Istoria 'Calului Putere': cum se calculeaza, ce inseamna si cati cp are, de fapt, un cal? Dar un om?

Ce inseamna un CAL PUTERE?

Definitia scurta a acestei unitati de masura este destul de banala. Un cal putere este forta cu care poate fi ridicata o greutate de 75 de kilograme de la sol, impotriva fortei gravitationale, intr-o secunda. Daca tu poti sa ridici de la sol o greutate de 75 de kilograme pana la inaltimea de 1 metru, intr-o singura secunda, ai exercitat un cal putere. Evident, acest experiment a luat nastere acum multi anii, prin 1702, dupa care, de-a lungul vremii, a tot fost transformat, modificat si modernizat, luand nastere unitatea de masura CAL-PUTERE pe care o folosim astazi asa de des.

Istoria Calului Putere

Daca ar fi sa datoram cuiva inventia acestei unitati de masura, acela ar fi elegantul, frumosul si harnicul animal de povara, calul. Pentru ca in anii 1700, cand au aparut primele motoare cu aburi, oamenii se foloseau de cai pentru toate muncile grele. Cum ar fi si ridicatul sau lasatul greutatilor cu scripeti in adancul minelor de carbune.

Cand au aparut primele motoare primitive cu aburi, Thomas Savery a fost primul care si-a pus intrebarea: oare cati cai poate sa inlocuiasca un motor cu aburi? Asa ca au inceput comparatiile dintre motoare si cai. Tot el spunea ca un motor de genul acesta ar putea sa fie construit destul de mare, incat sa faca treaba a 15-20 de cai, dand nastere astfel la zicala "motor cu puterea cailor", transformata ulterior in cai-putere.

Forma actuala a acestei unitati de masura a fost cizelata vreo 50 de ani mai tarziu de catre inginerul mecanic James Watt. Stiti voi, cel pe care il pomenim de fiecare data cand spunem ca trebuie sa schimbam becul de 40 de Wati. El a dezvoltat incepand cu 1760 motorul cu aburi, dupa care in 1781 l-a lansat pe piata, revolutionand astfel industria grea la nivel mondial. Watt poate fi considerat unul din pionierii motoarelor si, cu siguranta, fara el nu s-ar fi inventat nici motorul cu ardere interna, 100 de ani mai tarziu...

Referitor la calul-putere, unitatea de masura inventata de James Watt, aceasta a fost inventata cu un singur scop: marketing pentru motoarele sale cu aburi. Adica pentru a arata cati cai poate sa inlocuiasca cu succes unul din motoarele pe care le vindea el. Si pentru asta a folosit o formula destul de alambigata, facuta dupa propriile pareri, dar care si-a pastrat forma pana in zilele noastre.

Formula de calcul a Calului Putere

Watt a decis ca un cal poate sa invarta o roata de moara cu diametrul de 3,6576 metri de 144 de ori intr-o ora, adica de 2,4 ori intr-un minut sau 2.4·2π·12 picioare intr-un minut. Tot Watt a apreciat ca un cal poate sa traga o forta de 180 de livre (pounds). Asa ca el a scos formula:

Puterea (CP) = W (Work) : t (timp), adica CP = F (forta) x d (distanta) : t (timp), adica 180 lbf x 2.4·2π·12 care este egal cu 32,572 ft·lbf/min. Watt a rotunjit aceasta cifra la 33,000 ft·lbf/min.

Insa James Watt nu a fost singurul care s-a gandit la o unitate de masura a puterii motoarelor, bazata tot pe comparatia cu puterea cailor. De exemplu, John Smeaton a spus ca un cal are de fapt o putere de 22,916 ft·lbf/min, John Desaguliers a spus ca are de fapt 44,000 ft·lbf/min si Tredgold a declarat ca puterea unui cal este de 27,500 ft·lbf/min.

Dar James Watt a fost singurul care a demonstrat ca avea dreptate printr-un experiment folosind un cal de povara si mai multe galesti umplute cu... bere. El a demonstrat astfel ca puterea unui cal este de 32,400 ft·lbf/min, o cifra rotunjita de comun acord cu alti savanti la 33,000 ft·lbf/min, standardizand astfel calul-putere.

Un cal-putere in romaneste se prescurteaza CP, insa in engleza el poate fi HP, PS, cv, hk, pk, ks sau ch.

Legenda concursului cal-motor

Pentru ca vorbim de intamplari care s-au desfasurat acum mai bine de 230 de ani, putin documentate, e normal sa apara tot felul de povesti despre cum a aparut calul-putere. De exemplu, o poveste spune ca aceasta unitate de masura nu are legatura, de fapt, cu calul. Ci direct cu un motor cu aburi fabricat de James Watt. Poate si pentru ca acea cifra de 33,000 de ft·lbf/min parea cam optimista, pentru ca un cal nu poate sustine aceasta putere vreme indelungata, teoria lui Watt a avut si cativa sceptici.

Se spune ca unul din clientii lui Watt, un berar irlandez, a comandat un motor capabil sa inlocuiasca puterea unui cal. El a incercat sa triseze, folosind cel mai puternic cal pe care il detinea in testele facute, insa Watt si-a dat seama si a acceptat provocarea. A fabricat un motor cu aburi care a fost mult mai puternic decat cifrele inregistrate de calul berarului si se spune ca, de fapt, puterea acestui motor a fost calculata si a iesit cifra de 33,000 ft·lbf/min. care a dus la aparitia calului-putere.

