Il
cavallo vapore
[CV] e una unita di misura della
potenza
non conforme al
SI
. Benche nelle pubblicazioni scientifiche e nelle specifiche tecniche ufficiali si usi il
kilowatt
(
kW
), multiplo dell'unita del Sistema Internazionale, il
watt
(
W
), nelle pubblicazioni tecniche vengono spesso utilizzate entrambe le unita di misura. Tuttavia il cavallo vapore e ancora largamente utilizzato, principalmente a scopi commerciali, per indicare la
potenza (fisica)
di mezzi di trasporto a
motore
e macchine industriali. L'unita nacque all'inizio dell'industrializzazione di massa perche gli investitori necessitavano di un'idea immediata della produttivita dei macchinari a motore, cioe quanti
cavalli
potessero essere sostituiti dal propulsore o dal sistema motore (all'epoca tipicamente motori alternativi a vapore).
Il cavallo vapore europeo secondo le misurazioni DIN (
Deutsches Institut fur Normung
) e un'unita ancora molto diffusa in Europa. La sua abbreviazione cambia di Stato in Stato:
- PS in
Germania
(
Pferdestarke
, "forza del cavallo");
[1]
- pk nei
Paesi Bassi
(
paardenkracht
, "forza del cavallo");
- ch in
Francia
(
chevaux
, "cavalli", sottinteso "vapore", perche CV in Francia indica la
potenza fiscale
);
- Л.С. in
Russia
(
лошадиная сила
, "forza del cavallo");
- hp in inglese (
horsepower
, "potenza del cavallo");
- CV in
Italia
,
Spagna
e
Portogallo
(
cavallo vapore
,
caballo de vapor
,
cavalo de vapor
).
La sua definizione e pero unica:
1 CV
=
75 kg
f
·m/s
[2]
=
735,49875 W
, quindi equivale al sollevamento di un peso di
75 kg
f
(
chilogrammi forza
) alla velocita di un metro al secondo, ovvero
75 kg
f
·m/s
. Legato a questa unita di misura e il g/CVh che misura il consumo specifico dei motori endotermici
[3]
, in grammi di combustibile per unita di lavoro espresso in CVh. Risulta che
1 CVh
=
75 × 3
600
=
270
000
kg
f
·m
?
0,735 kWh
e quindi
1 g/CVh
?
1,36 g/kWh
.
In passato la potenza si basava sulle misure di piedi e libbre. La misura poteva variare in modo considerevole da un territorio a un altro. Cosi nei paesi di lingua tedesca:
Stato
|
lb
f
·ft/s
|
kg
f
·m/s
|
W
|
Sassonia
|
530
|
75,045
|
735,940
|
Wurttemberg
|
525
|
75,240
|
737,852
|
Prussia
|
480
|
75,325
|
738,686
|
Hannover
|
516
|
75,361
|
739,039
|
Austria
|
430
|
76,119
|
746,472
|
La misura che e diventata ufficiale venne scelta nel
Physikalisch-Technische Bundesanstalt
(PTB) ospitato nella citta di Braunschweig, in
Bassa Sassonia
.
Analogo al cavallo vapore europeo DIN (
1 CV
=
0,98631 hp
), cambiano tuttavia le unita di misura:
Il cavallo vapore britannico (
horsepower
) venne usato per la prima volta da
James Watt
, durante un viaggio dove i suoi
motori
a vapore sostituivano i
cavalli
. Venne definito come la potenza prodotta (sempre da un cavallo, per quanto cio sia ininfluente) che solleva 33 000 lb
f
(
libbre forza
) con la velocita di un piede al minuto.
1 hp
=
33
000
lb
f
·ft/min
=
745,69987158227022 W
Una valutazione normalizzata ai criteri europei e diffusamente presentata nei testi tecnici ridefiniva 1 HP come 76 chilogrammetri al secondo:
1 hp
=
76 kg?m/s
=
745,3054 W
che differisce leggermente dal
cavallo vapore
europeo ma rimane abbastanza coerente con la misura classica britannica secondo le unita imperiali.
