Hästkraft

Fysisk enhet
Enhetsnamn Hästkraft
Enhetssymbol
Fysisk kvantitet (er) kraft
dimensionera
systemet Tekniskt mätsystem
I SI-enheter
Döpt efter Genomsnittlig prestanda för en arbetshäst
Härrörande från Kilopond meter , andra
Illustration av enhetshästkraft

Den hästkrafter är en enhet av tekniska systemenheten för kvantiteten ström . PS används som enhetssymbol .

Det definieras som den kraft som krävs på jorden för att lyfta en massa på 75 kg inom en sekund till en höjd av en meter och motsvarar cirka 0,735 kilowatt .

Idag anses måttenheten hästkrafter vara föråldrad.

Hästkrafter går tillbaka till den hästkraftsenhet som introducerades av James Watt . Definitionerna av hästkrafter och hästkrafter är lika, med skillnaden att hästkrafterna lyfter 550 kg per sekund med 1 fot, vilket motsvarar cirka 0,746 kilowatt.

I det internationella systemet för enheter (SI) är enhetens watt (efter James Watt) standardiserad idag istället för hästkraft . Den watt var ordineras som en måttenhet för kraft den 1 januari 1950 i Schweiz , 1970 i DDR och den 1 januari 1978 i den Förbundsrepubliken Tyskland . Watt har använts inom elektroteknik sedan början av 1900-talet.

använda sig av

Även om hästkraften inte har varit en officiell juridisk enhet i metrologi i Tyskland sedan 1978 på grund av direktiv 80/181 / EEG , används den fortfarande främst i förbränningsmotorer , särskilt i motorfordon . Enligt direktiv 2009/3 / EG är ytterligare användning av PS fortfarande tillåten. PS- prestanda och alla andra enheter som inte är SI-enheter är inte längre tillåtna i hela EU i affärer och officiella affärer. SI-enheten (här watt eller dess decimala multipel ) måste betonas här. I tysk lagstiftning, var detta krav genomförs i 3 § i Unit förordningen.

historisk utveckling

Historiskt sett var hästkrafter förstås vara den genomsnittliga användbar kontinuerlig effekt av en arbetshäst . Under införandet av ångmotorerna har det visat sig vara fördelaktigt att införa en kraftenhet som är jämförbar med hästkörningen så att de nya drivenheterna kan utformas därefter.

I litteraturen finns olika uttalanden om vad James Watt valde som referens för sin enhet. Det är utbrett att han valde en grophästs prestanda som referensvärde eftersom han ville hyra ut sina ångmotorer till gruvoperatörer . Förutsatt att en stark häst är dubbelt så stark som en gropponny drog han slutsatsen att en stark häst skulle dra 550 angloamerikanska pund över en fot på en sekund, eller 33 000 fotpund per minut. En annan version av berättelsen säger att han använde hästarna som använde rep och remskivor för att dra kolsäckar ur groparna i flera dagar. En häst skulle i genomsnitt lyfta 330 angloamerikanska pund kol i sitt tio timmars skift med en hastighet av 100 fot per minut, vilket också är 33 000 fotpund per minut. Andra källor antar att Watt bestäms hans enhet med hjälp av en vanlig häst peg. Med en diameter på 24 fot drar hästen med en kraft på 180 pund ( lb f ) och kan göra 144 rundor, eller 2,4 per minut. Hästen sprang därmed med en hastighet av 181 fot per minut (55 meter per minut). Watt multiplicerade det avståndet med 180 pund kraft och kom upp med 32580 ft × lb f / min. Det avrundades upp till 33.000 ft x lb f / min.

33 000 ft × lb f / min motsvarar 550 ft × lb f / s eller motsvarande 76,04 kp · m / s (kp är kilopond , dvs vikten 1 kg). Med introduktionen av det metriska systemet på kontinentaleuropa ändrades hästkrafterna till ett värde av 75 kg · m / s, varför hästkrafter från Hästkrafter är annorlunda.

definition

1 PS definieras i DIN 66036 som den kraft som måste tillhandahållas för att förflytta en kropp med massa m = 75 kg mot jordens gravitationsfält (med standardacceleration 9,80665 m / s²) med en hastighet av 1 m / s.

1 hk = 75 kpm / s = 735,49875 W.

Ett dragdjur måste utöva en dragkraft på 490 N vid gånghastighet (5,4 km / h).

Som jämförelse ges den kontinuerliga effekten av en vuxen medelstor person som 0,14 PS (100 watt), men med lämplig träning är 440 watt i över en timme och 910 watt i 6 sekunder (motsvarar cirka 1,2 PS) möjliga här också.

