Tại sao lại dùng 'sức ngựa' để đo công suất động cơ ô tô?

Nguồn : Cartimes

Mỗi hãng xe có cách tính toán và xác định công suất riêng. Nhưng kết quả cuối cùng thường được ghi lại với đơn vị mã lực để dễ hình dung, so sánh. Vậy đơn vị mã lực bắt nguồn từ đâu?

Thuật ngữ "mã lực" có tên tiếng Anh “horse power”, và James Watt là người đầu tiên đưa ra khái niệm trên vào năm 1782. Tuy nhiên, không phải đợi tới tận khi James Watt hoàn chỉnh động cơ này mà ngay từ lúc nó bắt đầu ra đời trước đó một thế kỷ, Thomas Savery đã sử dụng thuật ngữ “mã lực” để chỉ ra sức mạnh của động cơ này có thể thay thế được bao nhiêu con ngựa.

James Watt là người đầu tiên đưa ra khái niệm trên vào năm 1782

Trong khoảng thời gian kể từ lúc Thomas Savery phát minh ra máy hơi nước cho tới khi James Watt hoàn chỉnh nó, “mã lực” là một đơn vị đo đếm rất chung chung và không có bất cứ chuẩn mực nào. Mỗi một kỹ sư thiết kế lại định nghĩa đơn vị này theo từng cách khác nhau.

Watt đã chuẩn hóa lại đại lượng này là tính nó dựa trên sức kéo của một con ngựa có thể kéo được một khối lượng không đổi trong một khoảng thời gian và chiều dài không đổi (ví dụ nó có thể kéo cối xay quay được 144 lần/giờ).

Lúc đầu, James Watt chưa phân chia các loại mã lực khác nhau, nên sau đó các nhà khoa học đặt tên cho cách gọi của ông là mã lực cơ học (mechanical horse power). Một mã lực cơ học có giá trị chính xác 745,69987158227022 W, nghĩa là công suất một bóng điện 100 W sẽ bằng 0,13 mã lực.

Hình mô tả mã lực của Jame Watt

Để có hình ảnh trực quan và cụ thể hơn so với cách tính của Watt, các nhà khoa học sau này đã mô tả mã lực cơ học là công mà một chú ngựa bỏ ra để kéo 33.000 pound (1 pound = 454 gram) lên 1 foot (30,48 cm) trong thời gian 1 phút (minute).

Sau đó, cũng dựa trên công thức này, mỗi ngành nghề lại sinh ra đơn vị thể hiện mã lực khác nhau như: mã lực theo hệ mét (metric horsepower), mã lực điện (electrical horsepower) và mã lực nồi hơi (boiler horsepower)... Mã lực theo hệ mét được sinh ra tại Đức sau đó không lâu và nhanh chóng mở rộng sang châu Âu và châu Á. Khi du nhập sang các nước, mã lực hệ mét lại được ký hiệu dưới nhiều dạng khác nhau như "PS" ở Đức, "CV" ở Pháp, "PK" ở Hà Lan. Tuy nhiên, các đơn vị này đều xấp xỉ với mã lực cơ học (đạt khoảng 98,6%) do chúng được đo đạc và tính toán với các đơn vị khác nhau.

Động cơ có chỉ số mã lực càng cao thì chiếc xe đó càng sở hữu khả năng tăng tốc tốt hơn

Riêng trong ngành công nghiệp xe hơi, các hãng xe thường dùng mã lực cơ học (mechanical horsepower). Động cơ có chỉ số mã lực càng cao thì chiếc xe đó càng sở hữu khả năng tăng tốc tốt hơn và động cơ đó càng khỏe. Đó là lý do các hãng thường nhấn mạnh vào chỉ số mã lực trên động cơ khi mô tả hiệu năng của xe.

Tuy nhiên, trên thực tế, hiệu năng của xe còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: trọng lượng xe, hệ thống dẫn động... Ngoài ra còn một chỉ số quan trọng trong động cơ là mô-men xoắn. Chỉ số này đại diện cho khả năng tăng tốc từ vị trí đứng yên và khả năng kéo. Một động cơ có hiệu suất cao sẽ được tinh chỉnh để dung hòa hai yếu tố kể trên nhằm tạo ra trải nghiệm lái tốt nhất cho người dùng.

Dù mã lực rất quan trọng trong động cơ, nhưng con số đó không phải là yếu tố quyết định tất cả khi mua xe. Người dùng nên thử các loại xe có kiểu động cơ khác nhau như động cơ tăng áp hay động cơ hút gió tự nhiên để quyết định xem chiếc xe nào phù hợp nhất. Ngoài ra, kết cấu khung gầm, hệ thống treo, hệ thống lái, kết cấu thân xe... cũng góp phần quan trọng tạo nên chiếc xe hoạt động ổn định.