Where "horsepower" actually came from
Одиниця має напрочуд буквальне походження. У 1780-х роках Джеймс Уатт продавав парові двигуни власникам шахт, які звикли думати категоріями коней — точніше, скільки коней може замінити насосний двигун. Щоб дати покупцям число, з яким вони могли б порівняти, Ватт виміряв млинового коня, який обертає колесо, і підрахував, що він може витримувати близько 33 000 фут-фунтів роботи за хвилину. Він визначив одну кінську силу як саме цю величину, додав запас міцності, щоб його двигуни надійно перевершували число на папері, і одиниця застрягла ще довго після того, як самі парові двигуни зникли з використання.
Ось чому сьогодні визначення виглядає дивно конкретним: 1 HP = 33 000 фут-фунт/хв = 550 фут-фунт/с = 745,7 Вт. Це отвір у формі коня, який залишився в сучасній техніці, а не число, яке хтось винайшов би з нуля.
Формула для будь-якої обертової машини
Незалежно від того, чи це автомобільний двигун, електродвигун чи водяний насос, існує однакове співвідношення: потужність дорівнює крутному моменту, помноженому на швидкість обертання вала.
HP = (Крутний момент у фунт-футах × об/хв) ÷ 5,252
Двигун, який створює крутний момент 50 фунт-фут при 1750 об/хв, забезпечує (50 × 1750) ÷ 5252 ≈ 16,7 к. с.
Якщо ви працюєте саме з двигуном автомобіля чи вантажівки — динамометричні діаграми, гальмівна потужність, PS проти SAE HP — Калькулятор потужності двигуна заглиблюється в цю територію, специфічну для автомобілів.
Перетворення між HP, kW і ватами
| одиниця | Дорівнює |
|---|---|
| 1 механічні HP | 745.7 W (0.7457 kW) |
| 1 PS (metric HP) | 735.5 W (~98.6% механічних HP) |
| 1 kW | ~1.341 HP |
Розрив між механічним HP і метричним PS невеликий — приблизно 1,4% — але це має значення, якщо порівнювати специфікацію HP у США з європейським у PS. На табличках електродвигунів майже завжди вказується кВт, тому існує наведений вище режим перетворення: порівняння номінальної потужності двигуна в кВт із вимогою до HP (або навпаки) є однією з найпоширеніших причин, чому люди звертаються до цього калькулятора.
Кінська сила за межами автомобільного світу
- Електродвигуни: промислові двигуни та двигуни насосів зазвичай розраховуються на к. с. або кВт, і підбір двигуна до навантаження означає порівняння необхідної потужності з номінальною потужністю двигуна при робочих обертах за хвилину.
- Водяні та іригаційні насоси: потужність насоса пов’язана зі швидкістю потоку та висотою, яку потрібно підняти, а не крутним моментом і частотою обертання безпосередньо, але той самий блок живлення зв’язує її з електричною енергією, яку споживає насос.
- ОВК та компресори: двигуни компресорів мають розміри в к.с. або кВт відповідно до навантаження на охолодження чи нагрівання, яке вони потребують.
- Генератори: вихідна потужність генератора часто вказується в кВт, що робить перетворення кінських сил у кВт першим кроком у визначенні розміру генератора відповідно до необхідного електричного навантаження.
У кожному випадку основна математика ідентична — змінюється лише джерело крутного моменту та числа обертів на хвилину.
Чому більше кінських сил автоматично не означає більшу швидкість
Кінська сила вимірює швидкість доставки енергії, а не те, наскільки ефективно ця енергія фактично використовується. Прискорення транспортного засобу в реальному світі також залежить від ваги, передачі, зчеплення шин і того, де в діапазоні обертів на хвилину досягає максимуму крутного моменту, тому на папері легша машина з помірними кінськими силами регулярно перевершує важчу з вищим піковим числом.