Den maximala effekten hos en tamhäst kan variera avsevärt beroende på ras , träningsnivå eller situation: den kan producera 24 hk under en kort tid, medan den faktiskt kan producera cirka 1 hk användbar effekt i genomsnitt under en arbetsdag.

Omvandling PS ↔ kW

1 hk = 75 m × kp / s = 0,73549875 kW

Följande gäller för den vanliga omvandlingen:

  • 1 kW = 1,36 hk; 1 hk = 0,735 kW.

Följande gäller för den grova beräkningen :

  • 1 kW = 4/3 hk; 1 hk = 3/4 kW.

Standarder för att bestämma prestanda

Prestandadata, särskilt för fordonsmotorer, är inte alltid jämförbara internationellt, eftersom olika mätmetoder användes. I Tyskland, till exempel, gavs den effekt som motorn gav till växellådan vid installationen ("DIN-PS", mätt enligt DIN 70020). I Italien användes " Cuna-PS " (utan luftfilter och ljuddämpare), vilket var 5 till 10% högre än DIN-uteffekten. I USA bestämdes motoreffekten enligt SAE J1995 och J245-standarderna fram till 1970-talet. Motorns prestanda bestämdes utan fläkt , vattenpump , generator , luftfilter och ljuddämpare . En prestanda bestämd enligt SAE-standarder är mellan 10 och 25% högre än den prestanda som bestäms enligt DIN 70020.

DIN 70020

Motorfordonsmotorernas effekt mättes på svänghjulet i enlighet med DIN 70020 och anges i PS (DIN PS) eller senare kW.

Enligt DIN 70020 “Motorfordonskonstruktion; Vanliga villkor; Definition och förklaring ”från augusti 1954 mättes nettoeffekten” på kopplingen av den inbyggda motorn i alla delar inklusive inlopps- och avgassystemet under normala driftsförhållanden ”och anges i hästkrafter. Den maximala användbara effekten som motorn kontinuerligt kan leverera utan att överskrida den tillåtna termiska spänningen specificerades som kontinuerlig effekt och den som motorn kan leverera i minst 15 minuter som kort effekt; efter det måste han kunna fortsätta arbeta ordentligt med kontinuerlig kraft. Normala driftsförhållanden inkluderar seriejusteringar och kommersiellt bränsle; Fläkten, vattenpumpen, kylluftfläkten, bränslepumpen, insprutningspumpen och den olastade generatorn måste drivas av motorn under testet. Den uppmätta effekten omvandlas till 760  Torr (= 1013 mbar) och 20 ° C, luftfuktigheten tas inte med i beräkningen. En avvikelse på ± 5% är tillåten för ominspektioner. Effektiv effekt måste alltid anges i samband med tillhörande hastighet på 1 / min.

I februari 1957 delades denna standard upp, specifikationerna för effekt, hastigheter och acceleration kom i del 3. Mätförhållandena för den användbara effekten förblev oförändrade, den kontinuerliga effekten döptes om till "största användbara effekten" och måste uppnås i " termiskt steady state ", har den korta effekten försvunnit.

I december 1973 ersattes "Performance" -sektionen i DIN 70020-3 med den tidigare standarden DIN 70020-4, juni 1972, som ger referensläget 25 ° C och 1000 mbar istället för 20 ° C och 1013 mbar = 760 Torr. Dessa nya köpvillkor resulterade i en minskning av den nominella produktionen med 2 till 4%. För att undvika denna konkurrensnackdel och nackdelar i överensstämmelse med den minsta motoreffekt som krävs i avsnitt 35 i StVZO , återvände DIN i november 1976 med utfärdandet av DIN 70020-6-standarden ”Motorfordonskonstruktion; Power ”tillbaka till de gamla referensvärdena, rekommenderar enheterna kW eller PS för nettoeffekten och min −1 för hastigheter. Denna standard ersattes i april 1997 av DIN ISO 1585 "Vägfordon - metod för att bestämma motorns nettoeffekt (ISO 1585: 1992)" för internationell harmonisering .

ECE-PS

ECE R 24 är en annan standard som kommer mycket nära DIN 70020. Mätningarna gäller dock endast dieselmotorer och varierar beroende på kylfläktens anslutning.

Cuna-PS

Den italienska Cuna-hästkraften användes innan kW introducerades i Italien och är baserad på kg och m (därav metrisk). Vid bestämning av motoreffekt enligt Cuna-standarden specificeras motoreffekten utan luftfilter och ljuddämpare.

