Koňská síla

Technology

12 hours ago

Author

Ilustrace koňské síly Koňská síla (značka hp nebo HP, z anglického ) je starší fyzikální jednotka výkonu, původně zavedená Jamesem Wattem. I když je dnes vytlačena jednotkou SI watt, stále se používá pro označení výkonu automobilových a motocyklových motorů. V češtině se používala také česká zkratka k (kůň), někdy nesprávně i ks (koňská síla). Minimálně se vyskytuje i německá zkratka PS .

Zjednodušeně řečeno, česká koňská síla, zkráceně kůň, je rovna přesně 735,49875 W.

Historie jednotky

Jednotku zavedl na konci 18. +more století James Watt, který začal vyrábět a prodávat jím podstatně vylepšený parní stroj. Watt potřeboval pro své zákazníky nějaké srovnání s výkonem tehdy běžně využívaných zvířat. Ze zkušeností s poníky z jednoho dolu odhadoval, že poník zapřažený v žentouru vyzdvihne 22 000 stop liber (ft·lbf) za minutu. Výkon koně odhadoval o polovinu větší, takže nové jednotce přisoudil hodnotu 33 000 stopliber za minutu. Pro přiblížení vymyslel následující definici: Jedna koňská síla je rovna výkonu, který podává soustavně pracující kůň, který zapřažený v žentouru táhne náklad 180 liber (lb) a ujde při tom za hodinu 144 koleček o poloměru 12 stop.

:v\acute{y}kon = \frac{pr\acute{a}ce}{\check{c}as}= \frac{s\acute{\imath}la \times vzd\acute{a}lenost}{\check{c}as} = \frac{(180 \mbox{ lbf})(144 \times 2 \pi \times 12 \mbox{ ft})}{1\ \mbox{h}} \simeq 32 572\,\frac{\mbox{ft} \cdot \mbox{lbf}}{\mbox{min}}

Tuto hodnotu pak zaokrouhlil na 33 000 ft·lbf/min. Chyba Wattova zaokrouhlení dělala přes 1,3 %.

Mechanická koňská síla

James Watt nikdy nepřepočítával svou jednotku hp do SI. Ta tehdy ještě neexistovala. +more Různé definice různých liber a stop se měnily s dobou nebo s místem svého používání, a podle toho se mírně měnila i definice jednotky. Pro přepočítávání v tomto článku bude užito tzv. mezinárodních stop (1 ft = 0,3048 m přesně) a liber ze soustavy avoirdupois (1 lb = 0,45359237 kg přesně). Ani ty nebyly takto definovány ve Wattově době, ale používají se dnes. Další nepřesnost, která může náš přepočet ovlivnit (Watt si ji nemusel všímat, v jeho době to nebylo podstatné), je nevhodně definovaný vztah mezi librou - jednotkou hmotnosti a librou - jednotkou síly. Tento vztah je dnes jednoznačně určen dohodou o normálním tíhovém zrychlení (9,80665 m/s² přesně). Tuto hodnotu také použijeme.

:33 000\,\frac{\mbox{ft} \cdot \mbox{lbf}}{\mbox{min}} = 745,69987158227022\,\mbox{W}

Tato hodnota je přesná. Někdy se označuje jako „mechanická koňská síla“ (angl. +more ). Používá se zejména ve Velké Británii, v USA a zemích Commonwealthu. Opačný přepočet činí přibližně 1 kW = 1,34102 hp.

Jen pro zajímavost uveďme, že přepočet Wattem nezaokrouhlené koňské síly je jiný - přibližně 736,0291076 W.

Metrická koňská síla

V Evropě, Asii a Jižní Americe nejvíce používá takzvaná „metrická koňská síla“, definovaná koncem 19. +more století v Německu pod názvem (PS) jako.

:1\,\mbox{PS} = 75\,\frac{\mbox{kp}\cdot\mbox{m}}{\mbox{s}} = 735,49875\,\mbox{W}

Tato hodnota je přesná. Jednotka kp je kilopond. +more Metrické koňské síle odpovídá jak český kůň (k), dříve též metrický kůň, tak holandská (pk), švédská (hk), finská (hv), a norská a dánská (hk). Opačný přepočet činí přibližně 1 kW = 1,35962 k.

Výpočet koňské síly pomocí jednotek SI stanovil v Rakousku čl. XVII zákona č. +more 16/1872 ř. z. : Tak řečená síla koňská . ustanovuje se na 75 kilogramů metrových, tj. 75 kilogramů za sekundu na metr vysoko pozdvižených.

Dvě rozdílné hodnoty koňské síly (mechanická je asi o 1,4 % větší než metrická) způsobují v publikacích poměrně často zmatení. Zejména v Británii při publikování výkonů motorů vyrobených mimo Británii dochází k velkým zmatkům. +more Při porovnávání historických dat se navíc naráží na již zmíněné lišící se definice libry, stopy a normálního tíhového zrychlení. Problémem může být i nedodržování ve své době platných standardů.

Specifické zkratky měření v anglické literatuře

U soustrojí lze měřit nebo počítat výkon v různých místech, a to od samotného zdroje až po místo jeho předání. Kvůli upřesnění místa, pro které je výkon udáván, se zejména v anglické terminologii používá několik vžitých názvů a jim odpovídajících zkratek. +more Žádný z nich však nedefinuje použitý způsob měření.

K často používaným zkratkám patří:

Výkon na hřídeli (shp)

Výkon na hřídeli ( ve zkratce ) je výkon přenášený: * na hřídel lodního šroubu lodi dodávaný parním strojem, spalovacím motorem nebo jaderným pohonem nebo * na hřídel vrtule letounu dodávaný pístovým motorem nebo plynovou turbínou nebo * na hřídel rotoru vrtulníku. Výkon na hřídeli se stanovuje buď měřením pomocí měřícího zařízení nebo výpočtem z jmenovitého výkonu soustrojí, od kterého se odečítají ztráty v převodech (typicky kolem 10%). +more Tato metoda se nepoužívá v automobilovém průmyslu, u kterého ztráty přenosu mohou hrát významnější roli.

Jiné anglické zkratky

Zkratky pro jmenovitý výkon a pro poměrný výkon jsou odvozeny od velikosti pístu a rychlosti pohybu pístu stroje. * Zkratky v překladu efektivní výkon a v překladu skutečný výkon jsou používány místo častější zkratky v překladu výkon na kole . +more * Zkratka v překladu brzdový výkon je výkon na výstupním hřídeli motoru nebo turbíny, jehož přesná velikost závisí na použité metodě měření.