Como medir o torque (torque) do seu carro

O torque é proporcional à potência e varia de acordo com o veículo e suas características. O tamanho da roda e a relação de transmissão afetam o torque.

Esteja você comprando um carro novo ou construindo um hot rod em sua garagem, dois fatores entram em jogo ao determinar o desempenho do motor: potência e torque. Se você é como a maioria dos mecânicos ou entusiastas de carros faça você mesmo, provavelmente tem um bom entendimento da relação entre potência e torque, mas pode achar difícil entender como esses números de "libra-pé" são alcançados. Acredite ou não, na verdade não é tão difícil.

Antes de entrarmos nos detalhes técnicos, vamos detalhar alguns fatos e definições simples para ajudá-lo a entender por que a potência e o torque são fatores importantes a serem considerados. Devemos começar definindo os três elementos da medição de desempenho do motor de combustão interna: velocidade, torque e potência.

Parte 1 de 4: Compreendendo como a velocidade, o torque e a potência do motor afetam o desempenho geral

Em um artigo recente na revista Hot Rod, um dos maiores mistérios do desempenho do motor foi finalmente resolvido voltando ao básico de como a potência realmente conta. A maioria das pessoas pensa que os dinamômetros (dinamômetros de motor) são projetados para medir a potência do motor.

Na verdade, os dinamômetros não medem potência, mas torque. Este valor de torque é multiplicado pela RPM na qual é medido e então dividido por 5,252 para obter o valor de potência.

Por mais de 50 anos, os dinamômetros usados ​​para medir o torque e as rotações do motor simplesmente não conseguiam lidar com a alta potência que esses motores geravam. Na verdade, um cilindro naquele Hemis de queima de nitro de 500 polegadas cúbicas produz aproximadamente 800 libras de empuxo através de um único tubo de escape.

Todos os motores, sejam motores de combustão interna ou elétricos, operam em velocidades diferentes. Na maioria das vezes, quanto mais rápido um motor completa seu curso ou ciclo de potência, mais potência ele produz. Quando se trata de um motor de combustão interna, existem três elementos que afetam seu desempenho geral: velocidade, torque e potência.

A velocidade é determinada pela rapidez com que o motor faz seu trabalho. Quando aplicamos a velocidade do motor a um número ou unidade, estamos medindo a velocidade do motor em revoluções por minuto ou RPM. O "trabalho" que um motor faz é a força aplicada em uma distância mensurável. Torque é definido como um tipo especial de trabalho que produz rotação. Isso ocorre quando uma força é aplicada ao raio (ou, para um motor de combustão interna, ao volante) e geralmente é medida em libras-pé.

Cavalos de força é a velocidade na qual o trabalho é feito. Antigamente, se os objetos precisavam ser movidos, as pessoas geralmente usavam um cavalo para fazer isso. Estima-se que um cavalo pode se mover a cerca de 33,000 pés por minuto. É daí que vem o termo "cavalos de força". Ao contrário da velocidade e do torque, a potência pode ser medida em várias unidades, incluindo: 1 hp = 746 W, 1 hp = 2,545 BTU e 1 cv = 1,055 joules.

Esses três elementos trabalham juntos para produzir a potência do motor. Como o torque permanece constante, a velocidade e a potência permanecem proporcionais. No entanto, à medida que a velocidade do motor aumenta, a potência também aumenta para manter o torque constante. No entanto, muitas pessoas estão confusas sobre como o torque e a potência afetam a velocidade de um motor. Simplificando, à medida que o torque e a potência aumentam, também aumenta a velocidade do motor. O inverso também é verdadeiro: à medida que o torque e a potência diminuem, a velocidade do motor também diminui.

Parte 2 de 4: Como os motores são projetados para torque máximo

Um motor de combustão interna moderno pode ser modificado para aumentar a potência ou o torque alterando o tamanho ou o comprimento da biela e aumentando o diâmetro interno ou interno do cilindro. Isso é muitas vezes referido como a relação entre o furo e o curso.

O torque é medido em metros Newton. Simplificando, isso significa que o torque é medido em um movimento circular de 360 ​​graus. Nosso exemplo usa dois motores idênticos com o mesmo diâmetro interno (ou diâmetro do cilindro de combustão). No entanto, um dos dois motores tem um "curso" mais longo (ou profundidade do cilindro criada pela biela mais longa). Um motor de curso mais longo tem um movimento mais linear à medida que gira pela câmara de combustão e tem mais força para realizar a mesma tarefa.

