اسب بخار چیست | هر اسب بخار چقدر سرعت دارد

اسب بخار چیست و اسب بخار ماشین یعنی چه؟ این دو سوال برای عاشقان ماشین از آن دسته از سوالاتی است که نباید بی‌پاسخ بماند. تعریف از اسب بخار (Horse Power) با مخفف HP در اینترنت زیاد است و با توجه به اینکه توان موتور ماشین با این واحد، اندازه‌گیری و معرفی می‌شود، عملا شناخت آن برای همه ماشین‌داران ضروری خواهد بود. اسب بخار ماشین چیست و چه قدرتی را نشان می‌دهد؟ هر یک HP قدرتی است که می‌تواند یک جسمی به وزن 149.6 کیلوگرم را در 1 دقیقه به مسافت 30.5 متر جابجا کند. پس خبری از اینکه اسب به موتور ببندیم و قدرت ماشین را با اسب امتحان کنیم نیست. اینکه اسب بخار ماشین چیست و هر اسب بخار چقدر سرعت دارد را باید با فرمول‌های ریاضی و فیزیکی محاسبه کنیم. البته به زبان کاملا ساده.

تصورات اینچنینی درباره HP در میان بسیاری از کاربران زیاد است. اما تعریف علمی و فرمول اسب بخار کاملا متفاوت نسبت به این تصورات است. البته HP را نمی‌توانیم بی‌ربط به اسب‌ها هم بدانیم. در این باره قرار است در این مقاله در چند دقیقه مفصل صحبت کنیم. در فروشگاه لوازم یدکی آریان یدک میزبان شما هستیم تا تمام اصطلاحات خودرو را به صورت مفصل برای شما تفسیر نماییم و در این مقاله نیز نوبت به بررسی یکی از مهم‌ترین واحدهای اندازه‌گیری در خودرو رسیده است. قدرت موتور خودروها با این واحد بیان می‌شود و برای اینکه شما مقایسه بهتری از توان موتور ماشین‌ها داشته باشید، شناخت این واحد اندازه‌گیری اهمیت خاص خود را خواهد داشت.

اسب بخار چیست

قبل از هر چیزی باید تعریف کنیم که اسب بخار چیست و اصلا این اصطلاح برای چه مواردی استفاده می‌شود. HP در واقع واحدی برای اندازه‌گیری و معرفی توان خروجی دستگاه‌های مختلف است. نه فقط توان موتور ماشین بلکه توان هر موتور و دستگاه دیگری را می‌توان با این واحد اندازه‌گیری بیان کرد. همان‌طور که می‌دانید در فیزیک مفهوم کار از حاصل‌ضرب نیرو در مسافت طی شده به دست می‌آید. اگر شما یک جسم 1 کیلوگرمی را 10 متر جابجا نمایید، کار انجام شده از حاصل‌ضرب 1 کیلوگرم در 10 متر به دست خواهد آمد. البته واحد کار در فیزیک ژول است که چندان بی ربط به HP هم نخواهد بود.

حالا متوجه شدید که اسب بخار یعنی چه و چه تعریفی در ماشین دارد؟ اسب بخار در واقع تعریفی از کار موتور ماشین است. این اصطلاح برای بیان مقدار کاری است که یک موتور الکتریکی یا مکانیکی می‌تواند در مدت زمانی مشخص انجام دهد و مسلما هر چقدر بزرگ‌تر باشد، نشان دهنده قدرت بیشتری است.

اسب بخار ماشین چیست

قبلا با هم صحبت کردیم که موتور ماشین چگونه کار میکند. اسب بخار ماشین رقمی است که قدرت موتور خودرو را اندازه‌گیری می‌کند. وقتی در حال فشار دادن پدال گاز هستید و همراه با بالا رفتن دور موتور، سرعت خودرو افزایش می‌یابد، میزان کارکرد موتور بهتر شده و بالاتر می‌رود. هر چقدر قدرت و توان موتور بالاتر باشد، سرعت بیشتری را از آن انتظار داریم و شتاب آن نیز بیشتر خواهد شد. همه این موارد به توان موتور برمی‌گردد که واحد اندازه‌گیری آن اسب بخار ماشین است.

