Vì thấy không nên mất thời gian vào tranh luận những điều cơ bản trong sách, em xin được phép múa rìu qua mắt các cụ thợ ở đây để thống nhất lấy vài điều cho sáng tỏ.
1. Vì sao chiếc xe di chuyển được?
Ở đây ta xét xe sử dụng động cơ đốt trong thông thường. Từ quá trình cháy của nhiên liệu (1), động cơ phát sinh năng lượng (2) và truyền qua hộp số (3) rồi dẫn ra hệ thống dẫn động (4), rồi tới các bánh (5). Theo em đấy là các thứ lớn, còn các thứ nhỏ thì không ảnh hưởng nhiều.
Khi động cơ hoạt động, mỗi chu kỳ sẽ sinh ra một lực, thể hiện tại động cơ là momen xoắn, đơn vị chúng ta tạm dùng là Nm. Động cơ có tốc độ sản sinh ra lực này càng nhanh thì xe sẽ chạy càng nhanh, với điều kiện lực sinh ra thắng được các lực cản trở nó. Và tốc độ sinh lực (tốc độ gia tăng vòng tua) thì phụ thuộc loại động cơ và cấu tạo động cơ.
2. Momen xoắn to hay công suất (mã lực) to thì tốt hơn?
Câu trả lời là hai đại lượng ấy thực chất lại liên quan trực tiếp tới nhau, không hề tách rời. Công thức liên hệ là:
Công suất = (Momen xoắn x Vòng tua)/7120,539
Đơn vị tính:
[Công suất]: hp
[Momen xoắn]: Nm
[Vòng tua]: rpm
Điều này có nghĩa là gì? Để làm gì? Vâng, nó nghĩa là tại một vòng tua nhất định, thì momen xoắn và công suất là tỉ lệ với nhau,
không hề ngẫu nhiên. Và vì vậy, nhìn vào momen xoắn và công suất tối đa, cũng như vòng tua mà các giá trị đó đạt được, ta có thể đoán được hình dáng đồ thị momen xoắn/công suất được. Lấy ngay ví dụ về động cơ 2.3L Ecoboost mà chúng ta đang nói tới. Dữ liệu về động cơ như sau, được lắp trên Ford Mustang:
2.3L GTDI I-4 Engine
Công suất tối đa: 310hp (@5500rpm)
Momen xoắn tối đa: 432Nm (@3000rpm)
Nhìn vào đây có thể thấy là momen xoắn của động cơ sẽ tăng dần khi vòng tua máy tăng, cho tới khi đạt đỉnh ở tại 3000rpm. Ở điểm đó, công suất của động cơ tính theo công thức em viết phía trên sẽ là 182hp. Nhưng công suất tối đa của động cơ là 310hp, vậy nên đường đồ thị mã lực sẽ tiếp tục đi lên. Còn momen xoắn đã đạt đỉnh nên chỉ có thể đi ngang hoặc đi xuống. Và theo công thức phía trên, momen xoắn vẫn có thể đi ngang, vì vòng tua máy và công suất cùng tăng.
Đồ thị đo thực tế, có trục hoành là vòng tua máy. Đường xanh là mã lực, đường đỏ là mmx.
Tiếp theo, sau khi đạt đỉnh ở 5500rpm, thì công suất động cơ và momen xoắn cùng đi xuống. Vì cả hai đều đã đạt đỉnh rồi, mà vòng tua máy vẫn tiếp tục tăng, vậy thì theo công thức phía trên, cả hai đều phải đi xuống thấp hơn giá trị max chứ không thể đi ngang.
Vậy chúng ta phải quan tâm cái này làm qué gì??? Vì cái này sẽ thể hiện trực tiếp vào khả năng vận hành của xe. Nghĩa là động cơ 2.3L Ecoboost này hoạt động sung sức nhất trong khoảng 3000 – 5500rpm, còn dưới hay trên khoảng đó thì đều đuối hơn. Vậy đuối hay sung nó là thế nào?
Nó chính là việc động cơ ì hay bốc trong điều kiện hoạt động thực tế của xe, dưới các loại sức cản của trọng lực và ma sát. Cụ nào lái xe chắc đều có thể nhận ra điều này, rằng xe của mình khi chạm tới một khoảng vòng tua nào đó thì sẽ rất vọt. Đó chính là khi xe bắt đầu có momen xoắn đủ cao để thắng được sức ì và lao đi dễ dàng.
Tương tự, nhìn vào biểu đồ của máy dầu, ví dụ ở đây là 3.2L TDCi của Ranger, chúng ta cũng hiểu được khả năng vận hành của xe. Động cơ 3.2 của Ford có momen xoắn cực đại là 470Nm trong khoảng 1500 – 2500 rpm, tức là xe sẽ hoạt động sung nhất trong dải tốc độ trung bình, còn thấp quá thì ì và cao quá thì đuối. Cụ nào chạy Ranger/Everest vào xác nhận cảm giác hộ em cái
Tương tự, khi mang hai xe cùng loại (ví dụ cùng máy xăng) ra đua, xe nào được thiết kế đạt momen xoắn sớm ở vòng tua máy nhỏ sẽ có ưu thế về tăng tốc từ tốc độ chậm, còn xe có thiết kế đạt momen xoắn ở cuối dải sẽ lợi hơn khi chạy tốc độ cao.
Thế nên khi nghe cụ
5banhxe nói rằng momen xoắn không có ý nghĩa gì thì em không đồng ý. Vì động cơ là trái tim của chiếc xe, các thành tố khác của chiếc xe chỉ giúp định hình mục đích hoạt động cho chiếc xe đó, còn hiệu quả hoạt động vẫn phải phụ thuộc vào động cơ. Tuy các số momen xoắn hay công suất tối đa chỉ mang tính tham khảo, nhưng hình dạng đồ thị đo các giá trị đó được sẽ cho hiểu biết về tính chất vận hành của xe.