Jak funguje Horsepower

V roce 1974 dodge Charger, který Richard Petty jel na svůj pátý a šestý šampionát Grand National / Winston Cup Series v letech 1974 a 1975, byl použit k jeho vítězství na Daytoně 500 v roce 1974. točivý moment, říká automobilka. David J. Becker / Getty Images

Je pravděpodobné, že jste slyšeli o koňských silách. Téměř každá reklama na auto v televizi to zmiňuje, lidé, kteří mluví o svých autech, o tom mluví a dokonce i většina sekaček na trávu má na nich velký štítek, který vám řekne hodnocení výkonu.

Co je ale výkon a co znamená hodnocení výkonu, pokud jde o výkon? V tomto článku se dozvíte přesně, co je koňská síla a jak ji můžete použít ve svém každodenním životě.

Termín koňská síla byl vynalezen inženýrem Jamesem Wattem. Watt žil od roku 1736 do roku 1819 a je nejslavnější svou prací na zlepšení výkonu parních strojů. Každý den mu také připomínáme, když mluvíme o 60 wattových žárovkách.

Příběh pokračuje, že Watt pracoval s poníky zvedajícími uhlí v uhelném dole, a chtěl způsob, jak mluvit o energii dostupné od jednoho z těchto zvířat. Zjistil, že v průměru by minový poník mohl za minutu udělat 22 000 stop liber. Poté tento počet zvýšil o 50 procent a za jednu minutu zavěšil měření výkonu na 33 000 stop liber. Je to libovolná měrná jednotka, která prošla staletími a nyní se objevuje na vašem autě, sekačce na trávu, řetězové pile a dokonce v některých případech i váš vysavač.

Výkon motoru hodnotí výkon motoru automobilů a dokonce sekaček na trávu. Zjistěte, co znamená výkon, jak se měří a jak to funguje ve vysoce výkonných automobilech. © 2018

Co znamená koňská síla je toto: Podle Wattovy úsudku může jeden kůň každou minutu vykonat 33 000 stop liber. Představte si tedy koně, který získává uhlí z uhelného dolu, jak je ukázáno výše. Kůň vyvíjející 1 koňskou sílu může zvednout 330 liber uhlí 100 stop za minutu, nebo 33 liber uhlí 1 000 stop za minutu nebo 1 000 liber 33 stop za minutu. Můžete si vytvořit libovolnou kombinaci nohou a libry, které se vám líbí. Pokud je produkt 33 000 stop za minutu, máte koňskou sílu.

-Y-ou si pravděpodobně dokáže představit, že byste nechtěli naložit 33 000 liber uhlí do kbelíku a požádat koně, aby jej posunul o 1 stopu za minutu, protože kůň nemohl tak velké zatížení vyrazit. Pravděpodobně si také dokážete představit, že byste nechtěli dát 1 libru uhlí do kbelíku a požádat koně, aby běžel 33 000 stop za minutu, protože to se promítá do 375 mil za hodinu a koně nemohou tak rychle běžet. Pokud jste si však přečetli, jak funguje blok a řešení, víte, že s blokem a náčiním můžete snadno obchodovat vnímanou hmotnost na vzdálenost pomocí uspořádání kladek. Takže byste mohli vytvořit blokovací a řešící systém, který dá pohodlné množství váhy na koni pohodlnou rychlostí bez ohledu na to, jak velká váha je vlastně v kbelíku.

Výkon lze také převést na jiné jednotky. Například:

• 1 koňská síla odpovídá 746 wattům. Pokud jste tedy vzali 1 koňského koně a dali ho na běžící pás, mohlo by to fungovat s generátorem produkujícím nepřetržitých 746 wattů.
• 1 koňská síla (v průběhu hodiny) odpovídá 2 545 BTU (britské tepelné jednotky). Pokud byste vzali, že 746 wattů a projel to přes elektrický ohřívač po dobu jedné hodiny, vyrobilo by to 2 545 BTU (kde BTU je množství energie potřebné ke zvýšení teploty 1 libry vody o 1 stupeň F)..
• Jeden BTU se rovná 1 055 joulům nebo 252 gramům kalorií nebo 0,252 kaloriím v potravinách. Pravděpodobně by kůň produkující 1 koňskou sílu spálil 641 kalorií za hodinu, pokud by byl stoprocentně účinný.

V tomto článku se dozvíte vše o koňských silách a co to znamená ve vztahu ke strojům.

Pokud chcete znát výkon motoru, připojte motor k a dynamometr. Dynamometr klade zátěž na motor a měří množství energie, které motor může produkovat proti zátěži.

Podobně, pokud připojíte hřídel k motoru, motor může aplikovat točivý moment na hřídel. Tento točivý moment měří dynamometr. Kroutící moment můžete snadno převést na koňskou sílu vynásobením točivého momentu otáčkami za minutu / 5,252.

