Tổng cộng:
Tổng cộng:

Có nhiều cách để đo lường sức mạnh của một khối động cơ trong các loại máy móc như máy phát điện, máy công trình, máy nông nghiệp hoặc các phương tiện như xe hơi, xe tải… Vậy có phải một chiếc máy 100 mã lực có sức mạnh bằng 100 con ngựa? Câu trả lời là KHÔNG.

Mã lực sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là ô tô
Mã lực sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là ô tô

Mã lực là gì?

Mã lực – tiếng Anh “horse power”, viết tắt là HP, là một đơn vị đo lường để đo công suất, hoặc là tốc độ hoàn thành một công việc, thường liên quan đến đầu ra của động cơ hoặc mô tơ.

Trên thế giới có nhiều tiêu chuẩn và loại mã lực khác nhau, nhưng 2 định nghĩa phổ biến nhất được sử dụng ngày nay là mã lực cơ học (imperial horsepower) và mã lực hệ mét (metric horsepower).

Ở nước ta, mã lực sử dụng là mã lực cơ học, thường được gọi là sức ngựa, hay ngắn gọn là “ngựa”. Ví dụ, người ta thường nói máy bơm “1 ngựa”, “3 ngựa”, đầu máy “15 ngựa”, “17 ngựa”.

Lịch sử phát triển của đơn vị HP

Thuật ngữ “mã lực” được sử dụng vào cuối thế kỷ 18 bởi kỹ sư người Scotland James Watt để so sánh sức mạnh của động cơ hơi nước với sức mạnh của ngựa kéo. Sau đó, nó được mở rộng để áp dụng cho sức mạnh đầu ra của các loại động cơ piston khác, cũng như tuabin, động cơ điện và các loại máy móc khác.

Sức ngựa và động cơ hơi nước
Sức ngựa và động cơ hơi nước

Tuy nhiên khái niệm này thực sự đã ra đời từ trước đó hàng thế kỷ, bởi một nhà phát minh có tên là Thomas Savery. Được biết, sử dụng đơn vị “mã lực” cho ô tô là nhằm ám chỉ chiếc xe có thể thay thế được cho bao nhiêu con ngựa.

Trong khoảng thời gian kể từ lúc Thomas Savery phát minh ra máy hơi nước cho tới khi James Watt hoàn chỉnh nó, “mã lực” là một đơn vị đo đếm rất chung chung và không có bất cứ chuẩn mực nào. Mỗi một kỹ sư thiết kế lại định nghĩa đơn vị này theo từng cách khác nhau.

Watt đã chuẩn hóa lại đại lượng này là tính nó dựa trên sức kéo của một con ngựa có thể kéo được một khối lượng không đổi trong một khoảng thời gian và chiều dài không đổi (ví dụ nó có thể kéo cối xay quay được 144 lần/giờ).

Lúc đầu, James Watt chưa phân chia các loại mã lực khác nhau, nên sau đó các nhà khoa học đặt tên cho cách gọi của ông là mã lực cơ học (mechanical horse power). Một mã lực cơ học có giá trị chính xác 745,69987158227022W, nghĩa là công suất một bóng điện 100W sẽ bằng 0.13HP.

Vậy 1 mã lực có bằng 1 con ngựa?

Nhiều người cho rằng mã lực bằng sức mạnh tối đa của một con ngựa tạo ra. Tuy nhiên, đây lại là một nhận định hoàn toàn sai lầm.

Qua đo đạc, người ta khẳng định một con ngựa có thể sản sinh ra được công suất tối đa lên tới 14.9HP. Để dễ so sánh, một người khỏe mạnh có thể tạo ra khoảng 1.2HP (0.89 kW) trong thời gian ngắn và duy trì khoảng 0.1HP (0.075 kW) vô thời hạn.

"Tia sét" Usain Bolt lập kỷ lục năm 2009
“Tia sét” Usain Bolt lập kỷ lục năm 2009

Các vận động viên được đào tạo có thể tạo ra tối đa khoảng 2.5HP (1.9 kW) trong thời gian ngắn và 0.35HP (0.26 kW) trong khoảng thời gian vài giờ. Vận động viên chạy nước rút người Jamaica Usain Bolt đã tạo ra công suất tối đa 3.5HP (2,6 kW) trong khoảng thời gian 0.89 giây vào kỷ lục thế giới 9.58 giây 100m của anh ấy vào năm 2009.

Để có hình ảnh trực quan và cụ thể hơn so với cách tính của Watt, các nhà khoa học sau này đã mô tả mã lực cơ học là công mà một chú ngựa bỏ ra để kéo 33.000 pound (1 pound = 454 gram) lên 1 foot (30,48 cm) trong thời gian 1 phút (minute).

Minh họa cách tính đơn vị mã lực
Minh họa cách tính đơn vị mã lực

Sau đó, cũng dựa trên công thức này, mỗi ngành nghề lại sinh ra đơn vị thể hiện khác nhau.

Định nghĩa theo những cách khác nhau

Khác với các đại lượng đo lường khác, định nghĩa chính xác của HP có thể phụ thuộc vào từng vùng khu vực và lại tùy vào cách năng lượng được đo lường trong từng loại máy móc cụ thể.​

Định nghĩa mã lực cơ học được James Watt đề xuất – tương đương 745.7W, mã lực hệ mét cũng dựa trên phép đo tương tự của James Watt nhưng được phát triển tại Đức và tương đương với 735.5W.

1HP của động cơ điện hiện nay tương đương với 746W. Nhưng với nồi hơi nước lại khác, và 1HP của nồi hơi nước tương đương với tận 9810W.

Tại nhiều nước châu Âu vẫn sử dụng cách tính này. Tại Mỹ cũng vẫn áp dụng cách tính này, tuy nhiên do người ta sử dụng đơn vị Pound và Foot nên nó sẽ được định nghĩa bằng 33.000 ft*lbf/min.

Lại nói thêm rằng cả 2 cách tính này để dựa trên chọn giá trị của gia tốc hấp dẫn g = 9.80665/2. Còn nếu ở một hấp dẫn khác, thí dụ như trên Mặt Trăng thì 1HP chỉ bằng có 1/6 so với dưới Trái Đất.

Mã lực trong công nghiệp

Cách xác định công suất theo mã lực cũng là công việc phức tạp và tốn kém. Công suất động cơ mà các nhà sản xuất ghi trong bảng thông số kỹ thuật là công suất cực đại, nghĩa là công suất lớn nhất mà chiếc máy có thể đạt được tại vòng tua nhất định.

Đường cong biểu diễn công suất theo số vòng tua máy luôn tồn tại một điểm cực đại, và giá trị công suất tại điểm đó là công suất tối đa của động cơ.

Gần đây, các nhà sản xuất thường ghi công suất động cơ theo chữ viết tắt là “hp”. Nhưng thỉnh thoảng, vẫn có hãng ghi “bhp” khiến nhiều người phân vân.

Thuật ngữ “bhp” dùng để chỉ giá trị công suất xác định bằng lực kế hãm (brake horsepower). Lực kế hãm được gắn vào đầu trục cơ, sau đó, các kỹ sư sẽ hãm vòng quay để đo lực xoắn của trục cơ trong một khoảng thời gian nhất định.

Thứ nguyên “bhp” vẫn được dùng rộng rãi tại Anh, nhưng ở Bắc Mỹ thì cách tính tổng công suất động cơ bằng mã lực (hp) của SAE (Hiệp hội Kỹ sư ôtô Mỹ) lại là cách tính tiêu chuẩn.

Mặt khác, chúng ta đang nói chủ yếu tới mã lực của động cơ sản sinh ra. Tuy nhiên, khi lắp một động cơ công suất 100 mã lực lên một chiếc máy thì qua nhiều hệ thống dẫn động, công suất thực đầu ra của máy không còn được như vậy nữa.

2 bình luận trong “Có phải 1 mã lực bằng sức mạnh của 1 con ngựa?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

0987407999