تعریف اسب بخار و گشتاور در موتورسیکلت

اسب بخار یکی از کلمات پرکاربرد در صنعت بخصوص برای موتورسوارها، تولید کنندگان موتور، خودرو و ماشین آلات است و در مجلات تخصصی بارها و بارها از آن نام برده شده. به همین منظور در این مقاله تعاریف مختلفی نظیر اسب بخار، توان و گشتاور را تعریف خواهیم کرد.
 

اسب بخار چیست؟

اسب بخار واحد اندازه گیری برای کار یک موتور است. این واژه توسط مخترع اسکاتلندی به نام وات برای اندازه گیری میزان عملکرد ماشین های بخار ابداع شد. وات تصمیم گرفت راهی پیدا کند تا به مردم پتانسیل این دستگاه های جدید را درک کنندو از آن جایی که اکثر مردم آن زمان، با کارهایی که یک اسب می توانست انجام دهد کاملاً آشنا بودند، وات تصمیم گرفت موتورهای بخار را با اسب مقایسه کند.
 

وی با اندازه گیری های مداوم، پی برد که یک  اسب می تواند 550 پوند را در یک ثانیه یا 33000 پوند را در 1 دقیقه طی کند و از آن زمان به بعد، قدرت اسب بخار همان استانداردی است كه برای اندازه گیری عملکرد موتورهای بخار و انواع احتراق داخلی اندازه گیری می شود. موتورسواران در کنار واژه اسب بخار با اصطلاحات دیگری نظیر گشتاور و توان هم رو به رو شده اند.

گشتاور چیست؟

گشتاور به نیرویی گفته می شود که سعی در ایجاد چرخش اهرم ها دارد ( مانند نیروی وارد شده با آچار برای باز کردن پیچ یا مهره). در مجموع گشتاور به مقدار نیروی وارد شده بر یک جسم ،ضرب در طول آن؛ نسبت به محور گفته می شود و  برای افزایش آن، یا باید نیرو را افزایش داد یا طول اهرم را بیشتر کرد.
 

گشتاور از نیروهایی است که الزاما منجر به حرکت نمی شود اما اگر همان نیرو به طور مستقیم به پیچ وارد شود چون فاصله بازویی آن صفر است، اثری روی پیچ نمی گذارد. اگر به جسمی در راستای محور یا مرکز آن نیرو وارد شود گشتاور صفر است.
 

برای تعیین توان یک موتورسیکلت هم باید نیروی وارد شده را در فاصله طی شده ضرب کرد و حاصل را بر مدت زمان انجام این کار تقسیم نمود. معمولا از این فرمول برای توان مکانیکی که هنگام چرخش پیچ کامل تولید می شود، استفاده می گردد.
 

حال برای محاسبه گشتاور در یک موتورسیکلت باید فشار احتراق بالای پیستون را که از طریق یک میله اتصال به یک میل لنگ در انتهای خارجی آن ایجاد می شود، محاسبه نمود. این فشار دقیقاً مانند فشار مکانیکی روی آچار است، اما به جای چرخیده شدن پیچ، میل لنگ می چرخد.کل فاصله چرخش میل لنگ با توجه به تعداد دورهای آن تعیین می شود و مدت زمان لازم برای آن مطابق با چرخش میل لنگ و  معادل با دور در دقیقه اندازه گیری می شود.
 

روش محاسبات اسب بخار و گشتاور

محاسبه قدرت موتور باید گشتاور خروجی موتور (نیرو) را درنظر گرفته و آن را در مسافت طی شده هنگام تولید نیرو ضرب کنیم ، سپس عدد به دست آمده را بر زمان تقسیم کنیم و  نتیجه خروجی نیرو در موتور، دور موتور نامیده می شود. با توجه به مطالب گفته شده، برای محاسبه گشتاور و توان موتورسیکلت باید از طول میل لنگ آگاهی داشته باشید. زیرا محیط دایره ای ایجاد شده توسط حرکت میل لنگ در هر چرخش، مسافت شده میل لنگ در دقیقه را مشخص می کند.

محیط دایره با ضرب قطر آن (دو برابر شعاع) در  عدد پی معادل 3.14 محاسبه می شود؛ بنابراین، برای محاسبه قدرت، مسافت طی شده در هر دور از هر موتور همیشه 6.28 فوت یا 2*3.14 است. برای واضح تر شدن این موضوع  و جلوگیری از سردرگمی خوانندگان با مثال عددی توضیح خواهیم داد.
 

به عنوان نمونه از موتوری استفاده کنیم که در 5000 دور در دقیقه 90 فوت پوند گشتاور تولید می کند. اگر 90 (گشتاور) را در 6.28 ضرب کنید (فاصله در فوت، میل لنگ طی هر دور حرکت می کند) و سپس در 5000 (تعداد دور در یک دقیقه) ضرب کنید؛ عدد 2826000 به دست می آید. به عبارت دیگر ، قدرت موتور معادل 2826000 فوت پوند در دقیقه است.
 

حال برای به دست آوردن اسب بخار باید عدد به دست آمده را بر 33000 فوت پوند در دقیقه تقسیم کنید تا میزان توان بر حسب اسب بخار به دست آید. بنابراین، اگر میزان قدرت موتور 2826000 را بر 33000 تقسیم کنید، عدد 85.64 به دست می آید و این میزان اسب بخار برای که موتوری با توان 5000 دور در دقیقه می باشد.
 

 با روشی که توضیح داده شد، شما همیشه باید دور در دقیقه را در 6.28 ضرب کنید و سپس عدد توان حاصل را بر 33000 تقسیم کنید. با توجه به محاسبات گفته شده، برای محاسبه سریع اسب بخار می  توانید از عدد ثابت 5252 استفاده کنید. این عدد از تقسیم 33000 بر 6.28 به دست می آید.
 

چنان چه اسب بخار را داشته باشید می توانید عملیات ذکر شده را به صورت معکوس انجام  دهید تا به  توان با واحد دور در دقیقه برسید.

قدرت = گشتاور X دور موتور / 5252

مقایسه اسب بخار و گشتاور

گشتاور از نیروهای قابل اندازه گیری است و اسب بخار ( واحد اندازه گیری قدرت)، هم بر اساس گشتاور اندازه گیری می شود. قدرت را بر اساس اسب بخار و شتاب را بر اساس گشتاور اندازه گیری می کنند. واحد اندازه گیری قدرت کیلوات بر دور در دقیقه می باشد و واحد اندازه گیری گشتاور بر اساس نیوتن بر متر است.
 

در واقع گشتاور و اسب بخار با یکدیگر رابطه ای مستقیم دارند البته موتورسیکلت های قدرت بالا دارای شتاب بهتر و سرعت بالاتری هستند. اما موتور های گشتاور بالا دارای شتاب اولیه بالاتری هستند که در سرعت های پایین هم می توان از آن ها بهینه استفاده کرد و این روش در مصرف سوخت تاثیر زیادی دارد.