Cuplu (cuplu motor)

Cuplul este măsura efortului de rotație, de răsucire, al unui motor — forța care chiar rotește arborele cotit și, prin cutia de viteze și transmisia finală, roțile. Acolo unde puterea descrie ritmul în care se efectuează lucrul mecanic, cuplul descrie mărimea forței disponibile în orice clipă. În termeni cotidieni, este ceea ce șoferul percepe ca forță de tracțiune: ușurința cu care o mașină accelerează din loc, urcă o rampă cu o sarcină sau țâșnește înainte la depășire fără a fi nevoie de o schimbare de treaptă inferioară. Un motor care produce cuplu puternic la turații joase pare viguros și relaxat, fiindcă efortul abundent este la dispoziție înainte ca motorul să fie solicitat intens.

Din punct de vedere mecanic, cuplul se naște din presiunea de ardere care împinge fiecare piston în jos pe cilindrul său, această forță liniară acționând asupra arborelui cotit prin brațul manivelei — distanța perpendiculară dintre fusul maneton și axa arborelui cotit. O cursă mai lungă sau o presiune mai mare în cilindru tinde, prin urmare, să producă mai mult cuplu, motiv pentru care motoarele cu cursă lungă și cele supraalimentate sunt apreciate pentru forța lor de tracțiune. Unitatea de măsură standard este newton-metrul (Nm); echivalentul imperial este pound-foot (lb-ft), cu aproximativ 1,356 Nm pentru fiecare lb-ft. Un turbodiesel modern de 2,0 litri poate dezvolta în jur de 320 până la 400 Nm, în vreme ce un V8 mare de performanță poate depăși 700 Nm.

Relația dintre cuplu și putere este precisă, nu vagă: puterea egalează cuplul înmulțit cu turația. În unități practice, puterea în kilowați este aproximativ cuplul în newton-metri înmulțit cu turația în rot/min, împărțit la 9.550. Iată de ce un motor mic care se învârte foarte repede poate egala puterea unui motor mare și leneș, care produce mult mai mult cuplu la turații joase. Producătorii indică atât o valoare de vârf a cuplului, cât și turația, ori plaja de turații, la care apare; o curbă de cuplu plată și largă, susținută de la turații joase, este în general mai utilă pe șosea decât un vârf înalt, dar îngust.

Modul de livrare a cuplului definește caracterul unei mașini mai mult decât orice cifră de afiș. Motoarele pe benzină aspirate natural construiesc de regulă cuplul progresiv și ating vârful destul de sus în plaja de turații, răsplătind ridicarea turației. Motoarele turbo, mai ales cele diesel, dezvoltă o porție puternică de cuplu chiar de puțin peste ralanti, oferind o flexibilitate fără efort la turații medii, dar uneori o livrare mai abruptă. Motoarele electrice sunt din nou diferite, producând cuplul maxim de la zero rot/min, ceea ce explică împingerea instantanee și fără cusur a vehiculelor electrice.

Cuplul la motor este doar o parte a poveștii, fiindcă transmisia îl multiplică. O primă treaptă scurtă și o transmisie finală cu raport numeric ridicat schimbă viteza maximă contra unui cuplu mult mărit la roți, astfel încât un vehicul cu putere modestă poate totuși să remorcheze greutăți mari sau să urce pante abrupte. Înțelegerea cuplului alături de cai-putere, puterea la roată și raportul putere-greutate oferă o imagine mult mai fidelă a felului în care se va simți și se va comporta o mașină decât orice cifră luată singură.