Лошадиная сила и другие единицы измерения мощности двигателя

Основные показатели двигателя

Сгорание топлива происходит внутри ДВС, в специальной камере цилиндра. Это приводит в движение поршень, который, совершая циклические возвратно-поступательные движения, проворачивает коленчатый вал. Таков упрощенный принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Основные характеристики ДВС можно оценить тремя основными показателями:

  • мощность двигателя;
  • крутящий момент;
  • расход топлива.

Что такое мощность двигателя

Под мощностью следует понимать физическую величину, которая показывает совершаемую двигателем работу за единицу времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения коленчатого вала. Обычно она указывается в лошадиных силах (л.с.), но встречается измерение и в кВт.

Существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила», но, как правило, имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равная ≈ 0,7354 кВт. А вот в США и Великобритании лошадиные силы, касающиеся автомобилей, приравнивают к 0,7456 кВт, то есть как 75 кгс*м/с, что приблизительно равно 1,0138 метрической.

  • 1 кВт = 1,3596 л.с. (для метрического исчисления);
  • 1 кВт = 1,3783 hp (английский стандарт);
  • 1 кВт = 1,34048 л.с. (электрическая «лошадка»).

Если же конвертировать мощность 1 лошадиной силы в киловатты (в промышленности или энергетике), то она будет примерно равна 0,746 кВт. Понятие лошадиная сила не входит в международную систему измерений (СИ), поэтому измерение мощности в кВт будет более правильным.

Чем больше мощность, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

Виды мощности

Для определения характеристик двигателя применяют такие понятия мощности как:

  • индикаторная;
  • эффективная;
  • литровая.

Индикаторной называют мощность, с которой газы давят на поршень. То есть, не учитываются никакие другие факторы, а только давление газов в момент их сгорания. Эффективная мощность, эта та сила, которая передается коленчатому валу и трансмиссии. Индикаторная будет пропорциональной литражу двигателя и среднему давлению газов на поршень.

Эффективная мощность двигателя будет всегда ниже индикаторной.

Также есть параметр, называемый литровой мощность двигателя. Это соотношение объема двигателя к его максимальной мощности. Для бензиновых моторов литровая мощность составляет в среднем 30-45 кВт/л, а у дизельных – 10-15 кВт/л.

Как узнать мощность двигателя автомобиля

Конечно, значение можно посмотреть в документах на машину, но иногда требуется узнать мощность автомобиля, который подвергался тюнингу или давно находится в эксплуатации. В таких случаях не обойтись без динамометрического стенда. Его можно найти в специализированных организациях и на станциях техобслуживания. Колеса автомобиля помещаются между барабанами, создающими сопротивление вращению. Далее имитируется движение с разной нагрузкой. Компьютер сам определит мощность двигателя. Для более точного результата может понадобиться несколько попыток.

Откуда берутся «лошадиные силы»?

Измерять мощность моторов в «лошадиных силах» предложил знаменитый английский изобретатель Джеймс Уатт в 1789 году. Во времена начала промышленной революции в Англии на рудниках, в портах и мельницах в качестве источника силы для подъемных машин использовались лошади. Их запрягали в лебедку крана и гоняли по кругу.

Запряженное в механизм животное весом около 500 кг, вышагивая по кругу и натягивая канат через систему блоков, могло обеспечить работу крана, равную подъему груза в 90 кг со скоростью 1 метр в секунду. Груз поднимали бочками или кулями весом от 140,9 до 190,9 кг каждый. Тем самым, за 8 часов работы лошадь, ковыляя вокруг лебедки со скоростью в 3 кмч, не утруждаясь могла перегрузить 33 000 фунтов, что равняется почти 14 тоннам. Эту работу и прописали как эталон «лошадиной силы».

Паровые машины могли совершать такую же работу гораздо быстрее, потому как имели мощность в несколько лошадиных сил. Тем самым, в определении Джеймса Уатта, мощность — это не спортивная динамика машины, не приемистость, а работа, совершенная в единицу времени.

