Krútiaci moment je kľúčovým parametrom, ktorý ovplyvňuje výkon a jazdné vlastnosti automobilu. Je to sila, ktorú motor dokáže vyvinúť na otáčanie kľukového hriadeľa a následne poháňanie kolies vozidla. Laicky povedané, krútiaci moment je to, čo cíti vodič pri zrýchlení auta. Čím väčší krútiaci moment tým lepšia akcelerácia (zrýchlenie).

Čo je krútiaci moment (technicky)

Krútiaci moment je fyzikálna veličina, ktorá opisuje schopnosť sily pôsobiť na teleso okolo osi otáčania. V kontexte automobilov krútiaci moment udáva, akú silu dokáže motor vozidla vyvinúť na otáčanie kľukového hriadeľa. Tento moment je zodpovedný za pohyb kolies a teda za samotný pohyb vozidla.

Čo je kľukový hriadeľ?

Kľukový hriadeľ je súčasťou motora v automobiloch. Kľukový hriadeľ je pripojený k piestom cez ojnice. Keď sa piesty pohybujú, pohyb je prenášaný na kľukový hriadeľ, ktorý je pripojený k prevodovke a nakoniec ku kolesám auta.

Základné princípy krútiaceho momentu

Definícia krútiaceho momentu:

Krútiaci moment (torque) sa definuje ako súčin sily a dĺžky ramena sily, kde rameno je vzdialenosť od osi otáčania po bod, v ktorom sila pôsobí.

Matematicky sa vyjadruje vzťahom:
M = F × r

kde:

• M je krútiaci moment,
• F je sila pôsobiaca kolmo na rameno,
• r je dĺžka ramena (vzdialenosť od osi otáčania).

Jednotky krútiaceho momentu:

Krútiaci moment sa meria v newtonmetroch (Nm), čo znamená, že jedna sila newtonu pôsobiaca na rameno dlhé jeden meter vyvolá krútiaci moment jeden newtonmeter.

Krútiaci moment v motore:

V motore vozidla je krútiaci moment výsledkom spaľovania paliva, ktoré vytvára tlak na piesty. Tento tlak tlačí piesty nadol, čím sa otáča kľukový hriadeľ a vytvára krútiaci moment, ktorý sa prenáša na kolesá cez prevodovku a hnaciu sústavu.

Čo znamená vyšší krútiaci moment v aute?

Vyšší krútiaci moment znamená väčšiu silu, ktorú motor dokáže vyvinúť pri otáčaní objektu, napríklad kolesa alebo hriadeľa. Krútiaci moment (moment sily) sa často meria v newtonmetroch (Nm) a vyjadruje, akú silu je možné aplikovať na objekt na určitej vzdialenosti od osi otáčania.

V praxi vyšší krútiaci moment znamená:

• Lepší výkon pri nízkych otáčkach: auto s vyšším krútiacim momentom môže ľahšie dosiahnuť pohyb aj pri nízkych otáčkach motora, čo je užitočné pri štarte, ťahaní ťažkých nákladov alebo jazde do kopca.
• Schopnosť prekonávať prekážky: napríklad terénne vozidlá potrebujú vysoký krútiaci moment, aby mohli ľahko prekonávať nerovný terén.
• Väčšia ťažná kapacita: autá s vyšším krútiacim momentom sú schopné ťahať ťažšie náklady.

Vo všeobecnosti sa dá povedať, že vyšší krútiaci moment poskytuje väčšiu kontrolu a výkon, najmä v situáciách, kde je potrebné prekonávať veľký odpor.

Výhody vyššieho krútiaceho momentu:

Vyšší krútiaci moment prináša niekoľko výhod vo vašom aute.

• Lepšia akcelerácia: s vyšším krútiacim momentom môžete rýchlejšie zrýchľovať, najmä pri nižších otáčkach. To je užitočné pri rozjazde z miesta, pri predbiehaní alebo pri jazde do kopca.
• Väčšia ťažná kapacita: vyšší krútiaci moment umožňuje vozidlu ťahať ťažšie prívesy alebo náklady. To je kľúčové pre vozidlá určené na prepravu alebo ťahanie, ako sú nákladné autá, traktory alebo ťažké terénne vozidlá.
• Lepší výkon pri nízkych otáčkach: s vyšším krútiacim momentom motor poskytuje dostatočnú silu aj pri nízkych otáčkach, čo znamená, že vodič nemusí motor príliš zaťažovať vysokými otáčkami, čo znižuje opotrebenie a spotrebu paliva.
• Znížená potreba častého radenia: v autách s manuálnou prevodovkou môže vyšší krútiaci moment znížiť potrebu častého radenia, pretože motor má dostatok sily aj pri nižších otáčkach a v širšom rozsahu rýchlostí.
• Zlepšená kontrola a manévrovateľnosť: v situáciách, kde je potrebná presná kontrola rýchlosti a pohybu (napríklad pri pomalej jazde v teréne alebo pri manévrovaní v stiesnených priestoroch), vyšší krútiaci moment umožňuje lepšiu kontrolu nad vozidlom.
• Zníženie opotrebenia motora: pri vyššom krútiacom momente nemusí byť motor zaťažovaný na svoje limity, čo môže prispieť k jeho dlhšej životnosti a zníženiu nákladov na údržbu.

Celkovo vyšší krútiaci moment zlepšuje výkon, efektivitu a flexibilitu vozidiel, najmä pri úlohách, ktoré vyžadujú veľkú silu alebo schopnosť prekonávať odpor.

Je vyšší krútiaci moment vždy lepší?

Vyšší krútiaci moment nie je vždy lepší, pretože jeho prínos závisí od použitia a špecifických potrieb vašeho auta. Existujú situácie, kde vyšší krútiaci moment prináša výhody, ale tiež aj nevýhody, ktoré je potrebné zvážiť:

• Vyššia spotreba paliva: vyšší krútiaci moment často znamená väčší a výkonnejší motor, čo môže viesť k vyššej spotrebe paliva, najmä pri bežnej jazde v mestskom prostredí.
• Vyššia hmotnosť: motory s vyšším krútiacim momentom môžu byť väčšie a ťažšie, čo môže ovplyvniť celkovú hmotnosť vozidla a jeho ovládateľnosť.
• Zvýšené emisie: väčšie motory produkujú viac emisií, čo môže byť nevýhodou z hľadiska environmentálnej udržateľnosti.
• Vyššie náklady: vozidlá alebo stroje s vyšším krútiacim momentom môžu byť drahšie na výrobu, údržbu a prevádzku.

• Mesto vs diaľnica: pre každodenné jazdenie v meste alebo na diaľnici, kde nie je potrebný veľký výkon pri nízkych otáčkach, môže byť zbytočné mať motor s vysokým krútiacim momentom. V týchto prípadoch môže byť lepšia voľba motor s nižším krútiacim momentom, ktorý ponúka lepšiu spotrebu paliva a nižšie prevádzkové náklady.
• Elektrické vozidlá: pri elektrických vozidlách je dôležité zvážiť krútiaci moment v kontexte efektivity a dojazdu. Príliš vysoký krútiaci moment môže rýchlejšie vyčerpávať batériu.

Krútiaci moment elektromobilov

Krútiaci moment elektromobilov je jedným z kľúčových faktorov, ktorý výrazne prispieva k ich výkonu a jazdným vlastnostiam. Elektromotory majú oproti tradičným spaľovacím motorom niekoľko výhod, pokiaľ ide o krútiaci moment:

• Okamžitý maximálny krútiaci moment: elektromotory dokážu vyvinúť maximálny krútiaci moment okamžite po rozbehu, čo znamená, že vodič má k dispozícii plnú silu motora už pri nízkych otáčkach. To je veľký rozdiel oproti spaľovacím motorom, kde sa krútiaci moment zvyšuje postupne s otáčkami motora. Tento okamžitý nástup krútiaceho momentu sa prejavuje v rýchlej akcelerácii a dynamickej jazde, čo je jeden z dôvodov, prečo elektromobily často pôsobia svižnejšie než vozidlá so spaľovacím motorom.
• Plynulý a lineárny nárast výkonu: elektromotory poskytujú plynulý a lineárny nárast výkonu, čo znamená, že krútiaci moment nie je závislý od otáčok, ako je to pri spaľovacích motoroch. Elektromotor poskytuje konštantný krútiaci moment v širokom rozsahu otáčok, čo zabezpečuje rovnomerné zrýchlenie a plynulú jazdu. To je ideálne pre mestskú jazdu bez potreby radenia prevodov.
• Výkon a krútiaci moment špičkových elektromobilov: špičkové elektromobily, dosahujú extrémne vysoké hodnoty krútiaceho momentu, často prekračujúce 1000 Nm. Tento vysoký krútiaci moment umožňuje tieto vozidlá dosiahnuť zrýchlenie z 0 na 100 km/h za menej ako 3 sekundy, čo ich radí medzi najrýchlejšie sériovo vyrábané autá na svete. Tým ponúkajú špičkový zážitok z jazdy, porovnateľný s najvýkonnejšími športovými autami so spaľovacím motorom.

Aký je rozdiel medzi výkonom motora a krútiacim momentom?

Výkon motora a krútiaci moment sú dva základné pojmy v oblasti motorov a mechaniky, ktoré sú úzko prepojené, ale majú odlišné významy a vyjadrujú rôzne aspekty výkonu motora. Mnohí vodiči sa práve pri kúpe nového auta rozhodujú aj na základe výkonu a krútiaceho momentu. 

Krútiaci moment (Torque)

Vyšší krútiaci moment znamená lepší ťah pri nižších otáčkach, čo je užitočné pri štarte, ťahaní nákladov, alebo jazde do kopca. Krútiaci moment je obzvlášť dôležitý pre vozidlá, ktoré potrebujú veľkú silu pri nízkych rýchlostiach, ako sú ťahače, terénne vozidlá alebo športové autá.

Výkon motora (Power)

Výkon motora vyjadruje, ako rýchlo dokáže motor vykonať prácu, a meria sa v kilowattoch (kW) alebo koňských silách (HP - horsepower). Výkon je výsledkom kombinácie krútiaceho momentu a rýchlosti otáčania (otáčok za minútu, RPM). Výkon určuje maximálnu rýchlosť a zrýchlenie vozidla. Vyšší výkon znamená, že motor dokáže vyvinúť väčšiu silu pri vyšších otáčkach, čo vedie k lepšej maximálnej rýchlosti a dynamike vozidla. Výkon je dôležitý pre športové vozidlá, kde sú dôležité vysoké rýchlosti a rýchle zrýchlenie.

Oba parametre sú dôležité, ale ich význam sa líši podľa toho, aké vlastnosti od vozidla očakávate.

Ako zvýšiť krútiaci moment?

Zvýšenie krútiaceho momentu motora môže byť dosiahnuté rôznymi spôsobmi, závisí to však od typu motora a jeho konfigurácie. Všetko sú to zásahy do vozidla a skôr sa vykonávajú pri napr. tunigu. 

Zväčšenie objemu motora

Zvýšením objemu valcov motora (napríklad cez zväčšenie priemeru valcov alebo zdvihu piestov) sa zvyšuje množstvo vzduchu a paliva, ktoré môže motor spáliť v jednom cykle. Väčší objem znamená viac energie produkovanej na každý cyklus, čo vedie k vyššiemu krútiacemu momentu. Prakticky sa to dosiahne výmenou menšieho motora za motor s väčším objemom valcov.

Optimalizácia časovania ventilov

Zmenou časovania ventilov môžete zlepšiť plnenie valcov zmesou paliva a vzduchu. To môže zvýšiť efektivitu spaľovania a zvýšiť krútiaci moment pri určitých otáčkach. Príkladom je Inštalácia nastaviteľných vačkových hriadeľov alebo variabilného časovania ventilov (VVT systémy).

Turbodúchadlo

Turbodúchadlo alebo kompresor zvyšuje množstvo vzduchu, ktoré je tlačené do motora, čo umožňuje spáliť viac paliva a tým zvýšiť výkon a krútiaci moment. Toto zvyšuje krútiaci moment najmä pri nízkych a stredných otáčkach.

Zvýšenie kompresného pomeru

Zvýšením kompresného pomeru motora (pomer medzi objemom valca a spaľovacej komory pri zatvorenom ventile) sa zvyšuje účinnosť spaľovania paliva. Vyšší kompresný pomer môže produkovať väčší krútiaci moment, ale vyžaduje kvalitnejšie palivo, aby sa predišlo detonačnému spaľovaniu (klepaniu motora).

Vylepšenie nasávania a výfuku

Zlepšenie prúdenia vzduchu do motora a výfuku z neho môže zvýšiť efektivitu spaľovania, čo môže zvýšiť krútiaci moment. To zahŕňa inštaláciu lepších sacích potrubí, výfukových systémov a vzduchových filtrov. Najčastejšie môžete inštalovať športové nasávanie vzduchu, ladený výfukový systém alebo zväčšiť priemer výfukového potrubia.

Úprava riadiacej jednotky motora (chip tuningu)

Zmena softvéru riadiacej jednotky motora môže optimalizovať zapaľovanie, časovanie ventilov a množstvo vstrekovaného paliva tak, aby sa zvýšil krútiaci moment pri rôznych otáčkach. Toto je relatívne jednoduchý spôsob, ako zvýšiť výkon bez fyzických úprav motora.

Použitie ľahších alebo výkonnejších komponentov

Použitie ľahších komponentov, ako sú kľukový hriadeľ, piesty a ojnice, môže znížiť vnútorné straty a zlepšiť efektivitu motora. To môže zvýšiť krútiaci moment, pretože motor môže otáčať rýchlejšie a efektívnejšie.

Zmenšenie prevodového pomeru

Zmenou prevodového pomeru v prevodovke alebo diferenciáli môžete získať väčší krútiaci moment na kolesách, aj keď na úkor maximálnej rýchlosti. Toto je bežná úprava pri terénnych vozidlách alebo ťahačoch.

Zvýšenie krútiaceho momentu vyžaduje starostlivé zváženie a často kombináciu viacerých metód, v závislosti od toho, čo chcete dosiahnuť a aké sú možnosti vášho motora. Pri akýchkoľvek úpravách je však dôležité zabezpečiť, aby bol motor správne naladený a prispôsobený novým parametrom, aby sa predišlo problémom so spoľahlivosťou alebo zvýšením opotrebenia.

Na záver

Krútiaci moment je kľúčovým faktorom, ktorý ovplyvňuje výkon a dynamiku každého vozidla. Jeho hodnota nám prezrádza, ako efektívne dokáže motor prenášať silu na kolesá a tým ovplyvňovať akceleráciu a ťažnú silu vozidla. Správne pochopenie a využitie krútiaceho momentu umožňuje vodičom lepšie ovládať svoje vozidlo v rôznych jazdných podmienkach, či už ide o dynamickú jazdu na diaľnici alebo prekonávanie náročných terénnych prekážok. V konečnom dôsledku je to práve krútiaci moment, ktorý v značnej miere určuje zážitok z jazdy a schopnosti vozidla zvládať rozličné výzvy na ceste.