5 ส.ค. 2019 เวลา 02:30 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ว่าด้วย HP, BHP และ PS
ม้าเยอรมันมันแรงกว่าม้าญี่ปุ่นนะเว้ย
คนเล่นรถทั้งหลายต่างก็กล่าวเป็นเสียงเดียวกันว่า รถยนต์ที่แรงม้าเท่ากัน ถ้าเป็นรถจากเยอรมัน มันจะมีพละกำลังมากกว่ารถจากฝั่งญี่ปุ่น
ขอบอกว่า เรื่องนี้ไม่มโนนะ
หลังจาก James Watt ประกาศมาตรฐาน 1 แรงม้า เท่ากับ 33,000 ft-lbs/min ไว้เมื่อปี 1783
โดยในยุคนั้น ค่าแรงม้าที่วัดจากเครื่องจักร เป็นการวัดเทียบผลลัพธ์ของเครื่องจักร กับผลลัพธ์​การทำงานของม้า ไม่ได้มีการวัดประสิทธิภาพ​ของเครื่องจักรตรงๆ
แต่มีการบันทึกไว้ว่า ความพยายามที่จะวัดประสิทธิภาพ​ของเครื่องจักรนั้นมีมาตั้งแต่ช่วงต้นศตวรรษ​ที่ 17 โดย George Graham ได้สร้างเครื่องมือสำหรับวัดความสามารถของเครื่องจักร และตั้งชื่อว่า Dynamo meter หรือเรียกสั้นๆ ว่า ไดโนนั่นละ หลักการทำงานของมันก็คือ เอาเพลาของเครื่องจักร ต่อเข้ากับเพลาของไดโน ซึ่งเพลานี้จะไปปั่นใบพัดที่อยู่ด้านในตัวเครื่องซึ่งเติมน้ำไว้จนเต็มเครื่อง เมื่อใบพัดหมุน มันก็ทำให้น้ำเกิดการเคลื่อนที่ไปดึงให้โครงด้านนอกของตัวไดโนหมุนไปด้วย ในการวัดค่า ก็จะเอาตุ้มถ่วง มาถ่วงไว้ จนกว่าโครงด้านนอกของไดโนจะหยุดนิ่ง ก็จะสามารถบอกได้ว่า เครื่องจักรเครื่องนั้น มีแรงบิดเท่าไหร่
ไดโนในยุคแรกนั้น สามารถวัดค่าแรงบิดออกมา แต่มันไม่ได้สะท้อนถึงความสามารถในการทำงานของเครื่องจักรได้ ยกตัวอย่าง เครื่องจักรเครื่องที่ 1 มีแรงบิดสูงมาก แต่ทำงานที่รอบเครื่องต่ำมาก เทียบกับเครื่องจักรอีกเครื่อง ที่มีแรงบิดแค่ครึ่งเดียว แต่รอบการทำงานสูงกว่าเป็นสองเท่า
ยกตัวอย่างให้ง่ายอีกนิด เครื่องจักรสองเครื่อง ยกของขึ้นไปบนที่สูง 10 เมตร เครื่องที่หนึ่งแรงบิดเยอะ สามารถยกของได้หนักถึง 500 กิโลกรัม ขึ้นไปได้ใน 1 นาที เครื่องที่สอง มีแรงบิดน้อยกว่า สามารถยกของได้เพียง 250 กิโลกรัม แต่รอบการทำงานที่สูงกว่า ทำให้ใช้เวลาเพียงแค่ 30 วินาที ผลสุดท้าย​ใน 1 นาที เครื่องจักรทั้งคู่จะสามารถยกของหนัก 500 กิโลกรัมขึ้นที่สูง 10 เมตร ในเวลา 1 นาทีเท่ากัน แสดงว่าเครื่องจักรเครื่องไหนดีกว่ากัน???
ด้วยเหตุนี้ จึงเกิดการคำนวนหากำลังของเครื่อง โดยคำนวนจากแรงบิดที่วัดได้จากไดโน ตามสมการ กำลัง เท่ากับ ทอร์ค คูณด้วยความเร็วเชิงมุม ในมาตราเมทตริก กำลังมีหน่วยเป็น วัตต์
*สมการในรูป มาจาก wikipedia นะครับ
เมื่อทำการคำนวนหากำลังของเครื่องออกมาได้แล้ว เราก็สามารถเอาเครื่องจักรสองเครื่องออกมาเทียบกันได้แล้วละ
สามร้อยปีหลังจากมีการสร้างไดโน และการพยายามหางทางโฆษณาเครื่องจักร​ของวัตต์ ก็มาสู่ยุครถยนต์ครองเมือง ช่วงปลายศตวรรษ​ที่ 19 Society of Automotive Engineers (SAE) ก็ได้ประกาศมาตรฐานการวัดแรงม้าสำหรับรถยนต์ขึ้นมา
ตั้งแต่ปี 1972 ผู้ผลิตรถยนต์ก็เริ่มโฆษณา​จำนวนแรงม้าของเครื่องยนต์ โดยแรงม้าที่โฆษณานั้น เรียกว่า Brake Horse Powe หรือที่คุ้นเคยกันก็เป็นตัวย่อ BHP
BHP จะเป็นการวัดแรงม้าของเครื่องโดยตรง ไม่ผ่านระบบส่งกำลัง เอาง่ายๆ ก็ถคือ ถอดระบบเกียร์ออก แล้วก็เอาไดโน่ยัดเข้าไปแทน แล้วก็ทำการวัดแรงม้าเลย
ไอ้เจ้า BHP เนี๊ยะ ทาง SAE ก็กำหนดวิธีการวัดไว้ 2 รูปแบบ รูปแบบแรกเรียกว่า Gross SAE Powe
วิธีนี้ จะวัดแรงม้าที่เครื่องยนต์ผลิตได้แบบเต็มเม็ดเต็มหน่วย โดยถอดอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกอย่างออกไป ไม่มีคอมแอร์ ไม่มีไดชาร์จ ไม่มีปััมพาวเวอร์ ไม่มีพัดลม ไม่มีปั้มน้ำหล่อเย็น เรียกง่ายๆ คือ เอาเครื่องเพียวๆ มาวัดไดโน
รูปแบบที่สอง เรียกว่า Net SAE Power วิธีนี้จะวัดโดยให้มีส่วนประกอบที่ครบถ้วนเหมือนกับในรถที่ขาย มีคอมแอร์ ไดชาร์จ ปั้มพาวเวอร์ พัดลมหม้อน้ำ และ...
แน่นอนว่า อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ มันก็จะต้องใช้กำลังของเครื่องยนต์มาขับ ทำให้แรงม้าแบบ NET SAE POWER มีค่าน้อยกว่าแบบ Gross แต่ประเด็นก็คือ มันดันเรียกว่า BHP ทั้งคู่นะซิ
SAE เป็นองค์กร​ของอเมริกา ยุคนั้นอเมริกา กับเยอรมัน ก็ไม่ค่อยจะยอมกันเรื่องความเป็นเจ้าเทคโนโลยีซะด้วย เยอรมันบอกว่า เฮ้ย กติกาที่พวกเอ็งออกแบบมายังวัดค่าได้ไม่เท่ากันเลย แล้วมันก็ขี้โกงลูกค้าด้วย เพราะว่าตอนเอาเครื่องมาทดสอบนะ มันไม่ได้ใช้อุปกรณ์เหมือนในรถที่ขายจริงๆ ทุกชิ้นนี่หว่า ค่ายรถหัวหมอ ก็ทำท่อสูตรพิเศษ ที่สามารถสร้างแรงม้าได้เยอะ แต่ใส่ในรถจริงๆ ไม่ได้ ระบบหล่อเย็นก็ไม่มี แรงม้ามันก็เยอะเกินความเป็นจริงไปเยอะซิ ไม่เอาแบบนี้ไม่ดี เยอรมันไม่เอาด้วยละ
เยอรมันเลยกำหนดมาตรฐาน​แรงม้าอีกตัวขึ้นมา เรียกว่า PS เป็นภาษาเยอรมันคำว่า Pferdestärke ซึ่งก็แปลว่าแรงม้านั่นละ โดย PS จะอิงไปที่ SAE NET POWER แต่มีข้อแม้ว่า การวัดค่านั้นจะต้องทำในรถที่จะขายจริงๆ เท่านั้น คือว่าจะต้องมีและใช้อุปกรณ์ทุกอย่างแบบในรถที่จะขายจริงๆตั้งแต่ หม้อน้ำ ปั้มน้ำมันเชื้อเพลิง พาวเวอร์ ไดชาร์จ ท่อไอเสียก็เงียบๆ หม้อพักครบๆ
พูดง่ายๆคือเอารถทั้งคันมาเลย ยกเกียร์ออก เอาไดโน่ใส่แทน แล้ววัดเลย แรงม้า PS ก็จะวัดได้น้อยกว่าค่ามาตรฐานของ SAE อยู่นิดหน่อย
นี่ละทำไมม้าเยอรมันถึงแรงกว่าม้ายี่ปุ่น มันมีที่มาที่ไปแบบนีแหละ
แต่ก็ไม่ต้องซีเรียสอะไรมากแล้วนะครับ เพราะว่า SAE ก็ไม่ยอมเสียหน้านานนักหรอก จนปี 2005 SAE กำหนดมาตรฐานการวัดแรงม้า BHP ใหม่ คราวนี้แกมาแบบครบมากๆ พี่แกกำหนดถึงระดับน้ำมันเครื่องในอ่างน้ำมันเครื่องเลยทีเดียว ในมาตรฐานใหม่ ได้กำหนดชนิดน้ำมันเชื้อเพลิง กล่อง ECU ก็ห้ามใช้รุ่นจูนพิเศษ ต้องเป็นกล่องสำหรับขายจริงๆ มันก็ส่งผลให้ รถรุ่นใหใ่ๆ แรงม้าเยอรมัน กับม้ายี่ปุ่นไม่ต่างกันแล้วครับ

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา