Μπορεί σήμερα λόγω συνθηκών το νούμερο που μονοπωλεί το ενδιαφέρον των περισσότερων υποψήφιων αγοραστών ενός αυτοκινήτου να είναι τα λίτρα καυσίμου που καταναλώνονται ανά 100 χιλιόμετρα, όμως ακόμη και τώρα, υπάρχει ένα (σ.σ. εκτός της τιμής αγοράς) που συνεχίζει και βρίσκεται στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος, είτε χρησιμοποιείς το αυτοκίνητο ως απλό μεταφορικό μέσο, είτε είσαι θιασώτης της οδήγησης και το αυτοκίνητο είναι η προέκταση του εαυτού σου… Αναφερόμαστε βέβαια στις επιδόσεις και στην ιπποδύναμη!
Αρχικά, η ιπποδύναμη φαίνεται ως μία απλή μονάδα μέτρησης της ισχύος, αλλά αν εμβαθύνουμε, θα διαπιστώσουμε ότι υπάρχουν πολλές λεπτομέρειες που θα πρέπει να ξεκαθαρίσουμε. Ίσως άλλωστε να έχετε αντιληφθεί ότι η ισχύς ενός μοντέλου μπορεί να αναγραφεί με ποικίλους τρόπους. Ίσως, επίσης, να έχετε παρατηρήσει ότι υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι μέτρησης της ισχύος, όπως η ισχύς στον κινητήρα και η ισχύς στους τροχούς, αλλά και διαφορετικές μονάδες μέτρησής της, όπως η ιπποδύναμη (HP ή PS) και τα Kilowatts. Στο παρακάτω κείμενο λοιπόν, θα αναλύσουμε τι εκφράζει η ισχύς και τους διάφορους τρόπους μέτρησής της.
Τι είναι ισχύς και γιατί μετριέται με ίππους;
Αρχικά, θα πρέπει να ξεκαθαρίσουμε ότι η ισχύς ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι το μέγεθος που μετρά το μηχανικό έργο που παράγεται ανά μονάδα χρόνου. Πώς προέκυψε, όμως, να χρησιμοποιούνται οι ίπποι για τη μέτρηση της ισχύος; Η πιο διαδεδομένη ιστορία έρχεται από τους φυσικούς του 18ου αιώνα, οι οποίοι παρατήρησαν πως ένα υγιές άλογο μπορούσε να σηκώσει μια μάζα 75 κιλών σε ύψος ενός μέτρου μέσα σε μόλις ένα δευτερόλεπτο. Μια άλλη, εξίσου δημοφιλής ιστορία, αναφέρει πως η ιπποδύναμη συνδέεται με την ελκτική δύναμη που ασκούσαν τα άλογα στις άμαξες. Όπως καταλαβαίνετε, πρόκειται για μία μονάδα μέτρησης που μπορεί να έχει μεγάλο αντίκτυπο στον τομέα της αυτοκίνησης, αλλά δεν διακρίνεται για την επιστημονική της ακρίβεια…
Μονάδες μέτρησης: HP, PS και KW
Σίγουρα έχετε παρατηρήσει σε άρθρα αυτοκινητιστικού περιεχομένου ή σε εγχειρίδια χρήσης, ότι η τιμή της ισχύος δεν παρουσιάζεται με έναν τρόπο. Γνωρίζετε όμως τη διαφορά των ίππων από τα KiloWatts;
Ήρθε η ώρα να βάλουμε όλες τις μονάδες μέτρησης σε μία σειρά ξεκινώντας με τα Kilowatts, μιας και είναι η πιο διαδεδομένη επιστημονικά μονάδα μέτρησης της ισχύος και με βάση αυτή θα αναλύσουμε τους υπόλοιπους τρόπους υπολογισμού. Να σημειώσουμε, βέβαια, ότι μπορεί να μην είναι μία δημοφιλής μονάδα μέτρησης αλλά με την αύξηση της ηλεκτροκίνησης θα διαδοθεί αρκετά μιας και συνδέεται άμεσα με την κιλοβατώρα (KWh). Ξεκινώντας με την ιπποδύναμη HP (Horse Power), πρόκειται για μία εφεύρεση του James Watt, η οποία ξεκίνησε από τη Μεγάλη Βρετανία, αποτελεί τον δημοφιλέστερο τρόπο μέτρησης της ισχύος στη χώρα μας και ισούται με 745 Watts (1HP=0,745 KWs). Συχνά συναντάμε κι άλλη μία μονάδα μέτρησης που συμβολίζεται ως PS. Μάλιστα, πολλοί νομίζουν ότι είναι ισάξια ποσοτικά με την ιπποδύναμη HP, αλλά κάτι τέτοιο δεν ισχύει! Ο όρος PS (Pferdestärke) προέρχεται από τη Γερμανία, σημαίνει επίσης ιπποδύναμη, αλλά διαφοροποιείται ποσοτικά αφού ισούται με 735 Watts (1PS=0,735 KWs).
