A diferença entre torque e potência ...

A diferença entre torque e potência é uma pergunta que muitos curiosos fazem. E isso é compreensível, já que esses dois dados estão entre os mais estudados nas fichas técnicas dos nossos carros. Então seria interessante insistir nisso, mesmo que não seja necessariamente o mais óbvio...

Em primeiro lugar, esclareçamos que o casal se expressa em Newton. Metro e força em Potência (quando falamos sobre uma máquina, porque a ciência e a matemática usam Watt)

É realmente uma diferença?

De fato, não será fácil separar essas duas variáveis, pois estão relacionadas entre si. É como perguntar qual é a diferença entre pão e farinha. Não faz muito sentido, porque a farinha faz parte do pão. Seria melhor comparar os ingredientes entre si (por exemplo, água versus farinha em uma pitada) do que comparar um ingrediente a um produto acabado.

Vamos tentar explicar tudo isso, mas ao mesmo tempo deixar claro que qualquer ajuda da sua parte (através dos comentários no final da página) será bem-vinda. Quanto mais maneiras diferentes houver de explicá-lo, mais os usuários da Internet compreenderão a conexão entre esses dois conceitos.

O poder é o resultado do emparelhamento (expressão um pouco pesada, eu sei bem...) velocidade de rotação.

Matematicamente, isso dá o seguinte:

( π X Torque em Nm X Mode) / 1000/30 = Potência em kW (que se traduz em cavalos de força se quisermos mais tarde ter um "conceito mais automotivo").

Aqui começamos a entender que compará-los é quase um absurdo.

Estudando a curva de torque / potência

Nada melhor do que um motor elétrico para entender completamente a relação entre torque e potência, ou melhor, como existe uma relação entre torque e velocidade.

Veja como é lógica a curva de torque de um motor elétrico, muito mais fácil de entender do que a curva de um motor térmico. Aqui vemos que fornecemos torque constante e máximo no início da revolução, o que aumenta a curva de potência. Logicamente, quanto mais força eu coloco em um eixo giratório, mais rápido ele gira (e, portanto, mais potência). Por outro lado, à medida que o torque diminui (quando pressiono cada vez menos o eixo giratório, continuando a pressionar mesmo assim), a curva de potência começa a diminuir (embora a velocidade de rotação continue diminuindo). Aumentar). Essencialmente, o torque é a "força de aceleração" e a potência é a soma que combina essa força e a velocidade de rotação da parte móvel (velocidade angular).

O casal consegue tudo isso?

Algumas pessoas apenas comparam motores por seu torque ou quase. Na verdade, isso é uma ilusão ...

Por exemplo, se eu comparar um motor a gasolina que desenvolve 350 Nm a 6000 rpm com um motor a diesel que desenvolve 400 Nm a 3000 rpm, podemos pensar que é o diesel que terá mais força de aceleração. Bem, não, mas vamos voltar ao início, o principal é a potência! Somente a potência deve ser usada para comparar motores (idealmente com curvas... Porque potência de pico alta não é tudo!).

Na verdade, enquanto o torque indica apenas o torque máximo, a potência inclui o torque e a velocidade do motor, portanto, temos todas as informações (apenas o torque é apenas uma indicação parcial).

Se voltarmos ao nosso exemplo, então podemos dizer que o diesel pode se orgulhar, dando 400 Nm a 3000 rpm. Mas não se esqueça de que a 6000 rpm ele definitivamente não será capaz de entregar mais de 100 Nm (vamos pular o fato de que o óleo não pode chegar a 6000 toneladas), enquanto a gasolina ainda pode entregar 350 Nm a essa velocidade. Neste exemplo, estamos comparando um motor diesel de 200 HP. com motor a gasolina de 400 cv (valores derivados dos torques citados) simples para dobrar.

Sempre nos lembramos de que quanto mais rápido um objeto gira (ou avança), mais difícil é fazê-lo ganhar velocidade. Assim, um motor que desenvolve um torque significativo em altas rotações mostra que tem ainda mais potência e recursos!

Explicação por exemplo

Tive uma pequena ideia para tentar descobrir tudo, esperando que não fosse tão ruim. Você já tentou parar um motor elétrico de baixa potência com os dedos (pequeno ventilador, motor elétrico no kit Mecano quando você era pequeno, etc.)?

