Všichni používáme pojem koňská síla, slyšíme ho a čteme, kdykoli se mluví o autech, ale co přesně je koňská síla a jak se začala používat? Odpověď na tuto otázku a mnoho dalšího na vás čeká níže.
- Konná síla – krátká historie
- OK, ale co přesně je koňská síla?
- Jaký je tedy rozdíl mezi koňskou silou a točivým momentem?
- Jak můžete změřit výkon motoru?
- Proč mají vznětové motory větší točivý moment než výkon?
- Co znamená koňská síla?
- Vyrovná se jedna koňská síla skutečně výkonu jednoho koně?
- Jaký je průměrný výkon automobilu v koňských silách?“
Konná síla – krátká historie
Začněme zde od začátku. Tento termín vznikl již v roce 1700, kdy skotský inženýr James Watt – jinak proslulý svou prací na parních strojích a jejich lepším výkonem – chtěl nějak označit, jakou sílu dokáže vyvinout důlní kůň, který zvedá uhlí.
Při dalším zkoumání tohoto tématu dospěl Watt k závěru, že důlní koník dokáže za minutu vykonat v průměru 22 000 stopových liber práce. Toto číslo pak zvýšil o 50 procent, a tak vymyslel měřítko koňské síly: 33 000 stopových liber práce za jednu minutu.
OK, ale co přesně je koňská síla?
No, to není úplně přesné, jak ukázal Jason Fenske z Engineering Explained v jednom ze svých videí.
Zeptejte se však Encyclopaedia Britannica a ta vám řekne, že koňská síla je rychlost, s jakou se vykonává práce. Vzpomínáte si na Jamese Watta? Jedna koňská síla je 33 000 stopových liber práce za minutu. Jinými slovy, koňská síla vyjadřuje výkon potřebný ke zvednutí hmotnosti 33 000 přes jednu stopu za jednu minutu.
Konská síla má také elektrický ekvivalent, protože jedna koňská síla se rovná 764 wattům. Kromě toho existuje také metrická koňská síla – další jednotka pro výkon – která se rovná 32,549 stopy za minutu neboli 0,9863 koňské síly (němečtí a někteří evropští výrobci ji používají při udávání výkonu motoru – je to to „PS“, na které občas narazíte při čtení literatury o automobilech).
Abychom si věci trochu více přiblížili v (přízemní) perspektivě, Popular Science uvádí několik pěkných příkladů koňské síly a její, no, síly z reálného života. Například průměrný cyklista dokáže vyvinout jednu koňskou sílu během „chvilkového tempa sprintu po rovině“. A co víc, jedna koňská síla stačí k pohonu „standardního překapávacího kávovaru“.
Pomůže vám také zorientovat se v následujících pojmech a jejich významu:
Síla – množství síly vytvořené na určitou vzdálenost, která se měří pomocí jednotek, jako je foot-pound, kilowatthodina nebo BTU (British Thermal Unit).
Energie – schopnost mechanismu konat práci různými způsoby – mechanickými, tepelnými nebo elektrickými.
Výkon – rychlost práce, jinými slovy, kolik práce je vykonáno děleno časem potřebným k jejímu vykonání.
Jaký je tedy rozdíl mezi koňskou silou a točivým momentem?
Vzpomeňte si, když se snažíte klíčem utáhnout šroub. Tlačíte na klíč, čímž vyvíjíte sílu, která působí na rameno klíče (které má určitou délku) – takže síla vytvořená vašimi svaly a samotným klíčem vytváří točivý moment na tom, co utahujete. Točivý moment se tedy rovná síle vynásobené vzdáleností. S ohledem na tuto skutečnost můžete točivý moment zvýšit dvěma způsoby: buď zvýšením působící síly, nebo zvětšením vzdálenosti. Proto je snazší povolit opravdu utažené šrouby pomocí delší ráčny nebo „zlamovací tyče“. Čím větší je páka – vzdálenost – tím větší je točivý moment.
Stejný princip platí i uvnitř motoru. Tam sílu poskytuje spalování (vznícení směsi vzduchu a paliva uvnitř válce), které následně tlačí na píst a ten zase pohybuje klikovým hřídelem. Takže máte sílu a vzdálenost (délku ramene pístu), proto se na klikovém hřídeli vytváří točivý moment.
Konná síla je na druhé straně síla vynásobená vzdáleností vynásobená otáčkami za minutu. Víme, že síla vynásobená vzdáleností je točivý moment, takže koňská síla je točivý moment vynásobený otáčkami za minutu. Což nás přivádí k další otázce.
Jak můžete změřit výkon motoru?
Očividnou odpovědí je dynamometr, známý také jako dynamo. Pochopte však: dynamo ve skutečnosti měří točivý moment motoru, nikoli jeho výkon. Chcete-li tedy získat údaj o výkonu v koňských silách, stačí vynásobit točivý moment otáčkami a vydělit jej číslem 5252. Proč právě toto číslo? Dobrá otázka. Výše uvedené video vám poskytne přehledné vysvětlení s laskavým svolením společnosti Donut Media (PS: mimochodem, možná byste měli přeskočit na čas 5:20).
Proč mají vznětové motory větší točivý moment než výkon?
Jde o kompresní poměr. Diesely mají větší kompresní poměr než benzinové motory. Co to znamená?- Pamatujete si, jak delší klíč vytvářel větší točivý moment? Je to stejný princip.
Píst však také musí urazit mnohem větší vzdálenost, aby překonal jednu otáčku, což znamená, že se nemůže pohybovat tak rychle jako píst benzinového motoru. A teď si vzpomeňte, že koňská síla je rychle vykonaná práce? No, diesely dokážou vykonat spoustu práce v pořádku, ale prostě ji nedokážou vykonat tak rychle jako benzínový mlýn, takže i když mají vysoký točivý moment, koňské síly mají málo.
Proto může váš velký nákladní vůz převážet spoustu zboží nebo autobus má dost chrchlu na to, aby přepravil spoustu lidí, ale nemůže jet tak rychle jako běžné auto poháněné benzínem.
Co znamená koňská síla?
Koňská síla je rychlost, s jakou je vykonána práce. jak bylo popsáno výše, jedna koňská síla se rovná 33 000 librám práce za minutu. Koňská síla je také točivý moment vynásobený časem, tj. kolik práce lze vykonat za daný časový úsek.
Vyrovná se jedna koňská síla skutečně výkonu jednoho koně?
Ne. termín „koňská síla“ pochází od Jamese Watta, který používal důlní koně při své snaze určit, kolik práce může jeden takový poník vykonat za minutu.
Jaký je průměrný výkon automobilu v koňských silách?“
Nic není vytesáno do kamene a jak všichni víme, výkony v koňských silách se velmi liší auto od auta a segment od segmentu – máte své econoboxy a na druhém konci spektra jsou superauta a hyperauta. V typickém americkém autě běžné třídy však můžete v průměru očekávat výkon mezi 180 a 200 koňmi.