Het is overal. Het wordt in tv-commercials gepleisterd, er wordt over geschreeuwd tijdens autobijeenkomsten en er wordt zelfs tegen de zijkant van een grasmaaier geslagen. paardenkracht. Dit is het nummer waar iedereen achteraan zit. Maar weet je echt wat dit betekent? Als je vraagt hoeveel kracht een echt paard genereert, zul je merken dat het antwoord verre van is wat je je voorstelt.
James Watt en de erfenis van de stoommachine
Deze term kwam niet uit de lucht vallen. De naam komt van James Watt, een Schotse ingenieur die leefde van 1736 tot 1819. Hoewel je zijn naam misschien kent van je gloeilampen (lampen van 60 watt waren standaard huishoudelijke spullen), was zijn echte bekendheid het verbeteren van de efficiëntie van stoommachines. Hij had een manier nodig om zijn betere motoren te verkopen. Marketinghoek? Vergelijk ze met het enige, het enige dat mensen kunnen begrijpen.
Berekening van 33.000 ft-lb
Hoeveel pk heeft een paard dan? Technisch gezien staat één paardenkracht gelijk aan 33.000 foot-pounds werk per minuut. Dit is de officiële definitie. Maar waar komt dit vreemde getal vandaan?
Watt observeerde pony’s die in de mijnen werkten. Dit zijn geen renpaarden. Het waren werkende pony’s. Hij berekende dat een trekpaard 22.000 foot pound per minuut kon tillen. Dit is stevig werk. Als hij echter motoren met deze beoordeling zou verkopen, zouden mensen kunnen denken dat de motor zwak is vergeleken met het dier.
Dus hij heeft het opgegeten. Hij voegde er 50 procent aan toe.
22.000 maal 1,5 is 33.000.
Zo werd de benchmark vastgesteld. Dit is geen wetenschappelijke meting van de piekproductie van een paard. Dit was een marketingstrategie om de stoommachine er krachtig uit te laten zien. Echte paarden kunnen in korte tijd veel meer kracht produceren. Maar hoe zit het met langdurig werk gedurende een dag? De cijfers van Watt zijn een veilige gok.
Waarom liefhebbers geobsedeerd zijn door het aantal
Automensen zijn dol op deze statistiek omdat deze kwantificeerbaar is. Dit is het nummer dat snelheid belooft. Maar dat is niet alles. Koppel is belangrijk. Overbrengingsverhoudingen zijn belangrijk. Gewicht is belangrijk. Maar paardenkracht blijft nog steeds de kop. Dit is een gemakkelijke maatstaf. Dit is een sticker op de grasmaaier.
Vertelt het u alles over hoe uw auto rijdt? Nee. Maar het vertelt je hoe hard de motor werkt. In een wereld die wordt gedreven door specificaties is dat genoeg.
“Paardenkracht is een eenheid van kracht die gelijk is aan 33.000 foot-pounds per minuut.”
De oorsprong is duidelijk. De wiskunde is eenvoudig. De rest is alleen maar lawaai. Of toch?
Deze willekeurige meeteenheid bestaat al eeuwen. Het begon met een stoommachine. Nu ligt het in je auto. Ook in uw grasmaaier. Soms zelfs een stofzuiger.
Stoommachines behoren feitelijk tot het verleden. de wetten van de natuurkunde zijn dat echter niet. Deze werken op alle motoren op de planeet. Vanwege deze consistentie blijft paardenkracht een nuttige maatstaf.
Denk aan de originele afbeelding. Trekpaarden trekken steenkool uit de mijn. Eén paardenkracht betekent dat een paard één been en 33.000 pond per minuut optilt. Of 33 pond per 1000 voet per minuut. Of 1.000 pond 33 voet in een minuut. Het is een vast werktempo.
Paardenkracht kan eenvoudig worden omgezet naar andere eenheden.
1 PK is gelijk aan 746 watt. Stel je een paard voor op een loopband. Er wordt een generator aangedreven. Het vermogen bedraagt constant 746 watt.
Eén paardenkracht is gelijk aan 2.545 BTU’s per uur. Britse thermische eenheid. De elektrische kachel werkt 60 minuten op 746 watt. U krijgt 2.545 BTU’s. Een BTU verwarmt 1 pond water met 1 graad Fahrenheit.
1 BTU is 1.055 joule. Of 252 gram calorieën. Of 0,252 voedselcalorieën. Als een paard 100% efficiënt werkt, verbrandt het 641 calorieën per uur.
Sommige landen gebruiken metrische pk’s. Het is een beetje anders. Dit is de kracht die nodig is om een voorwerp van 75 kg in één seconde naar een hoogte van 1 meter te tillen. Eén metrische pk is ongeveer 98,6% van de standaard pk.
Paardenkracht meten met een rollenbank
Ingenieurs moeten dit vermogen meten. Ze gebruiken een rollenbank. Het apparaat laadt de motor. Het meet hoeveel vermogen de motor produceert tegen die belasting.
In theorie werkt het zo. Start de motor van de auto. Zet het in neutraal. Zet het gaspedaal op de grond. De motor draait te snel. Het explodeerde. De resultaten waren niet goed.
De rollenbank voorkomt de explosie. Het oefent belasting uit op een motor met vloer. Meet de belasting die door de motor wordt verwerkt bij verschillende snelheden.
Sluit een motor aan op een testbank. Vloer het. Deze machine biedt voldoende weerstand om de motor op 7.000 tpm te laten draaien. Registreer de lading.
Voeg lading toe. Verlaag de snelheid tot 6500 tpm. Registreer de lading.
Verlaag tot 6000 tpm. Neem het op.
