Koňská síla: Co představuje a proč je důležitá?
Koňská síla je termín často používaný k označení výkonu motoru. Jedna koňská síla (PS) odpovídá síle potřebné zvednout 4500 kilogramů na vzdálenost jednoho metru za jednu minutu.
Tento článek přezkoumá koňskou sílu jako jednotku pro měření výkonu motoru, její význam, výpočet a rozdíl mezi různými typy koňských sil.
Obsah
Historie koňské síly ve zkratce
Tento termín poprvé vytvořil skotský vynálezce James Watt koncem 18. století, aby pomohl prodávat svůj vylepšený parní stroj. Svůj nápad založil na knize The Miner's Friend, kterou napsal anglický vynálezce a inženýr Thomas Savery.
Koncem 18. století dávalo smysl měřit výkon parního stroje v koňských silách, neboť hodnota doslova znamenala počet koní, které motor mohl nahradit. Pro potenciální kupce tak bylo velmi snadné pochopit výkon motoru.
Odkud tedy pochází číslo 33 000 liber na jednu stopu za minutu, které definuje jednou koňskou sílu? Watt pozoroval koně, který otáčel mlýnské kolo 144krát za hodinu, respektive 2,4krát za minutu. Započtením poloměru kola a vzdálenosti, kterou kůň překonal za jednu minutu, vypočítal jednu koňskou sílu jako 32 572 ft-lb/min. O rok později toto číslo standardizovaly Watt a Matthew Boulton na 33 000 stop za minutu.
Výpočet koňské síly
P = (T x N) / k
P - Koňská síla (výsledek výpočtu)
T - Točivý moment, který může být buď v librách-stopách (ft-lb) nebo v palcích-librách (in-lb)
N - Otáčky za minutu
k - Konstanta, je-li točivý moment (T) v librách-stopách, pak se rovná 5252; je-li točivý moment v palcích-librách, rovná se 63 025
Význam koňské síly
Koňská síla je důležitým parametrem a často i prodejním argumentem pro nová osobní a nákladní auta v automobilovém průmyslu. Mnohé samozřejmě přitahuje vyšší výkon, protože taková auta jsou považována za prémiovější a lepší.
Je však třeba podotknout, že koňská síla je jen jedním z faktorů určujících výkon vozidla. Další faktory, jako je točivý moment, aerodynamika a hmotnost, mohou výrazně ovlivnit celkový výkon vozidla.
Pokud jde o měření výkonu, existuje několik různých metod, které lze použít. Nejběžnější metodou je použití dynamometru, zařízení, které měří výkon motoru při zatížení. Tato metoda poskytuje poměrně přesné měření výkonu motoru a výrobci automobilů a tuneři ji často používají k optimalizaci výkonu svých motorů.
Proč se při měření výkonu motoru upřednostňuje koňská síla před watty?
Ve zkratce je to nepraktické. Jde o to, že většina motorů a strojů, i těch méně výkonných, má výkon, který se bez problémů dokáže vyšplhat na pěticiferné číslo ve wattech. Jedna koňská síla (PS) je 735,5 wattů. Pozor, pokud se jedná o koňskou sílu v imperiálních jednotkách (HP) jde o 746 wattů.
Metrická koňská síla
Mezi koňskými silami používanými v USA (norma SAE) a koňskými silami používanými v Evropě je rozdíl. Metrická koňská síla (PS) je 98,6 % jedné koňské síly (HP - Horsepower) v imperiálních jednotkách, respektive – o 1,4 % menší. Evropská unie definuje kilowatty (kW) jako oficiální jednotku, přesto se v běžné komunikaci upřednostňuje termín koňská síla. Jednoduše řečeno, 1 metrická koňská síla = 0,986 imperiální koňské síly.
Zkratka metrické koňské síly je PS (z německého slova Pferdestärke, což znamená „koňská síla“) a imperiální koňská síla je zkrácena jako HP. Pokud natrefíš na výkonostní specifikace v Itálii, můžeš se setkat se zkratkou CV (z italského Cavalli Vapore) - jde o tutéž jednotku jako PS.
Proč je mezi americkými a evropskými koňskými silami rozdíl?
V USA používají normy SAE; v Evropě používají DIN, což znamená „Deutsche Industrie Normen“ – německý průmyslový standard. Rozdíl je v tom, že koňská síla SAE je síla ke zvednutí 33 000 liber na jednu stopu za jednu minutu. DIN na druhou stranu definuje jednu metrickou koňskou sílu jako sílu ke zvednutí 4500 kilogramů na vzdálenost jednoho metru za jednu minutu.
Elektrická koňská síla
Jedna koňská síla se rovná 735,5 wattů (W) nebo 0,7355 kilowattů (kW). V případě imperiálních jednotek se jedna koňská síla rovná 746 wattů nebo 0,746 kilowattů. Mezi elektrickým a mechanickým výkonem z hlediska koňských sil není rozdíl.
Rozdíl mezi HP, BHP a WHP
Jak již bylo řečeno, koňská síla se vztahuje na výkon motoru. Brzdný výkon (BHP) nemá nic společného s brzdovým systémem tvého auta. Hodnocení výkonu motoru často zahrnuje použití dynamometru, mechanické brzdy, která může aplikovat proměnlivé zatížení na běžící motor, proto se používá pojem brzdný výkon.
Dynamometr umožňuje vypočítat točivý moment a výkon při různých otáčkách motoru, přičemž brzdný výkon (BHP) je údaj uvedený při daných otáčkách. Brzdný výkon je maximální výkon bez třecích ztrát v hnacím ústrojí.
Třecí ztráty způsobují, zjednodušeně řečeno, ztrátu výkonu, tzn. i když má tvé auto 200 koňských sil, na cestě tohoto výkonu prostě nikdy nedosáhne. V hnacím ústrojí a převodovce totiž dochází ke tření. V závislosti na převodovce, hnacím ústrojí atp. může auto obecně ztratit od 15% do 25% výkonu. Například pohon všech kol ubírá 20-25% výkonu.
Koňská síla kol (WHP)
Jde o nejrelevantnější ale nejméně zmiňovaný údaj, protože odráží, jakého výkonu může auto dosáhnout na silnici. WHP se měří na kolech pomocí dynamometru a tento výkon je vždy nižší než BHP nebo HP, protože zohledňuje ztráty způsobené třením.
Výrobci automobilů mají tendenci zdůrazňovat údaj o koňských silách a úmyslně ignorovat WHP, protože tento údaj je vždy nižší. Nižší čísla z hlediska výkonu dobře neprodávají.
Kolik koňských sil má člověk?
Zdravý dospělý člověk dokáže krátkodobě vyprodukovat výkon kolem 1,2 hp (nebo 0,89 kW) - tato hodnota klesne na jednu desetinu jedné koňské síly, pokud jde o výkon během udržitelný alespoň na několik hodin.
Na druhé straně profesionální sportovec dokáže krátkodobě vyprodukovat přibližně 2,5 hp (1,9 kW) a na delší dobu 0,35 hp. Například Usain Bolt – jamajský sprinter – dosáhl maximálního výkonu 3,5 hp (2,6 kW) během svého sprintu na 100 metrů v roce 2009.
Závěr
Koňská síla je termín běžně používaný k popisu výkonu motoru. I když se jedná o důležitý parametr při určování výkonu vozidla, nejde o jediný. Další parametry, jako je točivý moment, aerodynamika a hmotnost, mohou výrazně ovlivnit celkový výkon vozidla.