Rövid, sallangok nélküli leírás arról, hogy miért is nem helytálló – a gyakran szaklapokban is emlegetett – nyomatékos, de nem túl erős kifejezés…
A lóerőt (horsepower) mint fogalmat James Watt vezette be az általa szénbányászathoz kifejlesztett gőzgéppel kapcsolatban, 1782-ben, a gőzgép árának meghatározásához. Vásárlói korábban a Newcomen gőzgépeket használták, és Watt az új gőzgépe által megtakarított pénz harmadát kapta, azonban nem működött ez a rendszer azoknál a vásárlóknál, akik bányalovakat használtak. A lovak és a gőzgép összehasonlítására Watt megmérte egy bányapóni egy perc alatt felhúzott szénmennyiségét, ezt felszorozta másféllel, így becsülve meg egy ló erejét. A becslés nem áll túl messze a valóságtól, egy ló átlagos teljesítménye némileg kevesebb, mint egy lóerő, csúcsteljesítménye 15 lóerő körül van. Az ember átlagos teljesítménye 0,1 lóerő folyamatosan, rövid ideig azonban akár 1,2 lóerőt is ki tud fejteni, edzettségi szinttől függően pedig 0,3 lóerős teljesítmény tartható fenn néhány órán keresztül.
A lóerő elavult, nem hivatalos SI mértékegység, 1980 óta kikerült a hivatalos mértékegységek közül, ám nemhivatalosan a mai napig használatban van. Helyette a Watt (kW) használatos. Létezik metrikus, gépi, kazán és elektromos lóerő – ez utóbbi kettő a megfelelő iparágakban használatos. Az átváltási arány a következő a lóerő és a kW között: 1 LE = 0,735 kW, 1 kW = 1,36 LE. Hazánkban a metrikus lóerőt használják, mely 735,5 wattnak felel meg: az az erő, ami egy 75kg tömegű testet egy másodperc alatt egy méter magasra emel fel. Angolszász nyelvterületen a gépi lóerő terjedt el (horsepower, hp), Európa más részein, Dél-Amerikában és Japánban a metrikus. Magyarul lóerőnek (LE), a német Pferdestärke (PS),a holland paardenkracht (pk), a svéd hästkraft (hk), a finn hevosvoima (hv), a norvég és dán hestekraft (hk), az olasz Cavalli, a spanyol Caballos, a portugál Cavalos és az francia chevaux (ch) felel meg.
Mérési módjai
A belsőégésű motor teljesítménye különböző pontokon, különböző eljárásokkal mérhető, eltérő eredményt adva. A katalógusokban rendszerint a főtengelyen mért adat jelenik meg, ehhez képest a ténylegesen leadott, keréken mért adat kevesebb, a súrlódási veszteségek, hajtáslánc, váltó, gumiabroncson elszenvedett veszteségek miatt. A gyárak általában a főtengelyen mért adatot adják meg – hisz’ az a több -, ami azt is jelenti, hogy a tulajdonos így például adózik a ténylegesen az aszfaltra le nem adott lóerő után is…
Névleges lóerő – nominal horsepower, nhp – a gőzgépek dugattyúinak térfogatából becsült érték
Valóságos, jelzett lóerő – indicate horsepower, ihp – 100%-os hatásfok mellett kiszámított teljesítmény, a 19. századi gőzgépeknél alkalmazták, ám félrevezető, a valós teljesítmény ennek csupán 70-90%-a
Féklóerő – brake horsepower, bhp – a motor teljesítménye váltó, generátor és egyéb veszteségforrások nélkül
SAE – Society of Automotive Engineers – lóerő, Amerikában volt használatos az 1970-es évekig. A motor teljesítményét mérték tesztpadon minden tartozéka nélkül, így nagyobb teljesítményt mutatva, mint ténylegesen, menetkészen
SAE nettó lóerő – a lendkeréken mérik, pontosabb, mint a SAE, de a keréken mérhető teljesítménytől eltér. A SAE lóerőt váltotta fel annak pontatlansága végett, valamint a környezetvédelmi és biztosítási lobbi kijátszására
SAE által jóváhagyott – SAE cerified – lóerőt 2005-ben vezették be a korábbi eljárás többértelműségeinek kiküszöbölésére, a mérhetőbb adatok miatt
DIN – Deutsche Industrie Norm – lóerő, Európában használatos. A beépítésre kész motor teljesítményét mérik az összes teljesítménycsökkentő tartozékával együtt metrikus lóerőben – közel valós értéket mutat
ECE lóerő – a DIN-től a hűtőberendezésekkel kapcsolatos részletekben tér el, általában magasabb értéket ad
9768-EC és ISO 14396 – két hasonló EU-szabvány a motorteljesítmény mérésére
Effektív lóerő, avagy keréklóerő, ami a valósághoz a legközelebb áll. Működés közben mérik a futóműre szerelt erőmérővel, a féklóerőnél általában 10-20%-kal kisebb. Teljesítménymérő padokon láthatjuk a motorokat mérés közben, ezzel mérhető leginkább a menet közben használható nyomaték és teljesítmény
Nyomatékos, de nem erős. Mi van?!
