اسب بخار چیست؟

اسب بخار در گذشته‌های نه چندان دور، اصلی‌ترین منبع تأمین توان در مزارع کشاورزی، اسب‌ها بودند. تا قبل از ظهور تراکتور، برای حمل انواع بار از اسب استفاده می‌شد. اگر قرار بود هنوز هم کشاورزان برای تولید غذا به نیروی محرکه اسب‌ها متکی باشند، شاید به بیست برابر تعداد فعلی اسب‌ها در کره زمین نیاز داشتیم. امروزه تقریباً همه ما می‌دانیم که اصطلاح اسب بخار به توان موتور اشاره دارد. توان را می‌توان به عنوان سرعت انجام کار تعریف کرد. این کمیت به صورت نسبت کار انجام شده به مدت زمان انجام آن کار محاسبه می‌شود. یکای اندازه‌گیری توان (چه مکانیکی و چه الکتریکی)، وات است. یک وات برابر با یک ژول کار است که در یک ثانیه انجام می شود. هر ژول انرژی به صورت متر بر کیلوگرم بر ثانیه تعریف می شود.

اسب بخار:

این واژه در اواخر قرن هجدهم توسط مخترع اسکاتلندی جیمز وات (١۸١٩- ١۷٣۶) برای مقایسه بازده موتور با قدرت اسب‌های کاری به تصویب رسید. بعد از آن برای سنجش بازده موتورهای پیستونی و الکتریکی و توربین‌ها کاربرد آن بیشتر گسترش یافت.

به گزارش سایت آی موز اسب بخار به عنوان مقیاسی از توان موتورهای درون‌سوز بیشتر در صنعت خودروسازی اصطلاحی رایج است. واحد توان در دستگاه SI وات است.داستان از آن‌جا شروع شد که وات در یک معدن زغال سنگ با اسب‌هایی که زغال سنگ بلند می‌کردند کار می‌کرد. و راهی می‌خواست تا بتواند در باره‌ی توان هر یک از این اسب‌ها صحبت کند. او دریافت که به‌طور میانگین، یک اسب معدن می‌تواند ۲۲۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٣۰ کیلوژول) کار را در یک دقیقه انجام دهد. سپس او این عدد را ۵۰ درصد افزایش داد و اسب بخار را ٣٣۰۰۰ پوند-فوت (حدود ٤۵ کیلوژول) انرژی در یک دقیقه قرار داد. این یک واحد دلخواه بود که پس از گذشت قرن‌ها، امروزه در خودروها، ماشین‌های چمن‌زنی، اره برقی‌ها و در بعضی جاروبرقی‌ها بکار می‌رود.

این واژه واحد اندازه گیری قدرت خودرو است. همچنین قویترین خودروها دارای هزار توان قدرت هستند.

هر اسب بخار چند سی سی است؟

به گفته بسیاری از کارشناسان مطرح در این زمینه، نمی توان برای این مورد واحد سی سی عنوان کرد، برای این سی سی واحد اندازه گیری حجم می باشد. و در حالی که این واحد اندازه گیری توان است. اما می توان مطرح کرد که  تاثیر سی سی بر روی توان حرکتی موتور چقدر است.

عوامل تاثیر گذار بر توان:

هر اتومبیل یا کامیونی که شما خریداری می کنید دارای یک قدرت اسب بخار برای موتور خود می باشد. به عنوان مثال خودروی پژو SD ۲۰۶ دارای ۱۱۰ اسب بخار(۵۸۰۰ دور  در دقیقه) قدرت است.

میزان محاسبه سرعت هر اسب بخار وابسته به عواملی همچون، سرعت حرکت وسیله مورد نظر، جریان مخالف هوا و نیز توان وسیله مورد نظر است. سرعت و قدرت اسب بخار ۵۵۰ فوت بر پوند در ثانیه انرژی در هر اسب بخار است یا به اصطلاح یک اسب بخار، بین ۷۳۵.۵ تا ۷۵۰ وات است.

به این نکته توجه داشته باشید که صرف اینکه یک وسیله نقلیه در یک نمونه مقدار مشخصی اسب بخار تولید می کند. به این معنی نیست که همیشه یک مقدار ثابت است. متداول ترین مقصر این امر کاهش جریان هوا در موتور است، اما محدود کردن اگزوز باعث کاهش قدرت اسب بخار نیز می شود.

به همین دلیل حفظ موتور در شرایط عالی با تمیز بودن فیلترها و تغییر منظم فیلترها ضروری است. با حفظ میزان ثابت جریان هوا و اگزوز مناسب ، عملکرد موتور خود را در اوج حفظ می کنید. سرویس دهی به موتور اتومبیل شما از اهمیت بالایی برخوردار است.