اسب بخار به عنوان یک واحد اندازه‌گیری توان موتور در سیستم متریک انگلیسی ثبت شده و در هر سیستم اندازه‌گیری از اصطلاح متفاوتی برای آن استفاده می‌شود؛ به عنوان مثال در سیستم اندازه‌گیری آلمانی معادل آن PS است. در سیستم اندازه‌گیری فرانسوی از CV برای بیان آن استفاده می‌شود. برای تعیین توان می‌توان از واحد اندازه‌گیری کیلووات هم استفاده کرد که در ادامه به تعریف ارتباط میان این دو نیز خواهیم پرداخت.

اسب بخار یعنی چه

هر اسب بخار یعنی چه و چه نیرو و کاری را نشان می‌دهد؟ همان طور که در پاسخ سوال اسب بخار چیست اشاره کردیم، این واحد اندازه‌گیری در واقع مشخص کننده مقدار کاری است که قرار است موتور ماشین انجام دهد. تعریف ریاضی و فیزیکی آن نیز به آقای جیمز وات برمی‌گردد. طبق تعریف آقای جیمز وات هر یک Horse Power معادل انرژی صرف شده توسط یک اسب برای بالا کشیدن آبی به وزن 330 پوند (150 کیلوگرم) در 60 ثانیه از چاهی به عمق 100 فوت (30.5 متر) است.

با این تعریف Horse Power را به زبان ساده می‌توانیم 33000 پوند در فوت بر دقیقه (ft.lbf/min) تعریف کنیم. دقت کنید که در این تعریف ریاضی می‌توانید اعداد را با این فرض که حاصلضرب آنها 33000 شود، تغییر دهید. مثلا اگر وزن جسم 33 پوند باشد، مسافت لازم برای آن 1000 فوت خواهد بود. با توجه به اینکه کار حاصلضرب نیرو در مسافت است، از این تعریف می‌توانیم برای تعیین قدرت 1 اسب بخار استفاده کنیم.

فرمول اسب بخار چیست

در میان عموم تعریفی از Horse Power وجود دارد که هر 1 اسب بخار را معادل با قدرت یک اسب می‌دانند. البته این تصور نه اینکه کاملا اشتباه باشد، اما دقیقاً این طوری هم نیست. اگر کمی به آن پروبال بدهیم، بهتر درک می‌کنید که اسب بخار چیست و هر اسب بخار چقدر سرعت دارد. اختراع Horse Power به دهه 1760 برمی‌گردد. جایی که آقای جیمز وات قصد داشت تا قدرت موتورها را بر اساس قدرتی که از اسب‌ها در ذهن داشت، اندازه‌گیری و مقایسه این چنینی برای آنها داشته باشد. طبق تعریف آقای جیمز باند نه البته این نبود، جیمز وات، هر یک Horse Power معادلی برای انرژی صرف شده برای یک کار مشخص است که آن را بررسی کردیم. 33000 پوند فوت در دقیقه.

آقای وات از فرمول تبدیل کار از وات به اسب بخار برای معرفی هرچه بهتر توان موتورها استفاده کرد. البته الان در کمپانی‌های خودروسازی از چاه آب و اسب برای مشخص کردن قدرت موتور خودروها استفاده نمی‌شود. در این باره دستگاه‌های مدرنی به وجود آمده که می‌توان با آن قدرت موتور را با واحد اسب بخار تعیین کرد. برای این منظور از دستگاهی به نام دینامومتر (dynamometer) که به دینو معروف است، استفاده می‌شود.

اسب بخار ماشین

تعریف کردیم که اسب بخار چیست و چگونه می‌توان با این واحد، قدرت موتور را ارزیابی و تعیین کرد. نکته مهمی که درباره Horse Power باید به آن اشاره کنیم، ناخالص بودن این واحد اندازه‌گیری است. وقتی قدرت موتور یک خودرو 100 اسب بخار تعیین می‌شود، در شرایط کاملا ایده‌آل این خودرو می‌تواند 100 اسب بخار توان داشته باشد و در این محاسبه، خبری از نیروی اصطکاک که یک نیروی ممانعتی است نخواهد بود. بنابراین در حقیقت چنین خودرویی نمی‌تواند به این قدرت برسد و توان آن کمتر خواهد بود.

