Torque Converter

Krouticí Síla: Porozumění Krouticímu Momentu ve Všech Jednotkách

Pochopte krouticí moment v automobilovém průmyslu, strojírenství a přesných aplikacích. S jistotou převádějte mezi N⋅m, lbf⋅ft, kgf⋅m a dalšími s jasnými příklady.

Co Můžete Převádět
Tento převodník zpracovává více než 40 jednotek krouticího momentu od nanonewtonmetrů po meganewtonmetry. Převádějte mezi jednotkami SI (N⋅m), imperiálními (lbf⋅ft), technickými (kgf⋅m) a automobilovými. Poznámka: Krouticí moment a energie používají stejné rozměry (N⋅m), ale jsou to různé fyzikální veličiny!

Základy Krouticího Momentu

Krouticí Moment (τ)
Rotační síla. Jednotka SI: newtonmetr (N⋅m). τ = r × F (síla krát kolmá vzdálenost od osy).

Co je krouticí moment?

Krouticí moment je rotační ekvivalent lineární síly. Popisuje otáčivý účinek síly působící ve vzdálenosti od osy otáčení.

Vzorec: τ = r × F, kde r je vzdálenost a F je síla kolmá na poloměr.

  • Základ SI: newtonmetr (N⋅m)
  • Imperiální: libra-síla stopa (lbf⋅ft)
  • Směr je důležitý: po směru hodinových ručiček nebo proti směru hodinových ručiček

Automobilový kontext

Krouticí moment motoru určuje pocit zrychlení. Vyšší krouticí moment při nízkých otáčkách znamená lepší tažnou sílu.

Specifikace krouticího momentu pro spojovací materiál zabraňují přetažení (stržení závitů) nebo nedostatečnému utažení (povolení).

  • Výkon motoru: 100-500 N⋅m typicky
  • Matice kol: 80-140 N⋅m
  • Přesnost: je nutná přesnost ±2-5%

Krouticí Moment vs. Energie

Obě veličiny používají rozměry N⋅m, ale jsou to různé veličiny!

Krouticí moment je vektor (má směr). Energie je skalár (nemá směr).

  • Krouticí moment: rotační síla na vzdálenost
  • Energie (jouly): práce vykonaná při pohybu na vzdálenost
  • Nepoužívejte 'jouly' pro specifikace krouticího momentu!
Rychlé Shrnutí
  • Používejte N⋅m pro metrické specifikace, lbf⋅ft pro automobilový průmysl v USA
  • Krouticí moment je rotační síla, ne energie (navzdory rozměrům N⋅m)
  • Pro kritické spojovací prvky vždy používejte kalibrovaný momentový klíč

Paměťové Pomůcky

Rychlé Počítání z Hlavy

N⋅m ↔ lbf⋅ft

1 lbf⋅ft ≈ 1.36 N⋅m. Pro hrubé odhady: násobte 1.4 nebo dělte 0.7.

kgf⋅m ↔ N⋅m

1 kgf⋅m ≈ 10 N⋅m (přesně 9.807). Myslete na gravitaci: 1 kg hmotnosti na 1 metru.

lbf⋅in ↔ N⋅m

1 lbf⋅in ≈ 0.113 N⋅m. Pro rychlý odhad na N⋅m dělte 9.

N⋅cm ↔ N⋅m

100 N⋅cm = 1 N⋅m. Stačí posunout desetinnou čárku o dvě místa.

ft-lbf (obráceně)

ft-lbf = lbf⋅ft. Stejná hodnota, jiný zápis. Obojí znamená síla × vzdálenost.

Krouticí moment × RPM → Výkon

Výkon (kW) ≈ Krouticí moment (N⋅m) × RPM ÷ 9,550. Vztahuje krouticí moment k výkonu v koňských silách.

