Joh's - รู้ไว้ใช่ว่า... แรงม้า คืออะไร

เรียบเรียงโดยJoh Burut

ผมเชื่อว่า ทุกคนที่อ่านบทความนี้ น่าจะเคยเสิร์ชในอากู๋แล้วล่ะว่า...แรงม้า คืออะไร และส่วนมากก็จะเจอกับนิยามแบบว่า แมวยังงง อย่างเช่น แรงม้า คือ แรงที่ม้าหนึ่งตัวใช้ยกน้ำหนัก 75 กิโลกรัมให้เคลื่อนที่ในทิศแนวตั้งเป็นระยะทาง 1 เมตร ในเวลา 1 วินาที ซึ่งมีค่าเท่ากับ 550 ฟุต-ปอนด์ ต่อวินาที ...อืม ไม่ใช่แค่แมวที่งง ผมเองก็ยังงงเลยครับ ...ก็โอเคแหละ นิยามแบบนี้มันก็ถูกต้องตามหลักการวิศวกรรมอ่ะนะ แต่มันลึกไปหรือเปล่า มันไม่ตรงกับที่เราอยากรู้หรือเปล่า

ในวันนี้ ผมจึงได้เรียบเรียงบทความสั้นๆ เกี่ยวกับนิยามของแรงม้า แบบที่นำไปใช้ได้จริง รวมไปถึงศัพท์เชิงเทคนิคเกี่ยวกับแรงม้าทั้งหมด ซึ่งผมมองว่ามันน่าจะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่สนใจในเรื่องของรถยนต์และเครื่องยนต์

แรงม้า (Horsepower, HP) คือ หน่วยที่ใช้วัด กำลัง ของเครื่องยนต์ ซึ่งถูกนิยามขึ้นมาโดยวิศวกรเครื่องกลชาวสก็อตแลนด์ที่ชื่อว่า James Watt (เจมส์ วัตต์) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อบ่งบอกกำลังที่สร้างได้ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องยนต์เทอร์ไบน์ รวมไปถึงมอเตอร์ไฟฟ้า

นอกจากหน่วยวัดกำลังที่ชื่อว่า แรงม้า แล้ว ยังมีหน่วยวัดกำลังของเครื่องยนต์ หน่วยอื่นๆ ที่เราสามารถพบเห็นได้ค่อนข้างบ่อย อย่างเช่น PS, kW, BHP, WHP และ IHP เยอะแยะมากมายไปหมด และแน่นอนว่าในบทความนี้ ผมก็ได้สรุปคำศัพท์เหล่านี้แบบสั้นๆ เข้าใจง่ายๆ ไว้เรียบร้อยแล้วครับ...

1. BHP แรงม้าของเครื่องยนต์

นี่ก็คือแรงม้าตัวที่เราได้ยินบ่อยที่สุด BHP ย่อมาจาก Brake Horse Power (เบรก ฮอร์ส พาวเวอร์) หมายถึงแรงม้าที่วัดจากเครื่องยนต์เพียงอย่างเดียว (ไม่รวมระบบส่งกำลัง - เกียร์และเฟืองท้าย) โดยจะวัดโดยตรงที่ล้อช่วยแรงหรือที่เรียกว่า Fly Wheel (ฟลาย วีล) นั่นเองครับ

สำหรับการทดสอบของฝั่งยุโรปนั้น จะนำเครื่องยนต์และอุปกรณ์ต่อพ่วง รวมไปถึงท่อไอเสียที่มีความยาวเท่ากันที่ใช้ในรถยนต์จริงมาทดสอบวัดค่าแรงม้า (อุปกรณ์ต่อพ่วงที่ผมหมายถึงนั้น ยกอย่างเช่น ปั๊มน้ำมันพาวเวอร์, ไดชาร์จ, ปั๊มน้ำหล่อเย็น เป็นต้น) แต่สำหรับฝั่งอเมริกาแล้ว จะนำเฉพาะเครื่องยนต์ตัวเดียวโดดๆ มาทดสอบ (ไม่มีอุปกรณ์ต่อพ่วง) นั่นส่งผลให้แรงม้า BHP ที่ทดสอบโดยใช้มาตรฐานของอเมริกา จะมีค่ามากกว่าฝั่งยุโรปเสมอครับ

