اگر علاقه مند به موتورسیکلت باشید، احتمالا اصطلاح اسب بخار در موتورسیکلت را شنیده اید. این اصطلاح برای بیان قدرت و توان موتورسیکلت ها به کار می رود. اما آیا دقیقا می دانید که اسب بخار چیست و چگونه محاسبه می شود؟ در این مقاله قصد داریم به تعریف، تاریخچه و کاربرد اسب بخار در موتورسیکلت بپردازیم و همچنین رابطه آن را با سرعت و کیلووات بررسی کنیم.
تعریف اسب بخار در موتورسیکلت
اسب بخار یکی از واحدهای اندازه گیری توان است که بیشتر برای شناسایی موتورهای پیستونی به کار می رود. توان به معنای مقدار کاری است که یک موتور می تواند در یک واحد زمان انجام دهد. اسب بخار نشان دهنده توان موتور در انجام کار در یک دقیقه است. هر اسب بخار برابر است با ۷۴۵.۷ وات که اغلب با رند کردن آن را برابر با ۷۴۶ وات در نظر می گیرند. به عبارت دیگر، یک موتور با یک اسب بخار توانایی دارد که در یک دقیقه ۷۴۶ ژول کار انجام دهد. ژول نیز واحد اندازه گیری انرژی است که برابر است با نیروی یک نیوتن ضربدر فاصله یک متر.
واحد عملکرد موتور بر اساس اسب
اسب بخار به عنوان یک واحد عملکرد موتور می تواند به دو صورت متفاوت تعریف شود: اسب بخار تقریبی (Approximate Horse Power) و اسب بخار واقعی (Actual Horse Power). اسب بخار تقریبی بر اساس حجم موتور و تعداد دور آن در دقیقه محاسبه می شود. این روش برای مقایسه موتورهای مشابه مناسب است، اما نمی تواند تفاوت های عملکردی را نشان دهد. اسب بخار واقعی بر اساس توان خروجی موتور که با استفاده از یک دستگاه به نام داینومومتر (Dynamometer) اندازه گیری می شود، تعیین می شود. این روش برای ارزیابی دقیق توان موتور مناسب است، اما ممکن است با تغییر شرایط محیطی متفاوت باشد.
تاریخچه و کاربرد اسب بخار در پیشرانه خودرو
اسب بخار به عنوان یک واحد اندازه گیری توان در سال ۱۷۶۹ توسط مهندس انگلیسی به نام جیمز وات (James Watt) ابداع شد. وات که در زمینه بهبود ماشین های بخار فعالیت می کرد، نیاز داشت که توان ماشین های بخار را با توان اسب های کاری که در آن زمان برای حمل و نقل استفاده می شدند، مقایسه کند. وات با انجام آزمایش های مختلف، به این نتیجه رسید که یک اسب کاری می تواند در یک دقیقه ۳۳۰۰۰ فوت پوند کار انجام دهد. این به این معنی است که یک اسب می تواند یک بار ۳۳۰ پوند را در یک دقیقه به ارتفاع ۱۰۰ فوت بکشد. وات این عدد را به ۵۵۰۰۰ فوت پوند در دقیقه افزایش داد تا یک عدد گرد و زیبا برای اسب بخار به دست آورد. این عدد همان ۷۴۶ وات است که امروزه به عنوان معادل اسب بخار شناخته می شود.
اسب بخار در ابتدا برای مقایسه توان ماشین های بخار با اسب های کاری به کار می رفت، اما به مرور زمان در زمینه های دیگری نیز کاربرد پیدا کرد. اسب بخار در صنعت خودروسازی برای بیان قدرت موتورهای احتراقی استفاده می شود. اسب بخار در این زمینه می تواند نشان دهنده توان موتور در حالت ایده آل یا توان موتور بعد از کاهش اتلافات باشد. اسب بخار در
قدرت موتور اسب بخار چیست؟
قدرت موتور اسب بخار به معنای توان موتور در ایجاد گشتاور (Torque) است. گشتاور نیرویی است که باعث چرخش یک محور می شود. موتورسیکلت ها با استفاده از گشتاور موتور، چرخ های خود را می چرخانند و حرکت می کنند. قدرت موتور اسب بخار با ضرب گشتاور موتور در سرعت زاویه ای آن به دست می آید. سرعت زاویه ای به معنای تعداد دور موتور در دقیقه است. فرمول قدرت موتور اسب بخار به شکل زیر است:
که در آن P قدرت موتور اسب بخار، T گشتاور موتور و سرعت زاویه ای موتور است. واحد گشتاور نیوتن متر (Nm) و واحد سرعت زاویه ای دور در دقیقه (RPM) است. برای تبدیل قدرت موتور اسب بخار به واحد وات، باید آن را در عدد ۷۴۶ ضرب کنیم.
هر اسب بخار چقدر سرعت دارد؟
سرعت موتورسیکلت به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله قدرت موتور، وزن موتورسیکلت، طراحی هوادینامیک، مقاومت هوا و جاده و غیره. اما به طور کلی، می توان گفت که هر چه قدرت موتور بیشتر باشد، سرعت موتورسیکلت نیز بیشتر می شود. برای محاسبه سرعت موتورسیکلت بر اساس قدرت موتور، می توان از فرمول زیر استفاده کرد:
که در آن V سرعت موتورسیکلت به کیلومتر بر ساعت، P قدرت موتور به اسب بخار، D وزن موتورسیکلت به کیلوگرم و ضریب مقاومت هوا است. ضریب مقاومت هوا برای موتورسیکلت های مختلف متفاوت است، اما میانگین آن حدود ۰.۶ است. برای مثال، اگر یک موتورسیکلت با قدرت ۱۰۰ اسب بخار و وزن ۲۰۰ کیلوگرم را در نظر بگیریم، سرعت آن به شکل زیر محاسبه می شود:
