Przeliczanie kilowatów na konie mechaniczne: ile KM w jednym kW + zasady i metody obliczeń.

Koń mechaniczny i Wat. Pierwszy termin – miernik mocy, coraz bardziej przestarzały, stopniowo wypierany z elektrotechniki, drugi – nowoczesny. Kierowcy jednak opierają się, preferując obrazowość.

Czasami trzeba przeliczyć „KM” na waty – zastanówmy się, jak się mają do siebie.

Czym jest koń mechaniczny?

Jedyną miarą mocy, której odpowiednik uznawany jest na całym świecie, jest kilowat. Mimo to tam, gdzie są silniki spalinowe, ich moc oznacza się w koniach mechanicznych. Ta jednostka jest popularna także przy naliczaniu podatku transportowego.

Z tego powodu właściciele własnych pojazdów muszą przeliczać kilowaty na tę pozasystemową jednostkę.

Wyrażenie to mocno weszło do leksykonu już od czasów, gdy James Watt ze Szkocji pod koniec XVII wieku wprowadził do produkcji pierwszą maszynę parową, która zastąpiła ciągnienie konne.

Koń mechaniczny jako termin, miernik, pozwalał laikowi obrazowo przedstawić, jaką liczbę koni zastępuje maszyna.

Interesujący fakt: swego czasu we Francji, a dokładniej w Paryżu, obowiązywały normy dotyczące siły pociągowej pojazdów (omnibusów).

Zgodnie z nimi koń zaprzężony w pojazd, w ciągu dnia roboczego trwającego 5 i pół godziny i przy wartości siły pociągowej 25,8 kg, musiał przebiegać codziennie 55,056 km. Moc rozwijana przez konie wynosiła 72, kgm/s.

Wartość mocy we Francji jest prawie identyczna z tą, którą uzyskano w Anglii. Francuska jednostka nazywała się Cheval vapeur. W dosłownym tłumaczeniu brzmi to jak „koń parowy”.

Obserwując pracę konia podnoszącego ładunek z szybu, ustalił, że przy stałej prędkości 1 m/s podnosi on ładunek o wadze około 75 kg.

Poprzez obliczenia James Watt określił moc konia mechanicznego jako moc, przy której koń jest w stanie podnieść ładunek o masie 250 kg w ciągu 1 s na wysokość 30 cm. Zatem 1 KM = 75 kgm/s, a w watach – 735,499 wata.

W związku z tym w użyciu pojawiły się następujące warianty koni mechanicznych:

• elektryczne;
• mechaniczne;
• indykatorowe;
• kotłowe i wiele innych.

Ponieważ definicja konia mechanicznego była niejednoznaczna, aby wprowadzić porządek w tej kwestii, w 1882 r. angielskie stowarzyszenie inżynierów na swoim zjeździe zatwierdziło wcześniej nieznaną jednostkę miary mocy. Została ona nazwana na cześć wynalazcy – W (wat) lub W, i stała się międzynarodowa.

Później przyjęcie układu SI nakazywało oznaczanie mocy silnika w kilowatach. Jednostkę zaczęto stosować w dokumentacji technicznej, w broszurach reklamowych. Aby ostatecznie położyć kres przestarzałej koncepcji, w 2010 r. dyrektywą UE zakazano używania koni mechanicznych bez podawania w kilowatach.

James Watt, wprowadzając pojęcie konia mechanicznego, po prostu dążył do pokazania zalet używania maszyn zamiast zwierząt. Zrobił to poprzez obliczenie wydatku energetycznego, jaki ponosi koń i mechanizm przy podnoszeniu ładunku.

Różne rodzaje koni mechanicznych powiązano z watami w następujący sposób:

• elektryczny – 746 W;
• mechaniczny – 745,699871582 W;
• metryczny – 735,4988 W;
• indykowany – 745,6998715822 W;
• kotłowy – 9809,5 W.

Kraje europejskie stosują głównie metryczny koń mechaniczny. Pod nim rozumie się moc zużytą na podnoszenie ciężaru 75 kg w górę ze stałą prędkością i standardowym przyspieszeniem g = 9,80665 m/s².