Cati cai-putere are de fapt un cal? Dar un om?

In anul 1993, doi fizicieni au ajuns la o concluzie destul de interesanta, in urma unor teste realizate cu cativa cai puternici. Ei au realizat ca, de fapt, un cal poate sa produca pana la 14,9 cp, dar numai pentru scurte perioade de timp, dar ca, la o munca obisnuita de povara, tragand un plug pe camp, de exemplu, un cal exercita constant 1 cp.

Referindu-se si la oameni, se pare ca acestia au capacitatea sa produca pana la 2,5 cp. E vorba de atleti bine antrenati care au aceasta capacitate, in schimb un om normal poate sa produca pana la 1,2 cp pentru scurte perioade de timp sau 0,1 cp pe termen nelimitat - probabil ca aceasta putere este, de exemplu, mersul normal. Un alt exemplu senzational se refera la celebrul atlet care tocmai a mai castigat cateva medalii de aur la Olimpiada de la Rio. Bolt poate produce 3,5 cp la viteza maxima pe care o atinge pe distanta de 100 de metri.

3,5 cp in actiune - Usain Bolt

Calul-putere, interzis de Uniunea Europeana

Incepand cu 1972, Uniunea Europeana a introdus o noua unitate de masura numita kilowatt, ca fiind unitatea oficiala de masurare a puterii. Fie ca e vorba de puterea motoarelor mecanice, electrice, a diverselor scule electrice si chiar a diverselor aparate electrice: incalzitoare, televizoare, aparate audio, etc. Insa abia in ianuarie 2010, prin directiva 80/181/EEC, companiile auto au fost impiedicate sa mai foloseasca oficial CALUL-PUTERE ca unitate de masura a puterii, fiind permisa doar utilizarea sa ca unitate suplimentara. Nu degeaba, in taloanele masinilor noastre exista puterea doar in kilowati.

Diferenta dintre BHP si HP

Cu siguranta cu toti am vazut, mai ales in articole sau descrieri americane, puterea scrisa cu BHP in loc de HP, care inseamna clar HorsePower. Este o diferenta intre BHP si HP, dar nu foarte mare, insa ca sa o intelegem, trebuie sa stim ca americanii si europenii au alte standarde de masurare a unui motor.

De exemplu, in Europa, conform standardului DIN, puterea unui motor este calculata cu motorul complet echipat, cu anexele puse, compresor, pompa servo, etc, dar si cu evacuarea montata. In schimb, standardul american de testare SAE face ca puterea sa fie calculata fara toate aceste elemente suplimentare. In ambele cazuri, puterea se numeste HP, adica CAL-PUTERE, insa cifrele americane sunt mereu mai mari decat cele europene, pentru aceeasi motorizare, tocmai ca au fost masurate diferit. E vorba de cativa cai in plus pentru motoarele americane, deoarece anexele si evacuarea fac motorul sa piarda din putere.

Aici apare unitatea BHP de la americani. Care, pentru a se apropia de calculele europene, au niste sisteme speciale de infranare a motoarelor testate, ca sa simuleze sarcina suplimentara adusa de echipamentul auxiliar (pompa servi, compresor AC, evacuare, etc.). Insa diferentele sunt mici, de numai cativa cai putere, dar sa stii si tu ca, de fapt, cand vezi HP si BHP, puterea reala este de fapt BHP, deoarece acea masina nu poate sa functioneze fara evacuare si alte anexe...

De exemplu, un Chevrolet Camaro 6.2 V8 are 455 bhp si 461 HP.

Calul-putere, o unitate de masura deloc precisa

Chiar daca stim cu totii ca mai multi cai-putere inseamna mai multa placere, mai mare performanta si este mai bine, realitatea e destul de diferita. In general, motoarele automobilelor nu sunt deloc sincere si precise cu puterea declarata. De exemplu, pe vremuri, in anii '60, cele mai multe masini americane dotate cu motoare V8 aveau pe hartie o putere, dar in realitate una mult mai mare. In schimb, masinile europene faceau tocmai invers: desi in acte scria ca esti la volanul unei masini de 120 cp, puterea reala era undeva la 95 cp... Si nici in zilele noastre nu se dezmint producatorii de aceste "erori". Cumperi, de exemplu, un Opel Astra OPC de 280 cp, dar afli ca de fapt, sub capota sunt numai 253 cp.

Asadar, din pacate, caii-putere ai motoarelor nostri sunt adevarati doar pe hartie. Nici daca mergem la un stand dyno nu o sa aflam cu precizie cati are motorul, oricum, cu siguranta, nu cei declarati: de cele mai multe ori sunt mai putini, foarte rar se intampla sa fie cu 1-2 in plus fata de ce ne-a spus producatorul. Dar aceste lucruri sunt amanunte... Pentru ca, pana la urma, nu trebuie sa uitam ca aceasta formula de calcul a puterii motorului a fost inventata de un om, dupa propriile pareri si impresii. Poate ca, intr-un viitor apropiat, o sa vina o "inflatie" de cai putere si o sa vedem calculate altfel puterile motoarelor noastre. Poate ca peste 10 ani un BMW M3 va avea de fapt 4 cp, in timp ce un Logan o sa aiba doar 0,9 cp...

Oricum, macar acum stii care e treaba cu calul-putere, cum se masoara, ce inseamna si, cel mai important, ca Usain Bolt are puterea unei drujbe, adica 3,5 cp! :)