แรงบิดและกำลัง

กำลัง (Power), งาน (Work), แรงบิด (Torque), แรง (Force), เวลา (Time)
     กำลัง = งาน / เวลา  หรือ
     กำลัง = แรง x ระยะทาง / เวลา หรือ
     กำลัง = แรงบิด / เวลา
     Power = 2 ¶ T N / 60     เมื่อ T คือแรงบิด และ N คือความเร็วรอบ / นาที หรือ rpm
     เครื่องยนต์มีกำลัง 1 hp (horsepower) หรือ 1 แรงม้า มีความหมายคือ คำว่า hp เป็น แรงม้าในหน่วยอังกฤษ (U.K.) หมายถึงเครืื่องยนต์ทำงานในระยะเวลา 1 นาทีได้งาน 33,000 ปอนด์-ฟุต (pounds-foot) เช่นการเปรียบเทียบกับม้าที่สามารถออกแรงดึง 330 ปอนด์ ไปได้ระยะทาง 100 ฟุต ในเวลา 1 นาที หรือออกแรงดึง 33 ปอนด์ ไปได้ระยะทาง 1,000 ฟุต ในเวลา 1 นาที
     กำลังหรือบางครั้งจะเรียกว่ากำลังงาน สามารถเปลี่ยนหน่วยได้ดังต่อไปนี้
     1 hp = 745.7 W (Watt, วัตต์) หรือ = 0.7457 kW โดยทั่วไปจะปัดเศษเป็น 746 W (0.746 kW)
     1 hp = 1.0139 PS (เป็นหน่วยแรงม้าเมตริกหรือ PS DIN)

     สำหรับค่าแรงบิดหรือ Torque สามารถเปลี่ยนหน่วยได้ดังต่อไปนี้

     1 kgf-m = 7.233 lb-ft

     1 kgf-m = 9.81 Nm

หน่วยของแรงบิด (Torque)

หน่วยของกำลัง (Power)

กราฟแรงบิดและกำลังของเครื่องยนต์ (Engine Curve)
     จากแผนภูมิที่ 1 เป็นตัวอย่างค่าแรงบิด และค่ากำลังงานของเครื่องยนต์หรือ Engine Curve ของรถยนต์ Ferrari 308 GTSi ปี ค.ศ. 1984 ใช้เครื่องยนต์รุ่น QV ขนาดความจุกระบอกสูบ 2,926 cc V8 สูบ ระบบหัวฉีดกลไกร่วมกับอิเล็กทรอนิกส์หรือ KE-Jetronic โดยมีแรงบิดสูงสุด 255 Nm ที่ความเร็วรอบ 5,000 rpm ดังแสดงที่หมายเลข 1 และมีกำลังงานสูงสุด 175 kW (235 hp, 238 PS) ที่ความเร็วรอบ 6,800 rpm โดยแสดงที่หมายเลข 2

แผนภูมิที่ 1 แสดงตัวอย่างค่าแรงบิด และค่ากำลังงานของเครื่องยนต์ Ferrari 308 GTSi QV (2,926 cc V8)

รูปที่ 1 ตัวอย่างของรถยนต์ BMW 4 Series Coupe 2013

     ตัวอย่างของรูปที่ 1 เป็นรถยนต์ BMW 4 Series Coupe ปี 2013 สำหรับรุ่นที่ใช้เครื่องยนต์แก๊สโซลีน 6 สูบ ระบบ Double-VANOS และ Valvetronic มีเทอร์โบคู่ อินเตอร์คูลเลอร์ รุ่นเครื่องยนต์ BMW 428i ความจุกระบอกสูบ 2,979 cc ตามแผนภูมิที่ 2 แสดงกราฟกำลังและแรงบิดของเครื่องยนต์ (Engine Curve) โดยมีค่าแรงบิดคงที่สูงสุด 400 Nm ที่ความเร็วรอบ 1,200 - 5,000 rpm  และมีค่ากำลังงานสูงสุด 225 kW (306 hp) ที่ความเร็วรอบ 5,800 - 6,000 rpm 

แผนภูมิที่ 2 แสดงตัวอย่างค่าแรงบิด และค่ากำลังงานของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน BMW 2,979 cc

     นอกจากนี้แล้วตัวอย่างของรูปที่ 1 เป็นรถยนต์ BMW 4 Series Coupe ปี 2013 สำหรับรุ่นที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลคอมมอนเรล 4 สูบ เทอร์โบคู่ อินเตอร์คูลเลอร์ รุ่นเครื่องยนต์ BMW 420d ความจุกระบอกสูบ 1,995 cc ตามแผนภูมิที่ 3 แสดงกราฟกำลังและแรงบิดของเครื่องยนต์ (Engine Curve) โดยมีค่าแรงบิดคงที่สูงสุด 380 Nm ที่ความเร็วรอบ 1,750 - 2,750 rpm  และมีค่ากำลังงานสูงสุด 135 kW (184 hp) ที่ความเร็วรอบ 4,000 rpm 

แผนภูมิที่ 3 แสดงตัวอย่างค่าแรงบิด และค่ากำลังงานของเครื่องยนต์ดีเซล BMW 1,995 cc

ขอขอบคุณแหล่งที่มาของข้อมูลจาก http://magnum-mania.com/Articles/The_Ferrari.html และ http://www.bmw.co.uk/en/index.html

Read more »