CV o Cavalli Vapore: cosa sono, come si calcolano, differenza potenza e coppia

I cavalli vapore, abbreviati con la sigla CV, servono a calcolare la potenza di un motore, intesa come sua forza meccanica. I cavalli vapore esprimono, in senso stretto, la potenza del motore, quindi sono riferiti direttamente alle doti prestazionali dell’auto come velocità massima, accelerazione, coppia, ripresa etc. Anche se sono un dato a sé profondamente diverso dal concetto di cilindrata, ne sono strettamente legati e più è bilanciato il loro rapporto, più l’auto avrà migliori prestazioni.

La potenza misurata in Cavalli Vapore (CV) o Kilowatt (kW) è un’unità di misura della potenza, ovvero la velocità con cui viene svolto il lavoro .

Da dove deriva il nome Cavalli Vapore?

Il termine è stato adottato alla fine del 18 ° secolo da Scottish ingegnere James Watt per confrontare l’output di motori a vapore con la potenza di cavalli da tiro. Successivamente è stato ampliato per includere la potenza di uscita di altri tipi di motori termici ed elettrici e altri macchinari.
Lo sviluppo del motore a vapore ha fornito un motivo per confrontare la potenza dei cavalli con quella dei motori che potrebbero sostituirli. Per curiosità si è 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 10 kW, 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 0,7 kW ovvero 1 CV.

L’idea fu successivamente utilizzata da James Watt per aiutare a commercializzare il suo motore a vapore migliorato. Ma la definizione dell’unità di misura della potenza variava tra le regioni geografiche.
La sua definizione è però unica: 1 CV = 75 kgf·m/s = 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.

La maggior parte dei paesi ora utilizza l’ unità watt del Sistema Internazionale SI per la misurazione della potenza. Il cavallo vapore europeo secondo le misurazioni DIN (Deutsches Institut für Normung) è un’unità ancora molto diffusa in Europa. Analogo al cavallo vapore europeo DIN (Ecco il rapporto CV/HP 1 CV = 0,98631 HP), cambiano tuttavia le unità di misura.
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.

La misura del cavallo vapore secondo il metodo CUNA o C.U.N.A. (rispettivamente Commissione Unificazione e Normalizzazione Autoveicoli e Commissione tecnica di UNificazione nell’Autoveicolo) era diffuso in Italia prima dell’introduzione del chilowattora. 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.

Coppia o potenza massima?

Cosa cambia da potenza e, quindi CV, a coppia motrice e quindi Nm? La coppia motrice è “la capacità del propulsore di compiere uno sforzo”, ossia il suo vigore. Essa si calcola moltiplicando la forza che agisce sul pistone per la lunghezza del braccio della manovella dell’albero a gomiti.

Immaginiamo che la forza applicata sia pari a 100 Newton e che la lunghezza del braccio sia pari ad 1 metro: in questo caso la coppia motrice sarebbe uguale a 100 Newtonmetri (Nm); lo stesso risultato, ovviamente, si avrebbe se la forza fosse di 200 Newton e la lunghezza di 0,5 metri. È bene ricordare che la forza che agisce sul pistone può essere espressa anche in Chilogrammi e che un chilogrammo equivale a circa 10 Newton (9,807 per la precisione); pertanto affermare che un motore ha una coppia di 100 Nm è lo stesso che dire che ne ha una di 10 Chilogrammetri (Kgm). I valori di coppia sono espressi in Nm (newtonmetro o Newton per metro, N•m) che è l’unità di misura adottata dal Sistema Internazionale oppure in kgm (chilogrammetro; un kgm è pari a 9,81 Nm).

La potenza è “la capacità del propulsore di compiere un lavoro diviso il tempo impiegato per compierlo”. Essa si esprime in Kilowatt oppure in Cavalli (1 KW = 1,36 CV) e si calcola moltiplicando la coppia per il numero di giri al quale essa si ottiene. Immaginiamo che la coppia sia pari a 300 Nm e che venga sviluppata a 3000 giri: in questo caso la potenza, espressa in Kw sarà uguale a (300*3000) : 9550, dove 9550 è il numero fisso; il risultato sarà che a 3000 g/m la potenza erogata da questo propulsore è di 94 kW o 128 CV.

Avrete certamente notato che la definizione di potenza è molto simile a quella di coppia, però vi si aggiunge un altro elemento, ossia il tempo; infatti due motori potrebbero avere lo stesso valore di coppia, ma uno di essi potrebbe raggiungerlo ad un numero di giri più elevato, in questo caso si direbbe che quest’ultimo motore ha una potenza massima maggiore. In genere un motore dotato di grande coppia non raggiunge alti regimi di rotazione, mentre uno più potente, pur non esprimendo lo stesso vigore (coppia), riesce a girare più velocemente e, quindi, ad avere più Kw (o più cavalli).

CV fiscali: cosa esprimono?

I cavalli fiscali invece si riferiscono alla cilindrata dell’auto e non sono collegati alla potenza della stessa. Non esprimono, quindi, valori prestazionali ma esprimono il valore legale, fiscale appunto, rispetto alla cubatura del motore dell’auto.

In passato utilizzati con la vecchia legge del bollo (tassa di circolazione), ad oggi vedono due utilizzi fondamentali: ai fini dei calcoli assicurativi sui premi delle polizze e vengono utilizzati ai fini della deducibilità per quanto riguarda i rimborsi delle spese chilometriche che un dipendente può chiedere all’azienda per cui lavora. Vediamo la tabella di trasposizione: