แรงบิด และ แรงม้า

กล่าวถึงแรงบิด (Torque) และแรงม้า (Horse Power) ท่านสามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์เปรียบเทียบเครื่องยนต์แต่ละรุ่นได้ ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากในการพิจารณาเลือกรถที่เหมาะสมกับการใช้งานของท่าน

แรงบิด (Torque) คือ แรงหมุนของเพลาเครื่องยนต์เป็นแรงที่ใช้เพื่อส่งกำลังของเครื่องยนต์ไปหมุน เกียร์ เพลา และ ล้อรถ เพื่อให้รถเคลื่อนที่ไปได้ แรงบิดจะมีค่าแตกต่างกันไปที่ความเร็วรอบเครื่องยนตต่างๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบของผู้ผลิตว่าต้องการให้มีแรงบิดสูงสุดอยู่ที่ความ เร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำ ปานกลาง หรือ สูง รถที่ใช้เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงก็จะมีอัตราเร่งดีกว่ารถที่ใช้เครื่อง ยนต์ที่มีแรงบิดต่ำกว่า

กราฟแสดงค่าแรงบิดของเครื่องยนต์ที่ความเร็วรอบต่างๆ เส้นสีฟ้า (A) แสดงค่าแรงบิดของเครื่องยนต์ที่ มีแรงบิดสูงสุด ที่ความเร็วรอบต่ำและ เส้นสีแดง (B) แสดงค่าแรงบิดของเครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงสุดที่ความเร็วรอบสูงรถที่ใช้ เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงสุดในรอบเครื่องต่ำ หรือปานกลาง จะออกตัวได้ดีกว่าและให้อัตราเร่งที่ดีกว่าในช่วงความเร็วต่ำหรือความเร็ว ปานกลาง ในขณะที่รถที่ใช้เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงสุดในรอบเครื่องสูง จะให้อัตราเร่งที่ดีกว่าในช่วงความเร็วสูง และมีแนวโน้มที่จะให้ความเร็วสูงสุดที่สูงกว่า (ดูในเรื่องแรงม้า) แต่ในการออกตัวหรือในช่วงที่ใช้ความเร็วต่ำสมรรถนะ จะด้อยกว่า หรือ ที่มักเรียกกันว่า “ต้องรอรอบ”

เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงสุดที่รอบเครื่องต่ำมักเหมาะกับรถเก๋งที่ใช้งานใน เมือง รถบรรทุก รถขับเคลื่อน 4 ล้อที่ใช้งานในป่าหรือ ที่ทุรกันดาร ส่วนเครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงสุดที่ความเร็วรอบสูงจะเหมาะกับรถที่ใช้เดิน ทางไกลบ่อยๆ ต้องการอัตราเร่งที่ดีที่ความเร็วสูง หน่วยของแรงบิดที่นิยมใช้กัน คือ Kg-m, Nm และ Ft-lbs

แรงม้า (Horse Power) คือ หน่วยอันหนึ่งสำหรับใช้วัดกำลังของเครื่องยนต์ หน่วยวัดกำลังที่นิยมใช้กัน คือแรงม้า (HP),แรงม้า (PS) และ กิโลวัตต์ (KW)นอกจากนี้ในบางครั้งเราจะเห็นตัวย่อ BHP ซึ่งย่อมาจาก Brake Horse Power หมายถึง กำลังของเครื่องยนต์ที่ได้รับจากเพลาเครื่อง ซึ่งเท่ากับกำลังที่เครื่องยนต์ผลิตได้หักออก ด้วยแรงเสียดทานภายเครื่องยนต์ ดัง สูตร BHP = IHP – FHP โดยที่ IHP คือ Indicated Horse Power หมายถึงกำลังที่เครื่องยนต์ผลิตได้ และ FHP คือ Friction Horse Power ซึ่งหมายถึงแรงเสียดทานภายในเครื่องยนต์ กำลังของเครื่องยนต์สามารถคำนวณได้จากสูตรHP = K x Torque x RPM โดยที่ K คือ ค่าคงที่ T คือแรงบิด และ RPM คือความเร็วรอบของเครื่องยนต์แรงม้าสูงสุดของเครื่องยนต์แต่ละรุ่นแต่ละแบบ จะอยู่ที่ ความเร็วรอบเครื่องยนต์แตกต่างกันไปแล้วแต่การออกแบบของผู้ผลิต แล้วแรงม้าเห็นกันในหนังสือ หรือใน specification ต่างๆ นั้นเป็น BHP หรือ IHP คำตอบน่าจะเป็นBHP เพราะเป็นแรงม้าที่ได้มาจากการทดสอบสมรรถนะของเครื่องยนต์

กราฟแสดงแรงม้าและแรงบิดของเครื่องยนต์แรงม้าสูงสุดจะอยู่ที่ความเร็ว รอบสูงกว่าความเร็วรอบที่มีแรงบิดสูงสุด เสมอจากที่แรงบิดของเครื่องยนต์จะ แสดงถึงอัตราเร่ง แรงม้าของเครื่องยนต์ก็จะแสดงถึงความเร็ว สูงสุดของรถ ซึ่งหมายถึงความสามารถในการเอาชนะแรงเสียดทาน และ แรงต้านของอากาศ ที่จะมีมากขึ้น เป็นทวีคูณ (อัตราความเร็วยกกำลังสอง) เมื่อความเร็วสูงขึ้นจากสูตรคำนวณแรงม้าจะเห็นได้ว่า สำหรับเครื่องยนต์ที่มี ขนาดเท่าๆ กัน เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงสุดที่รอบต่ำจะมีแนวโน้มที่จะมีแรงม้าสูงสุด ต่ำกว่า เครื่องยนต์ที่มีแรงบิด สูงสุดที่รอบสูงกว่า แต่ถ้าต้องการให้มีทั้งแรงบิดและแรงม้ามากขึ้น ก็จะต้องเป็นเครื่องยนต์ที่มีเทคโนโลยีสูงกว่า หรือ เป็นเครื่องยนต์ที่มีขนาดใหญ่กว่า หรือ มีการติดตั้งอุปกรณ์อื่นเพิ่ม เช่น turbocharger supercharger ฯลฯ ซึ่งแน่นอนว่าราคาของเครื่องยนต์จะสูงขึ้น ค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงก็จะสูงขึ้น และ มักจะต้องจ่ายค่าน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นอีกด้วย