Quale è meglio? Ecco come si annulla quel dibattito bar-notte.
Yogi Berra, mai conosciuto per soffermarsi sui particolari del motore, avrebbe concluso che coppia e potenza sono la stessa cosa, solo diversi. In realtà, tale semplificazione è parzialmente corretta.
Coppia e potenza sono ciò che i motori producono quando si gira la chiave e si preme l’acceleratore., L’aria e il carburante accesi nelle camere di combustione causano la torsione dell’albero motore, della trasmissione e degli assi motori. Questo è il miracolo della conversione di energia: l’energia potenziale contenuta in un gallone di dinosauro riciclato in modo efficiente cambiato l’energia cinetica necessaria per la guida.
Scavando più a fondo, considera queste definizioni da manuale:
L’energia è la capacità di fare lavoro. In questo caso, i motori eseguono la fatica (lavoro) precedentemente fatto dai cavalli.,
Il lavoro è il risultato di una forza che agisce su una certa distanza. L’unità di misura degli Stati Uniti per il lavoro (e anche l’energia) è piedi-libbre. Nel Sistema internazionale (SI), il lavoro è misurato in joule e, in rari casi, newton-metri.
La coppia è una forza rotante prodotta dall’albero motore di un motore. Più coppia produce un motore, maggiore è la sua capacità di eseguire il lavoro. La misura è la stessa del lavoro, ma leggermente diversa. Poiché la coppia è un vettore (che agisce in una certa direzione), è quantificata dalle unità libbra-piedi e newton-metri.,
Naturalmente, c’è sempre un’eccezione. In questo caso la distinzione è la coppia statica, il tipo che si applica con una chiave per serrare i bulloni della testa. Per evitare confusione, le unità per la coppia statica sono tradizionalmente piedi-libbre. Giusto per essere contrario, SI attacca con newton-metri per entrambe le misure di coppia statica e dinamica.
Il potere è quanto rapidamente il lavoro è compiuto. L’inventore scozzese del diciottesimo secolo James Watt ci ha dato questa pratica equivalenza: una potenza è la potenza necessaria per sollevare 33.000 libbre esattamente un piede in un minuto., Onorando questo contributo, l’unità di misura SI per la potenza è il kilowatt.
Tornando al teorema di Berra, la coppia è la capacità di fare lavoro, mentre la potenza è la velocità con cui si può compiere un compito faticoso. In altre parole, la potenza è il tasso di completamento del lavoro (o di applicazione della coppia) in un dato periodo di tempo. Matematicamente, la potenza è uguale alla coppia moltiplicata per rpm. H = T x rpm / 5252, dove H è potenza, T è libbra-piedi, rpm è quanto velocemente il motore gira, e 5252 è una costante che rende le unità strambata., Quindi, per rendere più potenza un motore deve generare più coppia, operare a regimi più elevati o entrambi.
Mentre le definizioni delle miniature sono ottime per i libri di testo, applicarle ai motori reali è un’altra questione. Una preoccupazione è che ogni motore di auto ha un campo di funzionamento idle-to-redline. Ad esempio, il Dodge Challenger da 6,2 litri Hellcat V-8 produce 707 cavalli SOLO a 6000 giri / min. Rende sostanzialmente meno potenza al minimo (sufficiente solo per girare gli accessori azionati dal motore) e un po ‘ meno di 700 cavalli alla redline 6200-rpm., E offre la sua massima 650 libbra-piedi di coppia SOLO a 4000 rpm.
Un altro problema è quantificare con precisione la potenza e la coppia da un albero motore filatura. Lo strumento per questo compito è un dinamometro del motore. Mentre questa parola significa “dispositivo di misurazione della potenza”, in pratica vengono misurati la coppia e il numero di giri del motore e la sua potenza viene calcolata utilizzando la formula sopra citata.,
I dinamometri a correnti parassite utilizzano un campo magnetico per trasferire la coppia dall’albero motore rotante a un cuscinetto del braccio di leva contro un misuratore di forza statico (noto come cella di carico) distanziato a una distanza precisa dal centro della manovella. L’altro tipo di dinamometro di uso comune è un freno ad acqua; utilizza una rotazione e un set statico di palette pompa per convogliare la coppia dell’albero motore attraverso un braccio di leva alla cella di carico.
Il motore perfetto produce un’ampia coppia a bassi regimi e sostiene quella uscita alla linea rossa., La quantità di coppia prodotta è direttamente proporzionale all’aria che scorre attraverso il motore. I grandi motori pompano più aria e, quindi, producono più coppia. Booster-superchargers, turbocompressori-fornire aria supplementare per aiutare i piccoli motori agire grande. Naturalmente, devono essere fornite quantità adeguate di carburante alle camere di combustione, ma questa è la parte facile, specialmente con l’iniezione controllata elettronicamente.,
Compensando la facilità di iniettare la giusta quantità di carburante, i progettisti di motori affrontano diversi compiti difficili. Uno è rendere tutti i componenti abbastanza resistenti per gestire i carichi a cui sono sottoposti dalla pressione di combustione e, nel caso delle parti in movimento, dalla propria inerzia. Le esigenze di raffreddamento e lubrificazione sono approssimativamente proporzionali alla potenza prodotta. E pompare aria in, attraverso e fuori da qualsiasi motore a regimi ultra-alti è dove l’ingegneria diventa una forma d’arte., Fattore di efficienza del carburante e pulizia dello scarico nell’equazione di sviluppo ed è chiaro perché i maghi del motore raramente si fermano al refrigeratore d’acqua.
A questo punto della discussione, dovrebbe essere chiaro che coppia e potenza sono come fratelli estranei; sono strettamente correlati ma non hanno molto in comune. Ma che dire della più grande questione morale che deve affrontare l’umanità in generale e gli appassionati di auto in particolare: quale è meglio?
Risponderemo in termini che Yogi Berra apprezzerebbe. In una partita di baseball, se la coppia è analoga al catcher, allora la potenza è il lanciatore., Entrambi sono necessari per giocare a palla, ma le responsabilità del lanciatore—determinare la velocità e il percorso di ogni palla lanciata—governare il gioco. La coppia è vitale per il funzionamento di ogni motore, ma la potenza è ciò che distingue un grande motore da uno buono.
