Care este diferenta dintre cuplu si putere?
In ce fel ajuta cuplu masinii in performanta sa?

CUPLUL

Cuplul (momentul) este forta care are tenditza de a rasuci obiecte. Vei genera cuplu de fiecare data cand folosesti o cheie inelara de exemplu la strangerea piulitzelor de la roata masinii. Cand folosesti cheia aplici o forta asupra manerului acesteia. Forta creaza cuplu asupra piulitzei, cuplu care are tendintza de a rasuci.

In sistemul international (SI) unitatea de masura este Newton*metru. Observi ca unitatea de masura pentru cuplu contzine o forta si o distanta? Pentru a calcula cuplul, multiplici forta cu distanta fata de centru. In cazul cheii de mai sus, daca o cheie ar avea un metru lungime si tu ai apasa cu 200 Newtoni pe capatul ei, ar rezulta un cuplu de 200 Newtoni*metru. Daca de exemplu ai avea o cheie de 2 metri atunci vei avea nevoie doar de 100 Newtoni pentru a genera acelasi cuplu.

Motorul unei masini (motociclete) creaza cuplu pentru a roti arborele cotit. Cuplul este creat in exact acelasi mod ca in exemplul de mai sus: O forta se aplica la o distanta>sa ne uitam mai de aproape la partzile unui motor.

Combustia gazului din cilindru creaza presiune asupra pistonului. Aceasta presiune apasa pe piston cu o forta care i-l impinge in jos. Fortza este transmisa de la piston, prin intermediul bielei, catre arborele cotit. In figura de mai sus se poate observa ca locul de conexiune dintre biela si arborele cotit este la o oarecare distanta de axa de rotatzie a arborelui. Distantza orizontala (OX) dintre aceste 2 puncte se schimba pe masura ce arborele se rasuceste, astfel ca si cuplul se schimba din moment ce cuplu=distanta * forta

S-ar putea sa ti se para ciudat faptul ca in aceast caz conteaza doar forta orizontala. Se poate vedea in figura de mai sus ca atunci cand pistonul se afla in pozitie superioara... biela apasa direct pe axa de rotatzie a arborelui cotit si astfel nu se genereaza cuplu, deoarece numai rezultanta fortelor perpendiculara pe o parghie creaza cuplu.

PUTEREA

Puterea este unitatea de masura a "cat de repede poate fi un lucru facut".
Folosind o parghie poate fi creat un cuplu de 200 Newtoni metru. Dar poti rasuci acea parghie de 3000 de ori pe minut? Asta este exact ceea ce face motorul masinii (motocicletei) tale.
In SI unitatea de masura pentru putere este Watt-ul.Un Watt este egal cu 1 Newton metru/secunda (Nm/s). Poti multiplica cuplul cu viteza de rotatie pentru a afla puterea in Watt-i. Altfel: daca impingi ceva cu o forta de 1 Newton cu o viteza de 1 m/s atunci consumi o putere de 1 Watt.
1000 W = 1 kW (Kilowatt)
1 kW=1.341 HP (cai putere...HorsePower)
Pentru a intelege mai bine cuplul si puterea iata mai jos o comparatzie intre doua motoare cu aceeasi putere, dar cu cupluri diferite

Aici se vede puterea si cuplul maxim generate de doua motoare diferite.
Unul apratine unui camion Caterpillar C-12 diesel. Motorul este un diesel cu turbina de aproximativ o tona, si cu o cilindree de 12 litri.
Cel de al doilea apartine unui Ford Mustang Cobra cu turbina, de 4.6 litri pe benzina

Ambele produc aproximativ 430 cai putere, dar numai unul dintre ele este bun pentru a trage un camion mare. Motivul rezida partial in curba putere/cuplu din link-ul de mai sus.

Cand animatzia se opreste, poti sa vezi ca motorul de pe Caterpillar produce cam 800 (1600 lb-ft) Nm cuplu la 1200 rpm, care inseamna 377 HP. La 5600 rpm motorul Mustang produce de asemenea 377 HP dar numai 170 Nm (375 lb-ft))cuplu. Daca s-ar folosi un reductor (cutie de viteze) de 4.66:1 pe motorul de Mustang am avea rpm=5600/4.66=1200 si cuplu=170*4.66=800 Nm -- exact la fel ca motorul de pe Caterpillar.
Intrebarea vine...Dece nu se folosesc la camioane motoare mici, pe benzina in locul gigantelor diesel? In scenariul de mai sus motorul de pe Caterpillar se moscaie pe la 1200 rpm producand 377 HP, in timp ce motorul de pe Mustang urla pe la 5600 rpm. Micul motor pe benzina nu va rezista foarte mult la asemenea solicitari, pe cand diesel-ul este facut sa mearga ani si ani, si sute de mii de km.
Din motive evidente motoare diesel mari si grele, de aprox. o tona, nu se folosesc pe masinile mici.

Pentru ca suntem in Saptamana Patimilor, am sa iti explic in parabole.
Luam doi oameni si doi saci de grau.
Primul om poate ridica un sac de grau singur si asta de 5 ori intr-un singur minut. Incearca sa ridice amandoi sacii, insa nu reuseste.
Al doilea nu poate ridica sacul decat de 4 ori intr-un minut, insa reuseste sa ridice singur amandoi sacii.
Primul om dezvolta o putere mai mare, fiind capabil sa depuna mai mult efort in aceeasi perioada de timp, sau altfel spus reusind sa faca acelasi efort intr-un timp mai scurt. Cel de-al doilea dezvolta insa un cuplu mai mare, reusind sa ridice o greutate mai mare decat primul.

Cuplul este forta si viteza cu care se invarte arborele cotit, iar puterea(cp) este puterea dezvoltata de motor.

Sorry,nu ma intreba ca am durmit la lectia aia.