اسب بخار چیست ؟

همان طور که می دانید اصطلاح اسب بخار  (Horsepower) به توان موتور گفته می شود. پس اگر میخواهید بفهمید اسب بخار خودروهای محبوب بازار مانند؛ دنا پلاس توربو، پژو پارس، ساینا و حتی ماکسیما از چه روش محاسبه می شود، با ما همراه باشید تا در ادامه این مقاله هرانچه باید درباره آن بدانیم.

 

اسب بخار

این کلمه ابتدا توسط مهندس جوانی اسکاتلندی به نام جیمز وات که در معدن مشغول به کار بود ابداع شد.

جیمز وات برای محاسبه مقدار توان اسب ها به دنبال کلمه ای بود که این مفهوم را برساند.

جیمز وات متوجه شد هر اسب در هر ثانیه می تواند وزنی ۷۵ کیلوگرمی را توسط قرقره به ارتفاع یک متر بلند کند.

البته شایان ذکر است که بگوییم قبل از جیمز وات؛ مهندس باهوش و نابغه ایی به اسم توماس ساوری در کتاب دوست معدن‌چی اشاراتی کوتاه به قضیه اسب بخار کرده بود. او در این کتاب گفته بود که:

فرض کنید پمپ آب، آب را با قدرتی بالا بکشد که معادل کار همزمان ۲ اسب در کنار هم باشد. در این حالت و برای انجام پیوسته این کار، نیاز است ۱۰ یا ۱۲ اسب در مزرعه خود نگهداری کنید.

بنابراین، این موتور به اندازه ۱۰ تا ۱۲ اسب کار می‌کند. در آینده، می‌توان موتورهای بزرگتری طراحی کرد که به اندازه هشت، ۱۰، پانزده یا حتی بیست اسب، توان انجام کار داشته باشند.

اما به  جیمز وات برگردیم، او دریافت که به طور میانگین، یک اسب معدن می تواند ۲۲۰۰۰ پوند-فوت (حدود ۳۰ کیلوژول) کار را در یک دقیقه انجام دهد. سپس جیمز این عدد را ۵۰ درصد افزایش داد و اسب بخار را ۳۳۰۰۰ پوند-فوت (حدود ۴۵ کیلوژول) انرژی در یک دقیقه قرار داد. این یک واحد در واقع بیانگر یک اسب بخار است .

تبدیل واحد اسب بخار به دیگر واحدها

واحد اندازه گیری وات:

قدرت یک اسب بخار برابراست  با ۷۴۶ وات. پس اگر یک اسب را به چرخی متحرک (شبیه به تردمیل) وصل کنیم تا آن را بچرخاند با آن چرخ می توان مولد برقی را به کار انداخت که ۷۴۶ وات توان تولید می کند.

واحد اندازه گیری BTU:

انرژی حاصل از یک اسب بخار در مدت یک ساعت برابر  ۲۵۴۵BTU است که هر BTU انرژی مورد نیاز برای بالا بردن دمای یک پوند  آب به اندازه ی یک درجه ی فارنهایت است.

واحد اندازه گیری کالری یا ژول:

یک BTU برابر ۱۰۵۵ ژول، یا ۲۵۲ گرم-کالری و یا ۲۵۲/۰ کالری غذایی است. یک اسب احتمالا ۶۴۱ کالری غذایی را در یک ساعت می سوزاند.

روش محاسبه اسب بخار

برای محاسبه قدرت موتور در اتومبیل های درون سوز نه موتورهای برقی یا الکتریکی، ابتدا با دستگاه های مخصوص تست و متصل به خروجی میل لنگ موتور، حداکثر گشتاور تولیدی موتور را که به علت کاهش اصطکاک در سرعت های پایین بدست می آید، را محاسبه می کنند، سپس عدد به دست امده را ضرب در دور موتور و تقسیم بر عدد ۵۲۵۲ می کنند.