Představu o tom, jak dynamometr pracuje, můžete získat následujícím způsobem: Představte si, že zapnete motor automobilu, dáte jej do neutrální polohy a umístíte jej na podlahu. Motor by běžel tak rychle, že by explodoval. To není dobré, takže na dynamometru aplikujete zatížení na podlahový motor a změříte zatížení, které motor zvládne při různých otáčkách motoru. Mohli byste připojit motor k dynamometru, umístit jej na podlahu a použít dynamometr k tomu, abyste na motor aplikovali dostatečné zatížení, abyste jej udrželi na, řekněme, 7 000 ot / min. Zaznamenáváte, kolik zatížení dokáže motor zvládnout. Poté přidáte další zatížení, abyste snížili otáčky motoru na 6 500 ot / min a tam zaznamenali zatížení. Poté aplikujete další zatížení, abyste jej snížili na 6 000 ot / min atd. Totéž můžete udělat od 500 nebo 1 000 ot / min a postupovat nahoru. To, co dynamometry skutečně měří, je točivý moment (v librách stopách) a pro převod točivého momentu na koňskou sílu jednoduše vynásobte točivý moment otáčkami / 5 252.

Grafický výkon

Pokud zakreslíte výkon koňských sil vůči hodnotám otáček motoru, skončíte tím, že křivka výkonu pro motor. Typická křivka výkonu u vysoce výkonného motoru by mohla vypadat takto (toto se stává křivka motoru s výkonem 300 koňských sil v Mitsubishi 3000 twin-turbo):

Měření výkonu vyžaduje výkonový dynamometr. Naučte se, jak vykreslování výkonu na základě hodnot otáček vytváří graf nazvaný křivka výkonu.

Graf, jako je tento, poukazuje na to, že každý motor má maximální výkon -- hodnota otáček za minutu, při které je výkon dostupný z motoru na maximu. Motor má také špičkový točivý moment při specifických otáčkách. Často to uvidíte v brožuře nebo v recenzi v časopise jako „320 HP při 6500 ot / min, točivý moment 290 lb-ft při 5000 ot / min“ (údaje pro Shelby Series 1 v roce 1999). Když lidé říkají, že motor má „spoustu nízkootáčkového točivého momentu“, znamenají to, že vrchol točivého momentu nastává při poměrně nízké hodnotě otáček, například 2 000 nebo 3 000 ot / min..

Další věcí, kterou můžete vidět z křivky výkonu motoru, je místo, kde má motor maximální výkon. Když se snažíte zrychlit rychle, chcete se pokusit udržet motor blízko maximálního bodu výkonu na křivce. To je důvod, proč často řadíte dolů, abyste zrychlili - řadením dolů zvýšíte otáčky motoru, které se obvykle posunou blíže k vrcholu výkonu koňské síly na křivce. Pokud chcete své vozidlo „vypustit“ z semaforu, obvykle byste otáčeli motorem, abyste dostali motor přímo na jeho maximální otáčky, a poté uvolněte spojku, abyste vypustili maximální výkon na pneumatiky.

Jednou z oblastí, kde lidé hovoří o koňských silách nejvíce, je oblast výkonných automobilů. V další části si povíme o spojení.

Točivý moment

Představte si, že máte velký nástrčný klíč s 2-nohou dlouhou rukojetí a na tuto 2-nohu kliknete silou 50 liber. To, co děláte, je použití točivého momentu nebo točivé síly, 100 liber na stopu (50 liber na 2 stopu dlouhé kliky) na šroub. Stejným točivým momentem o velikosti 100 liber byste mohli získat použitím 1 libry síly na konec kliky o délce 100 stop nebo síly 100 liber na rukojeti o délce 1 stopy.

Vozidlo je považováno za „vysoce výkonné“, pokud má hodně výkonu vzhledem k jeho hmotnosti. To dává smysl - čím větší váhu máte, tím více síly potřebuje k urychlení. Pro dané množství energie chcete minimalizovat hmotnost, abyste maximalizovali zrychlení.

Následující tabulka ukazuje výkon a hmotnost několika výkonných vozů (a jednoho nízko výkonného vozu pro srovnání). V grafu můžete vidět maximální výkon, hmotnost vozu, poměr výkonu k hmotnosti (výkon vydělený hmotností), počet sekund, za který se vozidlo zrychlí z nuly na 60 km / h, a cenu.

© 2018

Můžete vidět velmi jednoznačnou korelaci mezi poměrem výkonu k hmotnosti a dobou 0 až 60 - ve většině případů vyšší poměr znamená rychlejší vůz. Je zajímavé, že existuje menší korelace mezi rychlostí a cenou. Viper skutečně vypadá v této konkrétní tabulce jako docela dobrá hodnota!

Pokud chcete rychlé auto, chcete dobrý poměr výkonu k hmotnosti. Chcete hodně energie a minimální váhu. Takže první místo, kde začít, je vyčištění vašeho kufru.

Další informace o výkonu a souvisejících tématech naleznete v odkazech, které následují.

Související články

• Jak síla, síla, točivý moment a energie fungují-
• Jak fungují měniče točivého momentu
• Jak fungují automobilové motory
• Jak funguje hybrid Aptera 
• Jak Champ Cars fungují
• Jak NASCAR Race Cars fungují
• Jak Bugatti Veyron funguje
• Jak Enzo Ferrari funguje
• Jak Maybachs fungují
• Jak Chrysler ME Four-dvanáct funguje
• Jak převést točivý moment motoru na výkon?
• Co to znamená nazvat pick-upem „půltunový vůz“?

Další skvělé odkazy

• Off-Road.com: Torque and Horsepower
• RevSearch: Informační dynamometry motoru
• Erbman's Engine Emporium - článek popisující faktory, které ovlivňují výkon motoru
• Engine Science