Vääntömomentti on lineaarisen voiman pyörimisvastine. Se kuvaa pyörimisakselin etäisyydellä käytetyn voiman vääntövaikutusta.

Kaava: τ = r × F, jossa r on etäisyys ja F on säteeseen nähden kohtisuora voima.

• SI-perusta: newtonmetri (N⋅m)
• Imperiaalinen: pauna-voima jalka (lbf⋅ft)
• Suunnalla on merkitystä: myötäpäivään tai vastapäivään

Moottorin vääntömomentti määrittää kiihtyvyyden tunteen. Suurempi vääntömomentti alhaisilla kierroksilla tarkoittaa parempaa vetovoimaa.

Kiinnikkeiden vääntömomenttimääritykset estävät ylikiristämisen (kierteiden rikkoutumisen) tai alikiristämisen (löystymisen).

• Moottorin teho: 100-500 N⋅m tyypillisesti
• Pyöränmutterit: 80-140 N⋅m
• Tarkkuus: ±2-5% tarkkuus tarvitaan

Molemmat käyttävät N⋅m-ulottuvuuksia, mutta ne ovat eri suureita!

Vääntömomentti on vektori (sillä on suunta). Energia on skalaari (sillä ei ole suuntaa).

• Vääntömomentti: pyörimisvoima etäisyydellä
• Energia (joulea): etäisyyden yli liikuttaessa tehty työ
• Älä käytä 'jouleja' vääntömomentin määrityksissä!

Moottorin tekniset tiedot, pyöränmutterit ja kiinnikkeet käyttävät N⋅m tai lbf⋅ft alueesta riippuen.

• Moottorin teho: 150-500 N⋅m
• Pyöränmutterit: 80-140 N⋅m
• Sytytystulpat: 20-30 N⋅m

Teollisuusmoottorit, tuuliturbiinit ja raskas kalusto käyttävät kN⋅m tai MN⋅m.

• Sähkömoottorit: 1-100 kN⋅m
• Tuuliturbiinit: MN⋅m-alue
• Kaivinkoneet: satoja kN⋅m

Pienet laitteet käyttävät N⋅mm, N⋅cm tai ozf⋅in herkkään kokoonpanoon.

• Piirilevyruuvit: 0.1-0.5 N⋅m
• Älypuhelimet: 0.05-0.15 N⋅m
• Optiset laitteet: gf⋅cm tai ozf⋅in

Molemmat käyttävät N⋅m-ulottuvuuksia, mutta vääntömomentti ja energia ovat TÄYSIN eri asioita! Vääntömomentti on pyörimisvoima (vektori), energia on tehtyä työtä (skalaari). 'Joulien' käyttäminen vääntömomentista on kuin kutsuisi nopeutta 'metreiksi' — teknisesti väärin!

Dieselmoottoreissa on 50-100% enemmän vääntömomenttia kuin samankokoisissa bensiinimoottoreissa! 2.0 litran diesel saattaa tuottaa 400 N⋅m, kun taas 2.0 litran bensiinimoottori tuottaa 200 N⋅m. Siksi dieselit vetävät perävaunuja paremmin alhaisemmasta hevosvoimasta huolimatta.

Sähkömoottorit tuottavat huippuvääntömomentin 0 kierroksella minuutissa! Bensiinimoottorit tarvitsevat 2 000-4 000 kierrosta minuutissa huippuvääntömomenttiin. Siksi sähköautot tuntuvat niin nopeilta paikaltaan lähtiessä — täydet 400+ N⋅m välittömästi!

5 MW:n tuuliturbiini tuottaa 2-5 miljoonaa N⋅m (MN⋅m) vääntömomenttia roottorissa. Se on kuin 2 000 auton moottoria pyörimässä yhdessä — tarpeeksi voimaa vääntämään rakennuksen!

Pultit venyvät kiristettäessä. Vain 20% ylikiristys voi pysyvästi vääntää kierteet tai katkaista pultin! Siksi on olemassa vääntömomenttimäärityksiä — se on 'kultakutri-alue'.

Conrad Bahr keksi momenttiavaimen estääkseen vesijohtojen ylikiristämisen NYC:ssä. Ennen tätä putkimiehet vain 'tunsivat' tiukkuuden, mikä aiheutti jatkuvia vuotoja ja rikkoutumisia!

