عزم الدوران

عزم الدوران هو مقياس الجهد الدوراني الالتوائي للمحرك، أي القوة التي تدير فعلاً عمود المرفق، ومن خلال ناقل الحركة والتعشيقة النهائية، العجلات. وحيث تصف القدرة معدل إنجاز الشغل، يصف عزم الدوران مقدار القوة المتاحة في أي لحظة. وبعبارة يومية، هو ما يحسّه السائق كقوة سحب؛ سهولة تسارع السيارة من السكون، أو جرّ حمل صعوداً في منحدر، أو الاندفاع للأمام عند التجاوز دون الحاجة إلى تخفيض الترس. والمحرك الذي ينتج عزم دوران قوياً في أدنى مدى الدورات يبدو قوياً ومرتاحاً، لأن الجهد الوفير متاح قبل أن يُجهَد المحرك.

وميكانيكياً، يتولّد عزم الدوران من ضغط الاحتراق الذي يدفع كل مكبس هبوطاً في أسطوانته، إذ تؤثر تلك القوة الخطية في عمود المرفق عبر إزاحة ذراع المرفق، وهي المسافة العمودية بين مَحمل ذراع التوصيل ومحور عمود المرفق. لذا يميل الشوط الأطول أو ضغط الأسطوانة الأعلى إلى إنتاج عزم دوران أكبر، وهذا سبب تقدير المحركات طويلة الشوط والمزودة بحقن قسري لقوة سحبها. والوحدة المترية المعيارية هي النيوتن متر (Nm)، ويقابلها الإمبراطوري الباوند قدم (lb-ft)، إذ يعادل كل lb-ft نحو 1.356 Nm. فقد يطوّر محرك ديزل توربيني حديث سعة 2.0 لتر نحو 320 إلى 400 Nm، فيما يمكن لمحرك أداء كبير من نوع V8 أن يتجاوز 700 Nm.

أما العلاقة بين عزم الدوران والقدرة فدقيقة لا غامضة؛ فالقدرة تساوي عزم الدوران مضروباً في سرعة الدوران. وبالوحدات العملية، تساوي القدرة بالكيلوواط تقريباً عزم الدوران بالنيوتن متر مضروباً في سرعة المحرك بالدورة في الدقيقة مقسوماً على 9,550. ولهذا يمكن لمحرك صغير يدور بسرعة عالية جداً أن يضاهي قدرة محرك كبير كسول ينتج عزم دوران أكبر بكثير عند الدورات المنخفضة. وتذكر الشركات المصنعة قيمة عزم الدوران الأقصى وعدد الدورات، أو مدى الدورات، الذي يحدث عنده؛ ومنحنى عزم دوران مسطح وواسع يثبت من الدورات المنخفضة هو عموماً أنفع على الطريق من قيمة عالية لكن ضيقة.

ويشكّل تقديم عزم الدوران طابع السيارة أكثر من أي رقم مفرد بارز. فمحركات البنزين العاملة بالتنفس الطبيعي تبني عزم الدوران تدريجياً عادةً وتبلغ ذروته عند دورات مرتفعة نسبياً، مكافئةً رفع الدورات. أما المحركات التوربينية، خاصةً الديزل، فتطوّر دفعة قوية من عزم الدوران من فوق سرعة التباطؤ بقليل، فتمنح مرونة وفيرة عند المدى المتوسط لكن تقديماً أكثر حدّة أحياناً. والمحركات الكهربائية مختلفة مرة أخرى، إذ تنتج أقصى عزم دوران من صفر دورة، وهذا ما يفسّر الدفعة الفورية السلسة للسيارات الكهربائية.

وعزم الدوران عند المحرك جزء من القصة فحسب، لأن ناقل الحركة يضاعفه. فالترس الأول المنخفض والتعشيقة النهائية العالية عددياً يبادلان السرعة المطلقة بزيادة كبيرة في عزم الدوران عند العجلات، وهذه هي الطريقة التي تمكّن بها مركبة متواضعة القدرة من جرّ أحمال ثقيلة أو تسلّق منحدرات حادة. وفهم عزم الدوران إلى جانب القدرة الحصانية والقدرة الحصانية الفرملية ونسبة القدرة إلى الوزن يعطي صورة أصدق بكثير عن كيف ستبدو السيارة وتؤدي فعلاً من أي رقم منفرد.