Ele pode girar rapidamente (digamos 240 rpm ou 4 rotações por segundo), podemos pará-lo facilmente sem danificá-lo muito (ele chicoteia um pouco se houver pás da hélice). Isso ocorre porque seu torque não é muito importante e, portanto, sua potência (isso se aplica a pequenos motores elétricos para brinquedos e outros pequenos acessórios).

Por outro lado, se na mesma velocidade (240 rpm) eu não consigo pará-lo, significa que seu torque será maior, o que também levará a mais potência final (ambos estão matematicamente relacionados, é como vasos comunicantes). Mas a velocidade permaneceu a mesma. Então, ao aumentar o torque do motor, eu aumento sua potência, porque aproximadamente

Casal

X

Velocidade de rotação

= Poder... (uma fórmula arbitrariamente simplificada para ajudar a entender: Pi e algumas das variáveis ​​visíveis na fórmula superior foram removidas)

Portanto, para a mesma potência fornecida (digamos 5W, mas quem se importa), posso obter:

• Um motor que gira lentamente (por exemplo, 1 revolução por segundo) com alto torque que será um pouco mais difícil de parar com os dedos (não funciona rápido, mas seu alto torque lhe confere uma força significativa)
• Ou um motor funcionando a 4 rpm, mas com menos torque. Aqui, o torque mais baixo é compensado pela velocidade mais alta, o que lhe dá mais inércia. Mas parar com os dedos será mais fácil, apesar da velocidade mais alta.

Afinal, dois motores têm a mesma potência, mas não funcionam da mesma forma (a potência vem de maneiras diferentes, mas o exemplo não é muito representativo para isso, pois é limitada a uma determinada velocidade. Em um carro, a velocidade muda o tempo todo, o que dá origem ao famoso momento das curvas de potência e torque). Um gira devagar e o outro gira rapidamente ... Essa é uma pequena diferença entre diesel e gasolina.

E é por isso que os caminhões funcionam com óleo diesel, porque o diesel tem um torque alto, em detrimento da sua velocidade de rotação (a rotação máxima do motor é muito menor). Com efeito, é preciso conseguir avançar, apesar de um reboque muito pesado, sem ter de repreender o motor, como é o caso da gasolina (era preciso subir nas torres e brincar como um louco com a embraiagem). O diesel transmite torque máximo em baixas rotações, o que torna o reboque mais fácil e permite decolar de um veículo parado.

Relação entre potência, torque e velocidade do motor

Aqui estão as informações técnicas que um usuário compartilhou na seção de comentários. Parece-me razoável inseri-lo diretamente no artigo.

Para não complicar o problema com as quantidades físicas:

A potência é o produto do torque no virabrequim e a velocidade do virabrequim em radianos/seg.

(lembre-se de que para 2 revoluções do virabrequim a 6.28 ° há 1 * pi radianos = 360 radianos.

Então P = M * W

P -> potência em [W]

M -> torque em [Nm] (medidor de Newton)

W (ômega) - velocidade angular em radianos / seg W = 2 * Pi * F

Com Pi = 3.14159 e F = velocidade do virabrequim em t / s.

Exemplo prático

Torque do motor M: 210 Nm

Velocidade do motor: 3000 rpm -> frequência = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radianos / s

Au final: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW

Conversão para CV (cavalos de potência) 1 hp = 736 W

Em CV, obtemos 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Lembre-se que 1 cavalo de potência é a potência média de um cavalo que corre continuamente sem parar (em mecânica, isso é chamado de potência nominal).

Portanto, quando falamos de um carro de 150 cv, é necessário aumentar a rotação do motor para 6000 rpm com um torque que permanece limitado ou mesmo ligeiramente reduzido para 175 Nm.

Graças à caixa de câmbio, que é um conversor de torque, e ao diferencial, temos um aumento de torque em cerca de 5 vezes.

Por exemplo, na 1ª marcha, o torque do motor no virabrequim de 210 Nm dará 210 Nm * 5 = 1050 Nm no aro de uma roda de raio de 30 cm, isso dará uma força de tração de 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm .

Em física F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = aceleração da Terra 9.81 m / s2 1G)

Assim, 1 N corresponde a 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg de força.

3500 N * 0.102 = 357 kg de força que empurra o carro para cima uma ladeira íngreme.

Espero que essas poucas explicações fortaleçam seu conhecimento dos conceitos de potência e torque mecânico.