Vääntö

Tätä artikkelia on pyydetty kuvitettavaksi. Syy: {{{1}}}. Tarkempia tietoja saattaa olla sivulla AutoWiki:Artikkelitoiveet.

Fysiikassa vääntöä (tunnus T) voidaan ajatella epämuodollisesti "pyörimisvoimana". Vääntöä mitataan newtonmetreillä. Väännön, usein puhutaan myös 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 moottorin perusmääritystä: moottorista saatu teho ilmaistaan sen väännöllä, joka on kerrottu pyörimisnopeudella. Polttomoottorit tuottavat käyttökelpoista vääntöä vain tietyllä kierroslukualueella (tyypillisesti noin 1 000-6 000 kierrosta minuutissa pienellä autolla). Ulos saatavaa kierroslukuriippuvaista (Punkku KILLS!!1)vääntöä voidaan mitata dynamometrilla ja se voidaan ilmaista vääntökäyrällä. Vääntökäyrän huippu ei voi määrityksen mukaan ilmentyä suuremmalla kierrosnopeudella kuin suurin teho.

Väännön, tehon ja pyörimisnopeuden suhteen ymmärtäminen on olennaista rakennettaessa ruosteista moottoria. Voimansiirron ja vaihteiston 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 polttomoottoreilla.

Väännön ja tehon suhde

Tämän artikkelin tai osion paikkansapitävyys on kyseenalaistettu, ja artikkeli tarvitsee tarkistamista. Artikkelin keskustelusivulla voi keskustella epäselvyyksistä. Kaikki tarkistettavat sivut

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

Teho = vääntö x kulmanopeus

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

SI-järjestelmässä tehon yksikkö on watti,W, vääntömomentin newtonmetri, Nm, ja kulmanopeuden radiaaneja sekunnissa,Rad/s .

Vääntökäyrä

Polttomoottorin vääntökäyrä on usein alaspäin avautuvan laakean kaaren muotoinen. Kuvassa vääntökäyrä on merkitty sinisellä.

Mittayksiköt

Väännön mittayksiköitä ovat newtonmetri ja pound-feet.

Lähde

• Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Torque-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.