SAE-HP (USA)

Brutto SAE

Fram till 1972 specificerades SAE-bruttohästkrafter ("gross SAE-HP") i enlighet med standarderna J245 och J1995 från Society of Automotive Engineers , som mättes på motortestbänken utan manövrering av fläkt , vattenpump , generator , luft filter och ljuddämpare . På grund av denna opraktiska metod, som var upp till 25% högre än de europeiska prestandavärdena, kunde de rena numeriska värdena överdriva motorns prestanda.

Netto SAE

Sedan 1972 har SAE nettohästkrafter (“netto SAE-HP”) varit i kraft i USA enligt riktlinjerna SAE J1349 och SAE J2723, som liknar DIN 70020. De numeriska värdena för SAE-brutto föll betydligt, till exempel i Chrysler 426 Hemi från 1971 från 425 hk brutto till 350 hk netto . SAE J2723 beskriver metoden för hur förbränningsmotorens prestanda ska bestämmas och hur hjälpenheterna eller vilka hjälpaggregat måste manövreras. SAE J1349 specificerar ekvationerna för att beräkna hur motoreffekten som bestäms på testbänken måste omvandlas till ett referensvillkor standardiserat enligt SAE. Referenslägena i det europeiska direktivet och SAE-direktivet skiljer sig inte åt. SAE-korrigeringsfaktorn innehåller dock ett effektivitetskorrigeringsvärde, så att det finns små skillnader i prestandavärdena. I Europa används EU: s riktlinje 80/1269 av den 16 december 1980 för att korrigera bilarnas motoreffekt. Motsvarande riktlinje för motorcyklar är 95/1 / EG av den 2 februari 1995.

Åtgärder för beskattning av motorfordon

Förskjutning hk

Med Reichsstempelgesetz den 7 juni 1906 föreskrevs det i § 53 att motorfordon "endast får användas för att köra på allmänna vägar och platser om ett tillstånd av det slag som anges i taxan har erhållits från den behöriga myndigheten mot betalning av skattebeloppet har varit ". Det årliga tullbeloppet på 25 mark till 150 mark upprättades i Tyskland efter den motoreffekt för vilken förskjutningen placerades i en fast relation till transaktionen. I avsnitt 7 i vägtrafiklagen av den 3 maj 1909 inkluderades strikt ansvar för drift av motorfordon. För idrifttagning av motorfordon fanns det nu också en försäkringsskyldighet, vilket bevisades med en registreringsskylt och med tillståndskortet.

Efter den tekniska utvecklingen avviker den beräknade och tekniskt effektiva prestandan snart mycket med modernare design. Dubbel information blev då vanligt i fordonsannonsering. Mercedes 28/60 hk (från 1912 till 1920) med 7240 cm³ slagvolym med 28 slagvolym och 60 hk erbjöds.

Exempel på motorvolym för motorcyklar och bilar i Tyskland 1906 till 1922 (utdrag):

Kubik kapacitet
i cm³ 		PS
(motorcykel) 		HP
(bil)
175 1 1 ⁄ 2 
250 2 1 ⁄ 4 
500 3 1 ⁄ 2 
750 6: e
1000 8: e 4: e
1500 6: e
2000 8: e
2600 10
4000 16

British Royal Automobile Club tog emot RAC Horsepower (från 1906 till januari 1947) liksom American Association of Licensed Automobile Manufacturers (ALAM) (från omkring 1907) och dess efterträdande organisation, National Automobile Chamber of Commerce (NACC) (från 1913 ), endast kvadraten på cylinderdiametern och antalet cylindrar som grund för den abstrakta beräkningen av effekten:

(D = cylinderns diameter; N = antal cylindrar)

Den engelska motorkonstruktionen påverkades särskilt av betoningen på cylinderdiametern i kvadrat som en viktig faktor för den abstrakta prestandabestämmelsen. Motorer med största möjliga slaglängd och små borrhål beskattades mindre och föredrog därför slutligen till januari 1947.

Skatt PS

I lagen om motorfordonsskatt av den 8 april 1922 fastställdes en skatteformel för användning av motorfordon som var giltig från 1 juli 1922 till 31 mars 1928.