Je kunt met een klein bedrag beginnen. 500 tpm. 1000 tpm. Werk je een weg omhoog. Dit geeft het totale motorvermogenprofiel.
Een rollenbank meet feitelijk het koppel in pond-voet. Om het aantal pk’s te krijgen, vermenigvuldigt u het koppel met het toerental en deelt u dit door 5.252.
Paardenkracht grafisch weergeven
Teken het gemiddelde aantal pk’s en het toerental. Er ontstaat een curve. Het is de pk-curve voor die motor
Prestatiemotoren zien er anders uit. Neem bijvoorbeeld de Mitsubishi 3000GT twin-turbomotor. De 300 pk sterke motor heeft een unieke curve.
Dit diagram toont een eenvoudig verhaal. Alle motoren hebben een plafond. Bij een bepaalde snelheid bereikt het vermogen zijn maximum. Vóór dat punt stijgt het. Daarna valt het. Er is ook een piekkoppelwaarde, die bij een ander toerental zit.
Autoliefhebbers zien dit voortdurend in brochures en tijdschriftrecensies. Neem bijvoorbeeld de Shelby Series 1 uit 1999. De specificaties zeggen: “320 pk bij 6500 tpm, 290 lb-ft koppel bij 5000 tpm.” De cijfers zijn verschillend. Verschillende punten op de curve.
Wanneer iemand een motor prijst omdat hij ‘veel koppel bij lage toerentallen’ heeft, heeft hij het over waar de piek optreedt. Wanneer het maximale koppel wordt gegenereerd bij een laag toerental, zoals 2000 tpm of 3000 tpm, voel je de reactie van de motor bij stilstand. Je hoeft niet te schreeuwen om te bewegen.
Schakelen om de snelheid te verhogen
Laten we nog eens naar de pk-curve kijken. Het hoogste punt is waar de motor het meeste vermogen produceert. Als je hard wilt accelereren, moet je de motor dicht bij zijn top houden.
Dit is de mechanische reden voor het terugschakelen. Wanneer u terugschakelt, neemt het motortoerental toe. Verplaats de wijzer naar rechts op de RPM-schaal. Idealiter landt u dicht bij het maximale aantal pk’s. Het gaat niet alleen om het lawaai. Plaats de motor zo dat er maximaal vermogen op de wielen wordt afgeleverd.
De bocht definiëren
Simpel gezegd: koppel is rotatiekracht. Visualisatie is gemakkelijker met hulpmiddelen dan met wiskunde.
Denk aan een dopsleutel met een 2 voet handvat. Als u de kop met een kracht van 50 pond naar beneden trekt, wordt de bout vastgedraaid tot 100 lb-ft. (50 keer 2 is 100).
Je kunt dezelfde spin van 100 pond op een andere manier krijgen. Gebruikt u een steel van 10 voet? Je hebt slechts 10 pond kracht nodig. Een éénvoetshandvat gebruiken? Je moet met 100 pond duwen. Het resultaat is hetzelfde. Inspanningen veranderen. De afstand verandert. Het product blijft hetzelfde.
Van stoommachines tot krachtige auto’s
De auto kan het label “high performance” niet alleen verdienen vanwege zijn hoge vermogen, maar ook vanwege zijn lage gewicht. De natuurkunde is eenvoudig. Een grotere massa vereist meer kracht om deze te verplaatsen. Als het vermogen vaststaat, is de enige manier om de acceleratie te maximaliseren het verminderen van het gewicht.
Zie details. De cijfers liegen niet.
| Model | Piekvermogen | Gewicht (lbs) | Verhouding vermogen:gewicht | 0-60 MPH (s) | Prijs |
|---|---|---|---|---|---|
| Dodge Viper | 450 | 3.320 | 0,136 | 4.1 | |
| Ferrari 355 F1 | 375 | 2.975 | 0,126 | 4.6 | |
| Shelby-serie 1 | 320 | 2.650 | 0,121 | 4.4 | 4.4 |
| Lotus Esprit V8 | 350 | 3.045 | 0,115 | 4.4 | 4.4 |
| ** Chevrolet Corvette ** | 345 | 3.245 | 0,106 | 4,8 | |
| Porsche Carrera | 300 | 2.900 | 0,103 | 5,0 | |
| Mitsubishi 3000GT TT | 320 | 3.740 | 0,086 | 5,8 | |
| Ford Escort (lage prestaties) | 110 | 2.470 | 0,045 | 10.9 | 10.9 |
De correlatie tussen de vermogen-gewichtsverhouding en de tijd van 0 naar 100 km/uur is heel duidelijk. Over het algemeen betekent een hogere verhouding een snellere auto. Wil je snel gaan? Houd het aantal pk’s hoog en het gewicht laag. Begin met het leegmaken van de kofferbak.
Hoe motorvermogen te meten en definiëren
Waar komt dit woord vandaan? James Watt bedacht de term voor de verkoop van stoommachines. Hij zag pony’s kolen vervoeren in de mijnen en wilde relevante indicatoren. Hoe verschilt de kracht van een pony van de kracht van een stoommachine?
Om het te berekenen heb je een rollenbank nodig. Dit is het apparaat dat de motor laadt. Het meet nauwkeurig hoeveel vermogen een motor tegen zijn weerstand kan produceren.
Volgens de oorspronkelijke schatting van Watt stond één paardenkracht gelijk aan 33.000 foot-pounds werk per minuut. Het motorvermogen evalueert specifiek de prestaties van de verbrandingsmotor van een auto. Waarom is dit belangrijk? Omdat hoogwaardige auto’s afhankelijk zijn van die specifieke maatstaf. Meer kracht met minimaal gewicht voor maximale acceleratie.
