Arklio jėgos: kas tai yra ir kodėl tai svarbu?
Arklio galios yra terminas, dažnai naudojamas apibūdinti variklio galią. Viena arklio galia (PS) atitinka jėgą, reikalingą 4500 kilogramų pakelti per vieną metrą per minutę.
Šiame straipsnyje bus nagrinėjama arklio galia kaip variklio galios matavimo vienetas, jo reikšmė, skaičiavimas ir skirtumas tarp skirtingų arklio galių tipų.
Turinys
Arklio galių istorija trumpai
Pirmą kartą šį terminą sukūrė škotų išradėjas Jamesas Wattas XVIII amžiaus pabaigoje, kad padėtų parduoti savo patobulintą garo variklį. Savo idėją jis grindė knyga Miner's Friend, kurią parašė anglų išradėjas ir inžinierius Thomas Savery.
XVIII amžiaus pabaigoje buvo prasminga matuoti garo variklio galią arklio galiomis, nes vertė pažodžiui reiškė arklių, kuriuos variklis galėjo pakeisti, skaičių. Tai leido potencialiems pirkėjams labai lengvai suprasti variklio veikimą.
Taigi iš kur atsiranda skaičius 33 000 svarų per pėdą per minutę, apibrėžiantis vieną arklio galią? Wattas stebėjo arklį, kuris malūno ratą pasuko 144 kartus per valandą arba 2,4 karto per minutę. Atsižvelgdamas į rato spindulį ir atstumą, kurį arklys nuvažiavo per minutę, jis apskaičiavo vieną arklio galią kaip 32 572 pėdų svarų per minutę. Po metų Watt ir Matthew Boulton šį skaičių standartizavo iki 33 000 pėdų per minutę.
Arklio galių skaičiavimas
P = (T x N) / k
P – arklio galios (skaičiavimo rezultatas)
T – sukimo momentas, kuris gali būti svarų pėdų (ft-lb) arba colių svarais (lb)
N – apsisukimai per minutę
k – pastovus, jei sukimo momentas (T) yra svarais pėdomis, tada lygus 5252; jei sukimo momentas yra coliais svarais, jis lygus 63 025
Arklio jėgos prasmė
Arklio galios yra svarbus parametras ir dažnai pardavimo taškas naujiems automobiliams ir sunkvežimiams automobilių pramonėje. Žinoma, daugelį vilioja didesnis našumas, nes tokie automobiliai laikomi brangesniais ir geresniais.
Tačiau reikia pažymėti, kad arklio galia yra tik vienas iš veiksnių, lemiančių transporto priemonės veikimą. Kiti veiksniai, tokie kaip sukimo momentas, aerodinamika ir svoris, gali labai paveikti bendrą automobilio veikimą.
Kalbant apie našumo matavimą, galima naudoti kelis skirtingus metodus. Dažniausiai naudojamas dinamometras – prietaisas, matuojantis variklio veikimą esant apkrovai. Šis metodas leidžia gana tiksliai išmatuoti variklio galią ir dažnai jį naudoja automobilių gamintojai ir derintojai, norėdami optimizuoti savo variklių veikimą.
Kodėl matuojant variklio galią pirmenybė teikiama arklio galioms, o ne vatams?
Trumpai tariant, tai nepraktiška. Esmė ta, kad daugumos variklių ir mašinų, net ir mažiau galingų, galia gali lengvai pasiekti penkių skaitmenų vatus. Viena arklio galia (PS) yra 735,5 vatai. Dėmesio, jei tai arklio galia imperijos vienetais (AG), tai yra 746 vatai.
Metrinės arklio jėgos
Yra skirtumas tarp JAV naudojamų arklio galių (JAE standartas) ir Europoje naudojamų arklio galių. Metrinė arklio galia (PS) yra 98,6% vienos arklio galios (AG - Arklio galios) imperijos vienetais, atitinkamai - 1,4% mažiau. Europos Sąjungoje kilovatai (kW) apibrėžiami kaip oficialus vienetas, tačiau net ir tokiu atveju bendroje komunikacijoje pirmenybė teikiama terminui arklio galios. Paprasčiau tariant, 1 metrinė arklio galia = 0,986 imperijos arklio galios.
