Rất có thể bạn đã nghe nói về mã lực. Chỉ cần mỗi quảng cáo ô tô trên TV đề cập đến nó, mọi người nói về ô tô của họ đều nhắc đến từ đó và thậm chí hầu hết các máy cắt cỏ đều có một nhãn dán lớn trên đó để cho bạn biết xếp hạng mã lực.
Nhưng mã lực là gì, và xếp hạng mã lực có ý nghĩa gì về mặt hiệu suất? Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu chính xác mã lực là gì và cách bạn có thể áp dụng nó vào cuộc sống hàng ngày của mình.
Thuật ngữ mã lực được phát minh bởi kỹ sư James Watt. Watt sống từ năm 1736 đến năm 1819 và nổi tiếng nhất với công trình cải thiện hiệu suất của động cơ hơi nước. Chúng tôi cũng nhắc về anh ấy mỗi ngày khi chúng tôi nói về bóng đèn 60 watt.
Chuyện kể rằng Watt đang làm việc với những chú ngựa con đang nâng than tại một mỏ than, và anh ấy muốn có một cách để nói về sức mạnh có sẵn từ một trong những con vật này. Ông phát hiện ra rằng trung bình một con ngựa mỏ có thể làm được 22.000 foot-pound công việc trong một phút. Sau đó, ông tăng con số đó lên 50 phần trăm và chốt phép đo mã lực ở mức 33.000 foot-pound công việc trong một phút. Đó là đơn vị đo lường tùy ý đã xuất hiện qua nhiều thế kỷ và giờ đây xuất hiện trên ô tô, máy cắt cỏ, máy cưa xích của bạn và thậm chí trong một số trường hợp là máy hút bụi của bạn.
Mã lực có nghĩa là gì:Theo đánh giá của Watt, một con ngựa có thể làm được 33.000 foot-pound mỗi phút. Vì vậy, hãy tưởng tượng một con ngựa đang nâng than ra khỏi mỏ than như hình trên. Một con ngựa sử dụng 1 mã lực có thể nâng 330 pound than 100 feet trong một phút, hoặc 33 pound than 1.000 feet trong một phút, hoặc 1.000 pound 33 feet trong một phút. Bạn có thể tạo ra bất cứ sự kết hợp nào giữa bàn chân và cân nặng mà bạn thích. Miễn là sản phẩm có trọng lượng 33.000 foot-pound trong một phút, bạn có một mã lực.
Bạn có thể tưởng tượng rằng bạn sẽ không muốn chất 33.000 pound than vào thùng và yêu cầu con ngựa di chuyển nó 1 foot trong một phút bởi vì con ngựa không thể nhúc nhích một tải lớn như vậy. Bạn có thể cũng có thể tưởng tượng rằng bạn sẽ không muốn bỏ 1 pound than vào xô và yêu cầu ngựa chạy 33.000 feet trong một phút, vì điều đó chuyển thành 375 dặm một giờ và ngựa không thể chạy nhanh như vậy. Tuy nhiên, nếu bạn đã đọc Cách hoạt động của một khối và cú tắc, bạn sẽ biết rằng với một khối và một cú tắc, bạn có thể dễ dàng đánh đổi trọng lượng cảm nhận được cho khoảng cách bằng cách sử dụng sự sắp xếp của các ròng rọc. Vì vậy, bạn có thể tạo một khối và hệ thống xử lý để đặt một lượng trọng lượng thoải mái lên ngựa ở tốc độ thoải mái bất kể trọng lượng thực sự trong thùng là bao nhiêu.
Mã lực cũng có thể được chuyển đổi thành các đơn vị khác. Ví dụ:
Trong bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu tất cả về mã lực và ý nghĩa của nó liên quan đến máy móc.
Nếu bạn muốn biết mã lực của một động cơ, bạn nối động cơ với một lực kế . Một lực kế đặt tải lên động cơ và đo lượng công suất mà động cơ có thể tạo ra so với tải.
Tương tự, nếu bạn gắn trục vào động cơ, động cơ có thể áp dụng mô-men xoắn lên trục. Một lực kế đo mô-men xoắn này. Bạn có thể dễ dàng chuyển đổi mô-men xoắn thành mã lực bằng cách nhân mô-men xoắn với vòng / phút / 5.252.
Bạn có thể hình dung về cách hoạt động của lực kế theo cách sau:Hãy tưởng tượng rằng bạn bật động cơ ô tô, đặt nó ở vị trí trung hòa và đặt nó xuống sàn. Động cơ chạy nhanh đến nỗi nó sẽ nổ tung. Điều đó là không tốt, vì vậy trên một lực kế, bạn đặt một tải trọng lên động cơ có sàn và đo tải trọng mà động cơ có thể xử lý ở các tốc độ động cơ khác nhau. Bạn có thể móc một động cơ vào một lực kế, đặt nó lên sàn và sử dụng lực kế để tác dụng một lượng đủ tải lên động cơ để giữ nó ở tốc độ 7.000 vòng / phút. Bạn ghi lại mức tải mà động cơ có thể xử lý. Sau đó, bạn tác động thêm tải để giảm tốc độ động cơ xuống 6.500 vòng / phút và ghi lại tải ở đó. Sau đó, bạn áp dụng tải bổ sung để giảm xuống 6.000 vòng / phút, v.v. Bạn có thể làm điều tương tự bắt đầu từ tốc độ 500 hoặc 1.000 vòng / phút và làm việc theo cách của bạn. Những gì thực tế đo lực kế là mô-men xoắn (tính bằng pound-feet) và để chuyển đổi mô-men xoắn thành mã lực, bạn chỉ cần nhân mô-men xoắn với vòng / phút / 5,252.
Nếu bạn vẽ biểu đồ mã lực so với giá trị vòng / phút của động cơ, kết quả bạn nhận được là đường cong mã lực cho động cơ. Đường cong mã lực điển hình cho động cơ hiệu suất cao có thể trông như thế này (đây là đường cong cho động cơ 300 mã lực trong Mitsubishi 3000 tăng áp kép):
Biểu đồ như thế này chỉ ra rằng bất kỳ động cơ nào đều có mã lực tối đa - giá trị vòng / phút tại đó công suất có sẵn từ động cơ là cực đại. Một động cơ cũng có mô-men xoắn cực đại ở một vòng / phút cụ thể. Bạn sẽ thường thấy điều này được thể hiện trong tài liệu quảng cáo hoặc bài đánh giá trên tạp chí là "320 HP @ 6500 vòng / phút, mô-men xoắn 290 lb-ft @ 5000 vòng / phút" (số liệu của Shelby Series 1 năm 1999). Khi mọi người nói động cơ có "nhiều mô-men xoắn cực đại", ý của họ là mô-men xoắn cực đại xảy ra ở giá trị vòng tua máy khá thấp, chẳng hạn như 2.000 hoặc 3.000 vòng / phút.
Một điều khác bạn có thể thấy từ đường cong mã lực của ô tô là nơi mà động cơ có công suất cực đại. Khi bạn đang cố gắng tăng tốc nhanh chóng, bạn muốn cố gắng giữ cho động cơ gần với điểm mã lực cực đại của nó trên đường cong. Đó là lý do tại sao bạn thường sang số để tăng tốc - bằng cách xuống số, bạn tăng vòng tua động cơ, điều này thường đưa bạn đến gần điểm mã lực cao nhất trên đường cong. Nếu bạn muốn "phóng" xe từ đèn giao thông, bạn thường sẽ quay vòng tua máy để động cơ đạt ngay ở vòng tua mã lực cao nhất và sau đó nhả ly hợp để dồn công suất tối đa vào lốp xe.
Một trong những lĩnh vực mà mọi người nói nhiều nhất về mã lực là trong lĩnh vực xe hiệu suất cao. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ nói về kết nối ở đó.
Mô-men xoắnHãy tưởng tượng rằng bạn có một cờ lê ổ cắm lớn với tay cầm dài 2 foot và bạn tác dụng lực 50 pound lên tay cầm dài 2 foot đó. Những gì bạn đang làm là áp dụng một mô-men xoắn, hoặc lực quay, 100 pound-feet (50 pound cho một tay cầm dài 2 feet) vào bu lông. Bạn có thể nhận được mô-men xoắn tương tự 100 pound-feet bằng cách tác dụng lực 1 pound vào phần cuối của tay cầm 100 feet hoặc 100 pound lực vào tay cầm 1 feet.
Một chiếc xe được coi là "hiệu suất cao" nếu nó có rất nhiều công suất so với trọng lượng của xe. Điều này có ý nghĩa - bạn càng có nhiều trọng lượng, thì càng cần nhiều sức mạnh để tăng tốc. Đối với một lượng công suất nhất định, bạn muốn giảm thiểu trọng lượng để tối đa hóa gia tốc.
Bảng sau đây cho bạn biết mã lực và trọng lượng của một số xe hiệu suất cao (và một xe hiệu suất thấp để so sánh). Trong biểu đồ, bạn có thể thấy mã lực tối đa, trọng lượng của ô tô, tỷ lệ công suất trên trọng lượng (mã lực chia cho trọng lượng), số giây ô tô cần để tăng tốc từ 0 đến 60 dặm / giờ và giá cả.
Bạn có thể thấy mối tương quan rất rõ ràng giữa tỷ lệ công suất trên trọng lượng và thời gian từ 0 đến 60 - trong hầu hết các trường hợp, tỷ lệ cao hơn cho thấy một chiếc xe chạy nhanh hơn. Điều thú vị là có ít mối tương quan giữa tốc độ và giá cả. Viper thực sự trông giống như một giá trị khá tốt trên bảng cụ thể này!
Nếu bạn muốn một chiếc xe nhanh, bạn muốn một tỷ lệ công suất trên trọng lượng tốt. Bạn muốn có nhiều sức mạnh và trọng lượng tối thiểu. Vì vậy, nơi đầu tiên để bắt đầu là dọn dẹp thùng xe của bạn.
Để biết thêm thông tin về mã lực và các chủ đề liên quan, hãy xem các liên kết theo sau.
Xuất bản lần đầu:Ngày 1 tháng 4 năm 2000
Cách tăng mã lực trên ô tô?
Bộ tăng áp hoạt động như thế nào?
Cách hoạt động của phanh
Cách hoạt động của OnStar