Vizuální Reference Krouticího Momentu

Ruční utahování šroubu0.5-2 N⋅mUtaženo prsty - to, co aplikujete pouze prsty
Šrouby smartphonu0.1-0.3 N⋅mJemné - menší než síla štípnutí
Matice kol automobilu100-120 N⋅m (80 lbf⋅ft)Pevný tah klíčem - zabraňuje odpadnutí kola!
Pedál jízdního kola30-40 N⋅mSilný dospělý to může aplikovat, když stojí na pedálu
Otevírání zavařovací sklenice5-15 N⋅mTvrdohlavé víčko sklenice - krouticí síla zápěstí
Výkon motoru automobilu150-400 N⋅mTo, co způsobuje zrychlení vašeho auta - nepřetržitý rotační výkon
Převodovka větrné turbíny1-5 MN⋅mObrovské - ekvivalent 100 000 lidí tlačících na 10m páku
Elektrická vrtačka20-80 N⋅mRuční síla - dokáže vrtat do dřeva/kovu

Běžné Chyby

  • Záměna krouticího momentu a energie
    Fix: Obě používají N⋅m, ale krouticí moment je rotační síla (vektor), energie je vykonaná práce (skalár). Nikdy neříkejte 'jouly' pro krouticí moment!
  • Použití nekalibrovaného momentového klíče
    Fix: Momentové klíče časem ztrácejí kalibraci. Rekalibrujte ročně nebo po 5 000 cyklech. Chyba ±2% může strhnout závity!
  • Ignorování pořadí utahování
    Fix: Hlavy válců, setrvačníky vyžadují specifické vzory (hvězda/spirála). Utahování jedné strany nejprve deformuje povrch!
  • Míchání ft-lbf a lbf⋅ft
    Fix: Jsou STEJNÉ! ft-lbf = lbf⋅ft. Obojí znamená síla × vzdálenost. Jen různé zápisy.
  • Přetahování 'pro jistotu'
    Fix: Více krouticího momentu ≠ bezpečnější! Přetahování natahuje šrouby za jejich mez pružnosti, což způsobuje selhání. Dodržujte přesně specifikace!
  • Použití krouticího momentu na mazaných vs. suchých závitech
    Fix: Olej snižuje tření o 20-30%. 'Suchá' specifikace 100 N⋅m se stane 70-80 N⋅m, když je namazaná. Zkontrolujte, zda je specifikace pro suché nebo mazané!

Kam se Hodí Každá Jednotka

Automobilový průmysl

Specifikace motoru, matice kol a spojovací prvky používají N⋅m nebo lbf⋅ft v závislosti na regionu.

  • Výkon motoru: 150-500 N⋅m
  • Matice kol: 80-140 N⋅m
  • Zapalovací svíčky: 20-30 N⋅m

Těžká technika

Průmyslové motory, větrné turbíny a těžká technika používají kN⋅m nebo MN⋅m.

  • Elektrické motory: 1-100 kN⋅m
  • Větrné turbíny: rozsah MN⋅m
  • Bagry: stovky kN⋅m

Elektronika a přesnost

Malá zařízení používají N⋅mm, N⋅cm nebo ozf⋅in pro jemnou montáž.

  • Šrouby PCB: 0.1-0.5 N⋅m
  • Chytré telefony: 0.05-0.15 N⋅m
  • Optické vybavení: gf⋅cm nebo ozf⋅in

Jak Převody Fungují

Metoda základní jednotky
Převeďte na newtonmetry (N⋅m), a pak z N⋅m na cílovou jednotku. Rychlé faktory: 1 lbf⋅ft = 1.356 N⋅m; 1 kgf⋅m = 9.807 N⋅m.
  • lbf⋅ft × 1.35582 → N⋅m; N⋅m × 0.73756 → lbf⋅ft
  • kgf⋅m × 9.80665 → N⋅m; N⋅m ÷ 9.80665 → kgf⋅m
  • N⋅cm × 0.01 → N⋅m; N⋅m × 100 → N⋅cm

