Mô-men xoắn là tương đương quay của lực tuyến tính. Nó mô tả hiệu ứng quay của một lực tác dụng ở một khoảng cách từ một trục quay.

Công thức: τ = r × F, trong đó r là khoảng cách và F là lực vuông góc với bán kính.

• Cơ sở SI: newton-mét (N⋅m)
• Hệ Anh: pound-lực foot (lbf⋅ft)
• Hướng quan trọng: theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ

Mô-men xoắn của động cơ quyết định cảm giác tăng tốc. Mô-men xoắn cao hơn ở vòng tua thấp có nghĩa là sức kéo tốt hơn.

Thông số kỹ thuật mô-men xoắn cho các bộ phận siết chặt ngăn ngừa siết quá chặt (làm hỏng ren) hoặc siết không đủ chặt (lỏng lẻo).

• Công suất động cơ: 100-500 N⋅m điển hình
• Đai ốc bánh xe: 80-140 N⋅m
• Độ chính xác: cần độ chính xác ±2-5%

Cả hai đều sử dụng thứ nguyên N⋅m nhưng là các đại lượng khác nhau!

Mô-men xoắn là một vectơ (có hướng). Năng lượng là một đại lượng vô hướng (không có hướng).

• Mô-men xoắn: lực quay ở một khoảng cách
• Năng lượng (joule): công thực hiện khi di chuyển qua một khoảng cách
• Đừng sử dụng 'joule' cho các thông số kỹ thuật về mô-men xoắn!

Thông số kỹ thuật của động cơ, đai ốc bánh xe và các bộ phận siết chặt sử dụng N⋅m hoặc lbf⋅ft tùy thuộc vào khu vực.

• Công suất động cơ: 150-500 N⋅m
• Đai ốc bánh xe: 80-140 N⋅m
• Bugi: 20-30 N⋅m

Động cơ công nghiệp, tuabin gió và thiết bị hạng nặng sử dụng kN⋅m hoặc MN⋅m.

• Động cơ điện: 1-100 kN⋅m
• Tuabin gió: phạm vi MN⋅m
• Máy xúc: hàng trăm kN⋅m

Các thiết bị nhỏ sử dụng N⋅mm, N⋅cm hoặc ozf⋅in để lắp ráp tinh vi.

• Vít PCB: 0.1-0.5 N⋅m
• Điện thoại thông minh: 0.05-0.15 N⋅m
• Thiết bị quang học: gf⋅cm hoặc ozf⋅in

Cả hai đều sử dụng thứ nguyên N⋅m, nhưng mô-men xoắn và năng lượng HOÀN TOÀN khác nhau! Mô-men xoắn là lực quay (vectơ), năng lượng là công thực hiện (vô hướng). Sử dụng 'joule' cho mô-men xoắn giống như gọi tốc độ là 'mét' — về mặt kỹ thuật là sai!

Động cơ diesel có mô-men xoắn cao hơn 50-100% so với động cơ xăng cùng kích cỡ! Một động cơ diesel 2.0L có thể tạo ra 400 N⋅m trong khi động cơ xăng 2.0L tạo ra 200 N⋅m. Đó là lý do tại sao động cơ diesel kéo rơ-moóc tốt hơn mặc dù có công suất thấp hơn.

Động cơ điện cung cấp mô-men xoắn cực đại ở 0 vòng/phút! Động cơ xăng cần 2.000-4.000 vòng/phút để đạt mô-men xoắn cực đại. Đó là lý do tại sao xe điện (EV) cảm thấy rất nhanh khi xuất phát — hơn 400 N⋅m ngay lập tức!

Một tuabin gió 5 MW tạo ra 2-5 triệu N⋅m (MN⋅m) mô-men xoắn tại rôto. Điều đó giống như 2.000 động cơ ô tô quay cùng nhau — đủ lực để xoắn một tòa nhà!

Bu-lông bị kéo căng khi được siết chặt. Siết quá chặt chỉ 20% có thể làm biến dạng vĩnh viễn ren hoặc làm gãy bu-lông! Đó là lý do tại sao có các thông số kỹ thuật về mô-men xoắn — đó là một vùng 'Goldilocks'.

Conrad Bahr đã phát minh ra cờ lê lực để ngăn việc siết quá chặt các đường ống nước ở thành phố New York. Trước đó, các thợ sửa ống nước chỉ 'cảm nhận' độ chặt, gây ra rò rỉ và vỡ liên tục!

