Ce reprezintă calul-putere?
Calul-putere este o unitate de măsură, introdusă de către inginerul James Watt și menită să măsoare puterea motorului cu aburi. Designul său îmbunătățit era mult mai eficient decât modelele anterioare, necesitând mult mai puțin combustibil. Așadar, Watt a dezvoltat noțiunea de cal-putere, ca o modalitate de a demonstra clienților care nu făcuseră încă tranziția de la cai la motoarele cu aburi, faptul că acestea reprezintă o investiție bună.
El a calculat că, într-o zi normală de lucru, un cal ar putea roti o roată de moară, cu diametrul de 7,5 metri, de aproximativ 2,5 ori pe minut. Puterea este definită ca lucrul mecanic efectuat pe unitate de timp, unde lucrul mecanic este o măsură a energiei transferate, calculată prin înmulțirea forței aplicate cu distanța parcursă.
Watt, care este omonimul unității de măsură a puterii din sistemul metric, a estimat forța pe care calul a aplicat-o pentru a roti roata morii. Folosind acest lucru, el a calculat apoi lucrul mecanic aplicat și, prin urmare, puterea.
Watt era conștient de faptul că numărul obținut era doar o estimare, așa că a ales să rotunjească calculul pentru rezultatul final.
Conform definiției lui Watt, un cal-putere reprezintă circa 4485 kg·m/min. Această putere se traduce în aproximativ 746 de wați (W sau Jouli pe secundă).
Producătorii de automobile moderne folosesc atât definiția lui Watt, cât și o unitate de măsură similară, cunoscută sub numele de cal-putere metric. Aceasta este definită ca puterea necesară pentru a ridica un corp, cu masa de 75 de kilograme, la o înălțime de un metru într-o secundă. Această putere se aproximează la valoarea de 735W.
Câți cai-putere are un cal?
Estimările lui Watt au fost destul de exacte: un cal-putere este echivalent cu puterea dezvoltată de un cal sănătos pe parcursul unei zile de muncă. Aceste date au fost confirmate de către analizele efectuate în cadrul Târgului de Stat din Iowa, din anul 1925, și de medicul veterinar englez William Youatt.
În anul 1993, biologii R. D. Stevenson și R. J. Wassersug au publicat un articol, în cadrul revistei Nature, în care au estimat puterea maximă pe care o poate dezvolta un cal. În cadrul studiilor anterioare s-a demonstrat faptul că puterea maximă dezvoltată de către un mușchi per kilogram este cuprinsă între 100 și 200W. Folosind limita inferioară, cercetătorii au calculat o putere teoretică maximă de 18.000 W, sau aproximativ 24 de cai-putere.
Conform datelor înregistrate în cadrul Târgului de Stat din Iowa din anul 1925, valoarea reală a fost mult mai mică. În urma înregistrărilor, s-a stabilit faptul că, pe o perioadă scurtă de timp, un cal poate exercita o putere de până la 14,9 cai putere.
De ce mașinile pierd din putere în timp?
În timp, componentele unui motor încep să se uzeze. Filtrele de aer și evacuările se pot înfunda, blocând fluxul de aer către și de la motor, pe injectoarele de combustibil și pe bujii se pot depune diferite substanțe, provocând o ardere mai puțin eficientă, iar pompele de combustibil se pot uza, conducând la o alimentare incorectă cu combustibil. În plus, produsele secundare, rezultate în urma arderii pot forma depuneri, împiedicând închiderea corectă a supapelor motorului, reducând presiunea generată de arderea combustibilului și provocând rateuri ale motorului.
Mai mult decât atât, inelele pistoanelor se pot uza, reducând presiunea din cilindri și scăzând puterea. Soluția la aceste probleme o reprezintă revizia regulată, însă, un motor modern care parcurge sute de mii de kilometri nu ar trebui să piardă foarte mulți cai putere.