แรงม้า...ฮี้ๆ..ฮี้ๆ..

[Manit]

เนื่องจากมีชาวเวบบางท่านมีความสงสัยว่า ที่พูดกันว่าเครื่องมีม้าเท่านั้นตัว...เอ้ะ แรงเครื่องไปเกี่ยวกับม้าได้ไง :-D

เมื่อพูดถึงเครื่องยนต์ สิ่งที่จะต้องพูดถึงเสมอ เป็นอันดับต้นๆคือ ความแรงของมัน ซึ่งจะได้ยินเสมอๆว่ามีแรงม้าเท่านั้นเท่านี้ เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับม้าจริงๆเสียด้วย 8)
มาถึงการวัดแรงม้าในปัจจุบันนี้จะทำได้อย่างไรในเมื่อแต่ละเครื่องเห็นบอกว่ามีม้าเป็นร้อยๆตัว เราได้สร้างเครื่องวัดแรงม้าขึ้นมาโดยเฉพาะเรียกว่า Dynamometer (เรื่องนี้คุณเสกจะทราบดี เพราะเป็นผู้มีประสบการณ์โดยตรง..อิ..อิ :-D

อันว่าแรงม้านั้นเกี่ยวข้องกับม้า 4 ขาจริงๆ ก็คือในสมัยก่อนพวกฝรั่งเขาใช้ม้าเป็นแรงงานหลัก ต่อมาเมื่อคิดสร้างเครื่องจักรไอน้ำขึ้นใช้งานได้จึงอยากจะรู้ว่าจะมีแรงเท่าใดจึงมาเทียบเอากับม้า โดยไอเดียของเจมส์วัตต์ผู้สร้างเครื่องจักรไอน้ำคนแรกนั่นเอง แต่ถ้าคนไทยเป็นผู้คิดอาจกลายเป็นแรงควายไปก็ได้ใครจะรู้ กล่าวคือเขาให้ม้าหมุนล้อซึ่งไปลากของอีกที สรุปได้ว่า กำลัง = (แรง x ระยะทาง) /เวลา
กำลัง 1 แรงม้าคือ งานที่ทำได้ 33,000 ฟุต - ปอนด์ ภายในระยะเวลา 1 นาที หรือ 550 ฟุต - ปอนด์/วินาที
หรือถ้าเทียบเป็นกำลังไฟฟ้าก็จะได้ 746 Watt หรือเทียบเท่า 2,545 BTU (British thermal units).

กำลังม้ายังมีหลายมาตรฐานตามประเทศผู้คิดค้นขึ้นมาอีกด้วย กล่าวคือในเยอรมันจะใช้มาตรฐาน DIN คือ Deutsches Institut fur Normung (DIN) โดยใช้สัญญลักษณ์ PS (German: Pferdestarke = horse strength)
1 PS = 75 kilopond-meters per second
(75 kp·m/s)×(9.80665 N/kp) = 735.49875 N·m/s ≈ 735.5 N·m/s ≈ 735.5 W ≈ 0.7355 kW ≈เมื่อเทียบกับทางฝั่งอเมริกาจะเท่ากับ 0.98632 hp (SAE)แสดงว่าม้าอเมริกันตัวใหญ่กว่า

ส่วนม้าซามูไรนั้นเราเคยทราบว่าตัวเล็กกว่าม้าเยอรมัน ปัจจุบันอ้างว่าใช้มาตรฐานเดียวกับเยอรมันแล้ว

EEC: European standard. Measure at 99kPa and 25°C. Rated in kW.
SAE: American standard. Measure at 99kPa and 25°C. Rated in hp. 1kW = 1.341hp (SAE).
DIN: German standard. Measure at 101.3kPa and 20°C. Rated in hp (ps). 1kW = 1.360hp (DIN).
JIS: Japanese standard. Theoretically same as DIN, but we always find it is actually smaller.
British horsepower: same as SAE. Rated in bhp (could be confused with brake horse power).

In other words, 300hp (SAE) = 300bhp (British) > 300hp (DIN) > 300ps (JIS)
http://www.autozine.org/html/0_spec.htm#Power

แรงม้ามีความสัมพันธ์กับแรงบิดด้วยดังนี้ แรงม้า = (แรงบิด x ความเร็วรอบ)/5252

 

[Manit]

เดียวมาอธิบายครับ

 

[เสก]

ขออนุญาติแทรกครับ..

