت به داخل محفظه احتراق تزریق می شود و در آنجا به دلیل فشار و دمای بالا خود مشتعل می شود. انفجار پیستون را به سمت پایین هل می دهد – موتور در حال کار است.

4. انتشار : پیستون دوباره به سمت بالا حرکت می کند، دریچه اگزوز باز است و گازهای خروجی از اگزوز خارج می شوند.

یک موتور احتراق داخلی از چندین پیستون تشکیل شده است که با استفاده از شاتون به میل لنگ متصل می شوند. حرکت حاصل از احتراق سوخت برای حرکت خودرو به جلو استفاده می شود.

روش محاسبه گشتاور موتور احتراقی

گشتاور موتور احتراقی به نیرویی گفته می‌شود که توسط موتور احتراقی ایجاد شده و بعد از انتقال به شفت باعث حرکت چرخ‌های خودرو می‌شود. در موتورهای احتراقی، گشتاور از طریق احتراق سوخت در سیلندر تأمین می‌شود. با ترکیب هوا و سوخت در سیلندر، گازهای احتراقی باعث حرکت پیستون‌ها شده که پس از انتقال به میل‌لنگ به نیروی چرخشی بدل می‌شوند.

گشتاور در موتورهای احتراقی، به دور موتور نیز بستگی داشته و بسته به تغییر دور موتور گشتاور نیز تغییر می‌کند. برای اندازه‌گیری گشتاور موتور احتراقی می‌توان از دستگاه دینامومتر استفاده کرد که با سنجش قدرت موتور، گشتاور تولیدی آن را محاسبه می‌کند.

موتور الکتریکی

یک موتور الکتریکی اساساً از دو آهنربای الکتریکی تشکیل شده است.

محفظه،استاتور، یک میدان مغناطیسی ثابت با استفاده از جریان مستقیم متصل ایجاد می کند. در داخل محفظه یک سیم پیچ دوار با یک هسته آهنی وجود دارد: روتور. به محض اینکه جریان از آن عبور می کند، آن نیز مغناطیسی می شود. همانطور که در مورد آهنرباهای معمولی است، قطب های نابرابر جذب می شوند در حالی که قطب های مساوی دفع می کنند. این روتور را به حرکت در می آورد.

برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی، روتور در موتور الکتریکی باید دائما بچرخد. این مستلزم آن است که دو آهنربا به طور مداوم یکدیگر را دفع کنند. برای رسیدن به این هدف، روتور داخل باید قطبیت خود را در فواصل منظم تغییر دهد. این امر از دو طریق قابل دستیابی است. اگر جریان مستقیم به روتور متصل باشد، قطبیت آن در هر نیم دور با کمک کنتاکت ها تغییر می کند.

با این حال، اگر جریان متناوب به روتور اعمال شود، به این کنتاکت ها نیازی نیست. جریان متناوب به طور منظم جهت جریان را تغییر می دهد. این به نوبه خود منجر به معکوس شدن خودکار قطبیت روتور می شود. این نوع موتور الکتریکی در اکثر خودروهای الکترونیکی استفاده می شود. صرف نظر از نوع جریان، حرکت روتور مستقیماً به محور و در نتیجه به چرخ های وسیله نقلیه منتقل می شود و در نتیجه باعث حرکت آن می شود.”

در ساختمان ابزارآلات برقی و شارژی نیز حرکت خطی یا رفت و برگشتی ایجاد شده در موتور (نیرو) با بهره گیری از قطعاتی دیگر به حرکت دورانی (گشتاور) تبدیل شده و ابزارگیر محصول را به چرخش درمی‌آورد.

روش محاسبه گشتاور موتور الکتریکی

منظور از گشتاور موتور الکتریکی، میزان نیروی چرخشی ایجاد‌شده توسط موتور الکتریکی است که باعث چرخش شفت در موتور الکتریکی می‌شود و به عنوان قدرت چرخشی موتور نیز شناخته می‌شود. این نیرو از طریق جعبه دنده و شفت باعث به حرکت‌ درآوردن چرخ خودرو می‌شود. این شاخص را می‌توان از روی پلاک الکترو موتور شناسایی کرد. فرمول محاسبه گشتاور موتور الکتریکی بر حسب نیوتن‌متر عبارت است از:

