Довольно часто автомобилисты даже и не задумываются о том, почему мощность двигателя, установленного на транспортное средство, измеряется в таких единицах как лошадиные силы.
Ведь время лошадей как основного вида транспорта давно прошло. И не совсем понятно, какое отношение эти великолепные животные имеют к автомобилям.
Но связь действительно есть. Лошадиные силы или просто ЛС давно стали основной единицей измерения мощности в отношении двигателей автомобилей и мотоциклов. И чем больше этих сил в авто, тем считается лучше. Целый табун позволяет развивать большую скорость и быстрее разгоняться.
При этом нужно понять, что означают лошадиные силы, почему их используют и каким образом делаются подсчёты.
Что это такое
Не все знают, почему мощность двигателей измеряют в лошадиных силах. На самом деле здесь достаточно интересная история.
Многим будет интересно узнать, откуда пошла такая единица измерения и почему всё дело в лошадях. Во многом это связано с маркетингом своего времени. Благодаря нему, в настоящее время мы измеряем мощность силовых агрегатов в лошадиных силах. Теперь стоит рассказать, почему так произошло.
Такая единица измерения как ЛС была введена ещё в 18 веке Джеймсом Уаттом. Именно в честь него названа другая единица, то есть Ватт.
Ещё в 70-х годах 18 века он создал первый паровой двигатель, который значительно превосходил по своим техническим параметрам паровую установку, изобретённую Ньюкоменом. При этом Уатт не знал, как лучше и выгоднее продать свою разработку. Одним из его аргументов выступал тот факт, что для работы его двигателя нужно на 75% меньше топлива.
Изначально продажа осуществлялась по несколько необычной схеме. Клиенты, покупавшие двигатель, отдавали треть денег, которые им удалось сэкономить на покупке топлива. Но те времена были периодом, когда в мире транспорта доминировали лошади. В итоге паровые машины мало кого интересовали.
В результате Уатт решил, что нужно сравнивать его двигатель не с другим паровым агрегатом, а именно с животными. В итоге его схема продаж была отменена, и Джеймс попробовал несколько иную тактику продаж. Он хотел убедить людей в том, что нужно покупать его двигатель.
Так была придумана единица измерения, которую мы все сегодня знаем как лошадиную силу. Подобное решение принималось в связи с тем, что клиент интуитивно понимал, о чём идёт речь, сравнивая возможности паровой установки и рабочей лошади. Фактически это был хитрый маркетинговый ход. Но свои слова Уатт подкреплял соответствующими вычислениями.
Он взял в качестве основы среднюю рабочую лошадь и посчитал, сколько энергии она способна выработать. Никто точно не знает, на каких конкретно экспериментах основывались его расчёты. Но было выявлено, что за 60 секунд работы лошадь вырабатывает примерно 45 тысячи джоулей. И это соответствовало одной лошадиной силе.
В действительности результаты оказались несколько завышенными. Редкие лошади могли работать в подобном режиме в течение целого дня. Но поняв, что возможности животных была переоценены, Уатт убедился в более высокой производительности своей разработки. Именно об этом он начал активно рассказывать потенциальным покупателям.
История необычная и достаточно интересная. Но факт в том, что такой хитрый маркетинговый ход в итоге обернулся своего рода революцией. Двигатель Уатта сыграл огромную роль в дальнейшем развитии промышленности, а его рекламные лошадиные силы стали стандартной единицей измерения.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
Принципы работы камер ГИБДД для видеофиксации нарушений
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.
https://www.youtube.com/watch?v=WiMjAzZ4HXc
Мощные автомобили со всего мира
Не только автолюбители, но и самые производители постоянно спорят между собой, у какой машины больше всего под капотом лошадиных сил. Это своего рода гонка, где каждый пытается доказать своё превосходство.
При максимальном показателе мощности автомашины достигаются невероятные значения ускорения и предельной скорости движения. Но количество лошадиных сил, предусмотренных в автомобиле, должно обязательно идти параллельно с крутящим моментом, возможностями коробки передач и прочности кузова.
В теории даже в обычные Жигули можно установить мотор с самыми высокими значениями лошадиных сил, количество которых превзойдёт параметры в дорогой спортивной машине. Но большая мощность накладывает дополнительные ограничения. Большинство машин, которые обладают запредельными моторами, для дорог общего пользования не предназначены.