Сколько лошадиных сил в автомобиле

1 лошадиная сила или л.с. равна мощности, необходимой для подъёма 75-килограммового груза на высоту один метр за 1 секунду. В некоторых случаях принято переводить л.с. в киловатты — тогда 1 лошадиная сила будет равна 735,5 Вт или 0,735 кВт.

Для определения мощности в л.с. конкретного автомобиля, надо перевести кВт, указанные в паспортных данных, в лошадиные силы. Делается это так: приведённые значения в киловаттах просто делятся на 0,735. Итоговое значение и будет означать лошадиные силы определённого автомобиля.

Несколько примеров для сравнения.

  1. Ниссан Микра с двигателем, объёмом 1 л, имеет показатель мощности 48 кВт. Чтобы определить параметр в лошадиных силах, надо разделить 48/0,735. Получается 65,3 или округлённо — 65 лошадей.
  2. Спортивная версия известного Фольксваген Гольф с мотором TSI на 2.0 л имеет мощность 155 кВт. Разделив число на 0,735, получаем значение в л.с. — 210.
  3. В паспортных данных отечественной «Нивы» указано 58 кВт, что равно 79 л.с. Часто это значение округляют, и указывается значение в 80 л.с.

А что же такое крутящий момент?

В двигателе внутреннего сгорания применяется тот же принцип. Только силой, толкающей поршень, является энергия взрывов смеси бензина и воздуха. Поршень аналогичен той самой уаттовской лошади. Он раскручивает коленвал, а дальше через систему валов трансмиссии передает движение на колеса. Чем быстрее он вращается, тем выше мощность и больше работы выполнит мотор.

Если силу давления поршней умножить на длину рычага кривошипа, то получим крутящий момент, от которого зависит тяга мотора. Она выражается в Ньютонметрах (1 Нм равен силе в 1 ньютон, умноженной на рычаг в 1 метр). Чем длиннее рычаги, тем больше тяги выдает мотор.

Если у мотора высокий крутящий момент, то колеса за единицу времени раскручиваются быстрее. Автомобиль приобретает больше динамики.

Роль мощности и крутящего момента двигателя

Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.

Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:

  • Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
  • Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
  • Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
  • Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
  • При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.

Как рассчитывается лошадиная сила

Лошадиная сила является условной и неоднозначной единицей измерения мощности.

В России и почти во всех европейских странах, лошадиная сила определяется как 75 кг*м/с (метрическая лошадиная сила), то есть, как мощность, достаточная для поднятия груза массой в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. В таком случае 1 л. с. составляет ровно 735,49875 Вт.

Максимальную мощность, которую способна развивать лошадь, принято называть котловой лошадиной силой. Вы можете с легкостью рассчитать и свою максимальную мощность. Для этого нужно замерить время t, за которое вы вбежите на лестницу высотой h и подставить в формулу: m*h/t, где m — масса вашего тела.

Как замеряют мощность двигателя

Мощность двигателя замеряют в основном для оценки эффективности тюнинга.

Для определения мощности двигателя существует только один точный способ: снять его с автомобиля и установить на специальный стенд. Снятие и установка двигателя — довольно трудозатратный и дорогой процесс, который по силам только автопроизводителям и серьезным гоночным командам.

Для менее точного замера мощности используют динамометрические мощностные стенды (такие как на фото), позволяющие снять показания «с колес». Влияние на результат могут оказать: давление в шинах, их сцепные свойства, температура шин (во время замера протектор сильно нагревается) и даже степень притяжки автомобиля страховочными стропами.

Чему равна лошадиная сила в автомобиле

Таким образом, лошадиная сила в автомобиле равна разделённому значению кВт на 0,735. Киловатт — это метрическая единица измерения лошадиной силы. По-научному она сравнима с работой, производимой за 1 секунду при поднятии груза массой 75 кг на высоту один метр. Всё это с учётом земного притяжения.

Современный автомобиль считается высокоэффективным, если его двигатель имеет большую мощность по отношению к массе транспортного средства. Или так: чем легче кузов, тем больше параметр мощности позволит ускорить автомобиль.