Běžné Převody

ZNaFaktorPříklad
N⋅mlbf⋅ft× 0.73756100 N⋅m = 73.76 lbf⋅ft
lbf⋅ftN⋅m× 1.35582100 lbf⋅ft = 135.58 N⋅m
kgf⋅mN⋅m× 9.8066510 kgf⋅m = 98.07 N⋅m
lbf⋅inN⋅m× 0.11298100 lbf⋅in = 11.30 N⋅m
N⋅cmN⋅m× 0.01100 N⋅cm = 1 N⋅m

Rychlé Příklady

100 N⋅m → lbf⋅ft≈ 73.76 lbf⋅ft
50 lbf⋅ft → N⋅m≈ 67.79 N⋅m
15 kgf⋅m → N⋅m≈ 147.1 N⋅m
250 N⋅cm → N⋅m= 2.5 N⋅m

Porovnání Krouticího Momentu v Různých Aplikacích

AplikaceN⋅mlbf⋅ftkgf⋅mPoznámky
Šroubek hodinek0.005-0.010.004-0.0070.0005-0.001Extrémně jemné
Šroubek smartphonu0.05-0.150.04-0.110.005-0.015Pouze utažení prsty
Montážní šroubek PCB0.2-0.50.15-0.370.02-0.05Malý šroubovák
Otevírání víčka sklenice5-153.7-110.5-1.5Kroucení zápěstím
Pedál jízdního kola35-5526-413.6-5.6Pevná instalace
Matice kol automobilu100-14074-10310-14Kritická bezpečnostní specifikace
Motor motocyklu50-15037-1115-15Výstupní krouticí moment
Motor automobilu (sedan)150-250111-18415-25Špičkový výstupní krouticí moment
Motor nákladního automobilu (diesel)400-800295-59041-82Vysoký krouticí moment pro tažení
Elektrická vrtačka30-8022-593-8Ruční elektrické nářadí
Průmyslový elektromotor5,000-50,0003,700-37,000510-5,1005-50 kN⋅m
Větrná turbína1-5 milionů738k-3.7M102k-510kStupnice MN⋅m

Každodenní Srovnávací Hodnoty

VěcTypický krouticí momentPoznámky
Ručně utažený šroub0.5-2 N⋅mBez nářadí, pouze prsty
Otevírání víčka sklenice5-15 N⋅mTvrdohlavá sklenice okurek
Instalace pedálu jízdního kola35-55 N⋅mMusí být pevně utaženo
Matice kola automobilu100-120 N⋅mTypicky 80-90 lbf⋅ft
Výkon motoru motocyklu50-120 N⋅mLiší se podle velikosti
Špička motoru malého auta150-250 N⋅mPři ~3 000-4 000 ot/min
Dieselový motor nákladního auta400-800 N⋅mVysoký krouticí moment pro tažení
Větrná turbína1-5 MN⋅mMegatuny-metry!

Úžasná Fakta o Krouticím Momentu

Záměna N⋅m a Joulů

Obě používají rozměry N⋅m, ale krouticí moment a energie jsou ZCELA odlišné! Krouticí moment je rotační síla (vektor), energie je vykonaná práce (skalár). Používání 'joulů' pro krouticí moment je jako nazývat rychlost 'metry' — technicky špatně!

Proč se Diesel Zdá Silnější

Dieselové motory mají o 50-100% vyšší krouticí moment než benzinové motory stejné velikosti! 2.0L diesel může mít 400 N⋅m, zatímco 2.0L benzin má 200 N⋅m. Proto diesely lépe táhnou přívěsy navzdory nižšímu výkonu v koňských silách.

Okamžitý Krouticí Moment Elektromotoru

Elektromotory dodávají špičkový krouticí moment při 0 ot/min! Benzinové motory potřebují pro špičkový krouticí moment 2 000-4 000 ot/min. Proto se elektromobily zdají tak rychlé z místa — plných 400+ N⋅m okamžitě!

Krouticí Moment Větrné Turbíny je Šílený

5MW větrná turbína generuje 2-5 milionů N⋅m (MN⋅m) krouticího momentu na rotoru. To je jako 2 000 automobilových motorů točících se dohromady — dostatečná síla na zkroucení budovy!

