Everything You Need to Know About Horsepower

Wszyscy używamy terminu horseepower, słyszymy i czytamy go zawsze, gdy ludzie rozmawiają o samochodach, ale czym dokładnie jest horseepower i jak weszła do użycia? Odpowiedź na to pytanie i wiele więcej czeka na Ciebie poniżej.

Konna moc – krótka historia

Zacznijmy od początku. Termin ten został ukuty w 1700 roku, kiedy szkocki inżynier James Watt – znany ze swojej pracy nad silnikami parowymi i zwiększania ich wydajności – chciał w ten sposób określić, ile mocy może dostarczyć koń górniczy podnoszący węgiel.

Badając temat, Watt doszedł do wniosku, że kucyk górniczy może wykonać średnio 22 000 stóp-funtów w ciągu minuty. Następnie zwiększył tę liczbę o 50 procent, dzięki czemu ukuł miarę mocy: 33 000 funtów nożnych pracy w ciągu minuty.

OK, ale czym dokładnie jest moc konna?

Cóż, nie jest to całkowicie dokładne stwierdzenie, co pokazał Jason Fenske z Engineering Explained w jednym ze swoich filmów.

Spytaj jednak w Encyclopaedia Britannica, a powiedzą ci, że moc konna to tempo, w jakim wykonywana jest praca. Pamiętasz Jamesa Watta? Jeden koń mechaniczny to 33,000 funtów nożnych pracy na minutę. Innymi słowy, koń mechaniczny odzwierciedla moc niezbędną do podniesienia masy 33 000 funtów na jedną stopę w ciągu jednej minuty.

Koń mechaniczny ma również swój elektryczny odpowiednik, jako że jeden koń mechaniczny równa się 764 watom. Na dodatek, istnieje również metryczny koń mechaniczny – inna jednostka mocy – który równa się 32,549 funtów na minutę lub 0,9863 konia mechanicznego (niemieccy i niektórzy europejscy producenci używają go, gdy podają moc silnika – to ten 'PS’, o który czasami można się natknąć, czytając literaturę motoryzacyjną).

Aby umieścić rzeczy w (przyziemnej) perspektywie nieco bardziej, Popular Science podaje kilka zgrabnych przykładów z życia wziętych, dotyczących mocy koni mechanicznych i ich, no cóż, mocy. Na przykład, przeciętny rowerzysta może rozwinąć jeden KM podczas „chwilowego zrywu w płaskim sprincie”. Co więcej, jeden koń mechaniczny wystarcza do zasilenia „standardowego ekspresu do kawy.”

Pomaga również w uchwyceniu następujących terminów i ich znaczenia:

Praca – ilość siły wytworzonej na odległość, mierzona przy użyciu jednostek takich jak funt-stopa, kilowatogodzina lub BTU (British Thermal Unit).

Energia – zdolność mechanizmu do wykonywania pracy za pomocą różnych środków – mechanicznych, termicznych lub elektrycznych.

Moc – tempo pracy, innymi słowy, ilość wykonanej pracy podzielona przez czas potrzebny do jej wykonania.

Jaka jest zatem różnica między mocą a momentem obrotowym?

Pomyśl o sytuacji, gdy próbujesz użyć klucza do dokręcenia śruby. Naciskasz na klucz, przez co przykładasz siłę, która jest przyłożona do ramienia klucza (które ma określoną długość) – tak więc siła generowana przez twoje mięśnie i sam klucz tworzy moment obrotowy na tym, co dokręcasz. Moment obrotowy równa się sile pomnożonej przez odległość. Mając to na uwadze, można zwiększyć moment obrotowy na dwa sposoby: albo poprzez zwiększenie przyłożonej siły, albo poprzez zwiększenie odległości. To dlatego łatwiej jest poluzować naprawdę ciasne śruby za pomocą dłuższej grzechotki lub „pręta łamiącego”. Im więcej dźwigni – odległość – masz więcej moment obrotowy jest utworzony.

Ta sama zasada ma zastosowanie wewnątrz silnika. Tam siła jest dostarczana przez spalanie (mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się w cylindrze), która z kolei naciska na tłok, który z kolei porusza wał korbowy. Więc masz swoją siłę i swoją odległość (długość ramienia tłoka), dlatego moment obrotowy jest generowany na wale korbowym.

Moc silnika, z drugiej strony, jest siła pomnożona przez odległość pomnożona przez rpm. Wiemy, że siła pomnożona przez odległość jest moment obrotowy, więc moc jest moment obrotowy pomnożony przez rpm. Co prowadzi nas do następnego pytania.

Jak można zmierzyć moc silnika?

Oczywistą odpowiedzią jest dynamometr, znany również jako hamownia. Jednakże, zrozum to: hamownia faktycznie mierzy moment obrotowy silnika, a nie jego moc. Więc aby uzyskać odczyt mocy, wystarczy pomnożyć moment obrotowy przez obroty i podzielić go przez 5252. Skąd ta liczba? Dobre pytanie. Powyższy filmik daje ci zgrabne wyjaśnienie dzięki uprzejmości Donut Media (PS: możesz chcieć przeskoczyć do 5:20, przy okazji).

Dlaczego silniki Diesla mają większy moment obrotowy niż moc?

Wszystko zależy od stopnia sprężania. Diesle mają większy stopień sprężania niż silniki benzynowe. Co to oznacza? – Pamiętasz, jak dłuższy klucz generował większy moment obrotowy? To jest ta sama zasada.

Jednakże tłok musi również pokonać dużo większą odległość, aby przejść przez obrót, co oznacza, że nie może poruszać się tak szybko, jak jeden z silników benzynowych. Teraz, pamiętaj, jak moc jest praca wykonana szybko? Cóż, diesle mogą wykonać dużo pracy w porządku, ale po prostu nie mogą tego zrobić tak szybko jak młyn gazowy, więc podczas gdy mają wysoki poziom momentu obrotowego, moc jest na krótkiej stronie.

To dlatego twoja duża ciężarówka może ciągnąć dużo towarów, lub autobus ma wystarczająco dużo gruntu do transportu wielu ludzi, ale nie może iść tak szybko jak zwykły samochód napędzany benzyną.

Co oznacza moc konna?

Moc konna to szybkość, z jaką wykonywana jest praca. Jak opisano powyżej, jedna moc konna równa się 33 000 stóp funtowych pracy w ciągu minuty. Moc to również moment obrotowy pomnożony przez czas, tzn. ile pracy można wykonać w danym przedziale czasowym.

Czy jeden koń mechaniczny naprawdę równa się mocy jednego konia?

Nie. Termin „koń mechaniczny” pochodzi od użycia przez Jamesa Watta koni kopalnianych w jego dążeniu do określenia, ile pracy może wykonać jeden taki kucyk w ciągu minuty.

Jaka jest średnia moc samochodu?

Nic nie jest ustalone w kamieniu i jak wszyscy wiemy, moc różni się znacznie od samochodu do samochodu i od segmentu do segmentu – masz swoje ekonoboxy i na drugim końcu spektrum swoje supersamochody i hipersamochody. Jednakże, w typowym amerykańskim samochodzie głównego nurtu, można się spodziewać, średnio, między 180 a 200 KM.