W USA i Wielkiej Brytanii w motoryzacji koń mechaniczny wynosi 1,0138696789 metrycznego KM lub 745,6998815 W. Kotłowe i elektryczne KM są również stosowane w Ameryce.

Natomiast metryczna jednostka wynosi 0,74 kW, przy definiowaniu tej jednostki w stopach i funtach wiąże się ją z przemieszczaniem ładunku o masie 1 funta na 33 000 stóp w ciągu 1 minuty albo 1 funta na odległość 550 stóp w ciągu 1 sekundy.

Z oficjalnego obiegu w Rosji wycofano jednostkę „koń mechaniczny”. Jednak przy obliczaniu podatku transportowego nadal stosuje się metryczną odmianę KM. Przy tym wysokość podatku mnoży się przez liczbę KM.

Jednostki miary waty i kilowaty

Jednostka mocy wat należy do układu SI. Jeden wat to praca 1 J wykonana w ciągu 1 sekundy.

Tę miarę mocy można wyrazić także za pomocą innych jednostek:

1. Niuton przemieszczony na 1 m w ciągu 1 s.
2. Jeden kilogram przemieszczony w ciągu sekundy na 1 m.
3. Wolt-amper.

W jednym kilowacie zawiera się 1000 watów. Za pomocą tej jednostki mierzy się energię dźwięku, ciepła, mocy prądu, strumieni promieniowania.

Sposoby przeliczania kilowatów na KM

Wzajemne przeliczanie tych dwóch jednostek można przeprowadzić kilkoma metodami:

1. Konwertery online. Istnieją do tego produkty programowe, ale potrzebny jest dostęp do sieci. Jeśli jest internet, to sposób bardzo szybki i prosty.
2. Tabele. Zawierają one wartości, które występują najczęściej.
3. Wzory do przeliczania. Służą do “konwersji” wielkości fizycznych ręcznie.
   

Stosowane w praktyce wartości liczbowe: 1 kW = 1,36 KM, 1 KM = 0,735 kW. Łatwiej pracuje się z pierwszym wyrażeniem, a dla uproszczenia 1,36 zaokrągla się do 1,4. Błąd jest przy tym niewielki i jeśli szacujemy moc w przybliżeniu, można go pominąć.

To, w jaki sposób faktycznie określano moc, wpływa na wartość mocy uzyskaną przy przeliczaniu z jednych jednostek na inne.

Praktycznie przeliczenie kW na KM będzie wyglądać następująco:

90 kW × 1,4 = 126 KM i działanie odwrotne: 140 KM : 1,4 = 100 kW.

Do bardziej dokładnych obliczeń, aby określić, ile dokładnie koni mechanicznych jest w kilowacie, stosuje się współczynnik 1,35962162.

Koń mechaniczny w samochodzie

Wartość w kW podzielona przez 0,735 to właśnie koń mechaniczny w samochodzie. Jest on porównywalny z działaniem wykonanym w ciągu 1 sekundy, aby podnieść na wysokość 1 metra ładunek o masie 75 kilogramów. Przy tym uwzględnia się również grawitację ziemską.

Im większa moc silnika samochodu w stosunku do masy pojazdu, tym jest on wydajniejszy. Innymi słowy, im lżejsze jest nadwozie, tym większy wskaźnik mocy i tym szybciej samochód przyspiesza.

Aby przekształcić moc znamionową danego samochodu z kilowatów na konie mechaniczne, należy posiadaną wartość podzielić przez 0,735.

Na przykład, Jeep Wrangler ma moc 177 KM i masę całkowitą 2,505 t. Stosunek mocy do masy całkowitej wyniesie: 177 : 2505 = 70,56. Przyspieszenie do setki km/h – 10,1 s.

Jeśli weźmiemy mocny samochód Ferrari 355 F1 z silnikiem o mocy 375 KM i masie 2,9 t, to stosunek wyniesie 375 : 2900 = 0,129. Przyspieszenie do 100 km/h – 4,6 sekundy.

Jest to tabela, za pomocą której można bardzo prosto przekształcić konie mechaniczne na kilowaty bez żadnych obliczeń.

Oznaczenie koni mechanicznych w różnych krajach nie jest jednakowe. W Rosji – l.s., w krajach anglojęzycznych – hp, w Holandii – pk, w Niemczech – PS, we Francji – CV.

