Cavallo vapore

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Il cavallo vapore è il nome dell'unità di misura della potenza (tuttavia non conforme al SI). Nelle pubblicazioni scientifiche si usa l'unità del Sistema Internazionale, il watt [W], nelle pubblicazioni tecniche vengono utilizzate entrambe le unità di misura. In Italia non è un'unità standard dal 1982 (D.P.R. n. 802/1982) dacché da tempo esclusa dagli standard istituzionali (SI, KGS, etc.). Tuttavia quest'unità sopravvive ovunque a furor di popolo, principalmente per avere un'immediata idea della potenza dei mezzi di trasporto a motore e macchine industriali in modo intuitivo. L'unità nacque difatti all'inizio dell'industrializzazione massiva proprio perché gli investitori necessitavano di un'idea immediata della produttività dei macchinari a motore, cioè quanti cavalli potessero essere sostituiti dal propulsore o dal sistema motore (all'epoca tipicamente motori alternativi a vapore).

Cavallo vapore europeo (DIN)[modifica | modifica wikitesto]

Il cavallo vapore europeo (secondo le misurazioni DIN (Deutsches Institut für Normung) è un'unità ancora molto diffusa in Europa. La sua abbreviazione cambia di Stato in Stato:

  • PS in Germania (Pferde Stärke, "forza del cavallo");[1]
  • pk nei Paesi Bassi (paardenkracht, "forza del cavallo");
  • ch in Francia (chevaux, "cavalli", sottinteso "vapore", perché CV in Francia indica la potenza fiscale);
  • Л.С. in Russia (лошадиная сила, "forza del cavallo");
  • hp in inglese (horsepower, "forza del cavallo");
  • CV in Italia, Spagna e Portogallo (cavallo vapore, caballo de vapor, cavalo de vapor).

La sua definizione è però unica: 1 CV = 75 kgf·m/s[2] = 735,49875 W

Quindi equivale al sollevamento di un peso di 75 kgf (chilogrammi forza) alla velocità di un metro al secondo, ovvero 75 kgf·m/s. L'equivalenza tra lavoro espresso in CV·h e quello in kgf·m è 1 CV·h = 270 000 kgf·m. Legato a questa unità di misura è il g/CVh che misura il consumo specifico dei motori endotermici[3], risulta dalla definizione di CV che 1g/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. Così nei paesi di lingua tedesca:

Stato lbf·ft/s kgf·m/s W
Sassonia 530 75,045 735,940
Württemberg 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 è diventata ufficiale venne scelta dal Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) nella città di Braunschweig

Cavallo vapore britannico[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Cavallo vapore britannico.

Analogo al cavallo vapore europeo DIN (1 CV = 0,98631 HP), cambiano tuttavia le unità 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 da un cavallo che solleva 33 000 lbf (libbre forza) con la velocità di un piede al minuto.

1 HP = 33 000 lbf·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 kgm/s = 745,3054 W

che differisce leggermente dal cavallo vapore europeo ma rimane abbastanza coerente con la misura classica britannica secondo le unità imperiali.

Il cavallo vapore britannico e quello statunitense vengono più spesso indicati come BHP, considerato sinonimo di HP, in realtà è 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 più 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, cosicché 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 più efficienti non era più possibile trarre da esso una misura effettiva della potenza e venne mantenuto solo per calcolare la potenza fiscale.

Cavallo vapore americano (SAE)[modifica | modifica wikitesto]

La misura del cavallo vapore americano secondo la Society of Automotive Engineers (SAE) è oggi del tutto analoga a quella tradizionale britannica, con il sistema "SAE net". Fino agli anni settanta la SAE però 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 troviamo scritto "300 hp SAE", per confrontare il valore con i motori odierni dobbiamo innanzitutto togliere il 13% circa (il calcolo però non è esatto) per convertire il valore in CV (DIN) e, successivamente, in kW.

Cavallo vapore CUNA[modifica | modifica wikitesto]

La misura del cavallo vapore secondo il metodo CUNA (Commissione Tecnica di Unificazione nell'Autoveicolo) era diffuso in Italia prima dell'introduzione del kW. Come e forse anche di più 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.

Potenza fiscale[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Potenza fiscale.

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 responsabilità civile auto/moto.

Cavalli vapore di un cavallo[modifica | modifica wikitesto]

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 è risultato essere pari a più di 14,9 hp, ma per poche manciate di secondi. Difatti, per periodi più lunghi di sforzo (una giornata di lavoro di 10 ore), un cavallo realizza una potenza media che effettivamente è vicina a 1 CV.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Enciclopedia Treccani, "Cavallo-vapore"
  2. ^ Dizionario Etimologico online
  3. ^ Dante Giacosa, Motori endotermici, in Biblioteca tecnica Hoepli, Hoepli, 2000, pp. 193-196, ISBN 978-88-203-2633-3.
  4. ^ R. D. Stevenson e R. J. Wasserzug, Horsepower from a horse, in Nature, nº 364, 15 luglio 1993.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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