Чтобы подобный автомобиль не разорвало на части, его не занесло и не взмыло в воздух, здесь требуется:
- предусмотреть максимально аэродинамический кузов;
- использовать специальную тормозную систему;
- установить высокоэффективную систему охлаждения;
- обеспечить максимально прочный, но при этом лёгкий кузов;
- создать идеально работающее рулевое управление;
- адаптировать топливную систему под особые виды горючего.
Такие автомобили, мощность которых выходит далеко за пределы 500-800 лошадиных сил, выглядят красиво на картинках, на них интересно посмотреть в действии. Но вот о какой-то практичности здесь точно речи не идёт.
Зачем именно создают подобные машины, сказать сложно. Но они есть. И среди них существуют автомобили, которые считаются самыми мощными в мире.
- Venom GT. Хотя автомобилей с мощностью порядка 1200 лошадиных сил не так мало, в качестве примера можно рассмотреть разработку компании Hennesey. Машина внешне выглядит великолепно, и внутреннее оснащение не лишает водителя многих преимуществ менее мощных, но более комфортабельных авто. Это настоящий гиперкар, модифицированный 8-цилиндровый двигатель которого развивает выдающиеся 1200 лошадок. При этом работает автомобиль на механической коробке передач с 6 ступенями;
- Производителем этой модели выступает компания Locus. Отличительной особенностью автомобиля является полностью карбоновый кузов. Очень элегантная внешне машина выдаёт 1300 лошадиных сил мощности. Это стало возможным благодаря доработке двигателя V8 с рабочим объёмом 8,2 литра;
- Ultimate Aero TT. Автомобиль бренда SSC, который несколько превзошёл своего предыдущего конкурента. Это превосходство составляет 50 лошадиных сил, то есть суммарно эта машина выдаёт 1350 л.с. Это двигатель Turbocharger от Chevrolet с объёмом всего 6,4 литра. При этом с места до сотни гиперкар разгоняется за какие-то 2,6 секунды;
- Когда-то именно Bugatti начала гонку среди автопроизводителей. Но постепенно её Вейрон начал уступать позиции. Потому появилась новая модель, стоимостью около 3 миллионов долларов. При этом под капотом расположился 8-литровый двигатель с парой турбин и 16 цилиндрам. Всё это оборудование помогло выжать 1500 лошадиных сил;
- Продукт компании Vector, разработанный в США. Всего для модели предлагается две версии силовых установок. Первая не сильно выделяется на фоне предыдущих рассмотренных авто, поскольку имеет 1250 лошадиных сил. Но вторая версия способна выдать уже 1850 лошадок. И это при рабочем объёме двигателя 10 литров и 8 цилиндрах. Причём ради безопасности блок цилиндров изготавливают из настоящего высокопрочного чугуна;
- Лидером всё же оказался автомобиль от Devel. Это умопомрачительное транспортное средство, поскольку здесь под капотом размещён 16-цилиндровый мотор объёмом 12,3 литра. Это настоящий монстр с 4771 Нм крутящего момента. А мощность здесь составляет сумасшедшие 5000 л.с. Причём двигатель может работать в 3 разных режимах. В самом обычном мощность искусственно снижается до 1200 л.с. Средний режим рассчитан на 2500 л.с., а для выездов на трек можно выжать все 5 тысяч лошадок.
Все эти автомобили были включены в рейтинг не просто так. Существует целый ряд высокомощных автомобилей, которые могут превосходить некоторые рассмотренные машины.
Но особенностью эти авто является тот факт, что они, в отличие от многих других, имеют допуск на дороги общего пользования. То есть на таких автомобилях можно выезжать в город и ездить по обычным дорогам.
Лошадиные силы являются показателем мощности любого автомобильного двигателя. Но эта единица не предопределяет истинные возможности силовой установки. Они формируются из нескольких составляющих, в числе которых лошадиные силы, крутящий момент и прочие параметры.
Мощность и крутящий момент — что это?
ЧТО ТАКОЕ ЛОШАДИНАЯ СИЛА?
— У тебя сколько сил? — такой вопрос слышал любой, кто хоть немного касался мира автомобилей. Никому даже пояснять не надо, какие силы на самом деле имеются в виду — лошадиные. Именно в них мы привыкли оценивать мощность мотора, одну из важнейших потребительских характеристик машины.