کیلووات⁄دور * ۹۵۵۰ = گشتاور

مقاله پیشنهادی : “موتور الکتریکی یا الکتروموتور چیست؟ “

ترکمتر چیست؟

ترکمتر برای اولین بار توسط کارکنان شهرداری شهر نیویورک برای کنترل آب اختراع شد. کار این وسیله کنترل آب به وسیله باز و بسته کردن پیچ و مهره‌های اتصالات آب شهری بود. پس از آن شخصی به نام والتر چری سلر در سال ۱۹۲۰ این وسیله را برای استفاده در خط تولید خودرو در شرکت کرایسلر تولید کرد و آچار آن را هم اختراع کرد و توانست در سال ۱۹۳۸ ترکمتر را به تولید انبوه برساند. هم اکنون این ابزار در تمام کارگاه‌های صنعتی، خط تولید کارخانه‌ها، صنایع سنگین و.‌‌.. به کار گرفته می‌شود.

برای اعمال دقیق گشتاور به یک نقطه اتصال‌ در پیچ و مهره از وسیله‌ای به نام ترکمتر استفاده می‌شود. به‌ عبارتی‌ دیگر کار این وسیله کنترل و اندازه گیری میزان گشتاور وارد شده در هنگام باز کردن و بستن پیچ و مهره است. این وسیله دارای نام‌های مختلفی در بازار مانند، گشتاور سنج، ترکمتر یا ترک رنچ است.

اکثر دریل‌ها و پیچگوشتی‌ها، حلقه تنظیم گشتاور دارند. این حلقه یا همان ترکمتر در دریل، به کاربر این اجازه را می‌دهد تا بتواند اندازه گشتاور را کنترل کند. ترکمتر در هنگام بستن و سفت کردن پیچ مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر از گشتاور دریل به درستی استفاده شود؛ چرخش مته دریل بعد از رسیدن به گشتاوری که از قبل توسط کاربر تنظیم شده، متوقف می‌شود. همین امر باعث می‌شود سر پیچ سالم بماند و سطح کار به علت انتقال نیروی بیش از حد آسیب نبیند.

---

بیشتر بخوانید: موتور تک سرعته چیست؟

به نقل از سایت بیمه دات کام درباره منظور از گشتاور موتور می‌توان گفت:

“تفاوت گشتاور و قدرت موتور چیست؟

توان موتور بر حسب اسب بخار و گشتاور بر حسب نیوتن متر سنجیده می‌شود. وقتی از اسب بخار صحبت می‌کنند، منظور قدرت یا توانی است که توسط موتور تولید می‌شود، مردم عادی با اسب بخار بیشتر آشنا هستند اما کارشناسان حرفه‌ای خودرو به میزان گشتاور ماشین بیشتر دقت می‌کنند. گشتاور در موتور خودرو چیست؟ به صورت کلی گشتاور عامل حرکت چرخ‌های ماشین است اما اسب بخار نشانگر میزان کار انجام شده است.”

سخن آخر

گشتاور موتور معیاری مهم برای ارزیابی قدرت موتور است؛ به طوری‌که می‌توان گفت حداکثر گشتاور موتور نشان می‌دهد که موتور از کیفیت بالایی برای تولید شتاب و سرعت برخوردار است. به‌همین دلیل است که محاسبه قدرت موتور به کمک گشتاور، روشی رایج برای اندازه‌گیری قدرت موتور به شمار می‌رود.

به خاطر داشته باشید موتورهای با قدرت بالا باعث ایجاد شتاب بالاتر شده و موتورهایی که گشتاور بالایی دارند، در سرعت‌های کم نیز، شتاب مناسبی برای موتور فراهم می‌کنند.

سؤالات متداول

جمع بندی

گشتاور نیرو یا نیروی چرخشی، عاملی است که باعث دوران یا چرخش جسم می‌شود، همان‌طور که نیرو باعث حرکت جسم می‌شود. به عبارت دیگر، اثر گشتاور در حرکت چرخشی، مانند اثر نیرو در حرکت انتقالی است. تنظیم این نیروی دورانی در ابزارآلات برقی و شارژی به خصوص در دریل ها و پیچگوشتی ها از این جهت حائز اهمیت است که این عمل منجر به پیچ کاری و سوراخکاری دقیق بر سطوح مختلف شده و از ورود آسیب به سطح کار یا پیچ جلوگیری می‌کند. تنظیمی که با استفاده از ترکمتر تعبیه شده بر ساختمان ابزار و به سادگی انجام می شود.