Công suất máy - vì sao lại tính bằng sức ngựa?

Thuật ngữ Sức ngựa (Mã lực) trong cơ khí lần đầu được James Watt sử dụng để so sánh sức mạnh động cơ hơi nước của ông với sức mạnh một chú ngựa.
Một con ngựa trung bình có thể nâng được 33 ngàn pound (cân Anh = 454 gram) lên cao 1 foot (đơn vị đo chiều dài của Anh = 30,48 cm) trong 1 phút.

Otofun News
Đơn vi đo công suất là mã lực thường được viết là hp (Horse Power), người ta còn dùng ký hiệu bhp (Brake Horsepower) để chỉ công suất động cơ. Thuật ngữ BHP xuất phát từ tên gọi của loại lực kế sử dụng lực hãm (phanh) để đo công suất động cơ. Loại lực kế này được gắn vào đầu trục cơ sau đó sẽ hãm vòng quay của trục cơ để đo lực xoắn của trục cơ trong một khoảng thời gian nhất định.

Thuật ngữ bhp được dùng rộng rãi tại Anh, nhưng tại Bắc Mỹ thì cách tính tổng công suất động cơ bằng mã lực (hp) của SAE (Hiệp hội Kỹ sư ô tô Hoa Kỳ) lại là cách tính tiêu chuẩn. Trước năm 1972, phần lớn các nhà sản xuất đều tính công suất động cơ theo cách của SAE - động cơ sẽ được vận hành và đo bằng lực kế mà không có hệ thống xả, hệ thống kiểm soát khí thải và thậm chí cả bơm nước.

Cách tính này lấy sức mạnh cực đại của động cơ trên lý thuyết, không có các chi tiết phụ trợ để cấu thành nên một chiếc xe, chính vì vậy công suất thực tế của một chiếc xe thông thường thường khác xa với số liệu được công bố. Cách tính tổng công suất động cơ thường được các nhà sản xuất thiên biến vạn hóa nhằm phục vụ mục đích của riêng họ. Một số nhà sản xuất quảng cáo những chiếc xe công suất lớn để kích thích người mua. Số khác lại hạ thấp công suất để tránh tỷ lệ bảo hiểm cao cho xe công suất lớn, như các mẫu xe trang bị động cơ V8 Chrysler 426 HEMI và Chevy 302 tại Mỹ là những ví dụ điển hình.

Đến năm 1972, công suất xe trong quảng cáo thấp hẳn so với các năm trước. Nguyên do là ngành công nghiệp ô tô đã áp dụng cách tính của SAE, đo công suất động cơ với tất cả các chi tiết, phụ kiện, hệ thống xả và các trang thiết bị tiêu chuẩn theo xe. Cách tính này phản ánh trung thực hơn sức mạnh của một chiếc xe bán ra trên thị trường. Và các thiết bị kiểm soát khí thải ra đời vào thời điểm này cũng góp phần làm suy giảm công suất động cơ đáng kể.

Chevrolet 1970
Nhưng tác động lớn nhất làm giảm công suất là do thay đổi cách đo tổng công suất sang đo công suất thực tế của xe. Có thể thấy rõ điều này qua ví dụ về động cơ Chrysler 426 HEMI có công suất theo cách tính cũ là 425 mã lực nhưng khi đo theo cách mới thì chỉ còn có 375 mã lực! Mặc dù phương pháp tính của SAE được sử dụng rộng rãi, nhưng vẫn còn có nhiều phương pháp khác được các nhà sản xuất áp dụng. Tuy nhiên, điều này sẽ dần thay đổi.

SAE vào cuối năm 2004 đã giới thiệu phương pháp đo công suất và mô men xoắn mới có tên J1349. Tiêu chuẩn J1349 không những đưa ra cách thức tính mới cho công suất động cơ mà còn đòi hỏi phải có người của SAE giám sát đo đạc thực tế. Nếu như xe đạt chuẩn J1349, nhà sản xuất có thể dùng số liệu này để quảng cáo. Khách hàng được lợi khi có thể đem kết quả so sánh công suất động cơ của những xe đạt chuẩn J1349 với nhau thay vì phải "bơi" trong một biển số liệu tính toán theo các chuẩn khác nhau.

Bugatti Veyron - siêu xe lừng danh nhờ khối động cơ 1000 "ngựa"!
Nhà sản xuất đầu tiên giành được chứng chỉ SAE J1349 là GM với động cơ LS7 dung tích 7.0 của chiếc Chevrolet Corvette 2006 có công suất 505 mã lực. Mặc dù mới chỉ có một động cơ có công suất tính theo chuẩn J1349 nhưng trong tương lai GM sẽ sử dụng chuẩn J1349 cho tất cả các mẫu động cơ. Trong khi đó các nhà sản xuất khác cũng đã áp dụng tiêu chuẩn mới của SAE, ví như chiếc Dodge Viper 2006 đã được SAE công nhận có công suất 510 mã lực theo chuẩn mới.

Chuẩn SAE J1349 sẽ giúp khách hàng dễ dàng so sánh các mác xe, tuy nhiên khả năng vận hành thực tế của xe mới là điều quan trọng. Ví dụ, một số động cơ được thiết kế với số vòng tua động cơ rất thấp số khác lại có số vòng tua rất cao, do đó khả năng vận hành thực tế sẽ có sự khác biệt. Chính vì vậy cách tốt nhất để đánh giá sức mạnh cũng như khả năng vận hành của một chiếc xe là trực tiếp lái và cảm nhận, hơn là ngồi đếm số ngựa trên lý thuyết.