لماذا نعبر عن قوة السيارة بعدد الأحصنة؟

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٥:٢٧ ، ٢ يوليو ٢٠٢٠
لماذا نعبر عن قوة السيارة بعدد الأحصنة؟

قوة السيارة

عندما تختار سيارة معينة لشرائها عليك مراعاة قوتها، فعندما تشاهد إعلان سيارة، ستلاحظ عدم تفويت الإعلان ذكر القدرة الحصانية للسيارة، وتختلف القدرة الحصانية من سيارة إلى أخرى، ولكن هنالك شيء شائع في جميع السيارات، وهو أن المحرك داخل السيارة هو المسؤول عن إنتاج القدرة لتحريك السيارة، وتتوفر الطاقة من المحرك بعد حرق الوقود، وغالبًا ما يكون البنزين هو مصدر الطاقة للمحرك.

تشغل معظم السيارات بواسطة محرك احتراق داخلي يعمل بنظام الإشعال بالشرر، في حين أن بعض السيارات والشاحنات لديها محركات ديزل، وتشمل الأنواع الأخرى من المحركات: محركًا بخاريًا ومحرك بنزين، كما يمكن أن تكون محركات السيارات مفرغة الشحن أو تيربو، مما قد يزيد من قوة المحرك حتى 50٪، وهذا يتيح لمحرك صغير أن يعمل مثل محرك أكبر، وبالتالي، قد تختلف قوة السيارة بغض النظر عن حجم السيارة، فكلمة حصان تعبر عن وحدة القوة المشتركة، بينما كلمة القوة تعبر عن معدل إنجاز العمل، ولأن قوة السيارة موصوفة بالحصان، يمكن تحويلها إلى واط لمعرفة مقدارها وفقًا للوحدات الدولية؛ إذ إن حصانًا واحدًا يعادل 746 واط.[١]


لماذا نعبر عن قوة السيارة بعدد الأحصنة؟

من سيارتك، إلى جزازة العشب، إلى منفاخ الثلج، تقااس قوة كل محرك بالقدرة الحصانية، ولكن لا يبدو أن أيًا من هذه الأشياء له علاقة بالخيول، فمن أين أتى هذا المقياس؟ أجرى المخترع والمهندس جيمس واط بعض التحسينات المهمة على المحرك البخاري Newcomen، وحاول تسويق نسخته الجديدة وبيعها، وكان هذا سهلاً عندما كان واط يتعامل مع الأشخاص الذين لديهم محرك Newcomen، ويمكنهم مقارنة المحرك القديم مباشرة مع موديلاته الحديثة، ولكن بعض العملاء لم يكن لديهم محرك بخاري، ومع ذلك كانوا لا يزالو يستخدمون الخيول لتحريك آلات الوزن والقوة، وكان واط بحاجة إلى طريقة لشرح محركه لهؤلاء الناس.

ولقد توصل إلى فكرة القدرة الحصانية أثناء مشاهدة بعض الخيول ترفع الفحم في منجم فحم (في روايات أخرى أنه شاهد حصانًا يدير عجلة طاحونة)، فقرر أن الحصان يمكنه سحب 33,000 رطل في الدقيقة، فعلى سبيل المثال يمكن للحصان سحب 330 رطلًا من الفحم لمسافة 100 قدم في الدقيقة، فأطلق اسم "القوة الحصانية"، ثم استخدم ذلك كوسيلة لإجراء مقارنة بين الخيول وآلاته، فيمكن أن نقول إن المحرك البخاري لديه قوة تعادل عددًا من الأحصنة.[٢]


كيفية قياس القوة الحصانية للسيارة

لقياس القدرة الحصانية، عليك ضرب عزم دوران المحرك بسرعته باستخدام الصيغة الرياضية؛ القوة الحصانية = (سرعة المحرك × عزم الدوران)/ 5252، إذ تقاس سرعة المحرك باللفة لكل دقيقة، ويقاس عزم الدوران باستخدام مقياس ديناميكي،[٣] إذ إن هذا المقياس الديناميكي يقيس مقدار الطاقة التي يمكن للمحرك أن ينتجها مقابل الحمل الواقع عليه وفق سرعات مختلفة للمحرك، فعند القول أن المحرك له عزم دوران منخفض، هذا يعني بأن عزم الدوران له يعادل حوالي 2000 إلى 3000 دورة في الدقيقة، فكلما زاد عدد الدورات في المحرك زادت سرعته، مما يعني أن لديه قدرة حصانية أعلى، وغالبًا ما تحتوي السيارات عالية الأداء على هذا النوع من المحركات.[٤]