..ผมมานั่งฟังอยู่แถวหน้าสุดเลยครับพี่..เรื่องม้าๆบิดๆเนีย..พูดแล้วของมันขึ้นน่ะครับ.. :evil:

 

[Kris]

Ohh Wow

 

[Manit]

มาแว้วคับ เมื่อเย็นออกไปจอกกิ้งมานิดหน่อยกันเฉา

เมื่อรู้จักแรงม้ากันแล้ว ลองมาดูกันว่าการมีแรงม้าที่รอบต่างกันจะให้ผลต่อการขับขี่ต่างกันอย่างไร
สมมุติให้เครื่องสองเครื่องมีแรงม้าเท่ากัน(เครื่องยนต์อาจมีขนาดไม่เท่ากันก็ได้) เครื่องหนึ่งมีแรงม้าและแรงบิดสูงสุดที่รอบสูง(น่าจะเป็นเครื่องเล็กกว่าแต่แต่งซิ่ง) ส่วนอีกเครื่องหนึ่งมีแรงม้าและแรงบิดสูงสุดที่รอบต่ำกว่า(น่าจะเป็นเครื่องธรรมดาแต่ขนาดใหญ่กว่า) การขับรถสองคันนี้จะมีความรู้สึกต่างกัน ดีไปคนละอย่าง คือรถที่มีเครื่องรอบต่ำเมื่อใช้ในเมืองจะขับง่าย ออกตัวทีรอบต่ำๆในย่านใช้งานทั่วๆไปจะดีมาก ส่วนรถที่มีเครื่องรอบสูงก็จะเหมาะกับการวิ่งทางยาวๆ ความเร็วสูงมากกว่า แต่อย่างไรก็ตามถ้ารถทั้งสองคันมีอัตราทดของเกียร์ที่เหมาะสม(Optimum)ของแต่ละคันก็จะทำความเร็วสูงสุดได้เท่ากัน อัตราทดของเกียร์ 1 จะต้องทดให้มีการขยายแรงบิดของเครื่องยนต์ให้สูงพอที่จะฉุดลากน้ำหนักของรถไปได้อย่างรวดเร็ว ที่เกียร์สุดท้ายความเร็วรอบของเครื่องยนต์ที่มีกำลังสูงสุดจะอยู่ที่ความเร็วสูงสุดพอดี(ยกเว้นรถประหยัดน้ำมัน เกียร์สุดท้ายจะมีรอบเครื่องต่ำกว่ารอบแรงม้าสูงสุดเล็กน้อย)

ลองมาวิเคราะห์ดูเรื่องอัตราทดของเกียร์กันอีกหน่อย(รูปสุดท้าย) เป็นของรถ 1999 Neon

เคยมีคนพูดกันว่าถ้าจะออกรถให้มีอัตราเร่งสูงสุดให้ออกรถโดยเร่งเครื่องไปที่รอบแรงบิดสูงสุดแล้วค่อยเปลี่ยนเกียร์ นั่นเป็นความเชื่อที่ผิด ดูจากตารางข้างล่างจะเห็นว่ามีแรงบิดสูงสุด 133 ฟุต-ปอนด์ ที่ 5,500 rpm แรงม้าสูงสุดที่ 6,500 rpm มีรอบสูงสุด Red Line ที่ 7,200 rpm (นอกตาราง)
ถ้าเร่งไปที่รอบ 5,500 rpm อัตราทดของเกียร์ 1 จะขยายแรงบิดให้เพิ่มขึ้นจาก 133 เป็น 471 ฟุต-ปอนด์ พอเปลี่ยนเป็นเกียร์ 2 ปุ้บ รอบเครื่องจะลดลงเหลือ = 5,500 x อัตราทดเกียร์ 2 /อัตราทดเกียร์ 1
= 5,500 x 2.13/3.54 = 3,309 rpm
ซึ่งจะมีแรงบิดแค่ 230 ฟุต-ปอนด์ เอง แต่ถ้าเราลากเกียร์ 1 ไปจนถึง Red Line ก็จะได้แรงบิดมากกว่า 230 ฟุต-ปอนด์ ตลอด แล้วไปเปลี่ยนเป็นเกียร์ 2 ที่รอบสูงสุด 7,200 rpm รอบเครื่องยนต์ที่เกียร์ 2 จะลดลงมาอยู่ที่ 4,432 rpm และจะได้แรงบิดส่งต่อรถ ที่ 260 ฟุต-ปอนด์ ซึ่งสูงกว่า
จะเห็นได้ว่าเกียร์ 1 เป็นเกียร์ที่แรงดึงสูงสุดในทุกกรณี ดังนั้นไม่ต้องรีบเปลี่ยนเกียร์จนกว่าจะส่งให้สุดไปเลย 8)

หมายเหตุ การขับแบบที่ว่าข้างบนใช้ในเฉพาะในการแข่งขันเท่านั้น ประเดี๋ยวลูกสูบกับแหวนจะไม่สามัคคีกันก่อนกำหนด อย่ามาโทษกันนะเออ :-D )

 

[Manit]

มาต่อกันอีกนิด ตารางที่แล้วเราจะดูเรื่องแรงบิดเป็นหลัก คราวนี้ถ้าจะมองในเรื่องแรงม้ากันบ้าง เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนว่าเกียร์มีผลกับแรงม้าที่ไปสู่ล้ออย่างไร
ก็จะเป็นตามตารางที่จะแสดงต่อไปนี้ ดูจากตารางข้างล่าง เป็นการออกตัวของรถแข่ง ซึ่งต้องการแรงส่งแบบสุดๆ

