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CalcMax

Calcolatrice della potenza del motore

Intervallo: 1 N·m – 5000 N·m

Intervallo: 100 – 20.000

Risultato

224,7 hp

Potenza (hp)

Potenza (kW)
167,6 kW
Potenza (PS)
227,8 PS

Quanta potenza fa un motore a un dato regime? Inserisci la coppia e i giri e questa calcolatrice della potenza del motore la restituisce in tutte e tre le unità che si leggono sulle schede tecniche: cavalli meccanici, chilowatt e cavalli vapore metrici. La fisica è una moltiplicazione sola, perché la potenza è la coppia moltiplicata per la velocità angolare; l'unico lavoro vero è mettere a posto le unità, ed è lì che le tre uscite si guadagnano il loro posto. 224,7 hp, 167,6 kW e 227,8 PS sono lo stesso motore misurato in tre modi. L'1,4% fra hp e PS è abbastanza piccolo da sembrare un refuso su un depliant e abbastanza grande perché un'auto da 300 hp sia un'auto da 304 PS, che è esattamente la confusione che questa pagina esiste per chiarire. In Italia il cavallo vapore dei libretti e delle riviste è il PS: CV e PS sono la stessa unità, mentre hp è un'altra cosa. La coppia che serve è quella al regime che stai considerando, non la coppia massima e non la potenza massima: la curva di coppia di un motore sale e scende, quindi lo stesso motore fa potenze molto diverse a 2000 giri e a 6000.

Tabella di conversione delle unità di potenza

Cavalli (hp)Chilowatt (kW)Cavalli vapore (PS)
5037.350.7
7555.976
10074.6101.4
12089.5121.7
150111.9152.1
200149.1202.8
250186.4253.5
300223.7304.2
350261354.9
400298.3405.5
500372.8506.9
600447.4608.3
1000745.71013.9

Leggi una riga da sinistra a destra per vedere una potenza in tutte e tre le unità. Le colonne dei chilowatt e dei PS derivano entrambe da quella dei cavalli per conversione esatta — 1 hp = 0,7456999 kW = 1,01387 PS — quindi si muovono sempre insieme e la cifra in PS è sempre la più grande delle due. In Italia il cavallo vapore che compare sui libretti e sulle riviste è il PS, abbreviato CV: CV e PS sono la stessa unità, 735,49875 W, mentre hp è un'altra cosa e vale 745,6999 W, l'1,4% in più. I numeri delle celle arrivano dal calcolo così come sono: qui il separatore decimale è il punto (37.3 invece di 37,3), perché i valori non passano da un modello di testo.

Formula

potenza = coppia × 2π × rpm ÷ 60

coppia
Coppia all'albero a quel regime, in N·m. Deve essere la coppia di quel regime e non la coppia massima: presa altrove dà una potenza che il motore non fa
rpm
Regime del motore, in giri al minuto. Il fattore 2π ÷ 60 nella formula è proprio la conversione da giri al minuto a radianti al secondo

Serve quando un banco prova o un manuale d'officina ti dà la coppia e vuoi la cifra di potenza, oppure quando i due numeri che hai sono in unità diverse da quelle del depliant. È anche il modo di controllare un dato sospetto: una potenza massima dichiarata a un regime in cui la curva di coppia è già caduta non può essere giusta, e rifare il conto al contrario dice quale coppia implicherebbe quella potenza.

Esempi svolti

  1. Un turbo 2,0 litri al picco di coppia: 400 N·m a 4000 giri

    1. Velocità angolare: 2π × 4000 ÷ 60 = 418,879 rad/s
    2. Potenza in watt: 400 × 418,879 = 167.552 W
    3. Cavalli meccanici: 167.552 ÷ 745,6999 = 224,7 hp
    4. Chilowatt: 167.552 ÷ 1000 = 167,6 kW
    5. Cavalli vapore metrici: 167.552 ÷ 735,49875 = 227,8 PS

    224,7 hp contro 227,8 PS per un motore solo. I due differiscono dell'1,4% perché il cavallo meccanico e quello metrico nascono da pesi diversi — 550 piedi per libbra al secondo contro 75 chilogrammi forza per metro al secondo — e questo è l'unico punto in cui un lettore italiano li vede affiancati.