مثلا قدرت موتور پراید یا سمند ، در دور موتور ۴۲۰۰ rpm، گشتاوری ۳۰۰ نیوتن متری بدست می آید، حال اگر ۴۲۰۰ را ضربدر ۳۰۰ نیوتن متر کنیم و سپس عدد بدست آمده یعنی ۱۲۶۰۰۰۰ را تقسیم بر ۵۲۵۲ کنیم، عدد ۲۴۰  برای مقدار قدرت تولیدی بدست می آید که آن را۲۴۰ اسب بخار می نامیم.

قدرت = گشتاور X دور موتور / ۵۲۵۲

نمودار توان موتور به احتساب اسب بخار

اگر نمودار توان یک موتور در برابر دور موتور را رسم کنیم چیزی که در نهایت به‌دست می‌آید منحنی توان موتور است.

یک نمونه منحنی توان یک موتور با عملکرد بالا شبیه نمودار زیر است.

این نمودار نشان می دهد که هر موتوری یک قدرتی دارد، همچنین یک موتور در یک دور خاص، گشتاور دارد.

وقتی می‌گویند موتوری گشتاور آخر پایینی دارد یعنی بیشینه‌ی گشتاور در دور موتورهای نسبتا پایین (مثلا ۲۰۰۰ یا ۳۰۰۰ دور) رخ می‌دهد.

نکته ی 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 اسب بخار 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.

شما در جدول زیر می توانید توان و وزن چندین خودرو با عملکرد بالا را ببینید.

در این جدول می‌توانید توان بیشینه، وزن، نسبت توان به وزن، زمان لازم برای رسیدن سرعت از صفر به ۶۰ مایل در ساعت (۹۷ کیلومتر در ساعت) و قیمت تقریبی خودرو ها قابل مشاهده است.

می‌توانید رابطه‌ی واضحی بین نسبت توان به وزن و زمان صفر تا ۶۰ خودرو را ببینید. معمولا نسبت بیشتر، نشان دهنده‌ی خودروی سریع‌تر است. پس هر چقدر پول بیشتر بدهید، اسب بخار بیشتری دریافت می کنید.

خودروهایی بیش ترین اسب بخار 

جدال و رقابت خودروسازان در دنیای خودروها عموما بر سر اسب بخار و میزان گشتاور خودروهایشان است. و همه مهندسان خودروسازان بزرگ در تلاش هستند که با کمترین حجم ممکن یک موتور، بیشترین خروجی نیرو  را به نمایش بگذارند.

در دهه ۸۰ و ۹۰ میلادی عموما خودروها با حجم موتور ۴ یا ۵ لیتری و ۶ یا ۸ سیلندر خروجی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ اسب بخار را داشتند اما در دهه های اخیر حتی یک خودرو زیر ۲۰ هزار دلار با حجم کمتر از ۲ لیتر هم می تواند به عددی بیش از ۳۰۰ دست پیدا کند.

در حال حاضر بیش ترین توان خروجی در دستان ۲ خودروساز است. یکی با رگه های فرانسوی – آلمانی یعنی شرکت خودروسازی بوگاتی و دیگری سوئدی پر آوازه یعنی کونیگزگ است.

بوگاتی توانسته در مدل  شیرون با موتور ۱۶ سیلندر ۸ لیتر با ۴ توربوشارژر ۱۵۰۰ اسب بخار قدرت و کونیگزگ نیز با مدل جِمرا شامل موتور ۳سیلندر ۲.۰ توربو با ۳ موتور برقی توانسته به عدد ۱۷۰۰ اسب بخار قدرت دست پیدا کند. 

در خودروهای ایرانی بیشترین اسب بخار متعلق به دنا پلاس توربو با ۱۵۰ اسب بخار قدرت است و کمترین اسب بخار خودرو ایرانی در اختیار پراید با ۷۱ اسب بخار قدرت می باشد.