Это хорошо видно ниже на примере высокопроизводительных авто.

  • Додж Випер мощностью 450 л.с. имеет полную массу в 3,3 т. Соотношение мощность/вес составляет 0,316, разгон до сотни — 4.1 с.
  • Феррари 355 Ф1 мощностью 375 л.с. — полная масса 2,9 т, соотношение — 0,126, разгон до сотни — 4,6 с.
  • Шелби Сериес 1 мощностью 320 л.с. — полная масса 2,6 т, соотношение — 0,121, разгон до сотни — 4,4 с.

Методика замера

Прогретый автомобиль трогается на первой передаче, разгоняется до 40–50 км/ч, после чего включается последняя передача, педаль газа нажимается до упора и начинается имитация разгона. По достижении максимальных оборотов (с момента начала падения мощности, видимого на мониторе), включается нейтральная передача.

Результат измерения выводится в виде графика, на котором отображена зависимость мощности от оборотов двигателя (синяя кривая — в лошадиных силах).

Нюансы измерения мощности

Теперь стоит разобраться в том, как именно измеряются лошадиные силы в автомобилях, и что берётся за основу этих измерений.

Согласно принятым стандартам, 1 ЛС равняется мощности, которая нужна, чтобы поднять груз весом 75 килограмм на высоту 1 метр за 1 секунду времени. Иногда лошадиные силы переводят в другую единицу измерений. Речь идёт о ваттах. Тут на 1 силу лошади приходится 735,5 Ватт, что равняется 0,735 кВт.

Если в техническом паспорте мощность указывается в кВт, узнать о количестве лошадиных сил для этого конкретного двигателя не составит труда. Нужно взять паспортное значение, и разделить эту цифру на 0,735. Тем самым получается количество лошадиных сил.

Чтобы лучше понять принцип расчётов, можно рассмотреть несколько примеров.

  1. Стандартный городской ситикар Micra от компании Nissan оснащается двигателем объём 1,0 литра с заявленной мощностью 48 кВт. Если разделить это значение на 0,735, мы получаем 65 лошадиных сил.
  2. Современный двигатель TSI от Volkswagen, который устанавливается на модель Golf, имеет рабочий объём 2,0 литра. В техническом паспорте заявлена мощность 155 кВт. Простые математические подсчёты дают понять, что в этом автомобиле 210 лошадиных сил.
  3. Отечественная Нива производства компании АвтоВАЗ по паспорту выдаёт 58 кВт мощности. А это означает, что в лошадиных силах здесь 79. Хотя зачастую, чтобы сделать цифру более внушительной, её округляют до 80 л.с.

При этом часто встречается вопрос относительно того, как можно перевести объём автомобильного двигателя в лошадиные силы. Никак. Сделать это невозможно, поскольку объём и мощность напрямую между собой не связаны.

На мощность влияют такие параметры как крутящий момент и частота вращения движения. Они и определяют во многом лошадиные силы.

В некоторой степени объём двигателя в автомобиле влияет на лошадиные силы, но напрямую не зависит от них. И наоборот. Это зависящая от иных параметров единица измерения, для чего и были разработаны соответствующие методы подсчёта.

Если на авто отсутствует техническая документация, номинально определить, сколько лошадиных сил в этом авто, нельзя, опираясь только на объём мотора. Это не определяющая характеристика. Существует иной вариант, как можно узнать мощность в ЛС. Причём он будет более точным.

Для этих целей проводится определённый тест машины. Её устанавливают на специальный стенд ведущими колёсами. Практически все крупные автосервисы оснащены таким оборудованием. Зафиксировав машину на платформе, запускается двигатель, включается передачи и начинается имитация движения. Постепенно машина набирает максимальную скорость, когда педаль выжата до упора. Считывая информацию с контроллеров на платформе, компьютер подсчитывает, сколько лошадиных сил или киловатт в конкретном автомобиле.

Такое испытание крайне актуальное и более точное, чем подсчёты с помощью деления указанной в документации мощности в киловаттах на 0,735. И тому есть объективное объяснение.