VrTvåtaktsmotorer : 0,45 × antal cylindrar × cylinderborrning² (i cm²) × kolvslag (i m) Fyrtaktsmotorer : 0,30 × antal cylindrar × cylinderborrning² (i cm²) × kolvslag (i m).
Mellan

I § ​​3 bestämdes mervärdesskatten, till exempel för motorcyklar upp till 1,5 hästkrafter 10  Reichsmarks , över 4 HP 35 Reichsmarks skulle betalas. För personbilar, beroende på skattehästkrafterna, måste mellan 20 och 80 riksmark betalas. Skatten för lastbilar och bussar beräknades utifrån deras egen vikt (över 500 till över 4000 kg); till exempel för lastbilar över 4000 kg 100 ℛℳ, för bussar över 4000 kg 200 ℛℳ. Skattesatsen definierades om den 4 januari 1924. Skatten har nu höjts avsevärt för stora förflyttningsbilar, till exempel för 20 skattepliktiga hästkrafter 1000 ℛℳ och för 40 skattepliktiga hästkrafter 2600 ℛℳ.

För utländska motorfordon beräknades skattehästkrafterna utifrån strukturen och antalet platser:

sittplatser
platser 		Öppen
sommarhuva 		Stängd
struktur
1-2 07 hk 09 hk
3-4 12 hk 14 hk
5-6 16 hk 18 hk

Från och med den 1 april 1928 blev endast cylinderkapaciteten grunden för beskattningen i tyska riket för motorcyklar och motorfordon. Varje 100 cm³ kubik kapacitet beräknades som 12 ℛℳ för bilar och 8 ℛℳ för motorcyklar. Motorcyklar upp till 200 cc förskjutning var nu undantagna från skatt.

Franska ch och CV

På franska betyder cheval-vapeur ( ch , pl. Chevaux-vapeur ) hästkrafter.

Enheten ch förväxlas emellertid ofta med den nyckeltal cheval fiscal ( CV eller cv , pl. Chevaux fiscaux ) som används i Frankrike och Belgien . Detta används för att bestämma fordonsskatten eller registreringsavgifterna. Formeln och användningen för cv har förändrats flera gånger genom åren; det är annorlunda i Frankrike och Belgien.

Termen cheval-vapeur betecknar också måttenheter för el och värmekraft på franska.

Relaterade enheter

Hästkraft

Den engelska eller mekaniska hästkraften har enhetssymbolen hk (hästkrafter) eller bhp (bromshästkrafter). Den är baserad på de engelska enheterna pundkraft ( lb f ) och fot ( ft ) och används också i industrianläggningar i USA . Det definieras per minut:

1 hk = 33 000 lb f  × ft / min = 550 lb f  × ft / s

Konverteringstabell
PS hp kW
1 hk = 1 0.98632 0,735499
1 hk = 1.01387 1 0,74570
1 kW = 1,35962 1.34102 1

Poncelet

En poncelet definieras på samma sätt som hästkraft, med en skillnad i den underliggande massan: 1 p = 100 kp · m / s; (1 PS = 75 kp m / s)

Information om hästkrafter

För att specificera hur en PS-specifikation ska förstås kan olika suffix eller prefix specificeras.

PSi

PSi används ibland - men inte i enlighet med DIN-standarder - för att indikera att ett värde indikeras som en indexerad (dvs. indirekt bestämd) utgång från en kompressor eller en kolvmotor  - särskilt en ångmaskin eller ånglok  .

PSw eller WPS

PSw eller WPS används ibland, men inte i enlighet med DIN-standarder, för att indikera att ett värde är en axeleffekt, särskilt när det gäller turbiner .

PSe

Typskylt för en ångmotor, effekt specificerad i PSe.

PSe eller EPS används ibland, men inte i enlighet med DIN-standarden, för att ange när ett värde ges att effekten är den effektiva effekten hos en motor mätt i slutet av axeln.

Se även

Portal: Teknik /  ämneslista fordonsteknik - översikt över Wikipedia-innehåll om ämnet teknik / ämneslista fordonsteknik

webb-länkar

Wiktionary: Hästkrafter  - förklaringar av betydelser, ordets ursprung, synonymer, översättningar