Il cavallo vapore britannico e quello statunitense vengono piu spesso indicati come BHP, considerato sinonimo di HP, in realta e un caso specifico assunto come standard, in quanto la rilevazione della potenza di un motore risulta differente se misurata all'albero motore o alla ruota, e per definire strettamente la potenza del propulsore in modo indipendente da telaio, trasmissione, cerchi e pneumatici (che specialmente in USA variavano rapidamente nel tempo utilizzando gli stessi motori) si rendeva necessaria per i confronti e lo standard una misurazione quanto piu unica possibile, e dunque all'albero motore, su freno dinamometrico (Brake Horse-Power). Qualora si voglia specificare una potenza rilevata alla ruota si parla invece di WHP (Wheel Horse-Power).
Il cavallo vapore britannico non va confuso con il cavallo vapore del RAC (Royal Automobile Club) chiamato
RAC horsepower
e usato all'inizio del XX secolo. Il valore veniva collocato di solito prima della potenza effettivamente misurata, cosicche era possibile imbattersi in auto chiamate "40/50 HP".
I cavalli RAC non possono essere convertiti con precisione in misure metriche, dal momento che sono determinati dalla dimensione del motore e da certi presupposti sulla sua efficienza. Quando venne creato, il valore dava una misura approssimativa della potenza del motore, ma quando arrivarono motori piu efficienti non era piu possibile trarre da esso una misura effettiva della potenza e venne mantenuto solo per calcolare la
potenza fiscale
.
La misura del cavallo vapore americano secondo la
Society of Automotive Engineers
(SAE) e oggi del tutto analoga a quella tradizionale britannica, con il sistema "SAE net". Fino agli
anni settanta
la SAE pero usava un sistema diverso, chiamato "SAE gross", che dava valori assoluti mediamente maggiori del 15% circa, a causa di un differente metodo di misurazione. Infatti, invece di mettere sui rulli l'intero veicolo, veniva messo solo il motore, con un equipaggiamento minimo per il funzionamento corretto.
In una rivista degli anni settanta e precedenti, quindi, se l'indicazione e "
300 hp
SAE", per confrontare il valore con i motori odierni si deve togliere il 13% circa (il calcolo pero non e esatto) per convertire il valore in CV (DIN) e, successivamente, in kW.
La misura del cavallo vapore secondo il metodo CUNA o C.U.N.A. (rispettivamente
C
ommissione
U
nificazione e
N
ormalizzazione
A
utoveicoli e
C
ommissione tecnica di
UN
ificazione nell'
A
utoveicolo) era diffuso in Italia prima dell'introduzione del chilowatt. Come e forse anche di piu che nel metodo SAE "gross", il motore veniva provato sui rulli senza praticamente alcun accessorio. Ovviamente le potenze risultavano artificiosamente ingrandite rispetto al metodo DIN.
Non esiste un'abbreviazione univoca per i cavalli fiscali, che sono usati in Italia e in Francia unicamente dalle compagnie assicurative, per alcune delle quali risulta essere il primo parametro per calcolare il premio per il rischio responsabilita civile auto/moto.
R. D. Stevenson e R. J. Wasserzug
[4]
hanno calcolato il limite massimo della potenza esercitabile da un animale.
La potenza di punta per un cavallo medio e risultata essere pari a piu di
10 kW
, ma per poche manciate di secondi.
Difatti, per periodi piu lunghi di sforzo (una giornata di lavoro di 10 ore), un cavallo realizza una potenza media che effettivamente e vicina a
0,7 kW
=
0,95 CV
.
- ^
Enciclopedia Treccani, "Cavallo-vapore"
- ^
Dizionario Etimologico online
- ^
Dante Giacosa,
https://books.google.it/books?id=KBwIhGkcT9YC&pg=PA179
, in
Motori endotermici
, collana
Biblioteca tecnica Hoepli
, Hoepli, 2000, pp. 193-196,
ISBN
978-88-203-2633-3
.
- ^
R. D. Stevenson e R. J. Wasserzug,
Horsepower from a horse
, in
Nature
, n. 364, 15 luglio 1993.