hk eller kW? Förstå effekt och vridmoment
Effekt anges som kW eller hk och hänger ihop med vridmomentet via varvtalet — effekt är vridmoment gånger varvtal, vilket förklarar varför toppvärdena inte sammanfaller.
Få motorbegrepp blandas ihop så ofta som effekt och vridmoment, och därtill finns flera enheter för effekt som inte är exakt lika stora. kW, hk, PS, bhp och CV används om vartannat, och skillnaderna är små men reella. Den här guiden reder ut enheterna, förklarar skillnaden mellan effekt och vridmoment, visar formeln som binder ihop dem och förklarar varför effekttoppen alltid ligger högre i varv än vridmomenttoppen.
kW är den officiella enheten
Inom EU är kilowatt, kW, den officiella enheten för effekt och den som står i registreringsbevis. En watt är en joule per sekund, alltså ett rent mått på arbete per tidsenhet. Eftersom kW är en SI-enhet är den entydig och oberoende av lokala traditioner, vilket är skälet till att den används officiellt. I dagligt tal föredrar många dock fortfarande hästkrafter, så det är bra att kunna växla mellan dem. Vår kalkylator för hk och kW gör omvandlingen åt dig.
Metrisk hk mot mekanisk bhp
Här uppstår en vanlig förvirring, eftersom det finns två olika hästkrafter. Den metriska hästkraften, ofta kallad PS i Tyskland och CV i Frankrike och Italien, definieras så att:
1 hk (PS) = 0,73550 kW
Den mekaniska hästkraften, bhp eller brake horsepower, är något större:
1 bhp = 0,74570 kW
Skillnaden är liten men inte försumbar: en bhp är drygt en procent större än en metrisk hk. Det innebär att samma motor får ett aningen högre tal uttryckt i bhp än i metrisk hk. Åt andra hållet gäller att en kilowatt motsvarar ungefär 1,35962 metriska hästkrafter. Beteckningarna PS, hk och CV avser alla samma metriska hästkraft och är alltså utbytbara, medan bhp är den brittiska mekaniska varianten. Förväxlas de blir jämförelser mellan datablad missvisande, så det lönar sig att veta vilken hk en angiven siffra avser.
Effekt mot vridmoment
Vridmoment och effekt beskriver två olika saker. Vridmomentet är den vridande kraften som vevaxeln levererar vid ett givet ögonblick, mätt i newtonmeter. Det är vridmomentet du känner som drag när bilen accelererar. Effekten däremot är hur mycket arbete motorn utför per tidsenhet, alltså vridmomentet gånger hur snabbt det levereras.
En bra bild är att vridmomentet säger hur hårt motorn kan trycka, medan effekten säger hur mycket jobb den hinner med över tid. En motor med stort vridmoment men lågt varvtal kan kännas stark vid låg fart men ändå ha modest toppeffekt, medan en varvvillig motor med måttligt vridmoment kan nå hög effekt genom att snurra fort. Hur de två förhåller sig kan du utforska i vår kalkylator för vridmoment och effekt.
Formeln som binder ihop dem
Sambandet mellan effekt, vridmoment och varvtal är exakt och enkelt. Med effekt P i kilowatt, vridmoment M i newtonmeter och varvtal n i varv per minut gäller:
P = M x n / 9549
Konstanten 9549 är ingen slump utan kommer från enhetsomräkningen. Effekt är egentligen vridmoment gånger vinkelhastighet, och för att omvandla varv per minut till radianer per sekund samt watt till kilowatt hamnar man på faktorn 30000 delat med pi, vilket är ungefär 9549:
9549 = 30000 / pi
Med formeln kan du räkna ut vilket som helst av de tre talen om du känner de andra två. En motor som ger 200 newtonmeter vid 5000 varv per minut levererar alltså 200 gånger 5000 delat med 9549, ungefär 105 kilowatt vid det varvtalet.
Varför effekttoppen ligger högre i varv
En direkt konsekvens av formeln är att effekttoppen nästan alltid ligger vid ett högre varvtal än vridmomenttoppen. Eftersom effekten är vridmoment gånger varvtal kan effekten fortsätta att stiga även efter att vridmomentet börjat falla, så länge varvtalet ökar tillräckligt fort för att mer än kompensera för det sjunkande vridmomentet.
Tänk dig en motor vars vridmoment toppar vid 3500 varv och sedan långsamt avtar. Multiplicerar man vridmomentet med varvtalet fortsätter produkten ändå att växa ett bra tag, eftersom varvtalet ökar snabbare än vridmomentet sjunker. Först när vridmomentet börjar falla brant tar effektkurvan slut, och det sker typiskt flera tusen varv ovanför vridmomenttoppen. Det är därför man måste varva en motor för att få ut dess toppeffekt, men känner det mesta av dragkänslan redan där vridmomentet är som störst. Hur effekten i sin tur påverkar acceleration i förhållande till vikt kan du studera i vår kalkylator för effekt och vikt.
PS, hk och CV är samma sak
Avslutningsvis är det värt att slå fast en sak som ofta orsakar onödig förvirring i datablad och annonser. Beteckningarna PS, hk och CV står alla för exakt samma metriska hästkraft på 0,73550 kW. PS är bara den tyska förkortningen, CV den fransk-italienska och hk den svenska, men de anger identiska värden. Ser du en motor angiven i PS eller CV kan du alltså läsa talet rakt av som hästkrafter utan att räkna om något. Den enda hästkraft som faktiskt skiljer sig är den brittiska bhp, som är den mekaniska varianten på 0,74570 kW.
Effekt vid hjulen mot effekt vid svänghjulet
En annan källa till förvirring är var effekten är mätt. Tillverkarens angivna effekt avser nästan alltid den vid svänghjulet, alltså rakt vid motorns utgående axel innan någonting i drivlinan stulit kraft. Mäter man i stället effekten vid drivhjulen i en rullande landsvägsbroms får man ett lägre värde, eftersom växellåda, slutväxel och lager omvandlar en del av kraften till värme och friktion.
Skillnaden mellan de två, ofta kallad drivlinaförlust, är därför inget fel utan en naturlig följd av var mätningen sker. Det är viktigt att jämföra apelsiner med apelsiner: ett effektvärde mätt vid hjulen ska inte ställas rakt mot ett tillverkarvärde mätt vid svänghjulet. Hur mycket effekt som behövs för en viss prestanda beror dessutom på bilens vikt, vilket du kan utforska i vår kalkylator för effekt och vikt och för stillastående acceleration i vår kvartsmilskalkylator.
Varför effektkurvan ser ut som den gör
En typisk effektkurva stiger jämnt med varvtalet, planar ut runt effekttoppen och faller sedan. Formen följer direkt av sambandet mellan vridmoment och varvtal. I de lägre varvtalen växer effekten snabbt eftersom både vridmoment och varvtal bidrar åt samma håll. Runt vridmomenttoppen bromsas ökningen, och när vridmomentet börjar falla är det bara det fortsatt stigande varvtalet som håller uppe effekten.
Först när vridmomentet faller snabbare än varvtalet stiger börjar effekten verkligen sjunka, och det är där effekttoppen ligger. Att förstå detta gör det lättare att läsa ett provbänkdiagram: vridmomentkurvan beskriver hur stark motorn känns, medan effektkurvan beskriver hur mycket arbete den hinner med. De två kurvorna korsas alltid vid ett bestämt varvtal, eftersom effekt och vridmoment är numeriskt lika just där varvtalet motsvarar konstanten i formeln.
Sammanfattning
kW är den officiella EU-enheten, medan metrisk hk, PS och CV alla motsvarar 0,73550 kW och bhp är något större på 0,74570 kW. Vridmoment är den vridande kraften och effekt är arbete per tid, sammanbundna av P = M x n / 9549 där 9549 är 30000 delat med pi. Eftersom effekt är vridmoment gånger varvtal ligger effekttoppen högre i varv än vridmomenttoppen.