เราคงเคยได้ยินคำพูดพวกนี้ว่า “รถคันนี้แรงจัง” “รถคันนี้เร็วจัง” กันมาบ้าง แต่ประเด็กหลักคือ “เร็วกับแรง” มันต่างกันยังไง อะไรคือ ตัวที่ตัดสินว่าคันนี้ เร็วหรือแรงกันแน่ วันนี้เราจะมาไขข้อข้องใจกันครับว่าคำว่า เร็วกับแรงนั้น มันต่างกันอย่างไร ซึ่งเจ้า 2 คำนี้ มันขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรียกกันว่า “แรงม้า” กับ “แรงบิด” นั่นเองครับ แล้วแรงม้ากับแรงบิดมันต่างกันอย่างไรล่ะ คำถามที่ 2 จึงเกิดขึ้นมาให้เราหาคำตอบกัน
หลายๆครั้งเวลาเราเห็นรถใหม่ประกาศออกมา ก็จะมองหาออพชั่นที่ให้มา หรือระบบความปลอดภัยต่างๆ แต่สำหรับสายซิ่งแล้ว สิ่งที่พวกเขาจะให้ความสนใจคงไม่พ้นแรงม้า และแรงบิด แต่บางคนก็ยังไม่เข้าใจว่า มันต่างกันยังไง อะไรคือตัวที่ตัดสินว่าคันนี้เร็วหรือแรง
แรงม้าคืออะไร (Horsepower)
คำนี้ไม่ใช่คำใหม่อะไรนะครับ เพราะมันเกิดมาตั้งแต่ปี 1750 นู่นเลยครับ เป็นยุคสมัยที่ยังใช้แรงงานของสัตว์จำพวกม้าอยู่เป็นหลัก ถ้าแม้จะมีเครื่องยนต์ไอน้ำเกิดขึ้นมา แต่ก็ยังไม่มีใครให้ความสนใจมากเท่าไหร่นัก
ซึ่งผู้ที่ได้คิดค้นคำศัพท์แรงม้านี่ขึ้นมาคือ นักประดิษฐ์ชาวสก๊อตแลนด์ ที่ได้แรงบัลดาลใจจากหนังสือของผู้ที่คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำอย่าง โทมัส ซาเวรี่ ที่เคยเทียบไว้ว่า “เครื่องยนต์ไอน้ำ 1 เครื่อง สามารถทำงานได้เร็วกว่าม้า 2 ตัว และอาจจะเสริมให้มันทำงานได้มากขึ้นไปเรื่อยๆ” ฉะนั้นจึงเป็นไอเดียของการเทียบแรงม้าทำให้รู้ว่าเครื่องนั้นๆ มีความเร็วขนาดไหน
แรงม้าเป็นคำที่เราน่าจะได้ยินบ่อยที่สุดเวลาดูการแต่งรถ และมีการเข้าใจกันไปว่า แรงม้ายิ่งสูง รถยิ่งเร็ว แรงม้า (HorsePower) คือ หน่วยใช้วัดกำลังของเครื่องยนต์ อาจจะเป็นแรงม้า(HP)หรือกิโลวัตต์(KW) (1 แรงม้า = 0.746 kW) แรงม้าสูงสุด จะอยู่ที่ความเร็วรอบสูง บ่งบอกถึงความเร็วสูงสุดของรถที่เครื่องยนต์จะทำได้
ยกตัวอย่างเช่น รถคันหนึ่ง ให้พลังสูงสุด 122 แรงม้าที่ 3500 รอบ หมายความว่า แรงม้าสูงสุดที่ 122 แรงม้า จะเกิดขึ้นในรอบที่ 3500 รอบ/นาที หากต่ำหรือสูงกว่าก็จะไม่เกิดขึ้นนั่นเอง
โดยที่สูตรคำนวนนั้น บางคนก็ว่าเป็นสูตรง่ายๆ แต่ถ้าล้วงให้ลึกลงไปกว่านั้น จะค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งที่มาของสูตรนั้นมาจาก พลังงาน = แรง X ระยะทาง ผลลัพธ์เป็นพลังงานต่อหน่วยเวลา หรือที่เรียกว่า Watt นั่นเองครับ โดยที่ 1 แรงม้า จะเท่ากับ 746 วัตต์ อาจฟังดูยาก แต่จริงๆ ของพวกนี้เราไม่ต้องไปคำนวนเองครับ เพราะทางผู้ผลิตจะคำนวนให้มาอยู่แล้ว โดยหน่วยที่นิยมใช้คือ แรงม้า หรือ HP และยังมีหน่อย KW และ PS ที่เคยผ่านตากัน โดยแปลงหน่วยได้คือ 1 KW = 1.34 HP และหน่วย 1 PS = 0.98 HP นั่นเองครับ
แรงบิดเพิ่มอัตราเร่ง (Torque)
