Công suất, mô men xoắn và vòng tua máy là 3 thông số quan trọng để người mua biết được sức mạnh của xe, từ đó đưa ra quyết định mua xe phù hợp. Trong đó Công suất (Power) và mô-men xoắn (Torque) vẫn là 2 thông số cơ bản nhất để đưa ra lựa chọn phù hợp.
Khác với trước đây là khi đánh giá so sánh thì chỉ chú ý đến dung tích của động cơ và bao nhiêu chấm. Tuy nhiên, hiện tại với sự phổ biến của động cơ Turbo thì thông số này không còn chính xác nữa. Các thông số này có mối liên hệ chặt chẽ, mỗi thông số thể hiện một đặc tính khác nhau và quyết định khả năng vận hành của xe trên từng điều kiện vận hành cụ thể.
Công suất của động cơ
Trong thiết kế của động cơ đốt trong, công suất tượng trưng cho khả năng đạt tốc độ nhanh hay chậm mà không tượng trưng cho lực quay của bánh xe. Nói một cách chính xác, công suất tượng trưng tốc độ sinh công, hay nôm na là tốc độ sinh ra mô-men xoắn của động cơ.
Công suất ô tô được tính theo đơn vị mã lực-horsepower (HP) sau đó được mở rộng ra nhiều đơn vị như Kilowatt (kW), Pferdestärke (PS). Mỗi đơn vị mã lực được quy định cách quy đổi khác nhau.
Ví dụ, một mã lực tương đương khoảng 0,7457kW hay 1,014 PS. Các nhà sản xuất ô tô so sánh các con số sau khi quy đổi và lựa chọn đơn vị quan trộng nhất để giới thiệu sản phẩm tới người tiêu dùng.
Công suất càng cao thể hiện tốc độ càng lớn. Tuy vậy tốc độ tối đa chưa hẳn sẽ giống nhau ở 2 xe có cùng công suất, bởi còn nhiều yếu tố tác động đến tốc độ tối đa của một chiếc xe như trọng lượng, lực cản khí động học… Một ví dụ như cùng công suất là 153 mã lực nhưng tốc độ tối đa của Mazda 3 lớn hơn Mazda CX-5.
Nếu một chiếc xe có công suất càng lớn, nó có thể đạt được vận tốc rất cao nhưng chưa chắc nó có “sức mạnh” nếu mô-men xoắn cực đại của nó thấp. Ví dụ, một chiếc xe thể thao có thể chạy nhanh đến 350 km/h nhưng chưa chắc nó có thể kéo được một chiếc xe xúc đất hạng nặng. Tuy nhiên một chiếc xe ben hạng nặng của Caterpillar chỉ chạy được tối đa 150km/h thì lại hoàn toàn có khả năng này.
Mô-men xoắn (Torque)
Mô-men xoắn (Torque) là khái niệm tương đối phức tạp để biểu thị lực làm quay một vật thể quanh một trục, “trục khuỷu động cơ’’, đơn vị Nm.
Ví dụ như dùng chiếc cờ-lê khi siết ốc, người ta phải tác dụng một lực để con ốc xoay. Lực xoay con ốc đó chính là mô-men xoắn.
Mô-men xoắn càng cao, khả năng kéo, khả năng leo dốc, vượt địa hình càng tốt. Hay nói dễ hiểu là xe càng khỏe.
Momen xoắn cực đại
Momen xoắn cực đại là một đại lượng quan trọng cho hiệu suất của động cơ xe ô tô và thể hiện lực tối đa mà động cơ có thể cung cấp và ảnh hưởng đến khả năng kéo, tăng tốc và chở hàng của xe. Momen xoắn cực đại càng lớn thì xe càng mạnh mẽ và khả năng vận hành càng tốt.
Vòng tua máy
Vòng tua máy là số vòng trục khuỷu có thể quay trong một phút, đơn vị rpm (revolutions per minute) có nghĩa vòng/phút. Quay càng nhanh, lực tạo ra càng nhiều. Mô-men xoắn thường đạt cực đại ở vòng tua sớm hơn công suất.
Khi đọc thông tin về xe Toyota Camry có các thông số như sau: Động cơ I4 2.5L, 178 mã lực tại 6.000 vòng/phút và 231 Nm tại 4.100 vòng/phút thì có nghĩa là: Động cơ của chiếc Camry này là loại 4 xi lanh thẳng hàng (I4), có dung tích xi lanh 2.500 cc (2.5 lít), đạt 178 mã lực tại vòng tua máy 6.000 vòng/phút và mô men xoắn cực đại 231 Nm tại vòng tua máy 4.100 vòng/phút.
Mối liên hệ giữa công suất, mô men xoắn và vòng tua
Nếu xét đến khả năng vận hành của một chiếc xe thì mô-men xoắn có ý nghĩa về khả năng bươn, trườn, ủi, leo dốc. Hầu hết các loại xe này là các xe sử dụng động cơ dầu. Xe động cơ dầu có tỷ số nén lớn, nhiên liệu tự cháy dưới áp suất và nhiệt độ cao, tốc độ cháy chậm, động cơ nặng nề, nên tốc độ quay của động cơ chậm hơn nhiều so với xe máy xăng.
Ngược lại, xe máy xăng cho khả năng tăng tốc tốt và đạt tốc độ tối đa sớm, nên hầu hết các xe đua hiện nay sử dụng máy xăng.
Công suất và momen xoắn sẽ liên tục biến thiên trong dải vòng tua hoạt động của động cơ đốt trong. Vì vậy, một động cơ được gọi là hoàn hảo khi nó đạt được những tiêu chí sau:
- Có công suất lớn cực đại => Đạt được tốc độ cao.
- Có momen xoắn lớn cực đại => Tải nặng, kéo mạnh, tăng tốc nhanh.
- Momen xoắn cực đại đạt được ở vòng tua cao => Tăng tốc chậm, khả năng tải nặng chậm và ít tiết kiệm nhiên liệu.
- Momen xoắn cực đại đạt được ở vòng tua thấp => Giúp tăng tốc nhanh, khả năng tải nặng tức thời và tiết kiệm nhiên liệu.
- Momen xoắn cực đại đạt được tại dải vòng tua dài => Kéo dài khả năng tải nặng cũng như khả năng tăng tốc độ của xe.
Kết luận
Như vậy, sự so sánh chỉ đúng khi xem xét hay so sánh ở cùng một trình độ công nghệ, nếu so sánh với động cơ turbo tăng áp là khập khiễng. Ngoài ra, tùy vào mục đích sử dụng xe như dùng xe du lịch hay dùng xe tải hàng hóa mà nhà sản xuất có thể thiết kế để ưu tiên mô-men xoắn hay công suất.
