گشتاور نوعی نیروی پیچشی بوده که مدام با نیروی چرخشی موتور در تعامل است. در واقع گشتاور تعیین می‌کند که چه مقدار از نیروی چرخشی موتور هنگام کار کردن در دسترس قرار بگیرد.
گشتاور در تک تک کارهای روزانه ما نهفته است. به عنوان مثال زمانی که دستگیره دری را می‌چرخانیم، بطری نوشابه‌ای را باز می‌کنیم یا حتی زمانی که دست به آچار می‌شویم یا در خیابانی خلوت مشغول به دوچرخه سواری می‌شویم. این گشتاور است که تمامی این کارها را به مرحله انجام می‌رساند.
بیایید گشتاور را به صورت ساده‌تری توضیح دهیم. به زبان ساده زمانی که شما می‌خواهید با کمک یک آچار، پیچی را سفت کنید، نیرویی را به انتهای آچار وارد می‌کنید، این نیرو از انتهای آچار به سمت پیچ مورد نظر منتقل می‌شود. این عمل، گشتاور را یا نیروی پیچشی را به سمت پیچ اعمال می‌کند.
در حالی که قدرت اسب بخار را به راحتی با معیار اسب بخار اندازه‌گیری می‌کنند، گشتاور به طور معمول با معیار پوند فوت (lb.-ft) برآورد می‌شود.
نحوه محاسبه یا اندازه‌گیری گشتاور به این صورت است: فرض کنید همچنان به سفت کردن پیچ با کمک آچار مشغول هستید، در این حال تصور کنید که آچار مورد استفاده شما به اندازه یک فوت است. اگر شما وزنی را معادل یک پوند به انتهای آچار اعمال کنید، گشتاور ایجاد شده بر روی پیچ معادل یک پوند فوت خواهید شد.
اگر می‌خواهید گشتاور بیشتری را اعمال کنید، بایستی یا از آچاری با طول بلندتر استفاده کنید یا وزن بیشتری را بر روی آچار خود وارد کنید.
پیچ‌هایی که رینگ‌های ماشین شما را به چرخ‌های خودرو محکم می‌کنند، بایستی با گشتاور 100 پوند فوت بسته شوند. به عبارتی تعمیرکار برای باز کردن آنها باید وزنی معادل 100 پوند را به انتهای آچار اعمال کند.
گشتاور در خودرو چگونه عمل می‌کند؟
تمام موتورها، چه بنزینی و چه هیبریدی، مقدار مشخصی نیروی اسب بخار و گشتاور را تولید می‌کنند. این دو مولفه به یکدیگر مرتبط بوده و هر دو به روش‌های متفاوتی در خروجی موتور تاثیر گذار هستند. گشتاور حتی در بعضی مواقع برای محاسبه اسب بخار نیز استفاده می‌شود.
برای یک موتور هر دو مولفه اسب بخار و گشتاور را به طور دقیقی محاسبه می‌کنند. این عمل باعث شده تا خریداران خودرو یک چشم اندازی از عملکرد موتور خودرو را متناسب با نیازهایشان در اختیار داشته باشند.
موتورهای موجود در خودروهای رایج شهری و کامیون‌ها به طور معمول 100 تا 400 پوند فوت گشتاور را تولید می‌کنند. گشتاور به کمک حرکت متقابل بالا و پایین رفتن پیستون‌های روی میل لنگ موتور به وجود می‌آید. این حرکت‌های پیاپی باعث چرخش مداوم میل لنگ و موتور خواهد شد. در ادامه این گشتاور تولیدی از طریق پیشرانه و سیستم انتقال قدرت به چرخ‌های خودرو منتقل می‌شود.
خروجی گشتاور به متغیرهای زیادی از جمله اندازه و حجم موتور و نحوه طراحی عملکردی آن وابسته است.
به زبان ساده هر اندازه یک موتور گشتاوری بیشتری را تولید کند، عملکرد بهتری را برای کارهایی نظیر یدک کشیدن، حمل بارهای سنگین و بالارفتن از سطوح شیب‌دار مناسب‌تر است. به همین دلیل هنگامی که صحبت از کارهای سنگین با خودرو مانند کامیون‌های حمل بار یا تریلی‌ها می‌شود، میزان گشتاور تولیدی موتور اهمیت بسیار بالایی پیدا می‌کند.
گشتاور در برابر اسب بخار، تفاوت آنها چیست؟
اسب بخار و گشتاور هر دو تعاریف متفاوتی را از عملکرد یک موتور به شما نشان می‌دهند.