برای برطرف کردن این چالش، بریتانیایی‌ها از واحد BHP استفاده می‌نمایند که بهینه شده HP بوده و تلفات ناشی از اصطکاک را نیز در آن در نظر می‌گیرد. البته تفاوت این دو خیلی زیاد نیست و با یکدیگر نسبت 0.99 دارند. به عنوان مثال خودرویی که 300 اسب بخار توان داشته باشد، 296 BHP خواهد بود.

قدرت موتور اسب بخار چیست

اما قدرت موتور اسب بخار چیست و چگونه می‌توانیم با این اصطلاح به درک بهتری نسبت به قدرت فنی و توان موتور ماشین خود برسیم. به عنوان یک تعریف ساده، هرچقدر ماشین اسب بخاری بیشتری داشته باشد، سریعتر می‌تواند در یک مسیر مستقیم حرکت کند. مثلا فرض کنید که شما در حال هل دادن یک ماشین هستید؛ اگر از کس دیگری کمک بگیرید، می‌توانید با سرعت بیشتری آن را هل دهید. بالاتر رفتن Horse Power هم به همین ترتیب قدرت موتور بیشتر را برای آن ایجاد می‌کند.

البته این موضوع به این معنی نیست که وقتی قدرت موتور یک خودرو از 100 HP به 200 HP برسد، توان آن دو برابر شده و سرعت دو برابری را برای ماشین شما ایجاد نماید. این نسبت 1 به 1 نیست. فاکتورهای دیگری هم در این باره موثر خواهند بود که به نوع طراحی خودرو مربوط می‌شوند. مواردی مانند وزن خودرو، آیرودینامیک بودن آن، سطح چسبندگی و مواردی از این دست همگی باید مورد بررسی قرار گیرند. به عنوان مثال در سرعت‌های خیلی بالا، این آیرودینامیکی بودن ماشین است که تاثیر بیشتری روی راندمان موتور ایفا می‌نماید تا قدرت آن به اسب بخار.

تفاوت اسب بخار با گشتاور

اگر مقالات مقایسه خودرو را در مجله آریان یدک دنبال کرده و به مطالعه مقایسه جک S5 با جک S3 و سایر خودروها پرداخته باشید، در کنار توان موتور با واحد اندازه‌گیری Horse Power، گشتاور آنها را نیز تعریف کرده‌ایم که با واحد نیوتن متر معرفی می‌گردد. گشتاور و اسب بخار تعریف متفاوتی نسبت به هم دارند. البته درباره گشتاور صحبت زیاد می‌شود. دقیقا مانند قانون آفساید در فوتبال، هر سایت و مجله‌ای تعریف خود را از گشتاور خودرو ارائه می‌کند که در نهایت اکثر این تعریف‌ها هنوز هم مبهم هستند و معلوم نیست که کدام توپ آفساید است و گشتاور خودرو دقیقا چیست.

قدرت موتور هر خودرویی کلا به دو صورت اندازه‌گیری می‌شود؛ اسب بخار و گشتاور. گشتاور مشخص‌کننده نیروی چرخشی است که موتور می‌تواند اعمال کند، در حالی که HP به میزان کار موتور مربوط می‌شود. برای درک هر چه بهتر گشتاور باید یک مثال ساده را با هم مرور کنیم. فرض کنید که با یک آچار کوتاه در حال باز کردن یک پیچ سفت هستید؛ در این حالت نیروی بسیار زیادی لازم خواهید داشت و شاید اصلا موفق به باز کردن پیچ هم نشوید. در حالی که اگر از یک آچار بلندتر استفاده نمایید، گشتاور بیشتری تولید کرده و باز کردن پیج با نیروی کمتری هم امکان پذیر خواهد بود. به صورت کلی موتورهای دیزلی دارای گشتاور بیشتر و قدرت کمتر و موتورهای بنزینی دارای قدرت بیشتر و گشتاور کمتری در مقایسه با یکدیگر هستند.

