هل السيارة بقوة 200 حصان تعادل فعلاً قوة الجر من 200 حصان؟

إن مصطلح القدرة (أو الاستطاعة) الحصانية، وهو قياس مقدار الطاقة التي يمكن أن ينتجها المحرك معروف حتى عند هواة السيارات العاديين. كلما زاد الرقم، زادت احتمالية فوز السيارة في السباق.

ولكن ما مقدار القدرة الحصانية التي يمتلكها الحصان؟ هل السيارة بقدرة 200 حصان تعادل حقاً أن يتم سحبها بواسطة 200 حصان؟ بكل بساطة، لا، وهذا مفهوم خاطئ شائع. تبين أن هناك ما هو أكثر من ذلك بقليل.

يمكن للحصان الفعلي أن ينتج قدرة قصوى تبلغ 15 حصانًا. أما الإنسان فيستطيع أن يصل لفترة وجيزة إلى قدرة تقارب حصانًا واحدًا. وعلى الرغم من أنه يبدو غريبًا أن القدرة الحصانية لا تساوي قوة الحصان، إلا أن هناك تفسيرًا لذلك. أدناه، سوف نتعلم قليلاً عن المكان الذي نشأ فيه مصطلح "القدرة الحصانية"، وما يعنيه فعليًا.

ما هي القدرة الحصانية؟

طور المهندس جيمس واط تعبير القدرة الحصانية وهي كمية تهدف إلى قياس قدرة المحرك البخاري إذ كان تصميمه المُحسَّن للمحرك البخاري أكثر كفاءة من التصميمات السابقة، ويتطلب وقودًا أقل بكثير. لذلك، قام بتطوير القدرة الحصانية كوسيلة ليثبت للعملاء الذين لم يتحولوا بعد من الخيول إلى المحركات البخارية أن هذا استثمار جيد.

اعتمد واط في حسابه على ملاحظة عمل الحصان مع عجلة الطاحونة، ثم حوّل هذه الملاحظة إلى تعريف عددي للقدرة.

خطوات حساب واط للقدرة

1

ملاحظة العمل اليومي

حسب واط أنه خلال يوم عمل متوسط، يمكن للحصان أن يدير عجلة طاحونة بطول 24 قدماً حوالي 2.5 مرة في الدقيقة.

2

تعريف القدرة والعمل

تُعرَّف القدرة بأنها العمل المبذول لكل وحدة زمنية، أما العمل فيُحسب بضرب القوة المطبقة في المسافة المقطوعة.

3

تقدير قوة الحصان

قدّر واط مقدار القوة التي يطبِّقها الحصان لتدوير عجلة الطاحونة، ثم استخدمها لحساب الطاقة المطبقة والقدرة الناتجة.

4

تقريب النتيجة

عرف واط أن الرقم الذي حصل عليه كان مجرد تقدير، لذلك اختار تقريب حسابه للحصول على نتيجته النهائية.

وبحسب تعريف واط، تبلغ القدرة الحصانية الواحدة 33000 قدم في الدقيقة. وهذا يساوي تقريبًا 746 واط (W، أو جول في الثانية).

يستخدم مُصنِّعو السيارات الحديثة تعريف واط  وكمية مماثلة تعرف باسم القدرة الحصانية المترية. يتم تعريف القدرة الحصانية المترية بأنها القدرة اللازمة لرفع كتلة 75 كيلوجرامًا ضد الجاذبية لمسافة متر واحد في ثانية واحدة. هذا يصل إلى حوالي 735 واط.

ما مقدار القدرة الحصانية التي يمتلكها الحصان؟

كانت تقديرات واط  دقيقة إلى حد ما: فالحصان الواحد هو تقريبًا متوسط معدل العمل الذي يمكن لحصان الجر السليم القيام به على مدار يوم كامل، وهو ما أكدته بيانات من معرض ولاية أيوا عام 1925 والجراح البيطري الإنجليزي ويليام يوات.

لاحقًا، قدّر عالما الأحياء آر.دي. ستيفنسون وآر.جي.فاسرسوغ ذروة الأداء النظرية، ثم قارناها بما ظهر في بيانات العالم الحقيقي.

قدرة الحصان بين النظرية والواقع

ذروة نظرية محسوبة

حوالي 24 حصانًا

قدرة قصيرة في العالم الحقيقي

حتى 14.9 حصانًا

كيف يمكن أن يكون للقدرة الحصانية تعريفات مختلفة؟

على عكس قياس الزمن، يمكن أن يختلف تعريف القدرة الحصانية بحسب المنطقة ونوع الآلة التي تُقاس قدرتها، ولذلك تظهر عدة قيم للواط تحت الاسم نفسه تقريبًا.

تعريفات القدرة الحصانية بالأرقام

النوع	الاستخدام أو الأصل	القيمة التقريبية بالواط
القدرة الحصانية الميكانيكية	تعريف جيمس واط، وتُعرف أيضًا باسم القدرة الحصانية الإمبراطورية	745.7 واط
القدرة الحصانية المترية / PS	قياس مماثل تم تطويره في ألمانيا	735.5 واط
قدرة المحركات الكهربائية	تُستخدم مع المحركات الكهربائية	746 واطًا
القدرة الحصانية للغلاية	تُستخدم لقياس إنتاج الغلايات البخارية	9810 واط تقريبًا

لماذا تفقد السيارات قدرتها الحصانية مع مرور الوقت؟

عندما يتعلق الأمر بسيارتك، فإن المقياس الأكثر استخدامًا لقدرة المحرك وقوّته هو قدرة الفرملة الحصانية، أو bhp.

في حين أن محرك سيارتك قد ينتج، على سبيل المثال، 200 حصانًا، فإن الأجزاء الميكانيكية المختلفة لمجموعة القيادة في سيارتك تعني أن هذه القدرة لن تصل بكاملها إلى عجلاتك.

تميل الأشياء إلى الاتساخ والتآكل مع مرور الوقت إذ يمكن أن تنسد مرشحات الهواء والعوادم، مما يعيق تدفق الهواء من وإلى المحرك وما إلى ذلك. لذا، حافظ على صيانة سيارتك بانتظام، ويجب أن لا يفقد المحرك الحديث إلا نسبة قليلة فقط من القدرة الحصانية على مدى مئات الآلاف من الأميال.