گشتاور (Torque) یک کمیت فیزیکی است که به نیروی چرخشی یا نیروی پیچشی اشاره دارد که باعث چرخش می‌شود. در زمینه خودروها، گشتاور نیرویی است که توسط قوای محرکه (موتور احتراق داخلی یا موتور الکتریکی) تولید شده و از طریق میل‌لنگ یا شفت خروجی موتور، سیستم انتقال قدرت و محورها به چرخ‌ها منتقل می‌شود تا آن‌ها را بچرخاند و خودرو را به حرکت درآورد. گشتاور عامل اصلی برای غلبه بر اینرسی خودرو در حالت سکون و مقاومت‌های دیگر در برابر حرکت (مانند مقاومت غلتشی تایرها و مقاومت هوا) است و نقش بسیار مهمی در شتاب‌گیری، به‌خصوص شتاب‌گیری اولیه و توانایی خودرو در بالا رفتن از سربالایی‌ها یا یدک‌کشی بار سنگین ایفا می‌کند. واحد استاندارد گشتاور نیوتن متر (Nm) است.
چرا گشتاور مهم است؟
گشتاور همان نیرویی است که خودرو را از حالت سکون به حرکت درمی‌آورد و به آن امکان می‌دهد سرعت خود را افزایش دهد. گشتاور بالا به‌خصوص در دورهای پایین موتور، نشان‌دهنده “قدرت کشش” خوب خودرو است. این ویژگی در شرایط زیر حیاتی است:
- شروع حرکت از حالت سکون: برای غلبه بر اینرسی اولیه خودرو و شروع حرکت.
- شتاب‌گیری اولیه: سرعت گرفتن از سرعت‌های پایین یا هنگام خروج از پیچ‌ها.
- بالا رفتن از سربالایی: حفظ سرعت یا افزایش آن در مسیرهای شیب‌دار.
- یدک‌کشی (Towing): کشیدن بار سنگین.
رابطه گشتاور و توان
گشتاور و توان (Power) دو مشخصه مرتبط اما متفاوت از عملکرد موتور هستند. گشتاور نیروی چرخشی است، در حالی که توان نرخی است که کار انجام می‌شود (یعنی گشتاور در واحد زمان و دور موتور). توان = گشتاور × دور موتور. گشتاور بالا در دورهای پایین برای شروع حرکت و شتاب‌گیری اولیه مهم است، در حالی که توان بالا در دورهای بالاتر برای دستیابی به حداکثر سرعت و حفظ شتاب در سرعت‌های بالا مهم است.
ویژگی گشتاور در موتورهای احتراق داخلی در مقابل موتورهای الکتریکی
منحنی تولید گشتاور در موتورهای احتراق داخلی و موتورهای الکتریکی تفاوت فاحشی دارد:
- موتورهای احتراق داخلی: موتورهای احتراق داخلی برای تولید گشتاور قابل توجه نیاز به رسیدن به دور موتور مشخصی دارند. گشتاور در دورهای بسیار پایین معمولاً کم است و با افزایش دور موتور به حداکثر می‌رسد و سپس در دورهای خیلی بالا کمی افت می‌کند. این امر باعث می‌شود خودروهای بنزینی برای شتاب‌گیری قوی از حالت سکون نیاز به استفاده از دنده‌های پایین گیربکس برای بالا بردن دور موتور داشته باشند.
- موتورهای الکتریکی: موتورهای الکتریکی قادرند حداکثر گشتاور (Maximum Torque) خود را فوری و از لحظه شروع چرخش (صفر دور در دقیقه) تولید کنند. گشتاور در دورهای پایین بسیار بالا است و سپس با افزایش دور موتور تا حد مشخصی حفظ شده و پس از آن به تدریج کاهش می‌یابد، در حالی که توان با افزایش دور موتور، افزایش می‌یابد.