Изначально все двигатели имеют указанную производителем мощность. Но постепенно мотор изнашивается, его ресурс сокращается, детали начинают хуже работать. Это не проявляется в каких-то серьёзных неполадках. Но постепенно реальная мощность падает, и уже не соответствует изначальным характеристикам.

Потому часто, когда проводится капитальный ремонт, либо двигатель подвергается тюнингу, а также просто люди покупают машины на вторичном рынке, им интересно узнать настоящую текущую мощность. Для этого автомобиль отправляют на специальный стенд, который и позволяет получить ответ на их вопрос.

Подводя итог, можно сказать, чему в автомобильном двигателе равна 1 (одна) лошадиная сила. Это значение мощности в кВт, которое делят на 0,735.

Если отталкиваться от научной литературы, то киловатты считаются метрической единицей, позволяющей измерять лошадиные силы. ЛС мощно сравнить с работой, которую выполняют за 1 секунду при поднятии на 1 метра 75 килограммового груза. При этом учитывается и фактор силы тяготения, то есть земное притяжение.

На что влияют

Все автомобилисты знают, что хорошо иметь достаточно мощный двигатель. И чем больше под капотом лошадей, тем лучше. Но что конкретно это означает и как лошадиные силы влияют на транспортное средство, ответить может не каждый автолюбитель.

Можно выделить несколько нюансов воздействия количества лошадиных сил на автотранспортное средство.

Мощность нужна, чтобы автомобиль мог преодолеть определённые сопротивления. Чем выше параметры мощности, тем с более сложными условиями может справиться автомобиль. Ведь машине приходится противостоять силе встречного ветра, трению, качению и пр. Если в машине будет мало лошадок, она попросту не сможет даже выехать в подъём или ехать, когда в лоб дует сильный ветер.

Но когда речь заходит о лошадиных силах, ни в коем случае нельзя забывать о таком параметре как крутящий момент. Про него всегда пишут возле параметров мощности, и крутящий момент обязательно присутствует в технической документации.

Крутящий момент является результатом воздействия на рычаг, что многие из вас могут помнить ещё со школьных уроков физики. Если говорить применительно к двигателям, то здесь в качестве рычага выступает коленчатый вал. Сила же образуется при сжигании топлива. Она воздействует на поршень, который создаёт тот самый крутящий момент.

А потому можно смело утверждать о том, что момент имеет важное значение, как и сама мощность. Сама мощность, измеряемая в рассматриваемых лошадиных силах, показывает, сколько раз за определённую единицу времени двигатель создаёт крутящий момент. Мощность зависит от амплитуды вращения двигателя, то есть оборотов. А потому напрямую связана с крутящим моментом.

И так часто описание лошадиных сил, с помощью которых производитель пытается показать своё превосходство над конкурентами, без крутящего момента – ничто. Именно момент определяет, насколько динамично сможет разгоняться автомобиль и сумеет ли мотор выдавать максимум своей мощности.

Более приземлённым фактором влияния лошадиных сил является транспортный налог. Он определяется законодательством каждой отдельно взятой страны. И чем больше у автомобиля лошадок под капотом, тем больше владельцу этого автомобиля придётся отдать государству в виде пошлины.

Для расчётов налогов используются специальные формулы. Их можно подсчитать своими силами, но для этого придётся знать текущую ставку и период владения ТС. Для разных регионов существуют свои ставки по транспортным налогам.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Источники


  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/teoriya/osnovnye-pokazateli-dvs.html
  • https://aif.ru/auto/about/chto_takoe_krutyashchiy_moment_i_pochemu_ego_pokazatel_vazhnee_loshadinyh_sil
  • https://Osnova35.ru/chto-takoe-loshadinaya-sila-v-avtomobile.html
  • https://avtoberloga.ru/loshadinaya-sila-i-drugie-edinitsy-izmereniya-moshhnosti-dvigatelya/
  • https://DriverTip.ru/osnovy/pochemu-moschnost-mashiny-izmeryaetsya-v-loshadinyh-silah.html
  • https://topmekhanik.ru/moshhnost-dvigatelya/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: