Vääntö

2006-12-27T15:58:17Z

85.156.225.226:

{{Korjattava/kuvitus}}

Fysiikassa '''vääntöä''' (tunnus T) voidaan ajatella epämuodollisesti "pyörimisvoimana". Vääntöä mitataan [[newtonmetri|newtonmetreillä]]. Väännön, usein puhutaan myös [[momentti|momentista]], käsite periytyy Arkhimedeen työstä vipujen kanssa. Voiman, massan ja kiihtyvyyden pyörimisliikkeen yhtälöt ovat vastaavasti vääntö, hitausmomentti (inertiamomentti) ja kulmakiihtyvyys. Voima, jota käytetään vipuun kerrottuna vivun pituudella, on vääntömomentti. Esimerkiksi kolmen newtonin voiman käyttäminen vipuun, jonka pituus on kaksi metriä tuottaa yhtä paljon vääntömomenttia kuin yhden newtonin käyttäminen kuuden metrin vipuun.

Vääntö saadaan kulmanopeuden vektorin (r) ja voiman vektorin (F) tulona:

: ''T = r·F''

== Mekaaninen vääntö ==

Vääntö on osa [[moottori]]n perusmääritystä: moottorista saatu [[teho]] ilmaistaan sen väännöllä, joka on kerrottu pyörimisnopeudella. [[Polttomoottori]]t tuottavat käyttökelpoista vääntöä vain tietyllä kierroslukualueella (tyypillisesti noin 1 000-6 000 [[kierrosta minuutissa]] pienellä autolla). Ulos saatavaa kierroslukuriippuvaista vääntöä voidaan mitata [[dynamometri]]lla ja se voidaan ilmaista [[vääntökäyrä]]llä. Vääntökäyrän huippu ei voi määrityksen mukaan ilmentyä suuremmalla kierrosnopeudella kuin suurin [[teho]].

Väännön, [[teho]]n ja [[pyörimisnopeus|pyörimisnopeuden]] suhteen ymmärtäminen on olennaista rakennettaessa moottoria. [[Voimansiirto|Voimansiirron]] ja [[vaihteisto]]n välityksen on oltava oikea, jotta moottorin vääntö saadaan hyödynnettyä parhaiten.

Höyrykoneet ja kikkelit tapaavat tuottaa suurimman väännön kun pyörimisnopeus on nolla, väännön vähetessä kun pyörimisnopeus kasvaa (johtuen suuremmista sisäisistä vastuksista). Tästä syystä tällaisilla moottoreilla on usein hyvin erilaiset voimansiirrot kuin [[polttomoottori|polttomoottoreilla]].

== Väännön ja tehon suhde ==

{{Tarkistettava}}

Jos voiman annetaan vaikuttaa tietty aika, se tekee työtä. Samalla tavalla, jos vääntömomentin annetaan vaikuttaa pyörivällä matkalla, se tekee työtä. Teho on tehty työ jaettuna ajalla. Kuitenkin aika ja pyöritty matka liittyvät toisiinsa kulmanopeudella, missä jokainen kierros on tuotosta ympyrän ympärysmitasta, joka on liikuttu voiman vaikutuksesta. Tämä tarkoittaa, että vääntömomentti, joka aiheuttaa kulmanopeuden kasvamisen, tekee työtä ja saatu teho voidaan laskea seuraavalla tavalla:

[[Teho]] = vääntö x [[kulmanopeus]]

Matemaattisesti yhtälö voidaan järjestää uudestaan, jotta vääntö voidaan laskea annetusta tehomäärästä. Käytännössä ei ole mitään suoraa tapaa mitata tehoa kun vääntö ja pyörimisnopeus voidaan mitata suoraan.

SI-järjestelmässä [[teho]]n yksikkö on [[watti]],W, vääntömomentin [[newtonmetri]], Nm, ja [[kulmanopeus|kulmanopeuden]] [[radiaaneja sekunnissa]],Rad/s .

== Vääntökäyrä ==

[[Polttomoottori]]n vääntökäyrä on usein alaspäin avautuvan laakean kaaren muotoinen. Kuvassa vääntökäyrä on merkitty
sinisellä.

[[Kuva:Boxsterdyno.png]]

== Mittayksiköt ==

Väännön mittayksiköitä ovat [[newtonmetri]] ja [[pound-feet]].