Moottori, joka tuottaa 300 N⋅m 6 000 kierroksella minuutissa, tuottaa 188 kW (252 hv). Sama 300 N⋅m 3 000 kierroksella minuutissa = vain 94 kW! Korkeat kierrokset muuttavat vääntömomentin tehoksi.

Vahva pyöräilijä tuottaa 40-50 N⋅m polkaisua kohden. Tour de France -ajajat voivat ylläpitää yli 60 N⋅m tuntikausia. Se on kuin avaisi jatkuvasti 4 itsepäistä hillopurkkia samanaikaisesti!

Isaac Newton määrittelee voiman ja pyörimisliikkeen teoksessa Principia Mathematica, luoden perustan vääntömomentin käsitteelle

Termiä 'torque' (vääntömomentti) käyttää ensimmäisen kerran englanniksi James Thomson (Lord Kelvinin veli) latinan sanasta 'torquere' (vääntää)

Conrad Bahr keksii momenttiavaimen estääkseen vesijohtojen ylikiristämisen New York Cityssä

Autoteollisuus standardoi vääntömomenttimääritykset moottorien kokoonpanoa ja kiinnikkeitä varten

Newtonmetri otetaan virallisesti käyttöön SI-yksikkönä vääntömomentille (korvaten kg⋅m)

Naksahdustyyppiset momenttiavaimet tulevat standardiksi ammattimekaanikkojen keskuudessa, parantaen tarkkuutta ±3%:iin

Digitaaliset momenttiavaimet elektronisilla antureilla tarjoavat reaaliaikaisia lukemia ja tiedonkeruuta

Sähköajoneuvot esittelevät välittömän maksimivääntömomentin toimituksen, muuttaen kuluttajien ymmärrystä vääntömomentista suhteessa tehoon

Avainkertoimet päivittäiseen käyttöön

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

Parhaat käytännöt

• Säilytä alhaisimmalla asetuksella jousen säilyttämiseksi
• Kalibroi vuosittain tai 5 000 käyttökerran jälkeen
• Vedä kahvasta tasaisesti, älä nykien

Yhdistä vääntömomentti tehoon

• Teho (kW) = Vääntömomentti (N⋅m) × RPM ÷ 9,550
• HP = Vääntömomentti (lbf⋅ft) × RPM ÷ 5,252
• Enemmän vääntömomenttia alhaisilla kierroksilla = parempi kiihtyvyys

Vääntömomentti on pyörimisvoima (N⋅m tai lbf⋅ft). Teho on työn tekemisen nopeus (wattia tai hv). Teho = Vääntömomentti × RPM. Suuri vääntömomentti alhaisilla kierroksilla antaa hyvän kiihtyvyyden; suuri teho korkeilla kierroksilla antaa suuren huippunopeuden.

Et! Vaikka molemmat käyttävät N⋅m-ulottuvuuksia, vääntömomentti ja energia ovat eri fysikaalisia suureita. Vääntömomentti on vektori (sillä on suunta: myötä-/vastapäivään), energia on skalaari. Käytä aina N⋅m tai lbf⋅ft vääntömomentille.

Tarkista autosi käyttöohjekirja. Tyypilliset alueet: Pienet autot 80-100 N⋅m (60-75 lbf⋅ft), Keskikokoiset 100-120 N⋅m (75-90 lbf⋅ft), Kuorma-autot/maasturit 120-200 N⋅m (90-150 lbf⋅ft). Käytä momenttiavainta ja tähtikuviota!

Jouset menettävät jännitystään ajan myötä. 5 000 syklin jälkeen tai vuosittain tarkkuus poikkeaa ±3%:sta ±10%+:aan. Kriittiset kiinnikkeet (moottori, jarrut, pyörät) tarvitsevat oikean vääntömomentin — kalibroi se ammattimaisesti.

Ei! Ylikiristäminen rikkoo kierteet tai katkaisee pultit. Alikiristäminen aiheuttaa löystymistä. Noudata tarkkoja määrityksiä. Vääntömomentissa on kyse tarkkuudesta, ei maksimivoimasta.

Sähkömoottorit tuottavat huippuvääntömomentin 0 kierroksella minuutissa! Bensiinimoottorit tarvitsevat 2 000-4 000 kierrosta minuutissa huippuvääntömomenttiin. Teslalla on yli 400 N⋅m välittömästi, kun taas bensiiniauto rakentaa sen vähitellen.