Je pravděpodobné, že jste už slyšeli o koňské síle. Zmíní se o tom téměř každá reklama na auto v televizi, lidé mluvící o jejich autech se o tom mluví a dokonce i většina sekaček na trávu má na sobě velkou nálepku, která vám řekne výkon.
Ale co je to koňská síla a co znamená hodnocení výkonu z hlediska výkonu? V tomto článku se přesně dozvíte, co to koňská síla je a jak ji můžete uplatnit ve svém každodenním životě.
Výraz koňská síla vynalezl inženýr James Watt. Watt žil v letech 1736 až 1819 a nejvíce se proslavil svou prací na zlepšení výkonu parních strojů. Každý den si ho také připomínáme, když mluvíme o 60wattových žárovkách.
Příběh vypráví, že Watt pracoval s poníky zvedajícími uhlí v uhelném dole a chtěl způsob, jak mluvit o síle dostupné z jednoho z těchto zvířat. Zjistil, že v průměru může důlní poník vykonat 22 000 stop liber práce za minutu. Poté zvýšil toto číslo o 50 procent a stanovil měření koňské síly na 33 000 stop-liber práce za jednu minutu. Je to libovolná měrná jednotka, která si prošla staletími a nyní se objevuje na vašem autě, sekačce na trávu, řetězové pile a v některých případech dokonce i na vysavači.
Co znamená koňská síla, je toto:Podle Watta může jeden kůň vykonat každou minutu 33 000 stop-liber práce. Představte si tedy koně, který zvedá uhlí z uhelného dolu, jak je znázorněno výše. Kůň vyvíjející 1 koňskou sílu může za minutu vyzvednout 330 liber uhlí na 100 stop nebo 33 liber uhlí na 1 000 stop za minutu nebo 1 000 liber na 33 stop za minutu. Můžete si vytvořit jakoukoli kombinaci nohou a kilogramů, která se vám líbí. Dokud je produkt 33 000 stop-liber za minutu, máte koňskou sílu.
Pravděpodobně si dokážete představit, že byste nechtěli naložit 33 000 liber uhlí do kbelíku a požádat koně, aby s ním pohnul o 1 stopu za minutu, protože kůň nemohl pohnout tak velkým nákladem. Pravděpodobně si také dokážete představit, že byste nechtěli dát 1 libru uhlí do kbelíku a požádat koně, aby uběhl 33 000 stop za jednu minutu, protože to znamená 375 mil za hodinu a koně nemohou běžet tak rychle. Pokud jste však četli Jak funguje blok a kladka, víte, že s kladkou můžete snadno vyměnit vnímanou váhu za vzdálenost pomocí uspořádání kladek. Mohli byste tedy vytvořit systém bloků a náčiní, který na koně přivede pohodlné množství váhy při pohodlné rychlosti bez ohledu na to, jak velká je ve skutečnosti lopata.
Koňskou sílu lze přeměnit i na jiné jednotky. Například:
V tomto článku se dozvíte vše o koňské síle a co to znamená ve vztahu ke strojům.
Pokud chcete znát výkon motoru, připojte jej k dynamometru . Dynamometr zatěžuje motor a měří množství výkonu, které může motor vyprodukovat proti zatížení.
Podobně, pokud připojíte hřídel k motoru, motor může na hřídel aplikovat točivý moment. Tento točivý moment měří dynamometr. Točivý moment můžete snadno převést na koňské síly vynásobením točivého momentu otáčkami/5 252.
Představu o tom, jak dynamometr funguje, si můžete udělat následujícím způsobem:Představte si, že zapnete motor auta, zařadíte neutrál a podlahu. Motor by běžel tak rychle, že by explodoval. To není dobré, takže na dynamometru zatížíte motor s podlahou a změříte zatížení, které motor zvládne při různých otáčkách motoru. Mohli byste zavěsit motor k dynamometru, podložit jej a použít dynamometr k tomu, abyste motor dostatečně zatížili, abyste jej udrželi na řekněme 7000 otáčkách za minutu. Zaznamenáváte, jakou zátěž motor zvládne. Poté použijete dodatečné zatížení, abyste snížili otáčky motoru na 6 500 ot./min. a tam zatížení zaznamenali. Poté použijete dodatečné zatížení, abyste jej dostali na 6 000 otáček za minutu a tak dále. Totéž můžete udělat od 500 nebo 1 000 otáček za minutu a postupně nahoru. Dynamometry ve skutečnosti měří točivý moment (v librách-stopách) a pro převod točivého momentu na koňskou sílu jednoduše vynásobíte točivý moment otáčkami/5 252.