Přetahování Strhává Závity

Šrouby se při utahování natahují. Přetažení o pouhých 20% může trvale deformovat závity nebo zlomit šroub! Proto existují specifikace krouticího momentu — je to zlatá střední cesta.

Momentový Klíč Byl Vynalezen v roce 1918

Conrad Bahr vynalezl momentový klíč, aby zabránil přetahování vodovodních potrubí v NYC. Předtím instalatéři jen 'cítili' utažení, což způsobovalo neustálé úniky a poruchy!

Krouticí moment × RPM = Výkon

Motor produkující 300 N⋅m při 6 000 ot/min produkuje 188 kW (252 HP). Stejných 300 N⋅m při 3 000 ot/min = pouze 94 kW! Vysoké otáčky převádějí krouticí moment na výkon.

Při Šlapání Vytváříte 40 N⋅m

Silný cyklista generuje 40-50 N⋅m na jedno šlápnutí. Jezdci na Tour de France mohou udržet 60+ N⋅m po celé hodiny. To je jako neustále otevírat 4 tvrdohlavé zavařovací sklenice najednou!

Rekordy a Extrémy

RekordKrouticí momentPoznámky
Nejmenší měřitelný~10⁻¹² N⋅mMikroskopie atomárních sil (pikonewtonmetry)
Šroubek hodinek~0.01 N⋅mJemná přesná práce
Největší větrná turbína~8 MN⋅mRotory 15MW pobřežních turbín
Hřídel lodního šroubu~10-50 MN⋅mNejvětší kontejnerové lodě
Raketový motor Saturn V (F-1)~1.2 MN⋅mNa jedno turbočerpadlo při plném tahu

Stručná Historie Měření Krouticího Momentu

1687

Isaac Newton definuje sílu a rotační pohyb v díle Principia Mathematica, čímž položil základy konceptu krouticího momentu

1884

Termín 'torque' (krouticí moment) poprvé v angličtině použil James Thomson (bratr Lorda Kelvina) z latinského 'torquere' (kroutit)

1918

Conrad Bahr vynalézá momentový klíč, aby zabránil přetahování vodovodních potrubí v New Yorku

1930s

Automobilový průmysl standardizuje specifikace krouticího momentu pro montáž motorů a spojovacích prvků

1948

Newtonmetr je oficiálně přijat jako jednotka SI pro krouticí moment (nahrazuje kg⋅m)

1960s

Momentové klíče s 'cvaknutím' se stávají standardem v profesionální mechanice, což zlepšuje přesnost na ±3%

1990s

Digitální momentové klíče s elektronickými senzory poskytují odečty v reálném čase a záznam dat

2010s

Elektrická vozidla ukazují okamžité dodání maximálního krouticího momentu, což mění způsob, jakým spotřebitelé chápou krouticí moment versus výkon

Rychlá Reference

Běžné převody

Klíčové faktory pro každodenní použití

  • 1 lbf⋅ft = 1.356 N⋅m
  • 1 kgf⋅m = 9.807 N⋅m
  • 1 N⋅m = 0.7376 lbf⋅ft

Tipy pro momentový klíč

Nejlepší postupy

  • Skladujte na nejnižším nastavení pro zachování pružiny
  • Kalibrujte ročně nebo po 5 000 použitích
  • Táhněte za rukojeť plynule, netrhejte

Výpočet výkonu

Vztah krouticího momentu k výkonu

  • Výkon (kW) = Krouticí moment (N⋅m) × RPM ÷ 9,550
  • HP = Krouticí moment (lbf⋅ft) × RPM ÷ 5,252
  • Více krouticího momentu při nízkých otáčkách = lepší zrychlení

Tipy

  • Pro kritické spojovací prvky vždy používejte kalibrovaný momentový klíč
  • Dodržujte pořadí utahování (hvězdicový/spirálový vzor) pro hlavy válců a setrvačníky
  • Skladujte momentové klíče na nejnižším nastavení, aby se zachovalo napětí pružiny
  • Zkontrolujte, zda je specifikace krouticího momentu pro suché nebo mazané závity — rozdíl 20-30%!
  • Automatický vědecký zápis: Hodnoty < 1 µN⋅m nebo > 1 GN⋅m se zobrazují ve vědeckém zápisu pro lepší čitelnost

Katalog Jednotek

SI / Metrické

Jednotky SI od nano po giga newtonmetry.