كيف يمكن زيادة القوة الحصانية للسيارة؟

هناك العديد من الطرق لزيادة القدرة الحصانية لسيارتك، ولكننا سنبدأ بفهم كيفية عمل محرك سيارتك بالفعل، وفي الحقيقة، محرك سيارتك هو مضخة هواء كبيرة ومن خلال سلسلة من عمليات احتراق الوقود فإنه يدفع أكبر قدر ممكن من الهواء إلى الداخل والخارج، فإذا كنت ترغب في زيادة القدرة الحصانية عليك العثور على طرق لنقل المزيد من الهواء لكل وحدة حجم من خلال محركك، فسنقدم إليك طرقًا لذلك:[٥]

  • إضافة كمية عالية من الهواء البارد لزيادة القدرة الحصانية: الهواء البارد أكثر كثافة من الهواء الدافئ، وهذا يعني المزيد من الهواء لكل وحدة حجم، لهذا السبب تلاحظ أن بالونًا قد ينكمش عندما تخرجه في الخارج في طقس بارد، أو ستبدأ إطارات سيارتك تفقد الهواء في الشتاء، ما يعني هذا بالنسبة لك هو أنه كلما كان الهواء أكثر كثافة في محرك سيارتك زاد تواجد جزيئات الهواء الممزوجة بالوقود لحرقها وخلق الطاقة، وخلاصة القول هي أن سيارتك أفضل وأسرع وأكثر كفاءة عند استخدام الهواء البارد، لكن كيف يمكنك زيادة القدرة الحصانية للسيارة بواسطة الهواء البارد؟ يمكنك ذلك بواسطة آلة لسحب الهواء البارد الذي يسحب الهواء إلى السيارة من مكان أكثر برودة خارج السيارة، فهذه الآلات لديها فلاتر خاصة تزيد من مساحة السطح الذي يجرى فيه سحب الهواء من خلال المحرك، كما أنه يقلل من المقاومة والاضطراب غير المرغوب فيه الذي من شأنه تقليل أو منع تدفق الهواء الثابت إلى المحرك.
  • تركيب مرشح وزيادة تدفق الهواء: وهي طريقة سريعة ورخيصة وسهلة لزيادة القليل من القدرة الحصانية للمحرك الخاص بسيارتك، وهو تبديل فلتر الهواء الخاص بها للحصول على أداء عالٍ يسمح لمحركك بالعمل بشكل أفضل، وزيادة كمية صغيرة من الطاقة الإضافية عليه، ولكن ضع في اعتبارك أن ليس جميع الفلاتر قانونية في جميع المجالات، لذلك احرص على تركيب المرشح المناسب للسيارة لتحقيق أداء أعلى وقدرة حصانية أفضل.
  • الضغط: زيادة الضغط هي من أكثر الطرق قدرة لزيادة القدرة الحصانية، فيمكن لدليل المحرك أن يقدم لك أفضل النصائح بشأن الضغط الذي يستطيع تحمله دون الإضرار بمحركك، إذ يمكن أن يتسبب الضغط الكبير في انفجاره أو اشتعاله أو ما يُعرف أيضًا باسم "الأزيز" إذا لم يكن لديك ما يكفي من الأوكتان.[٦]
  • نظام العادم عالي الأداء: سيسمح تركيب عادم عالي الأداء مع أنابيب ذات قطر أكبر لسيارتك بطرد عوادم السيارة بشكل أسرع، فكلما زادت سرعة خروج أول أكسيد الكربون من سيارتك زادت سرعة دخول الأكسجين الجديد لإنتاج المزيد من أول أكسيد كربون الأمر الذي يحسن من القدرة الحصانية لسيارتك.
  • الحث القسري: واحدة من أكثر الطرق فعالية لزيادة القوة الحصانية لسيارتك ولكنها باهظة الثمن، واستخدامها يعني استخدام شاحن فائق الأداء أو شاحن توربيني، وفيما يلي توضيح لكل منهما:[٥]
    • الشاحن فائق الأداء: تستفيد سيارتك بها من آلات سحب الهواء البارد من خلال توفير غاز أكثر كثافة، فتعمل أنظمة الحث القسري على ضغط الهواء المتدفق في المحرك الخاص بك، ويمكن أن تقدم زيادة تزيد عن 50٪ في القدرة الحصانية لمحركك؛ إذ يمكنه دعمه من خلال إجبار المزيد من الهواء على الدخول، وهو أسهل في التركيب من الشاحن التوربيني، ويمنحك المزيد من من الضغط على الغاز، وهو أكثر فعالية في محركات 6 أسطوانات، كما أنه لا يتطلب مبردًا داخليًا لذلك يقلل من مشاكل الحرارة أو التلف.
    • الشاحن التوربيني: في حين أن الشاحن الفائق يحصل على قوته من حزام يتصل مباشرة بالمحرك من الداخل، فإن الشاحن التوربيني يحصل على قوته من العادم، كما يتمتع الشاحن التوربيني بكفاءة عالية، وباستخدام شاحن توربيني فأنت تبحث عن زيادة بنسبة 25 ٪ حصان، وقد تكون نسبة الزيادة على القدرة الحصانية للسيارة أعلى من الشاحن فائق الأداء.
  • النيتروس: بشكل أساسي هو شاحن محمول وتيربو فائق الأداء مما يجعله واحدًا من أكثر الميزات جاذبية في السيارة، والنيتروس يعد كعلبة لصنع الهواء فهو يخلق بشكل أساسي المزيد من الهواء للاحتراق داخل المحرك مما يخلق المزيد من الطاقة، فيمكن أن تكلفك مجموعة NOS من 900-3000 دولار وهي غير قانونية في معظم البلدان، ولكن على الجانب الإيجابي يمكن استخدامها بالإضافة إلى الشاحن التوربيني أو الشاحن الفائق الأداء لزيادة الناتج النهائي للقدرة الحصانية.
  • عدة حقن المياه: يمكن لمجموعة أدوات حقن المياه أن تزيد من المسافة المقطوعة لغاز سيارتك مع تقليل رواسب الكربون في غرف الاحتراق، ففي حين أن هذا التعديل لن يفعل شيئًا لتعزيز قوة الحصان على محرك يسحب الهواء بشكل طبيعي إلا أنه عندما يقترن بشاحن توربيني أو شواحن فائقة الأداء سترى زيادة في القدرة الحصانية كبيرة.
  • عمود حدبات: من خلال زيادة مدة وتوقيت الدورات داخل المحرك يمكنك زيادة كل من القدرة الحصانية والتسارع في سيارتك، ولكن الجانب السلبي لهذا بخلاف التكلفة هو أنك تخلق صوت ضجيج للمحرك خصوصًا عند السير على الطرق ليلًا، مما يسبب إزعاجًا لأصحاب المنازل المجاورة نتيجة الصوت المرتفع.
  • إعادة تحميل ملفات حاسوب سيارتك: تعيد هذه الملفات برمجة جهاز الحاسوب الخاص بسيارتك مما يسمح بمزيد من القدرة الحصانية، وعزم الدوران وتحقيق أفضل مسافة مقطوعة بالغاز.
  • استخدم الغاز المناسب لضغط محرك سيارتك: توقف عن استخدام غاز قليل التكلفة لسيارتك ولا تدمرها بوضع غاز منخفض الأوكتان فيها لأن ما سيحدث هو أحد الأمرين:[٥]
    • في السيارات القديمة سينشأ صوت مرتفع يؤثر سلبًا على قدرة احتراق الوقود في سيارتك، مما يؤدي إلى استنزاف الطاقة.
    • سوف تتكيف سيارتك الجديدة إلكترونيًا مع الغاز الرخيص الذي تضعه في السيارة وتبدأ في الاحتراق بمعدل أقل مما يؤدي إلى تقليل أداء المحرك ويقلل من القدرة الحصانية في سيارتك.
  • الحفاظ على نظافة المرشحات: إذا كانت سيارتك لا تستطيع سحب الهواء فإن ذلك سيؤثر على أدائها، فحافظ على نظافة فلاتر الهواء والوقود ليبقى الأداء في أفضل حالاتها وتستمر سيارتك في إنتاج أقصى قدرة حصانية.
  • حافظ على ضبط سيارتك: إذا لم تكن شمعات الإشعال الخاصة بسيارتك كالشرارة فهذا يعني أن محركك لا يعمل، ولا يقتصر الحفاظ على شمعات الإشعال السليمة في سيارتك على أدائها فحسب بل قد يؤدي استخدام شمعات إشعال عالية الجودة أيضًا إلى تحسين أدائها.
  • حافظ على سيارتك مشحمة جيدًا: أي شيء يخلق احتكاكًا في محرك سيارتك يقلل من الأداء فعليك تغيير جميع سوائل سيارتك في الموعد المحدد، فكلما كان زيت المحرك في حالة أفضل زادت قدرته على إنتاج الطاقة في محركك.
  • أزل الأشياء غير الضرورية من سيارتك: يعد الحفاظ على وزن سيارتك عند الحد الأدنى عاملاً أساسيًا لتحسين أداء سيارتك، لذا أزل كل الوزن غير الضروري من سيارتك وهذا يشمل الإطارات الاحتياطية، والرافعات، ومكيفات الهواء ومكبرات الصوت، وحتى استبدال أجزاء من سيارتك بألياف زجاجية أو ألياف الكربون، فإذا أزلت مكيف الهواء بالكامل فهذا يعني تخفيض الوزن بمقدار 240 رطلاً في سيارتك.
  • تركيب عجلات ذات جودة عالية في سيارتك: لن تؤدي العجلات والإطارات عالية الأداء فقط إلى تقليل وزن سيارتك ولكنها ستساعدها أيضًا على الأداء بشكل أفضل، فيمكنك التخلص من حوالي 10 أرطال أو أكثر لكل عجلة تستبدلها بأخرى جيدة، وبالتالي هذا سيؤدي إلى تحسين أداء المحرك الخاص بسيارتك وزيادة القدرة الحصانية الخاصة به.


ما الفرق بين السي سي وعدد الأحصنة؟

هنالك بعض الاختلافات بين السي سي وعدد الأحصنة HP، أهمها:[٧]

  • المفهوم: يوفر CC معلومات حول حجم المحرك، ويحدد حجم المحرك وثقله، ويوضح أيضًا استجابته الديناميكية اعتمادًا على المواد المدمجة في الأجزاء المتحركة، ويعبر عن قدرة ضخ الهواء أو الوقود في أسطوانات المحرك، وفي الوقت نفسه تعطي القدرة الحصانية معلومات حول قوة السيارة، فعندما نتحدث عن القوة الحصانية HP نقصد السرعة القصوى التي يمكن أن تحققها السيارة.
  • وحدات القياس: يقاس السي سي CC بالسنتيمتر المكعب، إذ إن 10,000 سي سي= 1 لتر، أما HP فهي تقاس بالكيلو واط.
  • كيفية حساب كل منهما: يحدد ال HP عن طريق ضرب عزم الدوران في سرعة المحرك ثم تقسيمه على 5252، ولكن يحسب السي سي CC من خلال الحجم الكلي لغرف المحرك؛ إذ يحصل على الحجم من قطر الأسطوانات.
  • العوامل المؤثرة على كل منهما: يعتمد عدد الأحصنة على تصميم المحرك وضبطه، وسعة المحرك وحجمه، ونوع الوقود المستخدم، وعدد الصمامات، وتوقيت الصمامات، وطريقة تغيير الهواء، وطريقة توصيل الوقود، لكن يعتمد السي سي CC على تصميم المحرك، والتجويف، وعدد غرف المحرك.


قد يُهِمُّكَ

قد تتساءل عن أكبر قوة حصان لمحرك في العالم والذي يطلق عليه Wärtsilä RT-flex96C، وهو أقوى محرك ديزل في العالم فلديه 14 أسطوانة والتي تولد مجتمعه 80,080 كيلوواط من الطاقة وتزن 2,300 طن، فعند ارتفاع 44 قدمًا فإن عزمها الهائل والقوي جدًا يمكنه أن يدمر دبابة مدرعة، وهذا المحرك يعمل على متن سفينة شحن يطلق عليها اسم Emma Mærsk الضخمة، وهي كبيرة جدًا لتحمل 11 ألف حاوية شحن لمسافة 20 قدمًا بسرعة 31 عقدة بسهولة، أما لمحبي اليخوت الضخمة التي يبلغ طولها ثمانية أمتار مثل Princess 40M فهي توفر الكثير من المساحة الداخلية لما يصل إلى 12 ضيفًا، وهي تستخدم أكبر المحركات، إذ إن محركي MTU 12V و4000 M93L يتميزان بطاقة تمكن المركبات من الحركة بسرعة 3508 ميل في الساعة، وقد منحا اليخت سرعة إبحار فائقة ورائعة بسرعة 21-23 عقدة.[٣]


المراجع

  1. Jae-hee Joh, "Power of a Car"، hypertextbook, Retrieved 2020-6-25. Edited.
  2. MATT SONIAK (2013-1-15), "Why Do We Measure Engines in Terms of Horsepower?"، mentalfloss, Retrieved 2020-6-25. Edited.
  3. ^ أ ب "HOW MANY HORSES IN YOUR PROPULSION? KNOW YOUR HORSEPOWER", princess,2018-9-19، Retrieved 2020-6-25. Edited.
  4. MARSHALL BRAIN, "How Horsepower Works"، howstuffworks, Retrieved 2020-6-25. Edited.
  5. ^ أ ب ت "15 Ways to Increase Your Car Engine's Horsepower", carponents,2017-8-22، Retrieved 2020-6-25. Edited.
  6. Jim Smart, "10 easy ways to increase engine performance"، mobil, Retrieved 2020-6-25. Edited.
  7. Philipp Meister (2020-6-8), "What Is The Relation Of CC And Horsepower In Automobile Engine?"، carfromjapan, Retrieved 2020-6-25. Edited.