De flesta har en aning om vad en motors effekt är, men är oklara om exakt vad vridmomentet representerar. Faktum är att många bilar som känns kraftfulla visar effekterna av starkt vridmoment snarare än hög effekt.
Mätning av motorns vridmoment och effekt
En motor som producerar mycket vridmoment över ett brett område av motorvarvtal kommer att vara avslappnande att köra eftersom färre växlingar behövs:motorns vridmoment är ofta tillräckligt för att accelerera bilen utan att växla ner. I marschfart behöver en lastbilsmotor inte gå över särskilt snabbt eftersom den kan dra med hög utväxling, vilket ger god ekonomi.
Motorer som producerar mycket kraft för sin storlek producerar vanligtvis inte något vridmoment, och det vridmoment som finns produceras ofta vid högre motorvarvtal. Det är också troligt att motorn kommer att producera användbart vridmoment och kraft över ett mindre område av motorvarvtal; detta smala "kraftband" gör motorn mindre lämplig än en vridmoment eller "lat" motor för jobb som bogsering, och bilen blir mindre avkopplande att köra.
En ganska typisk liten familjebilsmotor ger t.ex. 60 hk (bromshästkrafter) vid 5000 rpm. Samma motor kan trimmas eller modifieras så att den ger 80 hk vid 6000 rpm. Men även om kraften är större, kan det maximala vridmomentet faktiskt vara mindre, samt inträffa vid ett högre motorvarvtal. Det blir mindre vridmoment vid låga och medelhöga motorvarvtal.
Med andra ord, även om en bil med den trimmade motorn skulle ha en högre maxhastighet, skulle den bara accelerera bättre så länge som växellådan användes till fullo för att hålla motorvarvtalet uppe, förutsatt att växlingen förblev densamma.
I praktiken skulle den mycket trimmade bilen med största sannolikhet behöva vara olika växlad för att förbli körbar - växlarna måste vara tätare och det totala förhållandet något lägre.
Den vanliga motortestproceduren är att köra enheten på en "broms"-dynamometer som mäter vridmoment över ett stort område av hastigheter genom att se hur mycket bromskraft som krävs för att hålla motorn på ett konstant varvtal vid fullgas.
Vridmomentet gånger motorvarvtalet ger då uteffekten, kallad bromshästkraft (bhp). Effekt mätt så här, med motorn på en testbädd, uttrycks som en effekt vid svänghjulet.
Det är möjligt att köra bilen på en "rullande väg" dynamometer för att istället mäta effektuttaget vid drivhjulen. Detta är mindre än kraften vid svänghjulet på grund av friktionsförluster i bilens transmissionssystem, men det ger en mer realistisk uppfattning om hur bilen kommer att prestera eftersom den visar hur mycket kraft som når vägen.
Varje motordesigner måste tänka på balansen mellan effekt och vridmoment. Han kanske till och med flyttar balansen lite från kraften och mot vridmomentet om tillräckligt många förare förstod vikten av vridmoment och generaliseringen att kraft kontra aerodynamiskt motstånd avgör maximal hastighet, vridmoment kontra vikt avgör acceleration.
När bilen accelererar, verkar andra krafter än vikten, såsom aerodynamiskt motstånd, däckens rullmotstånd och friktionen i motorn och transmissionen, för att försöka motstå denna acceleration. Vid en viss hastighet är dessa dragkrafter lika med bilens drivkraft, eller vridmoment, och det finns ingen överskottskraft kvar för ytterligare acceleration.
Ändringar i utväxling är viktiga när man tittar på kraft och vridmoment, eftersom växlarna fungerar som vridmomentmultiplikatorer.
Om första växeln har ett förhållande på 3:1, multiplicerar den motorns utgående vridmoment med tre när den förs vidare till slutdrevet. På samma sätt multiplicerar det slutliga drivförhållandet, vanligtvis runt 3,5:1, vridmomentet från växellådan med så mycket igen.
I första växeln kan därför vridmomentet som levereras till drivhjulen vara cirka tio gånger större än motorns vridmoment, medan rotationshastigheten kommer att ha minskat med en liknande faktor. Denna nedväxling är nödvändig eftersom en av en kolvmotors största nackdelar är dess dåliga vridmoment vid låg hastighet.
Mängden effekt en motor utvecklar kan mätas på en dynamometer och resultaten ritas upp i en graf. Här visas typiska kurvor för en motor i vad en motortuner skulle kalla tillstånden "road tune" och "fast road tune".
Road tune (nära höger) är kompromissen mellan kraft/vridmoment och bränsleekonomi som en biltillverkare bygger in i en typisk bilmotor när den designas.
En snabb vägtrimningsmotor (längst till höger) offrar lite bränsleekonomi för ökad kraft. Mängden vridmoment är totalt sett något mindre, och det maximala vridmomentet uppstår vid högre varv. En sådan motor utvecklar mer toppeffekt vilket skulle ge en högre toppfart, men dess minskade totala vridmoment kräver högre varvtal för samma effekt och mer växling – en mindre "lat" körning.