سیستم سوخت خودرو نیز بر اسب بخار تولید شده توسط موتور تأثیر می گذارد. برای داشتن حداکثر عملکرد قدرت اسب بخار، باید جریان کافی سوخت به موتور داشته باشید. پمپ های سوخت و فیلترهای سوخت از اهمیت اساسی در عملکرد وسیله نقلیه شما برخوردار هستند.(پیشنهاد می شود برای توان بالاتر موتور و حداکثر بازدهی از روغن موتور لیکوتک استفاده نمائید.)

اندازه‌گیری اسب بخار:

اگر بخواهید توان یک موتور را بدانید، باید موتور را به یک توان‌سنج (Dynamometer) وصل کنید. توان‌سنج باری را روی موتور قرار می‌دهد و توانی را که موتور دربرابر بار تولید می‌کند را اندازه می‌گیرد.ایده‌ی طرز کار توان سنج را می‌توان به این صورت درک کرد: تصور کنید موتوری را روشن کردید و بدون آنکه باری روی آن باشد پدال گاز را فشار می‌دهید.

در این‌حالت موتور آن‌قدر سریع می‌چرخد که از هم می‌پاشد که این مناسب نیست. بنابراین با یک توان‌سنج، باری را بر موتور قرار می‌دهید و باری را که موتور در دورهای مختلف می‌تواند تحمل کند را اندازه می‌گیرید. باید توان‌سنجی را به موتور وصل کنید، گاز دهید و با توان‌سنج بار روی موتور را تغییر دهید. تا دور موتور مثلا روی ۷۰۰۰ دور بر دقیقه ثابت بماند و در این دور، باری را که موتور می‌تواند تحمل کند را ثبت می‌کنید. سپس بار را زیادتر کنید تا دور موتور مثلا به ۶۵۰۰ کاهش یابد و دوباره بار متناظر با این دور را ثبت کنید. به همین ترتیب ادامه دهید. همچنین می‌توانید همین کارها را از ۵۰۰ و ١۰۰۰ دور به بالا انجام دهید.

چیزی که توان‌سنج اندازه می‌گیرد. در واقع گشتاور پیچشی است و برای تبدیل آن به اسب بخار باید گشتاور را در دور موتور ضرب کنید.

فرمول محاسبه و کاربرد آن:

اندازه گیری اولیه قدرت اسب بخار در گذشته متفاوت تر از آنچه ما در حال حاضر استفاده می کنیم بود. در حقیقت، تا سال ۱۹۷۱ اصطلاح “ناخالص” اسب بخار بیشتر بود. اکنون، مردم قدرت را با ضرب گشتاور در حداکثر سرعت و تقسیم بر ۵۲۵۲ محاسبه می کنند.

هتر است بگوییم اسب بخار به اندازه گیری اساسی انرژی تولیدی و میزان انرژی تولید شده در موتور مربوط می شود. باورهای غلط زیادی در مورد اسب بخار و نحوه بازی آن در درک قدرت خروجی موتور وجود دارد.

در اواخر دهه ۱۷۰۰، این اصطلاح برای توصیف عملکرد موتور بخار در مقابل اسب بخار استفاده شد. اگر به نظر می رسد این کمتر از اندازه گیری دقیق باشد، درست است. یک اسب واقعی می تواند حداکثر کمی بیش از ۱۴ اسب بخار قدرت داشته باشد.

هر اسب بخار چند آمپر است و آیا در خودروها متفاوت است؟

قبل از پاسخ دادن به این سوال ” هر اسب بخار چند امپر است.بهتر است بدانید که آمپر نشانگر بار جریان الکتریکی است که یک موتور می تواند. برای مدت زمان نامعلومی بدون تخریب عایق و سایر ترکیبات الکتریکی موتور حمل کند. اما شاید جای سوال باشد. که هر اسب بخار چند امپر است، باید گفت هر اسب بخار معادل ۷۴۵.۶ آمپر است

 توجه داشته باشید که سرعت و گشتاور بخشی از محاسبه یافتن اسب بخار است، اما نشان دهنده قدرت تنها نیست. برای داشتن یک اسب بخار باید هم گشتاور و هم سرعت داشته باشید.

این بدان معنی است که برخی از موتورهایی که در اتومبیل ها قرار می گیرند. توانایی سرعت بسیار بالایی دارند اما در کل قدرت یا توان بالایی ندارند. اگر وسیله نقلیه ای خریداری می کنید که فقط ۲۰۰ اسب بخار قدرت دارد، به این معنی نیست که کند خواهد بود.

تبدیل اسب بخار به واحدهای دیگر:

یک اسب بخار برابر با ۷٤۶ وات است. پس اگر یک اسب را به چرخی وصل کنیم تا آن را بچرخاند با آن چرخ می‌توان مولد برقی را بکار انداخت که ۷۶ وات توان تولید می‌کند.