Pokud vynesete do grafu hodnoty koňských sil proti hodnotám otáček motoru, dostanete na konci křivku výkonu pro motor. Typická křivka výkonu pro vysoce výkonný motor může vypadat takto (toto je shodou okolností křivka pro motor o výkonu 300 koní v Mitsubishi 3000 twin-turbo):
Graf jako tento ukazuje, že každý motor má špičkový výkon -- hodnota otáček, při které je výkon dostupný z motoru na svém maximu. Motor má také špičkový točivý moment při konkrétních otáčkách. Často to uvidíte vyjádřené v brožuře nebo recenzi v časopise jako „320 HP při 6500 otáčkách za minutu, točivý moment 290 lb-ft při 5000 otáčkách za minutu“ (údaje pro Shelby Series 1 z roku 1999). Když lidé říkají, že motor má „mnoho točivého momentu v nízkých otáčkách“, myslí tím, že vrchol točivého momentu nastává při poměrně nízkých otáčkách, například 2 000 nebo 3 000 ot./min.
Další věc, kterou můžete vidět z křivky výkonu auta, je místo, kde má motor maximální výkon. Když se snažíte rychle zrychlit, chcete se pokusit udržet motor blízko bodu maximálního výkonu na zatáčce. To je důvod, proč často podřazujete, abyste zrychlili - podřazováním zvyšujete otáčky motoru, což vás obvykle posune blíže k bodu maximálního výkonu na křivce. Pokud chcete „nastartovat“ své auto ze semaforu, obvykle byste motor otočili, aby se motor dostal přímo na nejvyšší otáčky za minutu, a poté uvolněte spojku, abyste pneumatikám vypustili maximální výkon.
Jednou z oblastí, kde se o koňských silách mluví nejvíce, je oblast vysoce výkonných vozů. V další části si promluvíme o tamním spojení.
Točivý momentPředstavte si, že máte velký nástrčný klíč s 2 stop dlouhou rukojetí a na tuto dvoustopou rukojeť působíte silou 50 liber. To, co děláte, je aplikování točivého momentu neboli síly otáčení 100 liber-stop (50 liber na 2 stopy dlouhou rukojeť) na šroub. Stejného točivého momentu 100 liber-stop byste mohli dosáhnout použitím 1 libry síly na konec 100stopé rukojeti nebo 100 liber síly na 1stopou rukojeť.
Automobil je považován za „vysoce výkonný“, pokud má velký výkon v poměru k hmotnosti vozu. To dává smysl – čím větší váhu máte, tím více síly je potřeba k urychlení. Pro dané množství výkonu chcete minimalizovat hmotnost, abyste maximalizovali zrychlení.
Následující tabulka ukazuje výkon a hmotnost několika vysoce výkonných vozů (a jednoho nízkovýkonného vozu pro srovnání). V grafu můžete vidět maximální výkon, hmotnost vozu, poměr výkonu k hmotnosti (výkon dělený hmotností), počet sekund, za které vůz zrychlí z nuly na 60 mph, a cenu.
Můžete vidět velmi jasnou korelaci mezi poměrem výkonu a hmotnosti a časem 0 až 60 - ve většině případů vyšší poměr znamená rychlejší auto. Zajímavé je, že mezi rychlostí a cenou je menší korelace. Viper ve skutečnosti vypadá na tomto konkrétním stole jako docela dobrá hodnota!
Pokud chcete rychlé auto, chcete dobrý poměr výkonu a hmotnosti. Chcete hodně výkonu a minimální hmotnost. Takže první místo, kde začít, je vyčištění kufru.
Další informace o koňské síle a souvisejících tématech naleznete na následujících odkazech.
Původně zveřejněno:1. dubna 2000