Một động cơ tạo ra 300 N⋅m ở 6.000 vòng/phút sẽ sản sinh 188 kW (252 HP). Cùng 300 N⋅m ở 3.000 vòng/phút = chỉ 94 kW! Vòng tua cao chuyển đổi mô-men xoắn thành công suất.

Một người đi xe đạp khỏe mạnh tạo ra 40-50 N⋅m mỗi vòng đạp. Các tay đua Tour de France có thể duy trì hơn 60 N⋅m trong nhiều giờ. Điều đó giống như việc liên tục mở 4 chiếc lọ mứt cứng đầu cùng một lúc!

Isaac Newton định nghĩa lực và chuyển động quay trong Principia Mathematica, đặt nền móng cho khái niệm mô-men xoắn

Thuật ngữ 'torque' (mô-men xoắn) lần đầu tiên được sử dụng bằng tiếng Anh bởi James Thomson (anh trai của Lord Kelvin) từ tiếng Latinh 'torquere' (xoắn)

Conrad Bahr phát minh ra cờ lê lực để ngăn việc siết quá chặt các đường ống nước ở thành phố New York

Ngành công nghiệp ô tô tiêu chuẩn hóa các thông số kỹ thuật về mô-men xoắn cho việc lắp ráp động cơ và các bộ phận siết chặt

Newton-mét được chính thức thông qua làm đơn vị SI cho mô-men xoắn (thay thế kg⋅m)

Cờ lê lực loại 'click' trở thành tiêu chuẩn trong cơ khí chuyên nghiệp, cải thiện độ chính xác lên ±3%

Cờ lê lực kỹ thuật số với các cảm biến điện tử cung cấp các kết quả đọc thời gian thực và ghi dữ liệu

Các phương tiện điện thể hiện khả năng cung cấp mô-men xoắn tối đa tức thời, thay đổi cách người tiêu dùng hiểu về mô-men xoắn so với công suất

Các yếu tố chính cho việc sử dụng hàng ngày

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

Các phương pháp hay nhất

• Lưu trữ ở cài đặt thấp nhất để duy trì lò xo
• Hiệu chỉnh hàng năm hoặc sau 5.000 lần sử dụng
• Kéo tay cầm một cách trơn tru, không giật

Liên hệ giữa mô-men xoắn và công suất

• Công suất (kW) = Mô-men xoắn (N⋅m) × RPM ÷ 9,550
• HP = Mô-men xoắn (lbf⋅ft) × RPM ÷ 5,252
• Mô-men xoắn nhiều hơn ở RPM thấp = gia tốc tốt hơn

Mô-men xoắn là lực quay (N⋅m hoặc lbf⋅ft). Công suất là tốc độ thực hiện công việc (watt hoặc HP). Công suất = Mô-men xoắn × RPM. Mô-men xoắn cao ở vòng tua thấp cho gia tốc tốt; công suất cao ở vòng tua cao cho tốc độ tối đa cao.

Không! Mặc dù cả hai đều sử dụng thứ nguyên N⋅m, mô-men xoắn và năng lượng là các đại lượng vật lý khác nhau. Mô-men xoắn là một vectơ (có hướng: theo chiều/ngược chiều kim đồng hồ), năng lượng là một đại lượng vô hướng. Luôn sử dụng N⋅m hoặc lbf⋅ft cho mô-men xoắn.

Kiểm tra hướng dẫn sử dụng của xe. Các phạm vi điển hình: Xe nhỏ 80-100 N⋅m (60-75 lbf⋅ft), Cỡ trung 100-120 N⋅m (75-90 lbf⋅ft), Xe tải/SUV 120-200 N⋅m (90-150 lbf⋅ft). Sử dụng cờ lê lực và mẫu hình sao!

Lò xo mất độ căng theo thời gian. Sau 5.000 chu kỳ hoặc hàng năm, độ chính xác sẽ lệch từ ±3% đến ±10%+. Các bộ phận siết chặt quan trọng (động cơ, phanh, bánh xe) cần mô-men xoắn chính xác — hãy hiệu chỉnh lại một cách chuyên nghiệp.

Không! Siết quá chặt sẽ làm hỏng ren hoặc làm gãy bu-lông. Siết không đủ chặt gây ra lỏng lẻo. Tuân thủ chính xác các thông số kỹ thuật. Mô-men xoắn là về độ chính xác, không phải về lực tối đa.

Động cơ điện cung cấp mô-men xoắn cực đại ở 0 vòng/phút! Động cơ xăng cần 2.000-4.000 vòng/phút để đạt mô-men xoắn cực đại. Một chiếc Tesla có hơn 400 N⋅m ngay lập tức, trong khi một chiếc xe xăng phải xây dựng nó dần dần.