คำเตือน การกระทำข้างต้นไม่เหมาะกับเครื่องยนต์ละอ่อนธรรมดา ที่มิได้ถูกควักหรือเปลี่ยนใส้เพื่อแต่งซิ่งแต่อย่างใดทั้งสิ้น อ่านเพื่อประดับความรู้เฉยๆก็ได้ ไม่ต้องทำตามก็ได้นะก้าบ..หึ..หึ

 

[Manit]

เรามาดูหน่วยในการวัดแรงม้ากันบ้าง ซึ่งบางทีทำให้เกิดข้อสงสัยเมื่อดูจากสะเป็ครถ ว่าแรงม้าเยอรมันทำไมจึงแรงไม่เท่าแรงม้าอเมริกัน ม้าตัวโตกว่าหรือไง

สำหรับในอุตสาหกรรมเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งจะต้องมีการเทียบเป็นแรงม้า เพื่อกำหนดขนาดของมอเตอร์จึงได้กำหนดเป็น electrical horsepower ซึ่งมีค่า = 746 W (เมื่อคิดที่ 100% efficiency)

 

[nathapol]

ขอบคุณพี่ manit สำหรับความรู้ครับ

 

[Kasapol]

หายสับสนเรื่องแรงม้ากะแรงโม้เลยครับ

 

[ตาอ้น]

เนื้อหาก็ดี ภาพประกอบก็แจ่ม

 

[Jackrit]

ขอบคุณครับพี่ Manit

 

[Pk124]

เข้ามายกนิ้วให้พี่เหมือนเคยครับ

 

[q]

ฝากไว้หน่อยครับ
http://www.largiader.com/articles/torque.html

 

[Manit]

อ่านของคุณ q แล้วคันปากขอฝอยต่ออีกหน่อยเหอะ :-D จุดที่ความเร็วรอบมีแรงบิดสูงสุดก็คือการที่เครื่องยนต์จะมีประสิทธิภาพการประจุไอดีได้สูงสุด(Maximum Volumetric Efficiency)ที่ความเร็วรอบนั้นนั่นเอง เมื่อเลยความเร็วรอบนั้นไป VE จะลดลงทำให้กร๊าฟแรงบิดเริ่มเหี่ยวลง แต่ที่กร๊าฟแรงม้ายังพุ่งขึ้นต่อไปได้นั่นเพราะฟังชั่นของความเร็วรอบซึ่งเป็นตัวคูณของแรงม้ายังสูงขึ้นไปเรื่อยๆด้วยอัตราที่มากกว่าการเหี่ยวลงของแรงบิดนั่นเอง..หึ..หึ

ตามสูตรที่ว่า hp = TN/5252
โดย T = Torque (ft-lbs)
N = rpm.

ถ้าเรามีแต่กร้าฟแรงม้า เราก็จะสามารถทราบจุดที่มีแรงบิดสูงสุดได้เหมือนกัน โดยการลากเส้นตรงจากจุดศูนย์ขึ้นมาแตะที่โค้งแรกของกร้าฟแรงม้า จะเป็นจุดเดียวกับที่ความเร็วรอบมีแรงบิดสูงสุดพอดี(ไม่เชื่ออย่าลบหลู่นะ..อิ..อิ )

 

[q]

ขอบคุณครับ

: )

 

[surach]

เอ...สมมติว่า
เราทราบ นน.ตัวรถ, สัมประสิทธิแรงเสียดทาน, สัมประสิทธิแรงต้านอากาศ
แล้วเอามาหาว่าต้องใช้แรงเท่าไรที่จะพารถคันนั้นเคลื่อนที่จากจุดหยุดนิ่งไปที่ความเร็วที่ต้องการในระยะเวลาที่กำหนด ก็สามารถทราบความต้องการแรงบิดจากเครื่องได้ใช่ไหมครับ

คิดลึกลงไปเรื่อยๆ จาก V1-->V2, V2-->V3 ... ก็จะได้อัตราทดแต่ละเกียร์ที่เหมาะสม

 

[Manit]

ใช่ครับ

 

[Manit]

เมื่อวานได้มีวาสนาไปลองขับรถพวกพี่ๆ Fast & Ferious ทั้งหลาย ก็ได้พบว่าแต่ละคันทั้งแรงและหนึบ พวงมาลัยแม่นยำแถมเบรคชงัดแบบไม่ธรรมดาเลยทีเดียว :-D แต่ถ้าอยากจัดอันดับความแรงเพื่อกระตุ้นให้ยาแรงยิ่งขึ้น ก็มีวิธีง่ายๆคือ การหาคนไปช่วยจับเวลา 1/4 ไมล์ หรือ 400 เมตร แค่ 10 กว่าวิเท่านั้นก็จะรู้แรงม้า ตามเว็บข้างล่างครับ

http://www.ajdesigner.com/fl_horsepower ... _speed.php

 

[q]

พี่เสก,

พี่มานิตย์ชวนไปคลองห้า

 

[reywel555]

บทความดีๆครับ