Kiedy wprowadzono kilowat, we Francji zaprzestano używania CV i całkowicie przeszli przy obliczaniu podatku na te nowe jednostki mocy. W Wielkiej Brytanii podstawą podatku od pojazdu stały się wymiary samochodu.

W Rosji oprócz podatku transportowego, KM używa się przy obliczaniu wysokości opłaty przy ubezpieczeniu żelaznego «konia» (OC). Używa się KM również przy określaniu rzeczywistej mocy silnika samochodu. Przy tym w użyciu są takie terminy, jak brutto i netto.

Pierwszy wskaźnik mierzony jest na stanowisku badawczym, a praca pompy chłodzenia, alternatora i innych systemów pomocniczych nie jest brana pod uwagę. Jego wartość jest zawsze wyższa od drugiego parametru, ale nie odzwierciedla mocy wytwarzanej w normalnych warunkach.

Jeśli do przeliczenia kilowatów podanych w specyfikacji użyje się tej metody, zostanie określona jedynie ilość pracy silnika. Aby dokładnie ocenić jego moc, korzystanie z tej metody jest niepraktyczne ze względu na duży błąd, który wynosi od 10 do 25%. Ponieważ parametry silnika będą zawyżone, wyższy będzie również podatek transportowy.

Stanowisko badawcze podaje wartość netto z uwzględnieniem systemów pomocniczych. Uzyskany w ten sposób parametr dokładniej odpowiada mocy w normalnych warunkach. Jeszcze dokładniej moc można określić za pomocą urządzenia takiego jak dynamometr.

Im większą liczbą koni mechanicznych dysponuje silnik w samochodzie, tym wyższy podatek musi zapłacić właściciel pojazdu, dlatego każdy kierowca powinien umieć przeliczać moc z kW na KM i odwrotnie.

Od tego, ile koni mechanicznych ma silnik samochodu, zależą jego klasa i właściwości dynamiczne.

Jeśli do samochodu nie ma dokumentacji technicznej, a jego moc jest potrzebna, można to zrobić na dwa sposoby.

#1: Metoda określania mocy samochodu

Do określenia mocy w tradycyjnych koniach mechanicznych przy użyciu tej metody potrzebne są takie wielkości, jak moment obrotowy i liczba obrotów silnika. Można je znaleźć w instrukcji lub w Internecie, podając odpowiednią markę samochodu.

Następnie znalezione parametry mnoży się. Do obliczeń stosuje się następujące wyrażenie:

(RPM × T) / 5252 = HP

W nim RPM to obroty silnika, T to moment obrotowy, 5,252 to liczba radianów na sekundę. Tak więc jeden z modeli samochodu Hyundai Santa Fe ma moment obrotowy 227 przy prędkości obrotowej 4000, więc 227 × 4000 = 908 000. Wynik dzieli się przez 5252 i otrzymuje się moc w koniach mechanicznych:

908 000 : 5252 = 173 KM

#2: Sposób obliczania mocy

Na silniku samochodu zwykle podaje się napięcie w woltach, natężenie prądu w amperach, sprawność w procentach.

Korzystając z tych danych, oblicza się moc silnika w KM według wzoru:

(V × I × sprawność) : 746 = HP

Sprawność zamienia się na ułamek dziesiętny — jako ułamek dziesiętny 82%.

Napięcie, natężenie prądu i sprawność mnoży się, a następnie dzieli wynik przez 746. Tak więc, jeśli napięcie wynosi 240 V, natężenie prądu 5 A, a sprawność 82%, to moc w KM wyniesie 1,32 KM.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Szczegółowe informacje o koniu mechanicznym:

Coraz częściej moc wyraża się w kilowatach, a jednostki niesystemowe odchodzą w przeszłość. Jednak potrzeba przeliczania koni mechanicznych wciąż istnieje. Dopóki te jednostki istnieją, trzeba umieć z nich poprawnie korzystać.

Czy mają Państwo pytania dotyczące tematu artykułu? A może mają Państwo informacje, które mogłyby uzupełnić nasz materiał? Proszę pisać swoje komentarze, dzielić się doświadczeniem w bloku poniżej.