جدول المحتويات
عزم دوران السيارات
أصبحت السيارات الآن ومع دخول التكنولوجيا في صناعتها مجهزة بالتقنيات التكنولوجية المتقدمة، ومزودة بمعدات الأمان ووسائل الراحة، مما أدى إلى ثقل وزن السيارات مقارنةً مع مثيلاتها في العقود الماضية، حيث لابد من توفر قوة كبيرة لهذا الثقل تعرف بالعزم تعمل على دفعه وتحريكه، وهي ما تعرف بقوة عزم الدوران في السيارات.
مفهوم عزم الدوران العام
يعرَّف عزم دوران فيزيائياً على أنه القدرة على تدوير الجسم حول محور ما، أي قوة دائرية الاتجاه حول محور ثابت، أما مقدار عزم الدوران فهو حاصل ضرب شدة القوة بطول الذراع، كما يمكن أن يكون عزم الدوران مزيجاً من القوتين الجاذبة والدافعة، بخلاف القوة التي غالباً ما تكون أحدهما.
وحدات قياس عزم الدوران
يقاس عزم الدوران بوحدة نيوتن/م (Nm)، ووحدة باوند/قدم ( lb-ft)؛ حيث تعني lb-ft مقدار القوة الموجهة نحو جسم كتلته باوند واحد على بعد قدم واحدة، وتعادل كل باوند/قدم 1.3558 نيوتن/م، وكل كيلوغرام واحد يعادل 9.8 نيوتن.
كيفية قياس عزم الدوران
يُقاس عزم دوران السيارة باستخدام المعادلة التالية: عزم الدوران= المسافة ( طول ذراع القوة) × شدة القوة، فعلى سبيل المثال:
- لو أخذنا برغي ووضعناه على الحائط وأحضرنا مفكاً طوله ثلاثة أقدام، ووضعنا في نهايته ثقلاً يعادل باونداً واحداً ، فإن القوة المستخدمة لتحريك البرغي بحركة دائرية هي: 3×1 = 3 باوند/قدم
- لو استعملنا ذراعاً طولها نصف متر لشد وتد في الأرض، وعلقنا في نهاية هذه الذراع ثقلاً يزن 60 نيوتن فإن عزم الدوران يحسب كالآتي: 0.50×60 = 30 نيوتن/متر.
عزم الدوران في السيارات
يعرف عزم دوران السيارة بأنه القوة الدورانية للمحركات، ويتم التعبير عنها دائمًا بسرعة محرك معينة، ويشير عزم الدوران في السيارات إلى مقدار الجهد أو العمل الذي يقوم به المحرك؛ أي مدى تأثير المحرك في قوة دوران عمود الكرنك. يكون عزم الدوران أقوى عند السرعات المنخفضة، التي تتطلب دفعاً وقوة، كما أن السيارات صغيرة الحجم تحتاج عزماً أقل من تلك الكبيرة وثقيلة الحجم. من الأسماء الأخرى المتداولة بين الناس التي تطلق على عزم الدوران: القوة الجاذبة pulling power، والجاذبية oomph، والقوة الناخرة grunt.
علاقة عزم الدوران بنوع محرك السيارة
من المعلوم أنه كلما ازداد حجم السيارة ووزنها، ازدادت الحاجة إلى عزم أقوى، فالسيارات الصغيرة تحتاج إلى عزم ضئيل لكي تنطلق، وعليه فإن محرك البنزين مناسب لها، أما السيارات الكبيرة مثل سيارات الدفع الرباعي SUV والشاحنات؛ فإنها تحتاج إلى عزم أكبر حتى تتحرك بسلاسة، ولذلك يتم تزويدها بمحركات ديزل لأن الديزل يقدم المزيد من عزم الدوران في الدورات بعكس محركات البنزين.
قوة توجيه عزم الدوران
تعرف قوة توجيه عزم الدوران بأنها النظام الذي يسمح للسيارات بالسيطرة على كيفية حصول العجلات على الطاقة اللازمة إما لتحركيها أو لإيقافها، وهي تحسن من الاستقرار والأداء أثناء القيادة؛ إذ تحتاج بعض المركبات في أوقات مختلفة من القيادة وعلى أنواع محددة من الطرقات مثل تلك المتعرجة او المليئة بالمطبات والحفر؛ إلى نقل الطاقة إلى العجلات الأمامية وإعطائها قوة تساعد على تثبيتها من الانزلاق وبالتالي تثبيت السيارة، كما أن قيادتها تكون أسهل.
عزم الدوران والقوة الحصانية للسيارة
عزم دوران المحرك مرتبط بالتسارع؛ أي قوة الدفع للانطلاق من نقطة السكون أو نقطة منخفضة إلى نقطة أعلى، وهي الأساس لبدء عملية حركة السيارة، كما أنها مرتبطة بالوقت الذي تحتاجه السيارة لتصل إلى سرعة معينة، وفي السيارات ذات الجير العادي، يتم اللجوء إلى الغيارين الأول والثاني لإعطاء السيارة قوة دفع كبيرة، أما القوة الحصانية فهي مرتبطة بالسرعة الفعلية لأداء المحرك، والتي تظهر من خلال سرعة السيارة.
كيفية الحصول على تسارع أكبر
فيما يلي العوامل التي تساعد في الحصول على تسارع أكبر في السيارات:
- العزم الأكبر للسيارات يعطي تسارعاً أكبر.
- خفة وزن السيارة.
- انخفاض مركز الكتلة؛ فكلما كان مركز الكتلة مقارباً في ارتفاعه لارتفاع محور العجلة في الارتفاع كلما كان التسارع أكبر.
- حجم العجلات يؤثر على التسارع، فكلما كانت العجلات أكبر كلما ازداد التسارع.
- محرك سيارة قوي ذو سرعات عالية قادر على استيعاب هذا المقدار من العزم.