Ισχύς στον κινητήρα και στους τροχούς. Που οφείλεται η διαφορά;
Σας θυμίζουν κάτι οι συμβολισμοί BHP-WHP, ή μήπως καλύτερα οι φράσεις «ισχύς στον κινητήρα» και «ισχύς στους τροχούς»; Πέρα από τις διάφορες μονάδες μέτρησης της ισχύος στις οποίες αναφερθήκαμε προηγουμένως, υπάρχουν και δύο διαφορετικοί τρόποι αξιολόγησης ενός αυτοκινήτου σχετικά με την ιπποδύναμη. Η πρώτη μέθοδος αφορά στην ισχύ του κινητήρα και ονομάζεται brake-horsepower (BHP). Η μέτρηση γίνεται στην «έξοδο» του κινητήρα και πιο συγκεκριμένα στον σφόνδυλο, το τελευταίο εξάρτημα του κινητήρα πριν η ισχύς περάσει στο σύστημα μετάδοσης. Αντίθετα, η δεύτερη μέθοδος αφορά στην ισχύ που φτάνει στους τροχούς και ονομάζεται wheel-horsepower (WHP). Αναμφισβήτητα, η δεύτερη είναι σημαντικότερη, μιας και εκφράζει την πραγματική διαθέσιμη ισχύ ενός οχήματος. Όπως είναι λογικό, πάντα θα υπάρχει μείωση ισχύος από τον κινητήρα μέχρι τους τροχούς. Που οφείλεται, όμως, αυτή η διαφορά; Ασφαλώς στα εξαρτήματα που μεταφέρουν την κίνηση. Οι απώλειες ενέργειας λόγω της παρουσίας του συμπλέκτη, του κιβωτίου ταχυτήτων και του διαφορικού είναι μερικές από τις αιτίες μείωσης, ενώ υπολογίζεται ότι το σύνολο των απωλειών ισχύος συνήθως κυμαίνεται στο 10%. Στην περίπτωση των τετρακίνητων οχημάτων, οι απώλειες είναι ακόμα μεγαλύτερες και πολλές φορές ξεπερνούν το 25%.
Περί δυναμομέτρησης
Πλέον γνωρίζουμε τι συμβαίνει με τις μονάδες μέτρησης και τη διαφορά ισχύος σε κινητήρα και τροχούς. Πώς μετριέται, όμως, στην πράξη η ισχύς; Για τη μέτρηση στον σφόνδυλο, χρησιμοποιούνται ειδικοί πάγκοι δυναμομέτρησης. Ο κινητήρας αφαιρείται από το όχημα και τοποθετείται στον χώρο δοκιμής, η οποία γίνεται κάτω από συγκεκριμένη θερμοκρασία. Αυτή η μέθοδος δυναμομέτρησης πραγματοποιείται συνήθως από τις αυτοκινητοβιομηχανίες και αγωνιστικές ομάδες στα πλαίσια εξέλιξης ενός μηχανικού συνόλου. Ο δεύτερος και πιο διαδεδομένος τρόπος μέτρησης της ιπποδύναμης στους τροχούς γίνεται σε ειδικά δυναμόμετρα κυλιόμενου δρόμου (rolling road), τα οποία χρησιμοποιούνται κατά κόρον από βελτιωτικούς οίκους. Το αυτοκίνητο ανεβαίνει στο δυναμόμετρο και δένεται με ιμάντες, οι κινητήριοι τροχοί κυλούν επάνω σε ράουλα και η ισχύς μετριέται ανάλογα με την γωνιακή επιτάχυνση τους.
Ξέρετε ότι...
- Με τον όρο «ειδική ισχύς» αναφερόμαστε στην ιπποδύναμη ενός κινητήρα ανά 1.000 κ.εκ. Για παράδειγμα η ειδική ισχύς ενός 2λιτρου αυτοκινήτου απόδοσης 250 ίππων είναι 125 ίπποι στο λίτρο.
- Με τον όρο «ονομαστική ισχύς» αναφερόμαστε στην τιμή που δίνει ο κατασκευαστής, ενώ η «πραγματική ισχύς» είναι αυτή που βλέπουμε κατά την δυναμομέτρηση.
- Οι απώλειες ισχύος από τον κινητήρα μέχρι τους τροχούς μπορούν να μειωθούν μειώνοντας τη μάζα και κατΆ επέκταση την αδράνεια των επιμέρους εξαρτημάτων (βολάν, κιβώτιο ταχυτήτων, τροχοί).
