اسب بخار چیست؟

در متون خودرویی و مشخصات خودروها، یکی از اصطلاحاتی که خیلی زیاد می‌بینیم، اسب بخار یا Horsepower است؛ اما این اصطلاح به چه معنا است؟ چه تاریخچه‌ای دارد و نشان‌دهنده چیست؟ در ادامه به این سؤالات پاسخ می‌دهیم.

اسب بخار چیست؟

اسب بخار یا Horsepower که به‌اختصار با hp نشان داده می‌شود، یکای توان است که میزان کار انجام‌شده در واحد زمان را بیان می‌کند؛ به‌عبارت‌دیگر، اسب بخار برای توصیف توان خروجی دستگاه‌ها استفاده می‌شود و نشان می‌دهد که یک موتور درون‌سوز یا الکتریکی چقدر قدرت یا توان تولید می‌کند. درواقع توان یک موتور برابر مقدار کار انجام شده توسط آن در یک زمان معین است که با واحد اسب بخار بیان می‌شود. البته برای اندازه‌گیری قدرت موتورها از واحد دیگری به نام وات یا کیلووات هم استفاده می‌شود و به‌ویژه با رونق گرفتن خودروهای برقی، استفاده از این واحد توان نیز رو به گسترش است. هر یک کیلووات یا 1000 وات برابر با 1.34 اسب بخار است.

تاریخچه اسب بخار

پیش از انقلاب صنعتی، تأمین انرژی برای انجام کارهای روزمره انسان توسط حیوانات اهلی صورت می‌گرفت و اسب نقش کلیدی در زندگی مردمان آن زمان بخصوص کشاورزان، معدن‌کاران و… داشت. با وقوع انقلاب صنعتی و اختراع ماشین بخار اما زندگی بشر دستخوش تغییری اساسی شد. ماشین بخار ابتدا توسط مخترع انگلیسی بنام توماس ساوری اختراع شد و سپس جیمز وات اسکاتلندی، با تکمیل پروژه ماشین بخار، تحول بزرگی در کار و زندگی انسان‌ها ایجاد کرد. جیمز وات اما برای مقایسه توان تولیدی ماشین‌های بخار با یکدیگر و همین‌طور بازاریابی برای عرضه ماشین بخار، به تعریف ساده و قابل‌فهمی برای توان تولیدی ماشین بخار نیاز داشت که برای مردم بخصوص کشاورزان قابل‌فهم باشد.

بدین منظور، جیمز وات واحدی به نام اسب بخار را ابداع کرد تا توان تولیدی یک ماشین بخار را با توان تولیدی یک اسب مقایسه کند تا مردم راحت‌تر درک کنند که یک ماشین بخار چند برابر یک اسب عادی می‌تواند توان و قدرت تولید کند. ازآنجایی‌که در معادن ذغال سنگ از اسب بسیار استفاده می‌شد، طبق محاسبات جیمز وات، وقتی یک اسب ۷۵ کیلوگرم ذغال سنگ را در عرض یک ثانیه توسط طناب و قرقره به ارتفاع یک متری بکشد، نیرویی معادل یک اسب بخار تولید کرده است.

تفاوت اسب بخار با گشتاور

در پیشرانه خودرو، پارامتر دیگری بنام گشتاور هم وجود دارد که با واحد نیوتن متر سنجیده می‌شود. عاملی که در اجسام حرکات دورانی یا چرخشی ایجاد می‌کند را گشتاور می‌گویند. در موتور خودرو، نیرویی که به میل‌لنگ وارد می‌شود و آن را به چرخش درمی‌آورد، گشتاور است و با اسب بخار کاملاً متفاوت است. اسب بخار درواقع سرعتی است که در آن گشتاور تولید می‌شود؛ به‌عبارت‌دیگر، حاصل‌ضرب گشتاور در دور موتور برابر با اسب بخار خواهد بود. اساساً هرچقدر میل‌لنگ با میزان ثابتی از نیرو، سریع‌تر بچرخد، موتور قدرت یا همان اسب بخار بیشتری تولید می‌کند. قدرت بیشتر در موتور باعث افزایش سرعت و شتاب می‌شود درحالی‌که گشتاور کشش خودرو را افزایش می‌دهد. برای محاسبه قدرت در پیشرانه‌های درون‌سوز، باید گشتاور تولیدی موتور روی میل‌لنگ را در دور موتور ضرب کرده و سپس حاصل را بر عدد 5252 تقسیم کرد؛ اما عدد 5252 از کجا آمده است؟ در پیشرانه‌های درون‌سوز، گشتاور در دورهای پایین بیشتر تولید می‌شود درحالی‌که در دورهای بالاتر بیشتر قدرت تولید می‌شود. نمودار این دو پارامتر همیشه در دور 5252 rpm یکدیگر را قطع می‌کنند و بنابراین، زمانی که دور موتور 5252 دور در دقیقه باشد، گشتاور و اسب بخار همیشه برابر خواهند بود.

اسب بخار بهتر است یا گشتاور؟

پاسخ به این سؤال به کاربرد خودرو بستگی دارد. گشتاور بالا باعث می‌شود خودرو از حالت سکون، سریع‌تر شتاب بگیرد و درواقع کشش اولیه بهتری داشته باشد اما اسب بخار بیشتر، سرعت بالاتری را برای خودرو به همراه می‌آورد. هرچند هر دو پارامتر برای حرکت وسیله نقلیه ضروری هستند اما خودروهایی مثل پیکاپ‌ها و کامیون‌ها که برای حمل بارهای سنگین طراحی شده‌اند، به گشتاور بیشتری نیاز دارند درحالی‌که خودروهای اسپرت سریع باید قدرت بیشتری داشته باشند. البته اسب بخار و گشتاور باهم مرتبط هستند با افزایش هرکدام، دیگری هم بیشتر می‌شود اما پیشرانه‌های حجیم یا دیزلی، گشتاور بیشتری تولید می‌کنند درحالی‌که پیشرانه‌هایی که دور بالاتری دارند، قدرت بیشتری تولید می‌کنند.

اسب بخار اصطکاکی یا bhp چیست؟

در برخی کشورها مثل بریتانیا، برای سنجش توان خودروها از واحد اسب بخار اصطکاکی یا bhp استفاده می‌شود. bhp همان قدرت تولیدی موتور است که نیروی مصرفی لوازم جانبی مثل دینام و واترپمپ از آن کم می‌شود؛ به‌عبارت‌دیگر، bhp نشان می‌دهد که چه مقدار از قدرت موتور صرف تأمین انرژی لوازم جانبی می‌شود. اساساً، اسب بخار اصطکاکی نیروی خالص موتور منهای لوازم جانبی است که به گیربکس منتقل می‌شود. یک اسب بخار یا hp برابر با 0.986 اسب بخار اصطکاکی یا bhp است که اختلاف جزئی را نشان می‌دهد و این همان میزان قدرتی از موتور است که صرف تأمین انرژی قطعات جانبی پیشرانه می‌شود.