Chansen är stor att du har hört talas om hästkrafter. Nästan varenda bilannons på TV nämner det, folk som pratar om sina bilar pratar mycket om och till och med de flesta gräsklippare har ett stort klistermärke för att tala om hästkrafterna.
Men vad är hästkrafter, och vad betyder hästkraftsbetyget när det gäller prestanda? I den här artikeln kommer du att lära dig exakt vad hästkrafter är och hur du kan använda det i din vardag.
Termen hästkrafter uppfanns av ingenjören James Watt. Watt levde från 1736 till 1819 och är mest känd för sitt arbete med att förbättra prestanda hos ångmaskiner. Vi påminns också om honom varje dag när vi pratar om 60-watts glödlampor.
Historien säger att Watt arbetade med ponnyer som lyfte kol i en kolgruva, och han ville ha ett sätt att prata om den kraft som finns tillgänglig från ett av dessa djur. Han fann att en minponny i genomsnitt kunde göra 22 000 fot-pund arbete på en minut. Han ökade sedan den siffran med 50 procent och fastställde mätningen av hästkrafter till 33 000 foot-pounds arbete på en minut. Det är den godtyckliga måttenheten som har tagit sig fram genom århundradena och nu dyker upp på din bil, din gräsklippare, din motorsåg och även i vissa fall din dammsugare.
Vad hästkrafter betyder är detta:Enligt Watts bedömning kan en häst göra 33 000 foot-pounds av arbete varje minut. Så, föreställ dig en häst som tar upp kol ur en kolgruva som visas ovan. En häst som utövar 1 hästkraft kan höja 330 pund kol 100 fot på en minut, eller 33 pund kol 1 000 fot på en minut, eller 1 000 pund 33 fot på en minut. Du kan göra vilken kombination av fötter och kilo du vill. Så länge produkten väger 33 000 foot-pounds på en minut har du en hästkraft.
Du kan antagligen föreställa dig att du inte skulle vilja lasta 33 000 pund kol i hinken och be hästen att flytta den 1 fot på en minut eftersom hästen inte kunde vika sig så mycket. Du kan förmodligen också föreställa dig att du inte skulle vilja lägga 1 pund kol i hinken och be hästen springa 33 000 fot på en minut, eftersom det översätts till 375 miles per timme och hästar inte kan springa så snabbt. Men om du har läst How a Block and Tackle Works, vet du att med ett block och tackle kan du enkelt byta ut upplevd vikt mot distans med hjälp av ett arrangemang av remskivor. Så du kan skapa ett block och tacklingssystem som lägger en bekväm mängd vikt på hästen i en bekväm hastighet oavsett hur mycket vikt som faktiskt finns i skopan.
Hästkrafter kan också omvandlas till andra enheter. Till exempel:
I den här artikeln kommer du att lära dig allt om hästkrafter och vad det betyder när det gäller maskiner.
Om du vill veta hästkrafterna på en motor kopplar du upp motorn till en dynamometer . En dynamometer belastar motorn och mäter mängden kraft som motorn kan producera mot belastningen.
På samma sätt, om du fäster en axel på en motor, kan motorn anbringa vridmoment på axeln. En dynamometer mäter detta vridmoment. Du kan enkelt omvandla vridmoment till hästkrafter genom att multiplicera vridmomentet med rpm/5 252.
Du kan få en uppfattning om hur en dynamometer fungerar på följande sätt:Föreställ dig att du sätter på en bilmotor, sätter den i neutralläge och golvar den. Motorn skulle gå så fort att den exploderade. Det är inte bra, så på en dynamometer belastar du den golvade motorn och mäter belastningen som motorn klarar av vid olika motorvarvtal. Du kan koppla en motor till en dynamometer, golva den och använda dynamometern för att applicera tillräckligt mycket belastning på motorn för att hålla den vid till exempel 7 000 rpm. Du registrerar hur mycket belastning motorn klarar. Sedan applicerar du ytterligare belastning för att sänka motorvarvtalet till 6 500 rpm och registrerar belastningen där. Sedan belastar man ytterligare för att få ner den till 6 000 rpm osv. Du kan göra samma sak från 500 eller 1 000 rpm och arbeta dig uppåt. Vad dynamometrar faktiskt mäter är vridmoment (i pund-fot), och för att omvandla vridmoment till hästkrafter multiplicerar du helt enkelt vridmomentet med rpm/5 252.