O torque é medido em libras-pés, ou quanto "torque" é aplicado para concluir uma tarefa. Por exemplo, imagine que você está tentando soltar um parafuso enferrujado. Suponha que você tenha duas chaves de tubo diferentes, uma de 2 pés de comprimento e a outra de 1 pé de comprimento. Supondo que você esteja aplicando a mesma quantidade de força (pressão de 50 lb neste caso), na verdade você está aplicando 100 ft-lbs de torque para uma chave de dois pés (50 x 2) e apenas 50 lbs. torque (1 x 50) com uma chave de perna única. Qual chave irá ajudá-lo a desparafusar o parafuso com mais facilidade? A resposta é simples - aquele com mais torque.

Os engenheiros estão desenvolvendo um motor que fornece uma relação maior de torque para cavalos de potência para veículos que precisam de "potência" extra para acelerar ou subir. Normalmente, você vê números de torque mais altos para veículos pesados ​​usados ​​para reboque ou motores de alto desempenho onde a aceleração é crítica (como no exemplo do NHRA Top Fuel Engine acima).

É por isso que os fabricantes de automóveis costumam destacar o potencial dos motores de alto torque em anúncios de caminhões. O torque do motor também pode ser aumentado alterando o tempo de ignição, ajustando a mistura ar/combustível e até mesmo aumentando o torque de saída em determinados cenários.

Parte 3 de 4: Compreendendo outras variáveis ​​que afetam o torque nominal geral do motor

Quando se trata de medir o torque, existem três variáveis ​​únicas a serem consideradas em um motor de combustão interna:

Força Gerada em RPM Específico: Esta é a potência máxima do motor gerada em um determinado RPM. À medida que o motor acelera, há uma curva de RPM ou cavalos de potência. À medida que a rotação do motor aumenta, a potência também aumenta até atingir o nível máximo.

Distância: É o comprimento do curso da biela: quanto maior o curso, mais torque é gerado, conforme explicamos acima.

Constante de torque: Este é um número matemático atribuído a todos os motores, 5252 ou uma RPM constante onde a potência e o torque são equilibrados. O número 5252 foi derivado da observação de que um cavalo-vapor é equivalente a 150 libras viajando 220 pés em um minuto. Para expressar isso em libras-pé de torque, James Watt introduziu a fórmula matemática que inventou a primeira máquina a vapor.

A fórmula é semelhante a esta:

Supondo que uma força de 150 libras seja aplicada a um pé de raio (ou um círculo que esteja dentro do cilindro de um motor de combustão interna, por exemplo), você teria que converter isso em libras-pé de torque.

220 fpm precisa ser extrapolado para RPM. Para fazer isso, multiplique dois números pi (ou 3.141593), que é igual a 6.283186 pés. Pegue 220 pés e divida por 6.28 e obtemos 35.014 rpm para cada revolução.

Pegue 150 pés e multiplique por 35.014 e você obtém 5252.1, nossa constante que conta em libras-pé de torque.

Parte 4 de 4: Como calcular o torque do carro

A fórmula do torque é: torque = potência do motor x 5252, que é então dividido por RPM.

No entanto, o problema com o torque é que ele é medido em dois lugares diferentes: diretamente do motor e nas rodas motrizes. Outros componentes mecânicos que podem aumentar ou diminuir a taxa de torque nas rodas incluem: tamanho do volante, relações de transmissão, relações do eixo motriz e circunferência do pneu/roda.

Para calcular o torque da roda, todos esses elementos devem ser fatorados em uma equação que é melhor deixar para o programa de computador incluído na bancada de teste dinâmico. Nesse tipo de equipamento, o veículo é colocado sobre um rack e as rodas motrizes são colocadas próximas a uma fileira de rolos. O motor é conectado a um computador que lê a rotação do motor, a curva de consumo de combustível e as relações de transmissão. Esses números são levados em consideração com a velocidade da roda, aceleração e RPM conforme o carro é conduzido no dinamômetro pelo tempo desejado.

Calcular o torque do motor é muito mais fácil de determinar. Seguindo a fórmula acima, fica claro como o torque do motor é proporcional à potência e rpm do motor, conforme explicado na primeira seção. Usando esta fórmula, você pode determinar as classificações de torque e potência em cada ponto da curva de RPM. Para calcular o torque, você precisa ter os dados de potência do motor fornecidos pelo fabricante do motor.

calculadora de torque

Algumas pessoas usam a calculadora online oferecida pelo MeasureSpeed.com, que exige que você insira a potência máxima do motor (fornecida pelo fabricante ou preenchida durante um dinamômetro profissional) e a RPM desejada.

Se você perceber que o desempenho do seu motor é difícil de acelerar e ele não tem a potência que você acha que deveria ter, peça a um dos mecânicos certificados da AvtoTachki que faça uma inspeção para determinar a origem do problema.