2. WHP แรงม้าที่ล้อ

WHP ย่อมาจาก Wheel Horse Power (วีล ฮอร์ส พาวเวอร์) หมายถึงแรงม้าที่วัดได้โดยตรงจากล้อขับเคลื่อนของรถยนต์ (วัดจากไดโน่) ซึ่งถูกส่งกำลังผ่านคลัทช์ ชุดเกียร์ และเฟืองท้าย เพราะฉะนั้น แรงม้า WHP คือกำลังสุทธิที่ขับเคลื่อนรถ ดังนั้น...รถจะแรงจริงหรือแรงไม่จริง...เค้าก็ดูแรงม้า WHP นี่หล่ะครับ

3. IHP แรงม้าในเชิงทฤษฎี

IHP ย่อมาจาก Indicated Horse Power (อินดีเคทิท ฮอร์ส พาวเวอร์) น่าจะไม่ค่อยคุ้นหูกันเท่าเท่าไหร่นะครับสำหรับแรงม้าตัวนี้ โดย IHP หมายถึง แรงม้าในเชิงทฤษฎี ที่ได้จากการคำนวณจากกระบวนการเทอร์โมไดนามิคส์ ซึ่งจะไม่คิดแรงเสียดทานใดๆ ที่เกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์ หรือที่เรียกว่า FHP (Friction Horse Power)

โดย IHP จะมีความสัมพันธ์กับ BHP และ FHP ตามสมการข้างล่างนี้ครับ

BHP = IHP - FHP

แรงม้าจากเครื่องยนต์ = แรงม้าทฤษฎี แรงม้าเสียดทาน

4. Power to Weight Ratio อัตราส่วนน้ำหนักต่อแรงม้า

Power to Weight Ratio ก็คือ อัตราส่วน น้ำหนักของรถทั้งคันต่อแรงม้าที่เครื่องยนต์สร้างได้ ซึ่งปกติแล้วจะมีหน่วยเป็น ปอนด์/แรงม้า หรือไม่ก็ กิโลกรัม/แรงม้า ซึ่งหมายความว่า ม้าแต่ละตัวที่เครื่องยนต์สร้างได้นั้น แบก น้ำหนักอยู่กี่กิโลกรัม เพราะฉะนั้น ยิ่งแบกน้ำหนักน้อย ก็จะส่งผลให้รถยนต์สามารถเร่งความเร็วได้ไวนั่นเองครับ

และนอกจาก WHP แล้ว อัตราส่วนแรงม้าต่อน้ำหนัก ก็เป็นอีกค่าหนึ่งที่สามารถบ่งบอกสมรรถนะของอัตราเร่งได้อย่างชัดเจน โดยเราสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายได้จากสมการข้างล่าง

อัตราส่วนแรงม้าต่อน้ำหนัก = น้ำหนักรถยนต์ / แรงม้าจากเครื่องยนต์

จากสมการข้างต้น จะเห็นได้ว่า น้ำหนัก นั้น มีผลอย่างยิ่งกับสมรรถนะของตัวรถ และเคล็ดลับ วิชาตัวเบา ที่เรากำลังพูดถึงอยู่นี้ ก็คือคำตอบที่ว่าของคำถามที่ว่า...ทำไมรถยนต์ฮอนด้า-เครื่องสี่สูบ-ขับหน้าอย่าง Integra ถึงได้วิ่งแซงซุปเปอร์คาร์อย่าง Audi R8 แบบชนิดที่ว่าอึ้งกันทั้งสนาม (คลิกที่บทความแนะนำเลยครับ)

