Hästkrafter: Vad är det och varför är det viktigt?
Hästkrafter är en term som ofta används inom bilindustrin och den hänvisar till en motors uteffekt. En hästkraft motsvarar kraften som behövs för att lyfta 550 pund en fot på en sekund eller 33 000 pund en fot på en minut.
Den här artikeln kommer att undersöka hästkrafter som en enhet för att mäta en motors effekt, dess betydelse, beräkning och skillnaden mellan olika mätningar.
Innehåll
Hästkraftshistoria i ett nötskal
Termen myntades först av den skotske uppfinnaren James Watt i slutet av 1700-talet för att hjälpa till att marknadsföra hans förbättrade ångmaskin. Han baserade sin idé på Gruvarbetarens vän, skriven av den engelske uppfinnaren och ingenjören Thomas Savery:
"Så att en motor som kommer att höja så mycket vatten som två hästar, som arbetar tillsammans samtidigt i ett sådant arbete, kan göra, och för vilken det ständigt måste hållas tio eller tolv hästar för att göra detsamma . Då säger jag, en sådan motor kan göras tillräckligt stor för att utföra det arbete som krävs för att sysselsätta åtta, tio, femton eller tjugo hästar för att ständigt underhållas och hållas för att utföra ett sådant arbete..."
Det var vettigt att mäta effekten av ångmaskinen i slutet av 1700-talet i hästkrafter eftersom värdet bokstavligen betydde antalet hästar som motorn kunde ersätta. Det var extremt bekvämt för potentiella köpare att förstå motorns effekt.
Så var kommer antalet 33 000 pund en fot på en minut ifrån? Watt observerade en häst som vred på ett kvarnhjul 144 gånger på en timme eller 2,4 gånger per minut. Genom att inkludera hjulets radie och avståndet som hästen tillryggalagt på en minut, beräknade han en hästkraft som 32 572 ft-lb/min. Ett år senare standardiserades detta antal av Watt och Matthew Boulton till 33 000 fot-pund per minut.
Hästkraftsberäkning
P = (T × N) / k
P- Hästkrafter (beräkningens uteffekt)T- Vridmoment, som antingen kan vara i pund-fot (ft-lb) eller tum-pund (in-lb) )N- Rpmk- Konstant, om vridmomentet (T) är i pund-fot, så är det lika med 5252; om vridmomentet är i tum-pund är det lika med 63 025
Betydelsen av hästkrafter
Hästkrafter används ofta som ett försäljningsargument för nya bilar och lastbilar inom bilindustrin. Konsumenter dras ofta till fordon med högre hästkrafter, eftersom de ses som mer kraftfulla och kapabla än de med lägre betyg.
Det är dock viktigt att notera att hästkrafter bara är en faktor för att avgöra ett fordons prestanda. Andra faktorer, såsom vridmoment, aerodynamik och vikt, kan avsevärt påverka ett fordons totala prestanda.
När det kommer till att mäta hästkrafter finns det några olika metoder som kan användas. Den vanligaste metoden är att använda en dynamometer, en anordning som mäter effekten av en motor under belastning. Denna metod ger ett relativt exakt mått på en motors effekt, och biltillverkare och tuners använder den ofta för att optimera prestandan hos sina motorer.
Varför föredras hästkrafter framför watt för att mäta motoreffekt?
Det är opraktiskt som mått för de flesta motorer och maskiner eftersom uteffekten är mycket hög. En hästkraft är exakt 746 watt, så du kan föreställa dig att även mindre presterande motorer lätt skulle ge fem siffror i watt.
Metriska hästkrafter
Hästkrafter används också i Europa men beräknas annorlunda eftersom fötterna ersätts av meter, och pounds ersätts med kilogram kraft. Skillnaden är att den metriska motsvarigheten till hästkrafter förkortas till PS (från det tyska ordet Pferdestärke, som betyder "hästkrafter"). När man tittar på prestandaspecifikationerna för europeiska bilar kan man också stöta på termen CV (från italienska Cavalli Vapore).
Metriska hästkrafter (PS) är 98,6 % av ett HP eller tvärtom – 1,4 % mindre än SAE-hästkrafterna. Europeiska unionen definierar kilowatt (kW) som ett officiellt mått, men hästkrafter är att föredra i vardagliga beskrivningar. Enkelt uttryckt, 1 Imperial hästkraft = 1,014 metriska hästkrafter.
Varför är det skillnad mellan amerikansk HP och europeisk HP?
I USA använder de SAE-standarder; i Europa använder de DIN, som står för Deutsche Industrie Normen - German Industrial Standard. Skillnaden är att SAE-hästkraften är kraften för att lyfta 33 000 lbs på en fot på en minut. Som jämförelse definierar DIN en metrisk hästkraft som kraften att lyfta 4500 kilogram över en sträcka på en meter på en minut.
Elektriska hästkrafter
En hästkraft är lika med 746 watt (W)eller 0,746 kilowatt (kW) i SI (International System of Units) . Det är ingen skillnad mellan elektriska och mekaniska hästkrafter. För att beräkna hästkrafter från watt, multiplicera värdet i watt med 0,00134. Å andra sidan, för att få watt, multiplicera hästkraftsvärdet med 746.
Skillnaden mellan HP, BHP och WHP
Som sagt, hästkrafter hänvisar till en motors uteffekt. Bromshästkrafter har ingenting att göra med din bils bromssystem. Att utvärdera en motors effekt innebär ofta att man använder en dynamometer, en mekanisk broms som kan anbringa variabel belastning på en motor i gång, alltså termen bromshästkrafter.
Dynamometern gör det möjligt att beräkna vridmoment och effekt vid olika motorvarv, där bromshästkrafter är den siffra som anges vid ett givet varvtal. Bromshästkrafter är den maximala uteffekten exklusive friktionsförlusterna vid drivlinan.
Friktionsförluster orsakar, för att uttrycka, effektförlust, det vill säga även om din bil har 200 hk, skulle den inte kunna uppnå denna kraft på vägen. Friktion uppstår i drivlinan och växellådan. Beroende på växellådan, drivlinan etc. kan bilen i allmänhet förlora från 15 % till 25 % av kraften. Till exempel tar AWD mellan 20-25% av effekten.
Hjulhästkrafter (WHP)
Det är kanske det mest relevanta måttet eftersom det återspeglar mer realistiska siffror på hur mycket kraft bilen kan uppnå på vägen. WHP mäts vid hjulen med hjälp av en chassidynamometer och är alltid lägre än hästkrafter eller BHP eftersom det tar hänsyn till friktionsförluster.
Biltillverkare tenderar att betona hästkraftssiffran och strunta artigt i WHP eftersom det alltid är en lägre siffra. Lägre siffror säljer inte bra.
Hur mycket hästkrafter har en människa?
En frisk vuxen människa kan producera och upprätthålla omkring 1,2 hk (eller 0,89 kW) under en kort tidsperiod - detta värde sjunker till en tiondel av en hästkraft om vi pratar om en längre period.
En professionell idrottare kan å andra sidan hålla runt 2,5 hk (1,9 kW) under en kort period och 0,35 hk under en längre period. Till exempel, Usain Bolt - en jamaicansk sprinter - nådde en topp på 3,5 hk (2,6 kW) under sin 100 meter (109,4 yards) sprint 2009.
Slutsats
Sammanfattningsvis är hästkrafter en term som vanligtvis används för att beskriva en motors effekt. Även om det är viktigt för att bestämma ett fordons prestanda, är det inte den enda faktorn. Andra faktorer, såsom vridmoment, aerodynamik och vikt, kan avsevärt påverka ett fordons totala prestanda.