  2. Un diesel da 1000 N·m che gira piano

    1. Velocità angolare: 2π × 100 ÷ 60 = 10,472 rad/s
    2. Potenza in watt: 1000 × 10,472 = 10.472 W
    3. Cavalli meccanici: 10.472 ÷ 745,6999 = 14,0 hp
    4. Chilowatt: 10.472 ÷ 1000 = 10,5 kW
    5. Cavalli vapore metrici: 10.472 ÷ 735,49875 = 14,2 PS

    Coppia enorme e quasi nessuna potenza, perché la potenza è la coppia moltiplicata per la velocità e qui di velocità ce n'è pochissima. È l'aritmetica che sta dietro a un trattore, a un motore navale e a un motorino d'avviamento: la coppia che impressiona sull'albero non vale niente finché non viene moltiplicata per i giri.

Limiti

Questa è una conversione, non una misura: prende una coppia sulla fiducia e la trasforma in potenza. Su un motore vero la coppia a un dato regime dipende dall'apertura della farfalla, dalla pressione del turbo, dalla temperatura, dal carburante e da come il motore è stato caricato, quindi un motore dichiarato a 400 N·m al banco può darne ben meno in un vano motore caldo. La potenza all'albero, che è quella che questa pagina calcola, non è la potenza alla ruota: la trasmissione ne perde dal 10 al 15% per strada e di più su una trazione integrale. Le tre unità sono conversioni esatte l'una dell'altra e nessuna è più corretta delle altre, ma i costruttori citano quella che fa più bella figura, ed è per questo che lo stesso motore è un 300 in un mercato e un 304 in un altro. Qui non si sa niente della forma della curva di coppia, quindi un punto solo dà una risposta sola e non la fascia di potenza del motore.

Domande frequenti

Perché ci sono tre cifre di potenza diverse?
Perché il cavallo non è una unità sola. Il cavallo meccanico vale 550 piedi per libbra al secondo e corrisponde a 745,6999 W; il cavallo vapore metrico, scritto PS, vale 75 chilogrammi forza per metro al secondo e corrisponde a 735,49875 W. I due distano l'1,4%, quindi per lo stesso motore 300 hp sono 304 PS. In Italia il cavallo vapore dei libretti è il PS, abbreviato CV, e non va confuso con hp: sono due unità diverse. I chilowatt sono l'unità del Sistema Internazionale, quella in cui la cifra viene davvero misurata prima di essere convertita.
Come si passa dalla coppia alla potenza?
Moltiplica la coppia in newton metro per il regime in radianti al secondo. I giri al minuto vanno prima portati in radianti al secondo: 2π × rpm ÷ 60. Quindi 400 N·m a 4000 giri fanno 400 × 418,879 = 167.552 W, cioè 224,7 hp. I manuali più vecchi usano la scorciatoia hp = lb-ft × rpm ÷ 5252, che è la stessa relazione con le conversioni di unità già dentro.
È potenza all'albero o potenza alla ruota?
All'albero, cioè quella che dichiara il costruttore e che misura un banco prova motore. Un banco a rulli misura alla ruota e segnerà sempre meno: dal 10 al 15% in meno su una trazione a due ruote motrici, di più su una integrale. Se stai confrontando una cifra pubblicata con una rullata, controlla da quale estremità della trasmissione è stata presa ciascuna delle due.
Quale coppia devo inserire?
La coppia che il motore fa al regime che hai inserito, non la coppia massima. Una coppia ha senso solo insieme al regime a cui è stata misurata, e su ogni motore reale la coppia massima e la potenza massima cadono a regimi diversi. Inserire la coppia massima insieme al regime di potenza massima produce un numero più alto di quello che il motore riesce davvero a fare.
Perché a bassi regimi la potenza è così bassa?
Perché la potenza è la coppia moltiplicata per la velocità, quindi a bassa velocità anche una coppia enorme viene moltiplicata per pochissimo. 1000 N·m a 100 giri sono solo 14 hp, mentre 200 N·m a 6000 giri sono 168 hp. È anche il motivo per cui la potenza di un motore sale con i giri finché la curva di coppia non cala più in fretta di quanto salgano i giri: il punto di potenza massima è dove quelle due curve si incrociano.

Riferimenti

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