Познатата мерна единица е създадена от Джеймс Уат за сравнение с парните машини и не показва максималното усилие, на което е способно животното.
Ако името на мерната единица се разбира буквално, един кон би трябвало да разполага с точно една конска сила. Измерванията обаче показват нещо съвсем различно.
При кратко натоварване животното е способно да развие много по-голяма мощност. Данни от щатския панаир на Айова през 1925 г. позволяват да бъде изчислена стойност до 14,9 конски сили. Теоретична оценка достига дори около 24 конски сили.
Причината за това привидно противоречие се крие в първоначалното предназначение на мерната единица. Тя не е създадена, за да показва максималното моментно усилие на коня.
Продължителната работа дава различна картина
Когато натоварването трябва да се поддържа през целия работен ден, мощността на здрав впрегатен кон е приблизително една конска сила. Именно този тип работа стои зад изчисленията на инженера Джеймс Уат.
Уат усъвършенствал парната машина така, че тя да бъде значително по-ефективна от предходните конструкции и да изисква по-малко гориво. Пред него обаче стоял практически въпрос – как да покаже предимствата на машината на хора, които все още използвали коне?
Решението било мощността на новата технология да се представи чрез сравнение с добре познатата им работа на животните.
Уат приел, че за един среден работен ден кон може да завърта мелнично колело с диаметър около 7,3 метра приблизително 2,5 пъти в минута. След като оценил силата, необходима за това движение, той можел да определи извършената работа и съответната мощност.
Самият Уат знаел, че резултатът представлява оценка, затова закръглил полученото число.
Според неговото определение една конска сила се равнява приблизително на 746 вата.
Данните от Айова през 1925 г., както и работата на английския ветеринарен хирург Уилям Юат, подкрепят извода, че оценката е сравнително точна за средната работа на здрав впрегатен кон в рамките на цял ден.
Как един кон стига далеч над една конска сила
Максималната мощност е друг въпрос.
През 1993 г. биолозите Р. Д. Стивънсън и Р. Дж. Васърсуг публикуват в Nature оценка за върховата мощност, която един кон би могъл да развие.
По-ранни изследвания са определили максималната устойчива механична мощност на мускулите между 100 и 200 вата на килограм. Стивънсън и Васърсуг използват долната граница от 100 вата и стигат до теоретична върхова стойност от 18 000 вата, или 18 киловата.
Това съответства на около 24 конски сили.
Когато разглеждат реалните данни от панаира в Айова, резултатът е по-нисък. Според изчисленията им животното може да достигне до 14,9 конски сили за кратко време.
Следователно двете стойности не си противоречат. При продължително натоварване един здрав впрегатен кон може да поддържа приблизително една конска сила. Когато усилието е кратко и максимално, мощността му може да бъде многократно по-голяма.
Две близки, но различни стойности
При автомобилите се използва и т.нар. метрична конска сила.
Тя се определя чрез мощността, необходима за повдигането на маса от 75 килограма на височина един метър срещу земното притегляне за една секунда. Това съответства приблизително на 735 вата.
Стойността е малко по-ниска от приблизително 746 вата при конската сила според определението на Уат.
Защо мощността на двигателя намалява с времето
Конските сили на един автомобил също могат постепенно да намалеят с остаряването и износването на двигателя.
Причината невинаги е една. Запушването на въздушните филтри или изпускателната система може да затрудни въздушния поток. Натрупванията по горивните инжектори и запалителните свещи могат да направят горенето по-неефективно, а износването на горивната помпа да влоши подаването на гориво.
Отлаганията от процеса на горене също могат да създадат проблеми. Ако заради тях клапаните не се затварят добре, налягането, създавано от изгарящото гориво, намалява и може да се стигне до обратно възпламеняване.
По-сериозна загуба на мощност може да настъпи при износване на буталните пръстени, тъй като това понижава налягането в цилиндрите.
Редовното обслужване ограничава тези процеси. При съвременен двигател, който се поддържа редовно, загубата би трябвало да бъде само няколко процента от мощността дори след стотици хиляди изминати километри.
Затова названието „конска сила“ не бива да се възприема като твърдение за максималните възможности на самото животно. То произлиза от оценка на работата, която конят може да поддържа продължително. Когато се измери краткото върхово усилие, един истински кон може да развие мощност, равняваща се на много „конски сили“.
