Apa yang terjadi adalah ada trade off. Dalam hal mesin, ini adalah output torsi dan massa berputar versus kecepatan mesin ... baca terus.
Pertama, bukan tenaga yang dibutuhkan, tetapi torsi untuk menjaga mesin berjalan. Pada hari-hari awal mesin, masing-masing memiliki satu silinder dan tidak berjalan sangat cepat. Agar tetap berjalan, ada roda gila yang sangat besar terpasang padanya. Begitu mesin berjalan, mesin itu terus berjalan karena ada sedikit pernyataan fisika yang mengatakan sesuatu seperti, "massa yang bergerak cenderung tetap bergerak" dan sebaliknya, "massa yang diam cenderung tetap diam". Roda gila menyediakan massa yang saya bicarakan.
( CATATAN: Ini adalah mesin uap satu silinder, tetapi prinsip yang sama berlaku.)
(Mesin gas silinder tunggal ini memiliki dua massa roda gila, satu di setiap sisi.)
Mesin saat ini tidak berbeda dari yang lama. Mereka masih membutuhkan massa untuk terus berjalan. Tanpa roda gila, mereka akan berhenti berlari. Transmisi manual memiliki roda gila biasa, yang merupakan massa mesinnya. Transmisi otomatis memiliki konverter torsi, yang merupakan massa untuk mesinnya. Tanpa itu, mesin akan mati karena tidak ada massa yang cukup untuk membuatnya tetap di antara penembakan piston. Massa roda gila menyediakan torsi yang dibutuhkan untuk mempertahankannya.
Bahkan dengan ini dalam pikiran, untuk menjaga mesin berjalan pada kecepatan yang lebih rendah membutuhkan mesin untuk menghasilkan lebih banyak torsi. Pikirkan kapal laut besar dengan mesin diesel. Wartsila-Sulzer RTA96-C konon merupakan mesin diesel terbesar di dunia. Itu berjalan, keluar penuh, pada 127 rpm (yang biasanya 1/7 kecepatan mesin mobil rata-rata Anda). Bagaimana cara menjalankannya pada kecepatan ini? Dua alasan: massa dan torsi. Total massa mesin sangat besar ... mereka tidak mengiklankannya secara langsung seperti apa massa yang berputar (poros engkol, roda gila, dll.) Dari mesin tersebut, tetapi jika Anda melihat video, Anda akan melihat apa yang saya bicarakan. Bagian kedua adalah torsi. Mereka mengiklankan bahwa output KW untuk mesin 14-silinder @ 127rpm adalah 80.080 KW. Jika Anda menjalankannya melalui beberapa perhitungan, 80.080 KW dikonversi menjadi 107.389,03 tenaga kuda, yang pada RPM yang diberikan adalah 4.441.001,48 ft lbs torsi. Mobil 4 silinder standar Anda hanya mengeluarkan torsi maksimum 150-180 ft lbs, dan itu pada RPM yang jauh lebih tinggi, katakanlah antara 2500-6000. ( CATATAN:Beberapa mesin 4-silinder dapat menghasilkan lebih dari ini, katakanlah sekitar 300 ft lbs atau bahkan lebih. Saya hanya menggunakan angka sebagai pedoman umum.) Diperlukan torsi minimal untuk menjaga mesin tetap hidup. Saya bahkan tidak berpikir Jay Leno akan merenungkan menempelkan mesin Wartsila di mobil (meskipun saya bertaruh itu tidak menghentikannya dari memikirkan mesin, lol).
Massa roda gila hanya bisa melakukan banyak hal. Setelah poros engkol mencapai ambang rpm rendah, mesin akan berhenti bekerja. Ketika sebuah mesin berada di bawah ambang batas ini dan mencoba untuk terus berjalan, sejumlah besar tekanan diberikan pada komponen internal mesin. Pikirkan benda tak bergerak (piston dan batang) yang memenuhi gaya yang tak tertahankan (campuran udara / bahan bakar meledak). Setelah mesin melambat, massa (dan juga massa mobil) mencapai titik di mana ia ingin beristirahat (ujung lain dari kesepakatan mass-in-motion). Sesuatu harus memberi dan memberi itu biasanya datang dengan mengorbankan piston / batang. Ketika Anda memperlambat kendaraan dari kecepatan sambil menjaga transmisi pada gigi ke-5, Anda akan melakukan apa yang disebut menyeret mesin. Anda akan mulai merasakan mesin tersentak berat sampai berhenti berjalan. Perasaan menyentak ini adalah apa yang saya bicarakan ketika saya mengatakan mesin Anda akan mulai mengalami tekanan yang ekstrem. Jika dilakukan cukup lama, mesin dapat mengalami tekanan yang cukup untuk menyebabkan kegagalan bencana. Bahkan dilakukan dalam waktu singkat kerusakan dapat terjadi.
Jadi, intinya adalah, mesin membutuhkan begitu banyak output torsi agar tetap berjalan. Saat mesin melambat, kebutuhan torsi itu naik untuk membuatnya tetap berjalan. Pada titik tertentu, mesin kecil tidak memiliki massa yang dibutuhkan, juga tidak dapat menghasilkan torsi yang diperlukan untuk membuatnya tetap berjalan.