Om du plottar hästkrafterna mot rpm-värdena för motorn, är det du slutar med en hästkraftskurva för motorn. En typisk hästkraftskurva för en högpresterande motor kan se ut så här (detta råkar vara kurvan för 300-hästarsmotorn i Mitsubishi 3000 twin-turbo):
Vad en graf som denna påpekar är att vilken motor som helst har en topp hästkrafter -- ett varvtalsvärde vid vilket den tillgängliga effekten från motorn är maximal. En motor har också ett toppvridmoment vid ett specifikt varvtal. Du kommer ofta att se detta uttryckt i en broschyr eller en recension i en tidning som "320 HP @ 6500 rpm, 290 lb-ft torque @ 5000 rpm" (siffrorna för 1999 Shelby Series 1). När folk säger att en motor har "mycket lågt vridmoment", vad de menar är att det maximala vridmomentet inträffar vid ett ganska lågt varvtal, som 2 000 eller 3 000 rpm.
En annan sak man kan se från en bils hästkraftskurva är platsen där motorn har maximal effekt. När du försöker accelerera snabbt vill du försöka hålla motorn nära sin maximala hästkraftspunkt på kurvan. Det är därför du ofta växlar ner för att accelerera -- genom att växla ned ökar du motorvarvtalet, vilket vanligtvis flyttar dig närmare topppunkten för hästkrafter på kurvan. Om du vill "starta" din bil från ett trafikljus, skulle du vanligtvis varva motorn för att få motorn rätt på sitt högsta varvtal och sedan släppa kopplingen för att släppa ut maximal effekt till däcken.
Ett av de områden där man pratar mest om hästkrafter är inom området högpresterande bilar. I nästa avsnitt kommer vi att prata om kopplingen där.
VridmomentFöreställ dig att du har en stor hylsnyckel med ett 2-fot långt handtag på, och du applicerar 50 pund kraft på det 2-fots handtaget. Det du gör är att applicera ett vridmoment, eller vridkraft, på 100 pund fot (50 pund till ett 2 fot långt handtag) på bulten. Du kan få samma vridmoment på 100 pund-fot genom att applicera 1 pund kraft på änden av ett 100-fots handtag eller 100 pund kraft på ett 1-fots handtag.
En bil anses vara "högpresterande" om den har mycket kraft i förhållande till bilens vikt. Detta är vettigt - ju mer vikt du har, desto mer kraft krävs för att accelerera den. För en given mängd kraft vill du minimera vikten för att maximera accelerationen.
Följande tabell visar hästkrafterna och vikten för flera högpresterande bilar (och en lågpresterande bil för jämförelse). I diagrammet kan du se maximala hästkrafter, bilens vikt, kraft-till-vikt-förhållandet (hästkrafter dividerat med vikten), antalet sekunder det tar för bilen att accelerera från noll till 60 mph och priset.
Du kan se en mycket bestämd korrelation mellan effekt-till-vikt-förhållandet och 0-till-60-tiden - i de flesta fall indikerar ett högre förhållande en snabbare bil. Intressant nog finns det mindre samband mellan hastighet och pris. Viper ser faktiskt ut som ett ganska bra värde på just det här bordet!
Vill du ha en snabb bil vill du ha ett bra effekt-viktförhållande. Du vill ha mycket kraft och minimal vikt. Så det första stället att börja är genom att rensa ur stammen.
För mer information om hästkrafter och relaterade ämnen, kolla in länkarna som följer.
Ursprungligen publicerad:1 april 2000