{{enWikipedia|Torque}}

[[Luokka:Suureet]][[Luokka:Käsitteet]]

Vääntö

2006-12-27T15:40:53Z

85.156.225.226:

{{Korjattava/kuvitus}}

Fysiikassa '''vääntöä''' (tunnus T) voidaan ajatella epämuodollisesti "pyörimisvoimana". Vääntöä mitataan [[newtonmetri|newtonmetreillä]]. Väännön, usein puhutaan myös [[momentti|momentista]], käsite periytyy Arkhimedeen työstä vipujen kanssa. Voiman, massan ja kiihtyvyyden pyörimisliikkeen yhtälöt ovat vastaavasti vääntö, hitausmomentti (inertiamomentti) ja kulmakiihtyvyys. Voima, jota käytetään vipuun kerrottuna vivun pituudella, on vääntömomentti. Esimerkiksi kolmen newtonin voiman käyttäminen vipuun, jonka pituus on kaksi metriä tuottaa yhtä paljon vääntömomenttia kuin yhden newtonin käyttäminen kuuden metrin vipuun.

Vääntö saadaan kulmanopeuden vektorin (r) ja voiman vektorin (F) tulona:

: ''T = r·F''

== Mekaaninen vääntö ==

Vääntö on osa [[moottori]]n perusmääritystä: moottorista saatu [[teho]] ilmaistaan sen väännöllä, joka on kerrottu pyörimisnopeudella. [[Polttomoottori]]t tuottavat käyttökelpoista vääntöä vain tietyllä kierroslukualueella (tyypillisesti noin 1 000-6 000 [[kierrosta minuutissa]] pienellä autolla). Ulos saatavaa kierroslukuriippuvaista vääntöä voidaan mitata [[dynamometri]]lla ja se voidaan ilmaista [[vääntökäyrä]]llä. Vääntökäyrän huippu ei voi määrityksen mukaan ilmentyä suuremmalla kierrosnopeudella kuin suurin [[teho]].

Väännön, [[teho]]n ja [[pyörimisnopeus|pyörimisnopeuden]] suhteen ymmärtäminen on olennaista rakennettaessa moottoria. [[Voimansiirto|Voimansiirron]] ja [[vaihteisto]]n välityksen on oltava oikea, jotta moottorin vääntö saadaan hyödynnettyä parhaiten.

Höyrykoneet ja sähkömoottorit tapaavat tuottaa suurimman väännön kun pyörimisnopeus on nolla, väännön vähetessä kun pyörimisnopeus kasvaa (johtuen suuremmista sisäisistä vastuksista). Tästä syystä tällaisilla moottoreilla on usein hyvin erilaiset voimansiirrot kuin [[polttomoottori|polttomoottoreilla]].

== Väännön ja tehon suhde ==

{{Tarkistettava}}

Jos voiman annetaan vaikuttaa jonkin määrän aikaa, se tekee mekaanista työtä. Samalla tavalla, jos väännön annetaan vaikuttaa pyörivällä matkalla, se tekee työtä. Teho on tehty työ jaettuna ajalla. Kuitenkin aika ja pyöritty matka liittyvät toisiinsa kulmanopeudella, missä jokainen kierros on tuotosta ympyrän ympärysmitasta, joka on liikuttu voiman vaikutuksesta. Tämä tarkoittaa, että vääntö, joka aiheuttaa kulmanopeuden kasvamisen, tekee työtä ja saatu teho voidaan laskea seuraavalla tavalla:

[[Teho]] = vääntö x [[pyörimisnopeus]]

Matemaattisesti yhtälö voidaan järjestää uudestaan, jotta vääntö voidaan laskea annetusta tehomäärästä. Käytännössä ei ole mitään suoraa tapaa mitata tehoa kun vääntö ja pyörimisnopeus voidaan mitata suoraan.

Johdonmukaisia mittayksiköitä pitää käyttää. SI-järjestelmässä [[teho]]n yksikkö on [[watti]], väännön [[newtonmetri]] ja [[pyörimisnopeus|pyörimisnopeuden]] [[radiaaneja sekunnissa]] (ei kierroksia minuutissa eikä edes kierrosksia sekunnissa).

== Vääntökäyrä ==

[[Polttomoottori]]n vääntökäyrä on usein alaspäin avautuvan laakean kaaren muotoinen. Kuvassa vääntökäyrä on merkitty
sinisellä.

[[Kuva:Boxsterdyno.png]]

== Mittayksiköt ==

Väännön mittayksiköitä ovat [[newtonmetri]] ja [[pound-feet]].

{{enWikipedia|Torque}}

[[Luokka:Suureet]][[Luokka:Käsitteet]]

AutoWiki - Käyttäjän muokkaukset [fi]

Vääntö

Vääntö