Az autóval kapcsolatban a nyomaték és a teljesítmény (gyakran lóerőként emlegetjük) a két leggyakrabban használt kifejezés, amelyekről azonban csak kevesen tudjuk, hogy pontosan mit is takarnak és mi az alapvető a különbség közöttük. A teljesítmény és a nyomaték a két legfontosabb kifejezés, amelyet az autó teljesítményének meghatározására használnak, azonban mindkét kifejezés más-más célt szolgál. Az alábbiakban arra vállalkoztunk, hogy segítünk megérteni e két fogalom közötti különbséget, valamint a kettő alapvető szerepét.
A teljesítmény
Először vizsgáljuk meg a teljesítmény fogalmát. A teljesítményt úgy határozzuk meg, mint azt a sebességet, amellyel egy tárgy munkát végez. Egy nagyobb teljesítményű jármű ideális esetben jobb gyorsulást és nagyobb végsebességet biztosít.
A teljesítmény szabványos mértékegysége a metrikus rendszerben kW, azaz kilowatt, amely James Watt skót feltaláló és mérnök után kapta a nevét. Watt nevéhez fűződik a gőzgép feltalálása és kifejlesztése, ami kulcsfontosságú szerepet töltött be az ipari forradalom idején. A “kilo” előtag a metrikus rendszerben az 1000-rel való szorzást jelöli. Így egy 50 kW teljesítményű motor valójában 50 000 wattot termel.
Az autókkal összefüggésben a teljesítményt mégis gyakran lóerőben határozzák meg. Bár a lóerő elavult mértékegységnek számít, amelynek használatát 1980 óta kerülni kellene – ekkor vezették be ugyanis hazánkban a SI-mértékegységrendszert – mind a mai napig, ha valaki az autója teljesítményét szeretné meghatározni (sok esetben reklámozni), akkor szinte biztos, hogy nem azt mondja majd, hogy “az autóm 200 kilowattos”, mert ez a legtöbb embernek semmit nem mond. A közel 270 LE azonban már sokkal egyértelműbb. A közbeszédben tehát a mai napig is lóerőben mérjük a járművek teljesítményét, olyannyira, hogy maguk a gyártók is feltüntetik ezt az értéket a gépkocsik leírásában.
Egy lóerő egyébként valóban egy ló becsült erejével egyenlő, és a mértékegység története jóval régebbre nyúlik vissza, mint az Otto-motoros járművek elterjedése. Ez a mértékegység is James Watt nevéhez fűződik, aki egy közérthető mértékegység segítségével akarta meghatározni az általa készített gőzgép teljesítményét a XIX század elején. Watt egy bányában használt póni által egy perc alatt felhúzott szén mennyiségét mérte meg. Egy ló erejét a póni másfélszeresére becsülte, így a mért érték másfélszeresét tette meg lóerőnek. A lóerőt tehát nem 1900 körül, és nem a hintók és a korai autókat összehasonlítására találták ki.
Bár maradhatott volna a lóerő a járművek teljesítményének hivatalos mértékegysége, a probléma csak az volt, hogy egy motor teljesítménye számos különböző ponton mérhető, és a különböző eljárások más-más eredményt adnak. Ez azt jelenti, hogy a lóerőnek számos fajtája létezik: névleges lóerő, valóságos vagy jelzett lóerő, stb. Ezért mivel a teljesítmény hivatalos mértékegysége a watt a fizikában, egyszerűbb volt átállni az egységes mértékegységre, mint váltogatni a több különböző lóerő között.
A köznyelvben mindmáig lóerő alapján értékelünk egy kocsit. Bár ugyanarról van szó, egy „120 lóerős autóról”, még mindig könnyebben el tudjuk dönteni, hogy erős-e a motorja, mint ha azt halljuk “89 kilowatt” a teljesítménye. A lóerő egyébként nagyjából 0,75 kw-nak felel meg.
A nyomaték
A motor nyomatéka az a forgatóerő, amivel a robbanások által lelökött dugattyú el tudja fordítani a főtengelyt. A nyomaték csak azt mutatja meg, hogy mi az a legnagyobb erő, amit a motor egy adott pillanatban ki tud fejteni. Arról viszont nem mond semmit, hogy ezt az erőt adott idő alatt hányszor tudja kifejteni motor, valamint, hogy az említett erővel mennyi munkát mennyi idő alatt képes elvégezni. Ezt a teljesítmény határozza meg, aminek a fent említett lóerő vagy kilowatt a mértékegysége.
A nyomaték tehát a motor forgattyútengelye által termelt forgó vagy csavaró erő, amit egyszerűbben motor “húzóerejeként” is definiálhatunk. Ez segíti a járművet a kezdeti gyorsulásban. Mivel a nagyobb súly elmozdításához, nagyobb erőre/nyomatékra van szükség, a nehezebb járművek – teherautók, terepjárók – gyakran nagy nyomatékos motorokat használnak. A nagy nyomaték segít az erőforrásnak könnyedén teljesíteni, különösen akkor, ha a jármű nehéz terheket szállít vagy meredek emelkedőkön halad felfelé. Gyorsulás szempontjából azonban a teljesítmény a döntő, vagyis az adott idő alatt elvégzett összmunka.
A nyomaték kiszámítható az erő és távolság szorzataként. Mértékegysége a SI mértékegység rendszerben a newtonméter, mit ‘Nm’-ként rövidítünk. A szabványos mértékegység (Nm) a nagy angol fizikus és matematikus, Isaac Newton után kapta a nevét, aki a gravitáció és a mozgás alapvető fizikai megértésével és leképezésével foglalkozott.
A nyomaték és a lóerő közötti kapcsolat
A teljesítmény és a nyomaték közötti kapcsolat egy egyszerű képletre vezethető vissza: a teljesítmény egyenlő a nyomaték és a motor fordulatszám szorzatával.
A képlet tartalmaz egy “állandót” is, amely a használt mértékegységekhez igazodik. Például a metrikus rendszerben:
Teljesítmény (kW-ban) = Nyomaték (Nm-ben) X Motor fordulatszáma (fordulatszámban), osztva 9549-cel.
Különbség a lóerő és a nyomaték között
A különbség megértéséhez képzeljünk el két, azonos tömegű és méretű járművet (1 és 2). Az 1-es autó teljesítménye 100 lóerő, míg a nyomatéka 250 Nm. A 2-es jármű 150 lóerős és 200 Nm a nyomatéka. A példánkban szereplő 2-es gépkocsi tehát több lóerővel rendelkezik, mint az 1-es, ami annyit jelent, hogy a 2-es autó sokkal gyorsabban fog tudni haladni az úton.
Most képzeljük el, hogy mind az 1-es, mind a 2-es autóba beültetünk négy-négy utassal és csomagokkal pakoljuk meg a csomagtartót. Ebben az esetben már a nyomaték fog döntőbb szerepet játszani a motor teljesítményének fenntartásához. A 2-es autó motorja, a kisebb a nyomaték miatt nagyobb terhelésnek lesz kitéve, ami a teljesítmény romlását eredményezi (főleg a kezdeti gyorsulásnál). A több nyomatékot termelő 1-es autó motorja azonban könnyen el tudja vinni a terhet. Az 1-es jármű a nagyobb nyomaték miatt könnyebben tudja tartani a motor fordulatszámát még alacsony fordulatszám-tartományban is.
Leegyszerűsítve tehát a lóerő (bhp) a jármű sebességét, míg a nyomaték (Nm) a teherbírását befolyásolja. Az autómotorok esetében a nagyobb nyomaték elérésének legegyszerűbb módja, ha nagyobb motort építünk. Egy nagy motorral, amely sok nyomatékot termel, nincs szükségünk nagy motorfordulatszámra ahhoz, hogy megfelelő teljesítményt hozzunk létre. Egy kisebb motor nehezen tud nagy nyomatékot leadni, ezért nagyobb fordulatszámra van szüksége a megfelelő teljesítmény előállításához. A másik egyszerű módja a motor nyomatékának növelésének a főként a dízel motorokra jellemző kényszerített szívás, azaz a feltöltés vagy a turbófeltöltés alkalmazása. Végül pedig, ha egy nagy motort nagy fordulatszámmal kombinálunk, akkor nagy teljesítményszámokat kapunk. Ezért is van az, hogy a legtöbb SUV és teherszállító jármű dízelmotorokat használ, mivel ezek a benzines társaikhoz képest nagyobb nyomatékot képesek kifejteni.
Az az egyszerű összefüggés, hogy a teljesítmény egyenlő a nyomaték és a motor fordulatszámának szorzatával, minden motorra igaz, legyen az dízel vagy benzinmotor, bármilyen hengerűrtartalmú, turbófeltöltéssel vagy kompresszorral vagy anélkül.
Egy átlagos autóvásárló azonban, ha a teljesítmény- és nyomatékadatok alapján akar dönteni vásárláskor, általában a teljesítményt (LE) veszi figyelembe, mivel ez befolyásolja a jármű általános teljesítményét, különösen a gyorsulást.
Megjegyzés