Daya kuda

Daya kuda, Tenaga kuda, atau Kuasa kuda, (bahasa Inggris: Horsepower (HP), bahasa Jerman: Pferdestärke (PS), bahasa Belanda: Paardenkracht (PK)) adalah satuan pengukuran daya yang pada umumnya dikaitkan dengan daya yang dikeluarkan dari suatu mesin atau kendaraan. Terdapat beberapa tipe dan standar mengenai daya kuda. Beberapa definisi umum yang digunakan saat ini adalah daya kuda mekanik (atau imperial) yang setara dengan 745.7 watt, dan daya kuda metrik yang setara kurang lebih 735.5 watt.

Istilah ini diadopsi di penghujung abad ke-18 oleh insinyur asal Skotlandia, James Watt untuk membandingkan performa antara mesin uap dengan kemampuan tarikan kuda (draft horse). Istilah tersebut kemudian diperluas penggunaannya untuk mengukur daya keluaran dari mesin piston, turbin, motor listrik, dan mesin lainnya.^[1][2] Definisi unit ini dapat beragam di wilayah yang berbeda. Kebanyakan negara saat ini menggunakan satuan SI watt untuk mengukur daya. Di Uni Eropa sendiri, penggunaan istilah daya kuda hanya diizinkan sebagai satuan pelengkap.^[3]

Definisi daya kuda bisa bervariasi tergantung aplikasinya:

• Daya kuda mekanis (mechanical horsepower) adalah nilai yang besarnya setara dengan 550 kaki-pound per detik atau 33000 kaki-pound per menit atau setara dengan 745.7 watt.
• Daya kuda metrik (metric horsepower) adalah nilai yang besarnya setara dengan 75 kgf-m per detik, atau setara dengan 735.499 watt.
• Daya kuda boiler (boiler horsepower) digunakan untuk mengukur tingkat kemampuan boiler uap yang nilainya setara dengan daya yang digunakan untuk menguapkan 34.5 pound air per jam pada temperatur 212 derajat Fahrenheit, atau 9809.5 watt.
• Daya kuda hidraulik besarnya sama dengan daya kuda mekanik, yaitu 745.7 watt, yang berarti 1/1714 kali laju aliran (US gallon per menit) dikalikan tekanan (psi).
• Untuk motor listrik, satu daya kuda setara dengan 746 watt. Angka yang tertulis pada label merupakan daya output, bukan daya input.
• Motor listrik produksi Continental European menggunakan dual rating di mana 1 HP setara dengan 735 watt.

Daya kuda memiliki sejumlah singkatan. Walau dalam bahasa Indonesia satuan ini bisa disingkat sebagai DK, beberapa singkatan lain yang umum digunakan di Indonesia diantaranya HP (bahasa Inggris: horse power), PS (bahasa Jerman: Pferdestärke), dan PK atau pk (bahasa Belanda: Paardenkracht).

Singkatan lain yang dapat digunakan di negara-negara Eropa lainnya termasuk bahasa Italia cavallo vapore (cv), bahasa Perancis cheval-vapeur (ch), bahasa Spanyol caballo de vapor dan bahasa Portugis cavalo-vapor (cv), bahasa Rusia лошадиная сила (л. с.), bahasa Swedia hästkraft (hk), bahasa Finlandia hevosvoima (hv), bahasa Estonia hobujõud (hj), bahasa Norwegia dan Denmark hestekraft (hk), bahasa Hungaria lóerő (LE), bahasa Ceko koňská síla dan Slovakia konská sila (k atau ks), bahasa Bosnia/Kroasia/Serbia konjska snaga (KS), bahasa Bulgaria конска сила, bahasa Makedonia коњска сила (KC), bahasa Polandia koń mechaniczny (KM), bahasa Slovenia konjska moč (KM), bahasa Ukraina кінська сила (к. с.), dan bahasa Romania cal-putere (CP).