چرا گشتاور بالا و آنی برای خودروهای برقی حیاتی است؟
ویژگی منحصر به فرد تولید گشتاور در موتورهای الکتریکی، مزایای کلیدی برای خودروهای برقی (EVs) به همراه دارد:
- شتاب‌گیری اولیه خیره‌کننده: گشتاور بالا و آنی از دور صفر، دلیل اصلی شتاب‌گیری اولیه بسیار سریع و قدرتمند خودروهای برقی است. این خودروها به محض فشردن پدال گاز، بدون تأخیر، به سرعت حرکت خود را آغاز می‌کنند.
- نیاز کمتر به گیربکس پیچیده: به دلیل در دسترس بودن گشتاور بالا در محدوده وسیعی از دورها، بیشتر خودروهای برقی تمام باتری‌دار (BEVs) نیازی به گیربکس‌های چند سرعته پیچیده ندارند و معمولاً از یک گیربکس ساده تک سرعته یا کاهنده استفاده می‌کنند.
- چابکی در رانندگی شهری: گشتاور بالای در دسترس در سرعت‌های پایین، باعث می‌شود خودروهای برقی در ترافیک شهری بسیار چابک و پاسخگو باشند.
- توانایی سربالایی و یدک‌کشی: گشتاور بالای در دسترس در دورهای پایین، به خودروهای برقی توانایی خوبی در بالا رفتن از سربالایی‌ها و شروع حرکت با بار سنگین در شیب (به‌خصوص با در نظر گرفتن ظرفیت بکسل) می‌بخشد.
گشتاور در خودروهای هیبریدی
در خودروهای هیبریدی (Hybrid Vehicles)، موتور الکتریکی با تأمین گشتاور آنی خود در دورهای پایین، به شتاب‌گیری اولیه خودرو کمک می‌کند و این خودروها اغلب در شروع حرکت نسبت به خودروهای بنزیی مشابه چابک‌تر هستند. این ترکیب باعث می‌شود قوای محرکه هیبریدی در سرعت‌های پایین، پاسخگوتر از موتور احتراق داخلی به تنهایی عمل کند.
گشتاور در بازار خودروی ایران
گشتاور، به همراه توان موتور و زمان رسیدن از ۰ تا ۱۰۰ کیلومتر در ساعت، از مشخصات فنی مهمی است که برای خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی به ایران اعلام می‌شود. رانندگان در بازار خودروی ایران به‌خصوص به شتاب اولیه و پاسخگویی خودرو در ترافیک شهری و همچنین توانایی سبقت گرفتن در جاده‌های بین‌شهری اهمیت می‌دهند که هر دو به شدت تحت تأثیر گشتاور (به‌خصوص در دسترس بودن آن در دورهای پایین) قرار دارند.
گشتاور بالای آنی خودروهای برقی وارداتی به ایران، یکی از ویژگی‌هایی است که هنگام رانندگی با آن‌ها به سرعت مورد توجه قرار می‌گیرد و به عنوان یک مزیت عملکردی بزرگ نسبت به خودروهای بنزینی مورد بحث قرار می‌گیرد. گشتاور بالا در خودروهای برقی، چابکی آن‌ها را در ترافیک متراکم و توانایی شتاب‌گیری آن‌ها را در لحظه سبقت گرفتن بهبود می‌بخشد.
نتیجه‌گیری
گشتاور (Torque) نیروی چرخشی موتور است که خودرو را به حرکت درمی‌آورد و عامل اصلی شتاب‌گیری و توانایی در بالا رفتن از سربالایی و یدک‌کشی است. موتورهای الکتریکی قادرند حداکثر گشتاور خود را به صورت آنی و از دور صفر تولید کنند که این ویژگی منجر به شتاب‌گیری اولیه فوق‌العاده قوی و پاسخگویی سریع در خودروهای برقی می‌شود. گشتاور آنی موتور الکتریکی همچنین به شتاب‌گیری اولیه در خودروهای هیبریدی کمک می‌کند. گشتاور بالا یک مزیت عملکردی کلیدی برای خودروهای برقی است و به عنوان یک مشخصه فنی مهم در خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی به ایران اعلام می‌شود و نقش مهمی در چابکی و شتاب‌گیری این خودروها در بازار ایران ایفا می‌کند.