บทความแนะนำ -[VIDEO] รู้จัก VTEC น้อยไป!! Audi-R8-เทอร์โบคู่ (VS) Integra-เทอร์โบเดี่ยว

5. Specific Horsepower แรงม้าสัมพัทธ์ (ในเชิงความจุ)

แรงม้าสัมพัทธ์ หรือ กำลังสัมพัทธ์ (Specific Horsepower หรือ Specific Output) เป็นแรงม้าที่บ่งชี้ถึงกำลังที่เครื่องยนต์สร้างได้ต่อหน่วยหนึ่งความจุ ซึ่งปกติแล้วจะมีหน่วยเป็น แรงม้า ต่อ ลิตร

โดยสามารถคำนวณได้จากสมการต่อไปนี้

แรงม้าสัมพัทธ์ = BHP / ความจุของเครื่องยนต์ (ลิตร)

ยกตัวอย่างเช่น รถยนต์ Honda S2000 (AP1) คันข้างล่างนี้ ใช้เครื่องยนต์ความจุ 2.0-ลิตร ไร้ระบบอัดอากาศ รหัส-F20C สามารถสร้างแรงม้าได้ 240-แรงม้า (BHP) ดังนั้น แรงม้าสัมพัทธ์จะมีค่าเท่ากับ 240 BHP/ 2.0 ลิตร = 120 แรงม้า/ลิตร นั่นเองครับ

บทความแนะนำ เหตุผล 5 ข้อ ที่ทำให้ Honda S2000 กลายเป็นสุดยอดรถสปอร์ต

6. PS แรงม้าของรถยนต์เยอรมัน

PS ย่อมาจากภาษาเยอรมัน Pferdestrke แปลว่า แรงม้า นั่นแหละครับ โดยหน่วยวัดแรงม้าแบบ PS ยังคงใช้กันอย่างกว้างขวางในฝั่งยุโรปและอเมริกา โดย 1 PS จะมีค่าเท่ากับ 98.6% ของ 1 แรงม้า ยกตัวอย่างเช่น ถ้ารถยนต์คันหนึ่งมีกำลัง 100PS นั่นหมายความว่า รถยนต์นั้นมีแรงม้าเท่ากับ 98.6 แรงม้า นั่นเองครับ

ความสัมพันธ์ระหว่าง PS และ HP สามารถคำนวณได้ตามสมการข้างล่างนี้ครับ

1 PS = 0.986 HP

1 HP = 1.014 PS

7. kW กิโลวัตต์

กิโลวัตต์ เป็นอีกหนึ่งหน่วย ที่ใช้วัดกำลังของเครื่องยนต์เช่นเดียวกับแรงม้า และหน่วยวัดกำลัง kW ก็ยังคงเป็นที่นิยมใช้ ในกลุ่มผู้ผลิตรถยนต์ในฝั่งยุโรป แต่โดยมากแล้ว เราจะเห็นกำลังของเครื่องยนต์ในหน่วย PS และ BHP มากกว่าครับ

เราสามารถแปลงหน่วยจากกิโลวัตต์เป็นแรงม้า โดยใช้สมการข้างล่างนี้ครับ

1 kW = 1.341 HP

1 HP = 0.746 kW

เอาล่ะ...ผมคิดว่า น่าจะอธิบายค่อนข้างครบถ้วนแล้วนะครับ หวังว่าเนื้อหาในบทความนี้ คงเป็นประโยชน์กับท่านผู้อ่านไม่มากก็น้อยนะครับ และในบทความถัดไป เราจะมาเล่าแจ้งแถลงไขคำถามยอดฮิตเกี่ยวกับเครื่องยนต์ นั่นก็คือ แรงม้า และ แรงบิด ต่างกันอย่างไร โดยท่านผู้อ่านสามารถติดตามได้ แฟนเพจเลยครับ

ท่านผู้อ่านสามารถติดตาม ข่าวสารยานยนต์หรือ บทความอื่นๆได้ที่ แฟนเพจของเราเลยครับผม

ขอบคุณครับ :)