Peekaa’s, koppel en … schoenen

Naar aanleiding van het Paard van Sinterklaas en PK’s artikel van afgelopen 5 december, kwam Carwoman-bezoeker Marcelo Ackermann met stevig commentaar. Daarom hier een gastbijdrage van zijn hand. Veel leesplezier!

Alle auto’s, en vooral degene die tot de verbeelding spreken moeten tegenwoordig een stevig dosis pk’s meekrijgen, want… eh ja… waarom eigenlijk? Wat zijn pk’s, en waarom is het beter als je er meer hebt?

Pk’s geven het vermogen aan van de motor. Net als een gloeilampje of een magnetron heeft een verbrandingsmotor een bepaald ‘vermogen’. Bij een gloeilampje is het 60 Watt, een magnetron misschien wel 800 Watt, maar je auto heeft PK’s. Een PK is, net als een Watt, een eenheid van vermogen en vermogen is altijd een hoeveelheid energie of arbeid per tijdseenheid. Bij een gloeilampje is het de energie (Joules) die het opneemt van het stroomnet per seconde (60 Watt = 60 Joules /sec). Bij een motor is het daarentegen de hoeveelheid energie die het kan produceren per tijdseenheid. De PK komt oorspronkelijk uit Engeland, en stamt uit de tijd dat stoommachines de werkpaarden begonnen te vervangen, en het nuttig was om het vermogen van een machine te vergelijken met het vermogen van een paard. James Watt (jaja, meneer ‘Watt’ himself) verdiende geld met de verkoop van stoommachines voor kolenmijnen en wilde om klanten te overtuigen van het nut van zijn machines het werkvermogen van een paard vergelijken met dat van zijn machines en sindsdien zijn we gezegend met die rare eenheid van vermogen geheten ‘horsepower’.

Hij bepaalde met een proef dat als een paard ongeveer 180 pond aan kracht (lbf) moest trekken, hij in een minuut 181 foot (ft) kon lopen. Kracht x afstand / tijd is gelijk aan vermogen, dus James Watt ronde 1 HP af op 33.000 lbf x ft / min. Een gek getal met gekke eenheden waar we tot op de dag van vadaag nog steeds aan vastzitten. Als we al die ponden en feet even omrekenen naar wat modernere eenheden, blijkt dat 1 HP overeen komt met ongeveer 746 Newton x meters / seconde oftewel 746 Watt. Eigenlijk zouden we dus het vermogen van moderne auto’s moeten uitdrukken in kW’s, maar we blijven toch gefascineerd door die ouderwetse PK’s.

Naast een bepaalde hoeveelheid PK’s heeft een motor ook een stevige dosis Newton-meters (Nm), ook wel koppel genoemd. Koppel is daadwerkelijk de kracht die de motor op de wielen over kan brengen: Het is letterlijk de kracht waarmee de motor aan de aandrijfas draait. Zo bepaalt het koppel van je motor hoe hard je op kunt trekken, maar ook wat je topsnelheid is. Hoe hard je op kunt trekken is de ratio tussen de massa van de auto en de hoeveelheid koppel wat beschikbaar is. Daarom trekken zware vrachtwagens, hoewel ze bergen koppel hebben, toch niet echt hard op, en een Ariel Atom wel. De topsnelheid behaal je wanneer de krachten die je auto afremmen (luchtweerstand, rolweerstand en andere vormen van wrijving) gelijk zijn aan je koppel. Dan zijn de krachten die je auto vooruitduwen (koppel), gelijk aan de krachten die je tegenhouden (wrijving). Je gaat dan met een constante snelheid en kunt niet meer versnellen: je topsnelheid. Echter, omdat de meeste auto’s een toerenbegrenzer hebben, kan het zo zijn dat je topsnelheid bereikt is wanneer je in de hoogste versnelling aan het einde van je toeren bent. De motor zou theoretisch nog wat kracht over hebben, maar de elektronica houdt hem tegen.

Als koppel toch alles bepaalt, waarom hebben we het dan nog over PK’s? Nou, het probleem is dat het koppel is afhankelijk van je overbrenging (je versnellingbak zeg maar). Door een kleinere versnelling te kiezen, kun meer koppel krijgen, in ruil voor snelheid. Je kan dus met iedere motor, iedere willekeurige hoeveelheid koppel halen, als je er maar de juiste versnellingsbak achter zet. Een motor met 1 PK kan wel 1000 Nm koppel halen, als ie maar een piepkleine versnelling heeft. Het vermogen van de motor is echter niet afhankelijk van de versnellingsbak, en is dus een betere eigenschap om een motor te typeren.

Conclusie van het verhaal: PK’s zijn voor mannen wat schoenen zijn voor vrouwen: als je er meer van hebt is het beter, al kun je het echte nut niet zo direct aanwijzen…