Um gráfico de dinamômetro traça duas curvas em função da rotação do motor: torque e potência. As duas costumam ser discutidas como se fossem medidas rivais. São a mesma medição vista de duas maneiras, e uma única fórmula as liga. Este texto usa um motor inventado para que os números possam ser conferidos; é um exemplo, não dados sobre nenhum carro de um jogo.
O que cada linha mede
Torque é uma força de torção. Uma libra-pé (lb-ft) é uma força de uma libra na ponta de uma alavanca de um pé. Diz com que força o virabrequim está girando naquele momento, e nada sobre a velocidade.
Potência é uma taxa de realização de trabalho. Um cavalo-vapor é definido como 550 libras-pé por segundo, ou 33,000 libras-pé por minuto. Uma volta do virabrequim com um dado torque realiza 2π × torque libras-pé de trabalho, então, em uma dada rotação do motor:
hp = torque (lb-ft) × rpm × 2π ÷ 33,000 = torque × rpm ÷ 5,252
O 5,252 é 33,000 ÷ 2π, que dá 5,252.1. Potência é torque multiplicado por velocidade, então ela só pode ser tão grande quanto os dois permitem.
Um motor de exemplo
Pegue seis leituras de torque de um motor inventado e converta cada uma em potência com a fórmula:
| Rotação do motor | Torque | Potência |
|---|---|---|
| 2,000 rpm | 220 lb-ft | 83.8 hp |
| 3,000 rpm | 260 lb-ft | 148.5 hp |
| 4,000 rpm | 290 lb-ft | 220.9 hp |
| 5,000 rpm | 300 lb-ft | 285.6 hp |
| 6,000 rpm | 280 lb-ft | 319.9 hp |
| 7,000 rpm | 240 lb-ft | 319.9 hp |
Por que as linhas se cruzam em 5,252 rpm
Coloque 5,252 rpm na fórmula e ela vira hp = torque × 5,252 ÷ 5,252, então a potência é igual ao torque. Abaixo de 5,252 rpm, o número de potência é menor que o de torque. Acima dele, a potência é maior. Isso não depende do motor: qualquer gráfico de dinamômetro que plote ambos em lb-ft e hp no mesmo eixo tem as linhas se encontrando em 5,252 rpm. Se as linhas de um gráfico se cruzam em outro ponto, as escalas são diferentes ou os dados estão errados.
No exemplo, o torque em 5,252 rpm é cerca de 295 lb-ft, interpolando entre 300 em 5,000 e 280 em 6,000, então a potência ali também é cerca de 295. O ponto em que as linhas se encontram é uma verificação, não uma característica do motor.
Por que os picos estão em rotações diferentes
O torque atinge o pico em 5,000 rpm com 300 lb-ft. Depois disso o torque cai, mas a rotação continua subindo, e o produto segue crescendo até que a queda do torque supere o aumento da velocidade. De 5,000 a 6,000 rpm o torque cai 20 lb-ft (6.7%) enquanto a rotação sobe 20%, então a potência sobe de 285.6 para 319.9. De 6,000 a 7,000 rpm o torque cai 14.3% e a rotação sobe 16.7%, o que quase se anula, e os dois valores de potência são iguais em 319.9. O pico fica entre eles. Em geral, o pico de potência nunca fica abaixo do pico de torque, porque no pico de torque o torque deixou de subir mas a rotação não, então o produto ainda está subindo. A Figura 1 mostra as duas curvas.
O que importa para a aceleração
A força nas rodas é o torque do motor multiplicado pela relação total de marchas, dividido pelo raio do pneu. O torque no virabrequim não é a história toda, porque a marcha o multiplica. O texto sobre a relação de marchas mostra a aritmética.
Compare duas formas de viajar à mesma velocidade na estrada com o motor de exemplo. Na primeira, o motor gira a 3,000 rpm e faz 260 lb-ft. Na segunda, uma marcha duas vezes mais curta faz o motor girar a 6,000 rpm e fazer 280 lb-ft. O torque na roda é o torque do motor vezes a relação, então o segundo caso dá 280 × 2 = 560 unidades contra 260 × 1 = 260. São 2.15 vezes mais, e 319.9 ÷ 148.5 também é 2.15. Em uma dada velocidade na estrada, a força disponível para acelerar o carro é proporcional à potência, porque a marcha permite trocar rotação por torque.
O torque diz com que força o motor empurra numa dada velocidade. A potência diz quanto empurrão você pode ter depois que a marcha é escolhida para colocar o motor nessa velocidade. Para a aceleração, a potência em toda a faixa de rotação que você usa importa mais que o valor de pico isolado.
Lendo um gráfico sem ser enganado
- Confira as escalas. Se torque e potência compartilham um eixo, elas precisam se cruzar em 5,252 rpm. Dois eixos separados podem fazer as linhas se cruzarem em qualquer ponto, então o cruzamento não diz nada.
- Olhe a forma, não só o pico. Uma curva de potência plana de 6,000 a 7,000 rpm, como no exemplo, dá uma faixa ampla em que uma troca de marcha perde pouco.
- Saiba onde foi medido. A potência nas rodas é menor que no virabrequim porque a caixa de câmbio e o eixo de transmissão consomem uma parte. Compare gráficos medidos do mesmo modo.
- Lembre-se do limite de aderência. O torque só é útil se os pneus conseguirem transmiti-lo. O texto sobre a rotação de largada trata da largada, onde a aderência é o limite e não o motor.
Onde trocar de marcha numa curva como esta é outra questão, com resposta própria, e não é o mesmo que as rotações do pico de torque ou do pico de potência.
Usando isso no jogo
Pink Slip Kings permite comparar potência e torque no dinamômetro depois de uma melhoria, e ajustar relações de marcha, relação do diferencial final, pressão do turbo e rotação de largada. Ler as duas curvas mostra o efeito da mudança antes de você correr o quarto de milha; o post sobre o registro de tempo explica o que verificar depois.
Pink Slip Kings: Arrancada permite melhorar motor, transmissão, pneus e suspensão e comparar potência e torque no dinamômetro, com telemetria e registros de tempo de corrida para mostrar o resultado. Funciona offline, sem anúncios e sem compras no app, e o dinheiro e os carros do jogo não podem ser comprados nem trocados por dinheiro real. O jogo está atualmente em teste fechado.