Seluruh singkatan di atas kurang lebih dapat diterjemahkan sebagai "daya kuda" dalam bahasa masing-masing. Nilainya kurang lebih setara dengan 1 daya kuda metrik.^[4]

Perkembangan mesin uap menjadikan alasan untuk membandingkan kemampuan mesin uap dengan kuda, sumber daya tarik yang biasa digunakan ketika itu. Ide ini digunakan oleh James Watt dalam memasarkan mesin uap yang dikembangkannya. Ia setuju untuk mendapatkan royalti sepertiga dari penghematan batu bara sebagai akibat penggantian mesin uap Newcomen yang lama dengan mesin uapnya yang baru. Skema royalti ini tidak bisa digunakan pada konsumen yang tidak menggunakan mesin uap melainkan kuda. Watt ketika itu mennghitung bahwa sebuah kuda mampu memutar alat penggilingan sebanyak 144 kali dalam satu jam atau 2.4 kali dalam stu menit. Radius dari roda yang berputar adalah 12 kaki, sehingga kuda bergerak sejauh 2.4 x 2pi x 12 kaki dalam satu menit. Watt yakin bahwa satu kuda mampu menarik dengan gaya 180 pound, sehingga:

${\displaystyle {\mathit {Daya}}={\frac {\mathit {Usaha}}{\mathit {Waktu}}}={\frac {{\mathit {Gaya}}\times {\mathit {jarak}}}{\mathit {waktu}}}={\frac {(180{\mbox{ lbf}})(2.4\times 2\pi \times 12{\mbox{ ft}})}{1\ {\mbox{min}}}}=32,572{\frac {{\mbox{ft}}\cdot {\mbox{lbf}}}{\mbox{menit}}}.}$

Nilainya dibulatkan menjadi 33000 kaki-pound per menit.^[5]

John Smeaton mengukur kekuatan kuda setara dengan 22916 kaki-pound per menit. John Desagulier menulis 27500 kaki-pound per menit. James Watt melalui eksperimennya pada kuda yang bekerja pada tempat pembuatan bir, menemukan bahwa kuda mampu menghasilkan 32400 kaki-pound per menit.^[6]

Daya dari suatu mesin bisa diukur atau diperkirakan hingga pada titik tertentu dalam transmisi daya sejak tenaga dihasilkan hingga dipakai. Sejumlah istilah digunakan untuk menyebutkan daya pada berbagai tahap pembentukannya.

Dalam kasus penggunaan dinamometer, daya diukur pada roda gila atau flywheel dari mesin.

Daya nominal diukur berdasarkan karakteristik piston berupa luas area dan kecepatan ekuivalen piston.

Daya nominal = (7/33000) x luas area piston x kecepatan ekuivalen piston

Daya terindikasi (indicated horsepower) adalah daya teoretis dari mesin ketika mengubah energi pengembangan volume gas dalam silinder tanpa memperhitungkan adanya gesekan internal di dalam mesin. Daya ini diukur dari tekanan yang dihasilkan di dalam silinder.

Daya terindikasi = tekanan x panjang lintasan piston x luas piston x jumlah piston x (1/33000)

Brake horsepower (bhp) adalah ukuran dari daya mesin sebelum adanya kehilangan atau tambahan daya dari gearbox, alternator, diferensial, pompa hidraulik, turbocharger, dan komponen terkait lainnya. Istilah brake atau rem mengacu pada beban yang diaplikasikan pada mesin dan menahannya pada RPM tertentu. Selama pengujian, output torsi dan kecepatan putar diukur untuk menentukan bhp. Tenaga kuda pada awalnya diukur menggunakan metode ini, diawali oleh James Watt lalu oleh De Prony dengan Prony brake. Sekarang, penggunaan dinamometer lebih umum daripada Prony brake. Meski sebenarnya daya yang didapatkan pada pengukuran bhp lebih tinggi dibandingkan daya yang didapatkan pada roda dan sumber beban, bhp memberikan gambaran daya mesin yang sebenarnya sebelum kehilangan daya melalui gearbox, alternator, dan sebagainya.

Daya efektif adalah daya yang benar-benar terukur pada roda dan sumber beban dari mesin.

Daya tarik (drawbar horsepower) adalah daya yang digunakan oleh suatu mesin traksi dalam menarik beban. Daya tarik adalah daya yang diukur secara langsung di lapang dan bukan melalui perhitungan. Sebuah kendaraan yang disebut sebagai mobil dinamometer dipasangkan di belakang mesin traksi. Mobil dinamometer terus mencatat gaya tarik dari mesin traksi dan kecepatan geraknya. Dari sini, drawbar horsepower didapatkan dengan melakukan perhitungan sederhana. Untuk menentukan daya maksimum dari mesin, beban harus bisa divariasikan pada mobil dinamometer atau pada beban tarik kedua di mana rem diaplikasikan dengan besar gaya tertentu.

Satuan ini juga memicu munculnya berbagai kendaraan yang menggunakan istilah kuda. Seperti Kuda (Mitsubishi), Stallion (Toyota dan Chevrolet), Mustang (Ford), Equus (Hyundai), dsb.