A motor erejét forgatónyomatéka határozza meg, mely az erő és a hozzá tartozó erőkar szorzata – az a legnagyobb erő, amit a motor egy adott pillanatban ki tud fejteni. Bár sokan ezt nem tudják, a teljesítmény legtöbbször számított érték, mégpedig azt jelzi, hogy ezzel az erővel egységnyi idő alatt mennyi munkát képes elvégezni a motor, azaz hogyan érvényesül a forgatónyomaték. A motorok az évek folyamán alig lettek valójában erősebbek, csupán néhány százalékos különbségről beszélünk öt-tízévenként, viszont teljesítményük egyre nőtt, köszönhetően a magasabb fordulatszámnak, amit képesek elérni. A teljesítmény egyenesen arányos a forgatónyomatékkal és a fordulatszámmal, tehát az ugyanazon fordulatszámon járó motorok közül az ad le nagyobb teljesítményt, amelyiknek egyenlő fordulatszámnál nagyobb a nyomatéka – ezért is badarság a néha szakújságokban is szereplő “nyomatékos, de nem túl erős” kifejezés. Persze az egyenlet fordítva is igaz, vagyis két egyenlő nyomatékú motor közül az a nagyobb teljesítményű, amelyik az adott nyomatéknál magasabb fordulatszámon forog. A nyomatékos jellegű motor – így már helyesen használható – viszonylag alacsony fordulatszámon leadja maximális forgatónyomatékát, így kényelmes teljesítményleadás jellemzi az alsó és középső fordulatszám-tartományban. Ennek gyakorlati előnye, hogy egy nyomatékos motorral nem kell visszaváltanunk alacsony fordulaton, hiszen marad elegendő ereje a gyorsításhoz alapjárat közelében is.
Ha minden tényező ideális lenne a motorban – gázcsere, égési folyamatok, nem lennének hajtási, súrlódási veszteségek stb. – akkor a nyomatékgörbe egy vízszintes egyenes, a teljesítmény pedig egy egyenesen emelkedő vonal lenne. A hengerben az égési folyamat függ az elégetett benzin-levegő keverék mennyiségétől, valamint az égésre rendelkezésre álló időtől, azaz a fordulatszámtól. Bizonyos, magas fordulatszám fölött már nincs idő arra, hogy az égési folyamat végbemenjen, igy a fordulatszám nem tud magasabb értékekre szökni. A motor belső veszteségei is függenek a fordulatszámtól és a terheléstől, így a motorok nyomaték- és teljesítménygörbéi eltérnek az ideálistól. A maximum után a leadott nyomaték csökken, ezért a fordulatszám növelésével egy idő után a teljesítmény is csökken.
Minden csak kompromisszum kérdése…
A lökettérfogat növelésével emelkedik a névleges nyomaték az egyszerre több elégetett üzemanyag révén. A nagyobb motoroknál ebből kifolyólag a nyomatékgörbe sokkal szélesebb tartományokban van a maximum közelében, ezért alacsony és magas fordulaton is van elég erő gyorsítani. Kisebb hengerűrtartalmú motoroknál két lehetőség adódik: a fenti kompromisszumtól lefelé eltérve, a motor alacsonyabb fordulaton éri el a nyomatékmaximumot, akkor ugyan kis fordulaton viszonylag erős a motor, de magasabb fordulatokon az esés az átlagosnál meredekebb, a motor “nem szereti” a pörgetést, így az elérhető maximális teljesítmény nem lesz túl magas.
Ha a nagyobb teljesítmény elérése a cél, akkor a nyomatékmaximumot a felső tartományok felé eltolva a motor alacsony fordulaton gyenge lesz, szinte nem is él, mivel ott nincs nyomaték, magasabb fordulaton viszont jól hangzó teljesítményadatokat mutat.
A mérnökök gondoltak eme probléma kiküszöbölésére, különböző technikai megoldásokkal sikerült elérniük, hogy alacsony fordulaton is nagy nyomatékot adjon le a motor, és magas fordulaton se fogyjon el. Ilyen többek között a Honda VFR800-ban és a Suzuki RF típusokban alkalmazott változó szelepvezérlés, mely segítségével a kecske is jóllakik, vagyis az alacsony fordulatszámon elérhető kimagasló forgatónyomatékot és a kiemelkedő csúcsteljesítményt élvezhetjük egyetlen motorban.