هر اسب بخار چقدر سرعت دارد

هر اسب بخار چقدر سرعت دارد و اصلا آیا بالاتر رفتن قدرت یک موتور به HP می‌تواند نشانه‌ای برای سرعت بالاتر آن باشد یا خیر؟ به صورت معمول موتوری که دارای یک قدرت معمولی مثلا 100 Hp باشد، شتاب و سرعت کمتری نسبت به خودرویی که 500 HP دارد، ایجاد خواهد کرد. اما اینگونه نیست که چون قدرت موتور 5 برابر شده، سرعت آن نیز 5 برابر شود. و تعیین حداکثر سرعت خودرو به آیتم‌های مختلفی بستگی خواهد داشت. وزن خودرو، شرایط طراحی و حتی کاربردی که برای ساخت خودرو در نظر گرفته می‌شود، در این باره موثر خواهند بود. مثلا خودروهایی که برای مسافت‌های درون شهری تولید می‌شوند، دارای قدرت موتور کمتری نسبت به شاسی بلندها هستند.

اگر خودرویی با موتور قدرتمندتر دارید، در مسیرهای بین شهری می‌توانید با سرعت بیشتری رانندگی کنید و برای سبقت گرفتن و یا رانندگی در جاده‌های لغزنده کار شما ساده‌تر خواهد شد. با این تعریف نمی‌توانیم برای هر Horse Power قدرت سرعت مشخصی را در نظر بگیریم. این سرعت باید تحت تاثیر فاکتورهای زیادی اندازه‌گیری شده و برای هر خودرو عدد متفاوتی خواهد بود.

هر اسب بخار چند کیلووات است

هر اسب بخار چند کیلووات است و این دو واحد اندازه‌گیری را چگونه باید به یکدیگر تبدیل کنیم؟ اگر در دوره دبیرستان به فیزیکی علاقه داشتید و توجه بیشتری به درس‌های خود می‌کردید، احتمالا بید یادتان باشد که کیلووات هم به نوعی برای ارزیابی توان استفاده می‌شود و می‌تواند جایگزینی برای واحدهایی مانند اسب بخار باشد. کما اینکه در بسیاری از سیستم‌های اندازه‌گیری به جای اسب بخار از کیلووات هم استفاده می‌شود. در بسیاری از سیستم‌های اندازه‌گیری اروپایی کیلووات کاربرد بیشتری نسبت به Horse Power برای تعیین توان موتورهای الکتریکی دارد.

هر 1 کیلووات معادل حدود 1.3 اسب بخار است. موتوری که قدرت آن 100 Horse Power باشد، حدود 77 کیلووات توان خواهد داشت. برای تبدیل کیلووات به اسب بخار باید آن را در 1.3 ضرب کنید و برای تبدیل Horse Power به کیلووات نیز باید آن را بر 1.3 تقسیم کنید. به همین راحتی می‌توانید محاسبه کنید که هر اسب بخار چند کیلووات است.

اسب بخار ماشین های خارجی

حالا که متوجه شدید که اسب بخار چیست و چگونه می‌توان با آن به تعیین کیفیت موتور ماشین پرداخت، راحت‌تر می‌توانیم درباره اسب بخار ماشین های خارجی صحبت کنیم. طراحی و تولید ماشین های خارجی بر اساس نوع کاربرد صورت می‌پذیرد و بر این اساس از موتورهایی با قدرت متفاوت نیز روی آنها استفاده خواهد شد. مثلا برای خودرویی که برای مسافت‌های شهری طراحی و تولید شده، نیازی به استفاده از یک موتور با 300 Horse Power قدرت نخواهد بود. بنابراین در میان ماشین های خارجی باید بر اساس نوع کاربرد مورد نظر به بررسی اسیب بخار پرداخت.

یک هاچبک معمولی در میان خودروهای خارجی ممکن است 140 اسب بخار قدرت داشته باشد. خودروهای خیلی معمولی داخل شهری که ابعاد کوچکی هم دارند، ممکن است با 90 HP تولید شده باشند. البته رانندگی با خودرویی با قدرت پایین‌تر از 100 HP، در مسافت‌های بین شهری سخت خواهد بود. خودروهای لوکس خارجی نیز با قدرت‌های بسیار جذابی تولید می‌شوند. در این بین می‌توانیم به بوگاتی شیرون سوپر اسپورت 300 پلاس اشاره کنیم که با 1600 اسب بخار تولید شده است، یا هنسی ونوم در لیست سریع ترین ماشین جهان با قدرت 1817 اسب بخاری روانه بازار شده است.