KM jest jednostką mocy , który nie jest częścią Międzynarodowego Układu Jednostek , które wyraża równoważność mocy dostarczanej przez konia ciągnącego obciążenia i że dostarczana przez silnik napędowy parowy lub silnikiem spalinowym . Koń, ze względu na jego masowe zastosowanie, był wzorcem mocy dla uprzęży przed pojawieniem się napędu mechanicznego. Tak więc w 1879 r. 38 linii omnibusów Paryża wymagało utrzymania 16,5 tys. koni.
Skrót to:
W poprzednich krajach (z wyjątkiem Wielkiej Brytanii) jego definicja jest taka sama: 1 ch = 75 kgf m / s = 735,49875 W.
W obu przypadkach moc P jest mocą dostarczaną przez konia, który podnosi ładunek o masie mz prędkością pionową v . Oznaczmy przez g do przyspieszenia siły ciężkości . Ta moc P jest wyrażona w następujący sposób:
P = m ⋅ g ⋅ vKonie mechaniczne nie są jednostką obecnego systemu metrycznego (system SI ), ale systemu jednostek kojarzących metr z kilogramem-siła (lub kilogramem-wagą). W tym starym systemie jednostką mocy jest kilogramometr na sekundę, odpowiadający pracy wykonanej przez masę 1 kg spadającą z 1 m w ciągu 1 sekundy w jednorodnym polu grawitacyjnym. Francuską moc zdefiniowano jako równą dokładnie 75 kg ·m· s- 1 , tj. moc niezbędną do podniesienia (w pionie) ciężaru 75 kg (waga przedmiotu mylona z jego masą) w ciągu 1 s na wysokość 1 m :
1 ch = 75 [kg wagi] × 1 [metr] / 1 [sekunda] = 75 kg m s −1 .3 e ogólne Konferencja Miar (CGPM) w 1901 przyjmuje wartość normalną przyspieszenie ziemskie g równą 9,806 65 M S -2 . Ta konwencjonalna wartość została wykorzystana jako odniesienie do definicji kilogram-siła , przy czym ta ostatnia jednostka została teraz zniesiona.
Masa przedmiotu wyrażona w niutonach (N) o masie 1 kg jest zatem równa:
Zatem wyrażona w watach, gdzie 1 W jest mocą związaną z przemieszczeniem siły 1 N na długości 1 m przebytej w czasie 1 s , moc jest równa:
Koni mechanicznych (KM), moc w systemie anglosaskim, zwany „Imperial”, oblicza się następująco:
P = m ⋅g⋅ vz:
z którego wyprowadzamy:
1 KM = 745,7 W .Definicja jednostki została opracowana przez Jamesa Watta na podstawie mocy potrzebnej do obracania młyna zbożowego o średnicy 24 stóp z siłą oporową równą 180 funtów przy prędkości 144 obrotów na godzinę. Aplikacja cyfrowa wytwarza 32 572 stopofunty siły na minutę, zaokrąglone do 33 000 stopofuntów siły na minutę lub 550 stopofuntów siły na sekundę.
Angielska definicja to zatem przemieszczenie na powierzchni Ziemi około 81 kg w kierunku przeciwnym do pola grawitacyjnego Ziemi z prędkością 0,93 m s -1 .
Istnieją również różne określone nominały w zależności od punktu, w którym mierzona jest moc. Tak więc wał mocy , w skrócie „shp”, oznacza moc wywieraną na wał napędowy śmigła łodzi lub samolotu lub wirnik helikoptera.
Współistnieje kilka szkół mierzących moc silnika samochodowego.
W Europie główny standard został ustanowiony przez Deutsches Institut für Normung (Niemiecki Instytut Normalizacyjny, założony w 1917 roku w Berlinie ) lepiej znany pod akronimem DIN . Jest to DIN 70020 (niemiecka moc nosi nazwę Pferdestärke , a jej symbolem jest PS). Moc jest mierzona na sprzęgle, przy standardowym silniku wyposażonym we wszystkie akcesoria, jego wydechy.
We Włoszech moc obliczana jest zgodnie z włoską normą CUNA ( Commissione Unificazione e Normalizzazione Autoveicoli e Commissione tecnica di UNificazione nell'Autoveicolo ). Norma ta obowiązywała do momentu użycia kilowata. Był porównywalny z amerykańskim standardem SAE, w którym moc silnika ustalana jest na ławce praktycznie bez akcesoriów. W rzeczywistości moc była nieco wyższa niż określona w normie DIN.
W Stanach Zjednoczonych standard został ustanowiony przez SAE International (Society of Automotive Engineers, założone w 1905 roku w Troy , Michigan ). Moc jest mierzona na wyjściu wału korbowego , aby uniknąć strat mocy związanych z przekładnią . Początkowo SAE ustanowiło protokół na stanowisku testowym z silnikiem produkcyjnym bez akcesoriów, a czasem nawet z wydechami. Moc mierzono w mocy hamowania (KM) lub mocy hamowania . Hamulec był wówczas narzędziem do określania mocy silnika. Hamulec był podłączony bezpośrednio do wyjścia silnika, mierzono moment obrotowy i prędkość przyłożone do hamulca w celu określenia maksymalnej mocy silnika.
Standardem SAE był J245. Wynik był zatem taki, że wartości mocy ogłoszone w normie SAE były znacznie wyższe niż te wyrażone w normie DIN . Ale w 1972 SAE zrewidowało swoją kopię, uchwalając standard J1349 . Od teraz moc mierzy się przy silniku wyposażonym w jego osprzęt i jego standardowymi wydechami, co zmniejszyło przepaść między tymi dwoma standardami.
Ponadto, ponieważ protokoły pomiarowe są różne, nie ma prostej zasady konwersji do przełączania z jednego pomiaru na inny.
Europejska moc elektryczna jest zdefiniowana jako
1 kanał = 735,5 W ,podczas gdy brytyjska moc elektryczna jest warta
1 KM = 746 W .Stany Zjednoczone ma „ kotła moc” ( lub KM ) zdefiniowana jako moc wymagana do odparowania 34,5 funtów (British Imperial funt) wody w 212 ° F ( 100 ° C ) na godzinę, na podstawie normalnej atmosferze . Dokładna wartość zależy od zastosowanego ciepła parowania , ale najczęściej spotykane jest 970,3 BTU IT /lb, co daje:
P ~ 9810 W (nieco ponad 13 KM ).Kotła KM jest stosowany od 1876 do pomiaru mocy silników parowych i nie są już stosowane.
Konie mechaniczne to jednostka miary pierwotnie stworzona przez Jamesa Watta , który chciał sprzedawać silniki parowe swojej firmy producentom lub rolnikom do obsługi warsztatów lub maszyn rolniczych. Jej potencjalni klienci wykorzystywali wcześniej do tej pracy sprzęgi koni z krwi i kości, dlatego konieczne było stworzenie jednostki „mówiącej” tak, aby ewentualny klient miał punkt porównania między dwoma źródłami energii. . James Watt dokonał szeregu porównań między maszynami swojej produkcji a prawdziwymi końmi jeżdżącymi ciężkim kołem kręcącym się wokół centralnej osi, jak w niektórych typach pras rolniczych, trwającymi kilka godzin.
Jednak różne współczesne badania wykazały, że moc wytwarzana przez konia jest znacznie większa niż moc konia mechanicznego.
Duży , zdrowy koń pociągowy , taki jak percheron , może w krótkim czasie rozwinąć nie mniej niż 15 koni mechanicznych. Można sądzić, że James Watt przyjął za punkt odniesienia minimalne wartości mocy konia, aby wypromować swój wynalazek wśród swoich przyszłych klientów.
Jeśli chodzi o ludzi, sprawna fizycznie osoba może rozwinąć moc 200 watów w krótkim czasie, a kolarze wyczynowi osiągają bardzo krótkie szczyty mocy rzędu 1600 watów (około dwóch koni mechanicznych). na ostatni sprint wyścigu szosowego.
Wartości jednostkowe podaje Międzynarodowe Biuro Miar (BIPM) lub Narodowy Instytut Standardów i Technologii (NIST). Ten ostatni podaje następujące wartości dla różnych koni mechanicznych w Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii (UK):
1 KM (550 stóp lbf / s ) = 745,699 9 W 1 KM ( metryczny ) = 735 498 75 W 1 KM (Wielka Brytania) = 745,70 W 1 KM ( woda ) = 746,043 W 1 KM ( kocioł ) = 9809,50 W = 13,15 × ( 1 KM (550 stóp lbf / s )) 1 KM ( elektryczny ) = 746 W