Onlineverktyg för omvandling av kW till PS och vice versa

Individuella bevis

  1. ↑ Federal lag om ändring av Federal Law on Weights and Measures (från 1 april 1949) SOM 1949 1531 .
  2. ↑ Genomförandeförordning till lagen om enheter i metrologi av den 26 juni 1970, §51 § 2 nummer 5, publicerad i Federal Law Gazette, del 1 (1970) nr 62, s. 981–991.
  3. ↑ US Government Printing Office (red.): Hästkrafternas förhållande till Kilowatt , nr 34 och 35, 1915, s.9.
  4. ↑ Direktiv 2009/3 / EG
  5. ↑ Kalenderblad 19 januari 2011: James Watt föddes för 275 år sedan. I: Wissenschaft Aktuell. Hämtad 20 augusti 2013 .
  6. ↑ Formler. Hämtad 20 augusti 2013 .
  7. ↑ Hur mycket hästkrafter har en häst? I: Science Online. Hämtad 20 augusti 2013 .
  8. ↑ US Government Printing Office (red.): Hästkrafternas förhållande till Kilowatt , nr 34 och 35, 1915, s.11
  9. ↑ a b De juridiska enheterna i Tyskland. (PDF; 1600 kB) Physikalisch-Technische Bundesanstalt, National Metrology Institute, juni 2015, arkiverat från originalet den 24 september 2015 ; Hämtad den 1 januari 2020 (sidan 7 i PDF-filen markerad med sidnummer 12/13).
  10. ^ Grunderna för idrottsmedicin. (PDF, 156 kB)
  11. ↑ Mänsklig effekt vid upprepad sprintcykelövning: påverkan av termisk stress . PMID 10090637
  12. ↑ Hur mycket hästkrafter har en häst?
  13. ^ Curt Hanfland: Den moderna maskintekniken. Verlag der Literaturwerke "Minerva", Volym 1, Leipzig 1928, s. 87.
  14. ↑ Expertis inom fordonsindustrin. Holland och Josenhans Verlag, Stuttgart 1982, ISBN 3-7782-3520-6 , s.17 .
  15. Paper Pocketbok för bilar. 19: e upplagan. Robert Bosch GmbH, 1984, ISBN 3-18-418005-0 , s. 331.
  16. ↑ Motorn från Camaro ZL-1 COPO, som byggdes 1969 för dragracing i mindre antal, fick 430 hk utan att ljudisolera den uppnådde över 500 hk. I leveransvillkoret var effekten realistiska 376 hk. (se Camaro Research Group: COPO 427: The Relentless Pursuit of Acceleration )
  17. ↑ Särskilda anvisningar om att köpa en begagnad bil i USA. TÜV Süd - ”Prestandadata: Amerikanska fordons hästkrafter har givits i netto SAE.PS sedan 1972. Sedan dess har det varit mer eller mindre exakt detsamma som vår DIN PS. Innan dess tillämpades de så kallade brutto SAE PS, som är betydligt högre än våra DIN-specifikationer. "
  18. ^ Reichsstempelgesetz
  19. ↑ Tariff för Reichsstempelgesetz
  20. ^ Werner Oswald : Mercedes-Benz personbilar 1886–1945. Volym 1, Motorbuch Verlag, Stuttgart 2001, ISBN 3-613-02167-6 , s.107.
  21. ↑ Carl Theodor Wiscott: Beskattningen av motorfordon och bränslen. Att skapa ett modernt vägnät. VDI, Berlin 1928, (avhandling TH Braunschweig)
  22. ↑ Kurt Mair: Motorcykeln. Heel Verlag, omtryck av 2: a upplagan 1937, ISBN 978-3-86852-307-2 , s.97.
  23. ^ Curt Hanfland: Den moderna maskintekniken. Volym 2, Verlag der Literaturwerke "Minerva", Leipzig 1928, s. 313.
  24. ^ Victor W. Sida: Tidiga motorcyklar. Dover Publications, New York 1914. (Upptryck: 2004, ISBN 0-486-43671-3 , s. 99) (engelska)
  25. Af Olaf von Fersen (red.): Ett sekel av bilteknik. Personbilar. VDI Verlag, 1986, ISBN 3-18-400620-4 , s. 695.
  26. ↑ Genomförandebestämmelser i skattelagen för motorfordon: § 3. I: Stilkes Rechtsbibiliothek. 44, Berlin 1926, s. 730.
  27. ↑ motorfordons Tax Act den 8 april 1922 (sid. Reichsgesetzblatt 396). I: Stilkes lagliga bibliotek. Nr 44, Berlin 1926, s. 723.
  28. ↑ Genomförandebestämmelser i lagen om motorfordonsskatt. Avsnitt 10, hjälptabell. I: Stilkes lagliga bibliotek. 44, Berlin 1926, s. 757.
  29. ↑ Genomförandebestämmelser i lagen om motorfordonsskatt. § 6. I: Stilkes juridiska bibliotek. 44, Berlin 1926, s. 732.
  30. ^ Werner Oswald: tyska bilar 1920-1945. Motorbuch Verlag, Stuttgart 1983, ISBN 3-87943-519-7 .
  31. ^ Curt Hanfland: Den moderna maskintekniken. Volym 2, Verlag der Literaturwerke "Minerva", Leipzig 1928, s. 313.
  32. Paper Pocketbok för bilar. 19: e upplagan. Robert Bosch GmbH, 1984, ISBN 3-18-418005-0 , s. 28.