Metrinių arklio galių santrumpa yra PS (iš vokiško žodžio Pferdestärke, reiškiančio „arklio galia“), o imperinė arklio galia – HP. Jei susidursite su našumo specifikacijomis Italijoje, galite susidurti su santrumpa CV (iš italų kalbos Cavalli Vapore) – tai tas pats vienetas kaip PS.
Kodėl skiriasi Amerikos ir Europos arklio jėgos?
JAV jie naudoja JAE standartus; Europoje jie naudoja DIN, kuris reiškia „Deutsche Industrie Normen“ – Vokietijos pramonės standartą. Skirtumas tas, kad SAE arklio galia yra galia pakelti 33 000 svarų viena pėda per minutę. Kita vertus, DIN apibrėžia vieną metrinę arklio galią kaip jėgą pakelti 4500 kilogramų per vieną metrą per minutę.
Elektrinė arklio galia
Viena arklio galia yra lygi 735,5 vatui (W) arba 0,7355 kilovatui (kW). Imperijos vienetuose viena arklio galia yra lygi 746 vatams arba 0,746 kilovatams. Arklio galių atžvilgiu nėra skirtumo tarp elektrinių ir mechaninių savybių.
Skirtumas tarp HP, BHP ir WHP
Kaip minėta anksčiau, arklio galios reiškia variklio galią. Stabdžių efektyvumas (BHP) neturi nieko bendra su jūsų automobilio stabdžių sistema. Vertinant variklio veikimą, dažnai naudojamas dinamometras – mechaninis stabdys, kuris veikiančiam varikliui gali pritaikyti kintamą apkrovą, taigi ir terminas stabdžių veikimas.
Dinamometras leidžia apskaičiuoti sukimo momentą ir galią esant įvairiems variklio sūkiams, o stabdymo galia (BHP) yra rodmuo, pateiktas esant tokiam greičiui. Stabdymo galia yra didžiausia galia be trinties nuostolių pavaros mechanizme.
Dėl trinties nuostolių, paprasčiau tariant, prarandama galia, t.y. net jei jūsų automobilis turi 200 arklio galių, jis tiesiog niekada nepasieks šios galios kelyje. Pavarų dėžėje ir pavarų dėžėje yra trintis. Priklausomai nuo transmisijos, pavaros ir kt. automobilis paprastai gali prarasti nuo 15% iki 25% galios. Pavyzdžiui, visų ratų pavara užima 20-25% galios.
Rato galia (WHP)
Tai aktualiausi, bet mažiausiai paminėti duomenys, nes atspindi, kokią galią automobilis gali pasiekti kelyje. WHP matuojamas ant ratų naudojant dinamometrą ir šis našumas visada yra mažesnis nei BHP arba AG, nes atsižvelgiama į trinties nuostolius.
Automobilių gamintojai linkę pabrėžti arklio galių skaičių ir sąmoningai ignoruoti WHP, nes šis skaičius visada yra mažesnis. Mažesni skaičiai nėra gerai parduodami našumo požiūriu.
Kiek arklio galių turi žmogus?
Sveikas suaugęs žmogus gali pagaminti apie 1,2 AG (arba 0,89 kW) trumpą laiką – ši vertė sumažėja iki dešimtosios vienos arklio galios, jei našumas yra tvarus bent kelias valandas.
Kita vertus, profesionalus sportininkas gali pagaminti apie2,5 AG (1,9 kW) trumpą laiką ir 0,35 AG – ilgesnį laiką. Pavyzdžiui, Usainas Boltas – Jamaikos sprinteris – 2009 metais per savo 100 metrų sprintą pasiekė maksimalią 3,5 AG (2,6 kW) galią.
Išvada
Arklio galios yra terminas, dažniausiai naudojamas variklio galiai apibūdinti. Nors tai yra svarbus parametras, lemiantis transporto priemonės veikimą, jis nėra vienintelis. Kiti parametrai, tokie kaip sukimo momentas, aerodinamika ir svoris, gali labai paveikti bendrą transporto priemonės veikimą.