Hevosvoimat: Mikä se on ja miksi se on tärkeää?
Hevosvoimat on autoteollisuudessa usein käytetty termi, ja se viittaa moottorin tehoon. Yksi hevosvoima vastaa tehoa, joka tarvitaan nostamaan 550 puntaa yksi jalka sekunnissa tai 33 000 puntaa yksi jalka minuutissa.
Tässä artikkelissa tarkastellaan hevosvoimaa moottorin tehon mittausyksikkönä, sen tärkeyttä, laskentaa ja eri mittausten välistä eroa.
Sisältö
Hevosvoimahistoria pähkinänkuoressa
Skotlantilainen keksijä James Watt loi termin ensimmäisen kerran 1700-luvun lopulla auttaakseen markkinoimaan parannettua höyrykonettaan. Hän perusti ideansa The Miner's Friendiin, jonka on kirjoittanut englantilainen keksijä ja insinööri Thomas Savery:
"Että moottori, joka nostaa yhtä paljon vettä kuin kaksi hevosta, jotka työskentelevät yhdessä sellaisessa työssä, voi tehdä, ja jota varten on jatkuvasti pidettävä kymmenen tai kaksitoista hevosta saman tekemiseen Sitten sanon, että tällainen moottori voidaan tehdä riittävän suureksi, jotta se pystyy suorittamaan kahdeksan, kymmenen, viidentoista tai kaksikymmentä hevosta, jotta sitä voidaan jatkuvasti huoltaa ja säilyttää tällaisen työn suorittamista varten..."
Höyrykoneen teho 1700-luvun lopulla oli järkevää mitata hevosvoimissa, koska arvo tarkoitti kirjaimellisesti hevosten määrää, jonka moottori pystyi korvaamaan. Mahdollisten ostajien oli erittäin kätevää ymmärtää moottorin teho.
Joten mistä numero 33 000 puntaa yksi jalka minuutissa tulee? Watt havaitsi hevosen kääntävän myllyn pyörää 144 kertaa tunnissa tai 2,4 kertaa minuutissa. Ottaen mukaan pyörän säteen ja hevosen yhdessä minuutissa kuljetun matkan, hän laski yhdeksi hevosvoimaksi 32 572 ft-lb/min. Vuotta myöhemmin Watt ja Matthew Boulton standardisoivat tämän luvun 33 000 jalkapuntaa minuutissa.
Hevosvoiman laskelma
P = (T × N) k
P– hevosvoimaa (laskennan teho)T– vääntömomentti, joka voi olla joko puntaa jalkana (ft-lb) tai tuumana paunana (in-lb) )N- Rpmk- Vakio, jos vääntömomentti (T) on paunajalka, se on yhtä kuin 5252; jos vääntömomentti on tuumana pauna, se on 63 025
Hevosvoimien merkitys
Hevosvoimaa käytetään usein uusien autojen ja kuorma-autojen myyntivalttina autoteollisuudessa. Kuluttajat vetoavat usein ajoneuvoihin, joiden hevosvoimat ovat korkeammat, koska niitä pidetään tehokkaampina ja kykenevämpinä kuin alhaisemman teholuokan ajoneuvot.
On kuitenkin tärkeää huomata, että hevosvoimat ovat vain yksi tekijä ajoneuvon suorituskyvyn määrittämisessä. Muut tekijät, kuten vääntömomentti, aerodynamiikka ja paino, voivat vaikuttaa merkittävästi ajoneuvon yleiseen suorituskykyyn.
Mitä tulee hevosvoimien mittaamiseen, voidaan käyttää muutamia erilaisia menetelmiä. Yleisin tapa on käyttää dynamometriä, laitetta, joka mittaa kuormitetun moottorin tehoa. Tämä menetelmä tarjoaa suhteellisen tarkan mittauksen moottorin tehosta, ja autonvalmistajat ja virittäjät käyttävät sitä usein moottoreidensa suorituskyvyn optimointiin.
Miksi moottorin tehon mittaamiseen käytetään hevosvoimaa wattien sijaan?
Se on epäkäytännöllinen mittauksena useimmille moottoreille ja koneille, koska teho on erittäin korkea. Yksi hevosvoima on tasan 746 wattia, joten voit kuvitella, että jopa vähemmän suorituskykyiset moottorit antaisivat helposti viisi numeroa watteina.
Metrinen hevosvoimat
Hevosvoimaa käytetään myös Euroopassa, mutta se lasketaan eri tavalla, koska jalat korvataan metreillä ja kilot kiloilla. Erona on, että hevosvoiman metrinen vastine on lyhennetty PS:ksi (saksan sanasta Pferdestärke, joka tarkoittaa "hevosvoimaa"). Kun tarkastelet eurooppalaisten autojen suorituskykyä, voit törmätä myös termiin CV (italialaisista Cavalli Vaporesta).
Metrinen hevosvoima (PS) on 98,6 % yhdestä hevosvoimasta tai päinvastoin – 1,4 % vähemmän kuin SAE-hevosvoima. Euroopan unioni määrittelee kilowatin (kW) viralliseksi mittariksi, mutta hevosvoimat ovat suositeltavia jokapäiväisissä kuvauksissa. Yksinkertaisesti sanottuna 1 keisarillinen hevosvoima = 1,014 metristä hevosvoimaa.
Miksi yhdysvaltalaisen HP:n ja eurooppalaisen HP:n välillä on ero?
Yhdysvalloissa he käyttävät SAE-standardeja; Euroopassa he käyttävät DIN-koodia, joka tarkoittaa Deutsche Industrie Normen - saksalaista teollisuusstandardia. Erona on, että SAE-hevosvoimalla on voima nostaa 33 000 paunaa yhdellä jalalla minuutissa. Vertailun vuoksi DIN määrittelee yhden metrisen hevosvoiman tehoksi nostaa 4500 kiloa yhden metrin matkalla minuutissa.
Sähköiset hevosvoimat
Yksi hevosvoima vastaa 746 wattia (W) tai 0,746 kilowattia (kW) SI:nä (International System of Units). Sähköisten ja mekaanisten tehojen välillä ei ole eroa. Laske hevosvoimat wateista kertomalla watteina ilmoitettu arvo 0,00134:llä. Toisaalta saadaksesi wattia kerrotaan hevosvoiman arvo 746:lla.
Ero HP:n, BHP:n ja WHP:n välillä
Kuten sanottu, hevosvoimat viittaavat moottorin tehoon. Jarruteholla ei ole mitään tekemistä autosi jarrujärjestelmän kanssa. Moottorin tehon arvioinnissa käytetään usein dynamometriä, mekaanista jarrua, joka voi kohdistaa vaihtelevia kuormia käynnissä olevaan moottoriin, joten termi jarruhevosvoimat.
Dynamometri mahdollistaa vääntömomentin ja tehon laskemisen eri moottorin kierrosluvuilla, ja jarrutusvoimat ovat tietyllä kierrosluvulla ilmoitettu luku. Jarruteho on suurin teho, joka ei sisällä voimansiirron kitkahäviöitä.
Kitkahäviöt aiheuttavat yksinkertaisesti sanottuna tehon menetystä, eli vaikka autossasi olisi 200 hv, se ei kykenisi saavuttamaan tätä tehoa tiellä. Voimansiirrossa ja vaihteistossa esiintyy kitkaa. Vaihteistosta, voimansiirrosta jne. riippuen auto voi yleensä menettää 15–25 % tehosta. Esimerkiksi AWD vie 20-25% tehosta.
Pyörän hevosvoimat (WHP)
Se on ehkä olennaisin mittaus, koska se heijastaa realistisempia lukuja siitä, kuinka paljon tehoa auto voi saavuttaa tiellä. WHP mitataan pyöristä alustadynamometrillä ja on aina pienempi kuin hevosvoimat tai BHP, koska se ottaa huomioon kitkahäviöt.
Autonvalmistajat korostavat hevosvoimalukua ja jättävät kohteliaasti huomiotta WHP:n, koska se on aina pienempi luku. Pienemmät luvut eivät myy hyvin.
Kuinka paljon hevosvoimaa ihmisellä on?
Terve aikuinen ihminen voi tuottaa ja ylläpitää noin 1,2 hv (tai 0,89 kW) lyhyen ajan – tämä arvo putoaa kymmenesosaan hevosvoimasta, jos puhumme pidemmästä ajanjaksosta.
Ammattiurheilija sen sijaan voi kestää noin 2,5 hv (1,9 kW) lyhyen ajan ja 0,35 hv pidemmän ajan. Esimerkiksi Usain Bolt – jamaikalainen pikajuoksija – saavutti huippunsa 3,5 hv:ssa (2,6 kW) 100 metrin (109,4 jaardin) sprintissään vuonna 2009.
Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että hevosvoimat on termi, jota käytetään yleisesti kuvaamaan moottorin tehoa. Vaikka se on tärkeää ajoneuvon suorituskyvyn määrittämisessä, se ei ole ainoa tekijä. Muut tekijät, kuten vääntömomentti, aerodynamiikka ja paino, voivat vaikuttaa merkittävästi ajoneuvon yleiseen suorituskykyyn.