انرژی حاصل از یک اسب بخار در مدت یک ساعت برابر  ۲۵٤۵BTU است که هر BTU انرژی مورد نیاز برای بالا بردن دمای یک پوند آب به اندازه‌ی یک درجه‌ی فارنهایت است.

یک BTU برابر ١۰۵۵ ژول یا ۲۵۲ گرم-کالری و یا ۲۵۲/۰ کالری غذایی است. یک اسب احتمالا ۶٤١ کالری غذایی را در یک ساعت می‌سوزاند.

تفاوت اسب بخار در موتور الکتریکی؟

هنگام صحبت در مورد یک موتور الکتریکی مانند آنچه در یک وسیله نقلیه الکتریکی یافت می شود.  توان مکانیکی،  داده شده در وات (W)، کیلووات یا اسب بخار (PS)، با ضرب سرعت (RPM) در گشتاور، معادل چرخش محاسبه می شود. میزان توان در موتور الکتریکی به نوع آن بستگی دارد و در هر خودرویی متفاوت است، اما آن چیزی که ما شاهد آن هستیم قدرت بالای آنها است.

 از نظر تاریخی به توان خروجی موتور اتومبیل ها چه الکتریکی و چه دیزلی اشاره دارد و قدمت آن به اواخر قرن نوزدهم برمی گردد.  بنابراین می توان خروجی موتور یک وسیله نقلیه الکتریکی را به دو صورت کیلووات یا PS بیان کرد. به عنوان مثال موتور R135 در ZOE خروجی موتور ۱۰۰ کیلووات یا ۱۳۵ PS تولید می کند.

البته همانطوری که گفته شد تفاوت ها به نوع موتور دستگاه بر می گردد. و به یقین هر اندازه قدرت موتور الکتریکی بالاتر باشد در هزینه های آن نیز تاثیر خواهد گذاشت.

:توان موتور

اگر توان یک موتور(بر حسب اسب بخار) در برابر دور موتور را رسم کنید چیزی که در نهایت به‌دست می‌آید. منحنی توان موتور است.

 هر موتوری یک توان بیشینه دارد (دور موتوری که در آن توان، خروجی موتور بیشینه است). همچنین یک موتور در یک دور خاص، گشتاور بیشینه‌ای دارد. 

به احتمال زیاد در بروشور تبلیغاتی خودروهای مختلف در قسمت قدرت موتور با اصطلاح اسب بخار در دور بر دقیقه (hp/rpm) برخورده‌اید. 

مثلا قدرت موتور پژو206 تیپ دو 75 اسب بخار در 5500 دور در دقیقه است در واقع: 75hp/5500rpm معنی این جمله این است كه ماكزیمم قدرت بهینه موتور 75 است. كه در 5500 دور در دقیقه حاصل می‌گردد.

وقتی می‌گویند موتوری گشتاور آخر پایینی دارد یعنی بیشینه‌ی گشتاور در دور موتورهای نسبتا پایین (مثلا ۲۰۰۰ یا ٣۰۰۰ دور) رخ می‌دهد.

چیز دیگری که در منحنی توان یک خودرو دیده می‌شود جایی است که توان بیشینه رخ می‌دهد. وقتی سعی می‌کنید به سرعت شتاب بگیرید، می‌خواهید موتور را نزدیک توان بیشینه نگه دارید. و به همین خاطر دنده را کم می‌کنید تا دور موتور زیاد شود و به توان بیشینه نزدیک شوید. وقتی می‌خواهید از پشت چراغ قرمز شروع به حرکت کنید. گاز می‌دهید تا دور موتور بالا رود و به توان بیشینه نزدیک شوید آنگاه کلاچ را رها می‌کنید تا توان زیادی به چرخ‌ها منتقل شود.

توان در خودروهایی با عملکرد بالا:

خودرویی با عملکرد بالا نامیده می‌شود که نسبت به وزنش توان زیادی داشته باشد. هرچه وزن بیشتر باشد توان بیشتری برای شتاب دادن به خودرو لازم است. برای توان مشخصی باید وزن را کاهش داد تا شتاب زیادتر شود.

اگر خودروی سریع‌تری می‌خواهید درواقع نسبت توان به وزن بیشتری می‌خواهید، پس اولین کار خالی کردن صندوق عقب است!

رقابت خودروسازان در تولید خودروهایی پرقدرت تر

یک ماشین با عدد توان بالا در مناطقی مسطح شاید خیلی لزومی نداشته باشد. اما راندن با آن برای برخی دوست داشتنی است.

این روزها خودروسازان در رقابت سنگین برای ساخت خودرویی هر چه قوی تر هستند.

و هر ساله در نمایشگاه های مختلف خودرویی محصولات خود را، با قدرت بالاتر معرفی می کنند.

در این بین تیونرها هم بی کار ننشسته اند.

این گروه از فعالان حوزه خودرو با تقویت موتور و استفاده از ابزارهای خاص، میزان توان خودروها را افزایش می دهند.