اسب بخار نمایانگر تمام قابلیت یک موتور در همه شرایط است. اما گشتاور نمایانگر حداکثر توان در دسترس یک موتور بوده که تحت شرایط زمانی خاص و هنگامی که بیشترین فشار را تحمل می‌کند، قرار گرفته است.
به زبان ساده اگر بخواهیم مفهوم اسب بخار و گشتاور را توضیح دهیم، فرض کنید که می‌خواهید یک سیستم صوتی استریو را برای خود تهیه کنید. برای خرید این سیستم احتمال دارد اولین سوالی که از فروشنده بپرسید، حداکثر میزان صدای شنیداری آن باشد. این حداکثر میزان صدای تولیدی آن سیستم دقیقا همان معیار اسب بخار برای موتور خودرو محسوب می‌شود.
حال میزان باس سیستم استریو مورد نظر خود را در نظر بگیرید. باس بخشی از آهنگ بوده که با میزان حداکثری صدا (اسب بخار) در ارتباط است. به احتمال زیاد میزان باس را در بالاترین سطح آن هنگامی که در لحظه‌ای کوتاه ایجاد می‌شود، ارزیابی می‌کنند.
به این ترتیب اسب بخار مانند بیشینه صدای استریو و گشتاور به مثابه باس آن می‌باشد. هر دو مولفه در جایگاه خود ارزش بالایی دارند. به نوعی می‌توان گفت این دو مولفه بسته به نیاز افراد می‌تواند متغیر باشند. حتی ممکن است برخی افراد یکی از آنها را به دیگری بیشتر ترجیح دهند.
تفاوت‌های کلیدی بین اسب بخار و گشتاور
میزان اسب بخار نشان می‌دهد که حداکثر توان تولیدی یک موتور چقدر است. گشتاور به شما نشان می‌دهد که حداکثر نیروی چرخشی موتور هنگامی که تحت فشار قرار می‌گیرد، چه میزان است.
به همین دلیل تمامی خودروهای پیکاپ از موتورهای با گشتاور بالا استفاده می‌کنند که بتوانند نسبت به خودروهای کوچک‌تر، راحت‌تر از پس کارهای سنگین برآیند.
به عنوان مثال خودروی پیکاپ تویوتا توندرا دارای یک موتور 5.7 لیتری از نوع i-FORCE هشت سیلندر V8 می‌باشد. نیروی تولیدی توسط این موتور 381 اسب بخار و گشتاور آن 400 پوند فوت است. بالاتر بودن میزان گشتاور نشان می‌دهد که این خودرو می‌تواند کارهای سنگینی نظیر یدک کشیدن، حمل و نقل بارهای سنگین و عبور از مسیرهای شیب‌دار را به راحتی انجام دهد.
درطرف دیگر، تویوتا کرولای هاچبک قرار گرفته که دارای موتوری چهار سیلندر از نوع Dynamic Force است. این موتور می‌تواند نیرویی معادل 168 اسب بخار و گشتاوری معادل 151 پوند فوت را تولید کند. در این خودرو به گشتاور بالا نیازی نبوده و مصرف سوخت مناسب در اولویت قرار گرفته است.
به همین دلیل مهندسین کمپانی تویوتا به نحوی اسب بخار و گشتاور خروجی موتور را تنظیم کرده‌اند که این خودرو بتواند علاوه بر ارائه عملکردی مناسب هنگام رانندگی، از نظر مصرف سوخت نیز راندمان مناسبی داشته باشد.
در پایان، یک خودروی هیبریدی را در نظر بگیرید. این نوع خودروها از یک موتور بنزینی استفاده می‌کنند که توسط یک موتور الکتریکی تقویت شده است.
موتورهای الکتریکی از نظر گشتاور خروجی زبانزد هستند. به این معنی که می‌توانند در آن واحد به حداکثر گشتاور خود دست پیدا کنند. برای این که این مسئله را بهتر متوجه شوید، یک مخلوط کن خانگی را در نظیر بگیرید. زمانی که مخلوط کن را روشن می‌کنید، مشاهده خواهید کرد که موتور الکتریکی آن سریعا به حداکثر نیروی چرخشی (گشتاور) خود می‌رسد.
این همان گشتاور سریع و قدرتمندی است که خودروهای هیبرید نظیر پریوس، کرولا و راو فور هیبرید از آن برای کاهش سوخت و از طرفی بهبود عملکرد بهره می‌برند.
منبع: toyota.ca