JednotkaSymbolNewtonmetryPoznámky
kilonewtonmetrkN⋅m1.000e+3Kilonewtonmetr; měřítko pro průmyslové stroje.
newtoncentimetrN⋅cm0.01Newtoncentimetr; malá elektronika, šrouby PCB.
newtonmetrN⋅m1 (base)Základní jednotka SI. 1 N na 1 m kolmé vzdálenosti.
newtonmilimetrN⋅mm0.001Newtonmilimetr; velmi malé spojovací prvky.
giganewtonmetrGN⋅m1.000e+9Giganewtonmetr; teoretické nebo extrémní aplikace.
kilonewtoncentimetrkN⋅cm10unitsCatalog.notesByUnit.kNcm
kilonewtonmilimetrkN⋅mm1 (base)unitsCatalog.notesByUnit.kNmm
meganewtonmetrMN⋅m1.000e+6Meganewtonmetr; větrné turbíny, lodní šrouby.
mikronewtonmetrµN⋅m1.000e-6Mikronewtonmetr; měření v mikroměřítku.
milinewtonmetrmN⋅m0.001Milinewtonmetr; přesné nástroje.
nanonewtonmetrnN⋅m1.000e-9Nanonewtonmetr; mikroskopie atomárních sil.

Imperiální / Americké obvyklé

Imperiální jednotky založené na libře-síle a unci-síle.

JednotkaSymbolNewtonmetryPoznámky
unce-síla palecozf⋅in0.00706155176214271Unce-síla-palec; montáž elektroniky.
libra-síla stopalbf⋅ft1.3558179483314003Libra-síla-stopa; americký automobilový standard.
libra-síla paleclbf⋅in0.1129848290276167Libra-síla-palec; menší spojovací prvky.
kilolibra-síla stopakip⋅ft1.356e+3Kilolibra-síla-stopa (1 000 lbf⋅ft).
kilolibra-síla paleckip⋅in112.9848290276167Kilolibra-síla-palec.
unce-síla stopaozf⋅ft0.0847386211457125Unce-síla-stopa; lehké aplikace.
poundal stopapdl⋅ft0.04214011009380476unitsCatalog.notesByUnit.pdl-ft
poundal palecpdl⋅in0.0035116758411503964unitsCatalog.notesByUnit.pdl-in

Technické / Gravimetrické

Jednotky kilogram-síly a gram-síly běžné ve starších specifikacích.

JednotkaSymbolNewtonmetryPoznámky
kilogram-síla centimetrkgf⋅cm0.0980665Kilogram-síla-centimetr; asijské specifikace.
kilogram-síla metrkgf⋅m9.80665Kilogram-síla-metr; 9.807 N⋅m.
centimetr kilogram-sílacm⋅kgf0.0980665unitsCatalog.notesByUnit.cm-kgf
gram-síla centimetrgf⋅cm9.807e-5Gram-síla-centimetr; velmi malé krouticí momenty.
gram-síla metrgf⋅m0.00980665unitsCatalog.notesByUnit.gf-m
gram-síla milimetrgf⋅mm9.807e-6unitsCatalog.notesByUnit.gf-mm
kilogram-síla milimetrkgf⋅mm0.00980665unitsCatalog.notesByUnit.kgf-mm
metr kilogram-sílam⋅kgf9.80665unitsCatalog.notesByUnit.m-kgf
tuna-síla stopa (krátká)tonf⋅ft2.712e+3unitsCatalog.notesByUnit.tonf-ft
tuna-síla metr (metrický)tf⋅m9.807e+3Metrická tuna-síla-metr (1 000 kgf⋅m).

Automobilové / Praktické

Praktické jednotky s obrácenou silou-vzdáleností (ft-lbf).

