1. Momen xoắn là gì?

Momen xoắn được định nghĩa là lực xoắn có thể gây ra các chuyển động quay cho một động cơ, hoặc một lực có thể khiến một vật thể xoay quanh một trục. Khi có một lực tác động vào khiến thiết bị chuyển động quanh một điểm thì momen xoắn sẽ xuất hiện. Đơn vị đo lường của momen xoắn là Newton mét (Nm) hoặc Pound feet (lb-ft).

Vậy momen xoắn của ô tô là gì? Đây là bộ phận quan trọng trong động cơ của xe, dùng để đo lực xoắn có sẵn ở trục khủy tại bất kỳ số vòng quay động cơ nhất định. Momen xoắn, công suất và vòng tua máy là ba yếu tố ảnh hưởng đến sức mạnh của ô tô.

2. Momen xoắn cực đại là gì?

Thông số momen xoắn (M xoắn) thể hiện độ lực tối đa mà động cơ xe ô tô cung cấp. Một chiếc xe sẽ được đánh giá đạt momen xoắn cực đại trong các trường hợp sau:

– M xoắn càng lớn: Điều này sẽ giúp tăng lực kéo, kéo nhanh, kéo mạnh và chở được trọng tải lớn.

– M xoắn cực đại đạt được khi vòng tua máy dài: Lúc này xe ô tô có thể tăng tốc nhanh và chở được nhiều hàng hóa nặng.

– M xoắn cực đại có vòng tua máy thấp: Khi trường hợp này xuất hiện sẽ giúp tiết kiệm nhiên liệu tối ưu và có khả năng tăng tốc mạnh hơn.

3. Ý nghĩa momen xoắn cực đại trong động cơ ô tô

Momen xoắn được xem là đại lượng đặc trưng cho khả năng chịu tải tức thời của động cơ xe hơi. Đây là đại lượng có hướng, nên giá trị thu về còn tùy thuộc vào hệ quy chiếu. Do đó, để đo lường sức mạnh của một chiếc xe thì người ta hay nhắc tới thông số momen xoắn. Thông số càng cao thì lực quay của bánh xe càng mạnh.

Ngoài ra, giá trị này còn phụ thuộc vào tốc độ vòng tua máy và tại một vòng tua nào đó thì nó sẽ đạt giá trị cực đại. Trong bảng thông số động cơ, momen xoắn được ghi chính là giá trị cực đại.

Đối với xe ô tô sử dụng hộp số tay, momen xoắn được truyền tới hộp số nhờ thiết bị ly hợp, còn hộp số tự động sẽ sử dụng hộp biến mô. Nếu một chiếc xe có vòng tua cao, công suất lớn thì sẽ có thông số mô-men xoắn này thấp hơn chiếc xe có vòng tua thấp, cùng công suất.

Ví dụ: Đối với mẫu xe Fiat Oltre, công suất 185 mã lực, tốc độ tối đa là 130 km/h, momen xoắn 456 Nm thì sẽ thích hợp với các địa hình đồi núi hơn.

4. Công thức tính momen xoắn động cơ

Công thức momen xoắn động cơ được quy định là:

τ = NS * NS * sin( θ )

Trong đó:

– τ là độ lớn của vectơ momen cho một momen xoắn

– NS là chiều dài của nhánh momen

– ( θ ) là góc giữa vectơ lực và cánh tay đòn

Hướng của vectơ được tìm thấy theo quy ước sử dụng quy tắc nắm tay phải. Trường hợp một bàn tay đang cuộc tròn quanh trục quay với các ngón tay hướng theo hướng của lực thì vectơ momen quay theo hướng của ngón tay cái.

5. Cách thức hoạt động của momen xoắn

Trong động cơ đốt trong của xe ô tô, khi các piston chuyển động lên xuống bên trong các xi lanh và năng lượng được tạo ra do chuyển động qua lại. Lúc này, trục khuỷu chuyển năng lượng này thành lực quay đó là momen xoắn và truyền đến các bánh dẫn động.

Hiểu đơn giản là momen xoắn càng nhiều thì động cơ có thể tạo ra công suất càng lớn. Động cơ xe có nhiều momen xoắn sẽ giúp xe tăng tốc nhanh hơn khi mới bắt đầu nổ máy. Trường hợp xe của khách hàng di chuyển với trọng tải nặng hoặc leo núi cao thì lúc này momen xoắn rất quan trọng để tạo ra công suất cho xe.

6. Mối quan hệ giữa công suất, mã lực và momen xoắn

Momen xoắn và công suất đều đóng vai trò then chốt trong hiệu suất vận hành của động cơ xe tải. Trong đó, momen xoắn chính là yếu tố nền tảng quyết định khả năng sinh công của động cơ, đặc biệt quan trọng khi xe phải vận chuyển tải trọng lớn. Trong khi đó, công suất biểu thị cường độ sinh công theo thời gian. Hệ thống truyền động – cụ thể là hộp số – chính là công cụ điều phối quá trình phân phối momen xoắn và công suất đến các bánh dẫn động.

Khi xe tải cần kéo hàng nặng hoặc leo dốc, việc thiết lập cấp số thấp giúp tăng cường momen xoắn tại bánh xe, từ đó cải thiện lực kéo. Với cùng một cấp số, xe tải thường có khả năng tải khỏe hơn so với các dòng xe nhẹ như sedan nhờ thiết kế động cơ có công suất và momen xoắn tối ưu cho vận chuyển nặng. Công suất càng lớn, khả năng duy trì momen xoắn ổn định trong điều kiện tải nặng càng cao.

Tuy nhiên, trong thực tế vận hành, lực kéo thực sự đến bánh xe còn chịu ảnh hưởng từ hộp số, tỷ số truyền và hệ thống dẫn động. Những yếu tố này đều được tối ưu hóa trên xe tải nhằm đảm bảo hiệu suất kéo tốt nhất, đặc biệt trong các điều kiện làm việc khắc nghiệt như công trường, đường đèo hoặc tải hàng nặng liên tục.