แรงบิด (Torque) ถ้าตามหลักแล้วมันคือ แรงที่จะไปทำให้สิ่งของหมุน คือแรงหมุนของเพลาเครื่องยนต์ เป็นแรงที่ใช้เพื่อส่งกำลังของเครื่องยนต์ไปหมุนเกียร์ เพลาและล้อเพื่อให้รถเคลื่อนที่ นั่นหมายถึง รถยนต์นั้นเคลื่อนที่ ฉะนั้นหากรถที่มีแรงบิดสูง นั่นหมายถึงรถคันนี้ สามารถออกตัวได้รวดเร็ว รวมไปถึงเวลาเร่ง 0-100 กม./ชม. ก็จะเร็วขึ้นตามไปด้วยครับ
แรงบิดจะมีค่าต่างกันที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่างๆ รถที่ใช้เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดสูงก็จะมีอัตราเร่งดีกว่ารถที่ใช้เครื่องยนต์ที่มีแรงบิดต่ำกว่า หรือก็คือ แรงบิดจะเป็นตัวบ่งชี้ว่ารถคันใดเร่งดีกว่าอีกคัน
ปัจจุบันนั้นจะใช้หน่วยวัดกัน 3 แบบ นั่นคือ
ฟุต-ปอนด์ : สำหรับตัวเลขที่ได้จะวัดจากรัศมีการหมุน นับเป็น 1 ปอนด์
นิวตัน-เมตร : แทนค่าของแรงพลักที่เกิดขึ้นจากการหมุนเป็น นิวตัน นับจากการหมุนเป็นระยะ 1 เมตร
กิโลกรัม-เมตร : แทนค่าของแรงพลักที่เกิดขึ้นจากการหมุนเป็น กิโลกรัม นับจากการหมุนเป็นระยะ 1 เมตร
แต่โดยส่วนใหญ่เราจะคุ้นเคยหน่วย นิวตัน-เมตร เสียมากกว่าครับ เพราะหน่วยวัดนิวตัน จะเป็นที่นิยมทั่วโลก แต่อย่างไรก็ตามยังมีการวัดเป็นหน่วยอื่นๆ อยู่เช่นกัน ฉะนั้นการแปลงค่าให้เป็น นิวตัน-เมตร ก็คงต้องใช้การคำนวนสักหน่อยนะครับ โดยค่า 1 ฟุต-ปอนด์ เท่ากับ 1.35 นิวตัน-เมตร ส่วนค่า 1 กิโลกรัม-เมตร เท่ากับ 9.8 นิวตัน-เมตร
ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและความแรง
ก่อนที่เราจะซื้อรถหนึ่งคันนั้น ทางเซลล์จะต้องทำการท่องโบรชัวร์ให้ฟังว่า คันนี้มีแรงบิดเท่านี้ มีแรงม้าเท่านั้น เพื่อเป็นตัวเลือกในการตัดสินใจ แต่ต้องบอกก่อนว่า แรงม้าที่เขาบอกนั้นคือ แรงม้าสูงที่สุด ณ รอบนั้นๆ หากไม่ถึง หรือเกิน แรงม้าอาจได้ไม่ถึงขั้นนั้นนะครับ หากจะคำนวนว่าในรอบที่มีแรงม้า หรือแรงบิดสูงที่สุดนั้น จะมีแรงม้าหรือแรงบิดที่เท่าไหร่ ให้ลองใช้สูตรคำนวนนี้ครับ
คำนวน Horsepower จาก Torque สูตรคือ แรงม้า = รอบต่อนาที X แรงบิด X 0.001376
คำนวน Torque จาก Horsepower สูตรคือ แรงบิด = แรงม้า / (รอบต่อนาที X 0.001376)
สำหรับรถทุกคันต้องมีอย่างใดอย่างหนึ่งที่สูงกว่าอีกอย่าง เช่น รถยนต์ A มีแรงม้าที่ 200 แรงม้าที่ 4,500 รอบต่อนาที มีแรงบิดที่ 400 นิวตัน-เมตร ที่ 2,000 รอบต่อนาที จะเห็นว่าแรงบิดของคันนี้สูงและมาในรอบที่ค่อนข้างต่ำ ฉะนั้นเรามารถวิเคราะห์ได้ว่าคันนี้ จะมีการออกตัวที่ค่อนข้างเร็ว แต่กว่าจะไปถึงแรงม้าสูงสุดอาจจะต้องลากรอบนิดหน่อยเป็นต้นครับ โดยรถคันนี้ไม่เน้นความเร็วปลายมากนัก เหมาะสำหรับลากจูงหรือออกตัวได้แรง
สรุปง่าย แรงบิดคือแรงที่ใช้บิด ส่วนแรงม้าคือบิดได้เร็วแค่ไหน
หวังว่าความรู้ในวันนี้จะทำให้เราได้เข้าใจ เรื่องแรงบิดและแรงม้ามากขึ้นนะครับ ติดตามเนื้อหาเจ๋งได้ที่ #แกะกล่องสาระ
เครดิต