JednotkaSymbolNewtonmetryPoznámky
stopa libra-sílaft⋅lbf1.3558179483314003Stopa-libra-síla (stejné jako lbf⋅ft, obrácený zápis).
palec libra-sílain⋅lbf0.1129848290276167Palec-libra-síla (stejné jako lbf⋅in).
palec unce-sílain⋅ozf0.00706155176214271Palec-unce-síla; jemná práce.

Systém CGS

Jednotky založené na dynu ze systému Centimetr-Gram-Sekunda.

JednotkaSymbolNewtonmetryPoznámky
dyn-centimetrdyn⋅cm1.000e-7Dyne-centimetr; jednotka CGS (10⁻⁷ N⋅m).
dyn-metrdyn⋅m1.000e-5unitsCatalog.notesByUnit.dyne-m
dyn-milimetrdyn⋅mm1.000e-8unitsCatalog.notesByUnit.dyne-mm

Vědecké / Energetické

Energetické jednotky rozměrově ekvivalentní krouticímu momentu (ale koncepčně odlišné!).

JednotkaSymbolNewtonmetryPoznámky
ergerg1.000e-7Erg (jednotka energie CGS, 10⁻⁷ J).
stopa-poundalft⋅pdl0.04214011009380476unitsCatalog.notesByUnit.ft-pdl
jouleJ1 (base)Joule (jednotka energie, rozměrově stejná jako N⋅m, ale koncepčně odlišná!).
kilojoulekJ1.000e+3unitsCatalog.notesByUnit.kJ
megajouleMJ1.000e+6unitsCatalog.notesByUnit.MJ
mikrojouleµJ1.000e-6unitsCatalog.notesByUnit.μJ
milijoulemJ0.001unitsCatalog.notesByUnit.mJ

Často Kladené Otázky

Jaký je rozdíl mezi krouticím momentem a výkonem?

Krouticí moment je rotační síla (N⋅m nebo lbf⋅ft). Výkon je rychlost vykonávání práce (watty nebo HP). Výkon = Krouticí moment × RPM. Vysoký krouticí moment při nízkých otáčkách poskytuje dobré zrychlení; vysoký výkon při vysokých otáčkách poskytuje vysokou maximální rychlost.

Mohu pro krouticí moment použít jouly místo N⋅m?

Ne! I když obě používají rozměry N⋅m, krouticí moment a energie jsou různé fyzikální veličiny. Krouticí moment je vektor (má směr: po/proti směru hodinových ručiček), energie je skalár. Pro krouticí moment vždy používejte N⋅m nebo lbf⋅ft.

Jaký krouticí moment mám použít pro matice kol svého auta?

Zkontrolujte příručku svého vozu. Typické rozsahy: Malá auta 80-100 N⋅m (60-75 lbf⋅ft), Střední velikost 100-120 N⋅m (75-90 lbf⋅ft), Nákladní vozy/SUV 120-200 N⋅m (90-150 lbf⋅ft). Použijte momentový klíč a hvězdicový vzor!

Proč můj momentový klíč potřebuje kalibraci?

Pružiny časem ztrácejí napětí. Po 5 000 cyklech nebo ročně se přesnost posune z ±3% na ±10%+. Kritické spojovací prvky (motor, brzdy, kola) potřebují správný krouticí moment — nechte je profesionálně rekalibrovat.

Je vždy více krouticího momentu lepší?

Ne! Přetahování strhává závity nebo láme šrouby. Nedostatečné utažení způsobuje povolení. Dodržujte přesné specifikace. Krouticí moment je o přesnosti, ne o maximální síle.

Proč elektromobily zrychlují tak rychle?

Elektromotory dodávají špičkový krouticí moment při 0 ot/min! Benzinové motory potřebují pro špičkový krouticí moment 2 000-4 000 ot/min. Tesla má 400+ N⋅m okamžitě, zatímco benzinové auto ho dosahuje postupně.

Kompletní Adresář Nástrojů

Všech 71 nástrojů dostupných na UNITS

Filtrovat podle:
Kategorie: