Výkon motoru udávaný v koních: Kde se vzal? A proč se už dnes moc nepoužívá?

Výkon, rozuměj maximální výkon spalovacích motorů, je u automobilových nadšenců asi tím nejpopulárnějším parametrem. A nic na tom nemění skutečnost, že druhý běžně udávaný údaj, a sice maximální hodnota točivého momentu, je pro jízdu vlastně důležitější.

Jedním z důvodů, proč je tato veličina tolik populární, může být i její dodnes občas používaná jednotka. Výkon se sice již řadu desítek let udává ve wattech, respektive u spalovacího motoru v kilowattech, ovšem stále se zejména v anglosaské literatuře setkáváme s výkonem motoru v koních nebo přesněji v koňských silách. Důvodem může být tradice, ale také skutečnost, že výkon motoru v koňských silách si lidé lépe představí.

Na začátku byl James Watt

Koňská síla coby jednotka výkonu se poprvé objevila na konci 18. století a zavedl ji James Watt. Britský mechanik a vynálezce, který sice nevymyslel parní stroj, ale zasloužil se o jeho výrazné zdokonalení. Tím vlastně otevřel cestu k jeho praktickému využití a díky tomu tak mohla začít průmyslová revoluce ve Velké Británii. Teprve o mnoho let později se Wattovo příjmení začalo používat pro konkurenční jednotku výkonu, která se nakonec dostala do mezinárodně domluvené soustavy fyzikálních jednotek SI (Le Système International d'Unités).

České pojmenování „koňská síla“ vzniklo prostým překladem z angličtiny, kde se uvádí zkratkou HP (Horsepower). Setkat se však lze také s německou zkratkou PS (Pferdestärke). Jak ale uvidíte níže, každá má jinou hodnotu ve wattech.

Potřeboval srovnání

Proč vlastně James Watt koňskou sílu zavedl? Když výrazně zdokonalil parní stroj, začal jej nabízet volně k prodeji. Při tom potřeboval svým zákazníkům nějak demonstrovat vlastnosti svého stroje. A jelikož do té doby byla řada zařízení poháněna živými koňmi, zvolil jako převodní jednotku sílu jednoho koně. Při tom mohl snáze vyzdvihovat přednosti parního stroje, který nepotřebuje tak jako kůň pravidelný přísun potravy, odpočinek a ani netrpí různým snížením výkonu třeba v důsledku únavy či nemoci.

Výkon vs. točivý moment: K čemu jsou dobré koně? A k čemu newtonmetry?

Jak ale vlastně watt k jednotce došel? Údajně vycházel ze zkušeností s poníky, kteří pracovali v dole. Ke zvedání kbelíků s uhlím se využívali poníci zapojení v takzvaném žentouru. Watt uvažoval, že takto zapojený poník vyzdvihne náklad 22.000 stopliber (ft.lbf) za jednu minutu. Běžný kůň je však o dost větší. James Watt odhadoval jeho výkon o polovinu vyšší, tedy 33.000 stopliber za minutu. Zajímavé je, že jen chyba vzniklá zaokrouhlením činila přes 1,3 procenta.

Vymyslel proto následující definici - koňská síla je stejná jako výkon, který podá nepřetržitě pracující kůň zapřažený do žentouru a jenž zvedá náklad o hmotnosti 180 liber (lb) a současně ujde za jednu hodinu vzdálenost odpovídající 144 kolečkům o poloměru 12 stop (ft).

Anglický kůň proti německému

James Watt sice dokázal poměrně přesně definovat výkon jedna „koňská síla“, avšak v průběhu let bylo toto dost narušeno různými výklady a definicemi vstupních jednotek – libry a stopy. Ty záležely na časovém období a také místě používání.

Později se tak začala rozlišovat mechanická koňská síla a metrická koňská síla. V případě mechanické koňské síly se uvažuje, že jedna stopa rovná se 0,3048 metrů a jedna libra je ekvivalent 0,45359237 kg. Ve výsledku tak jedna koňská síla rovná se zaokrouhleně 745,6999 W (wattů). Tato interpretace se používá ve Velké Británii, USA a zemích britského Commonwealthu.

Nejnovější trendy ve vývoji zážehových motorů: Jak se snižují emise a zvyšuje výkon?

Naopak metrická koňská síla považuje za ekvivalent jedné koňské síly 735,4986 W (wattů). Vznikla koncem 19. století v Německu pod výše uvedenou zkratkou PS. Dnes se používá v Evropě, Jižní Americe a Asii.

Mechanická koňská síla je v porovnání s metrickou o přibližně 1,4 procenta vyšší. A právě tento rozdíl způsobuje, proč se často setkáváme s rozdílnými výkony jinak identických motorů napříč různými zeměmi. Tedy pokud je výkon primárně uváděný v koňských silách.

Tento nedostatek přirozeně odstraňuje udávání výkonu ve wattech (kilowattech).

Když tedy budete někdy číst u stejného motoru dva různé výkony v koních, není to chyba, ale pouze rozdílná interpretace dvou odlišných autorů pocházejících patrně z různých zemí, kde jedna upřednostňuje mechanickou koňskou sílu a druhá metrickou koňskou sílu.

Watty místo koní

Právě různé interpretace jedné koňské síly přispěly značnou měrou k tomu, že se později přestaly coby jednotka výkonu používat, a to zejména v technické či vědecké literatuře. Pokud se výkon v koních udává u nás (většinou se tak děje v beletrii), vychází se z metrické koňské síly. Tudíž platí, že 1 koňská síla (1 kůň) je 735,49875 wattů.

V technické literatuře se výkon udává ve wattech a jeho násobcích. Jednotka je pojmenovaná (jak už uvádíme výše) podle vynálezce Jamese Watta. Jak ale vznikla? Jedná se o takzvanou odvozenou jednotku se samostatným názvem, která je součástí výše uvedené soustavy jednotek SI. Ta byla založena ve Francii v roce 1960. Jednotka výkonu “watt” vznikla odvozením ze vzorce pro výpočet výkonu, kdy výkon je definován jako práce vykonaná za jednotku času. Aby byl výkon 1 watt, je třeba vykonat práci 1 joul za dobu 1 sekundy.