Уже и гужевого транспорта практически не осталось даже в деревнях, а эта единица измерения живёт и здравствует больше ста лет. А ведь лошадиная сила — величина, по сути, нелегальная.
Она не входит в международную систему единиц (полагаю, многие со школы помнят, что называется она СИ) и потому не имеет официального статуса.
Более того, Международная организация законодательной метрологии требует как можно скорее изъять лошадиную силу из обращения, а директива ЕС 80/181/EEC от 1 января 2010 прямо обязует автопроизводителей использовать традиционные «л.с.» только как вспомогательную величину для обозначения мощности.
Но не зря считается, что привычка — вторая натура. Ведь говорим же мы в обиходе «ксерокс» вместо копир и обзываем клейкую ленту «скотчем». Вот и непризнанные «л.с.» сейчас используют не только обыватели, но и едва ли не все автомобильные компании.
Какое им дело до рекомендательных директив? Раз покупателю удобнее — пусть так и будет. Да что там производители — даже государство на поводу идёт.
Если кто забыл, в России транспортный налог и тариф ОСАГО именно от лошадиных сил высчитываются, как и стоимость эвакуации неправильно припаркованного транспорта в Москве.
Лошадиная сила родилась в эпоху промышленной революции, когда потребовалось оценить, насколько эффективно механизмы заменяют животную тягу. По наследству от стационарных двигателей эта условная единица измерения мощности со временем перешла и на автомобили
И никто бы к этому не придирался, если не одно весомое «но». Задуманная, чтобы упростить нам жизнь, лошадиная сила на самом деле вносит путаницу.
Ведь появилась она в эпоху промышленной революции как совершенно условная величина, которая не то что к автомобильному мотору, даже к лошади имеет достаточно опосредованное отношение. Смысл этой единицы в следующем — 1 л.с.
достаточно, чтобы поднять груз массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Фактически, это сильно усреднённый показатель производительности одной кобылы. И не более того.
Иными словами, новая единица измерения очень пригодилась промышленникам, добывавшим, к примеру, уголь из шахт, и производителям соответствующего оборудования. С её помощью было проще оценить преимущество механизмов над животной силой. А поскольку приводились станки уже паровыми, а позднее и керосиновыми двигателями, то «л.с.» перешли по наследству и к самобеглым экипажам.
Джеймс Уатт — шотландский инженер, изобретатель, учёный, живший в XVIII — начале XIX века. Именно он ввёл в обращение как «нелегальную» сейчас лошадиную силу, так и официальную единицу измерения мощности, которую назвали его именем
По иронии судьбы изобрёл лошадиную силу человек, именем которого названа официальная единица измерения мощности — Джеймс Уатт. А поскольку ватт (а точнее, применительно к могучим машинам, киловатт — кВт) к началу XIX века тоже активно входил в оборот, пришлось две величины как-то приводить друг к другу.
Вот здесь-то и возникли ключевые разногласия. Например, в России и большинстве других европейских стран приняли так называемую метрическую лошадиную силу, которая равна 735,49875 Вт или, что сейчас нам более привычно, 1 кВт = 1,36 л.с. Такие «л.с.» чаще всего обозначают PS (от немецкого Pferdestärke), но есть и другие варианты — cv, hk, pk, ks, ch..
. При этом в Великобритании и ряде её бывших колоний решили пойти своим путём, организовав «имперскую» систему измерений с её фунтами, футами и прочими прелестями, в которой механическая (или, по-другому, индикаторная) лошадиная сила составляла уже 745,69987158227022 Вт. А дальше — пошло-поехало.
К примеру, в США придумали даже электрическую (746 Вт) и котловую (9809,5 Вт) лошадиные силы.
Вот и получается, что один и тот же автомобиль с одним и тем же двигателем в разных странах на бумаге может иметь разную мощность. Возьмём, например, популярный у нас кроссовер Kia Sportage — в России или Германии по паспорту его двухлитровый турбодизель в двух вариантах развивает 136 или 184 л.с., а в Англии — 134 и 181 «лошадку».
Хотя на самом деле отдача мотора в международных единицах составляет ровно 100 и 135 кВт — причём в любой точке земного шара. Но, согласитесь, звучит непривычно. Да и цифры уже не такие впечатляющие. Поэтому автопроизводители и не спешат переходить на официальную единицу измерения, объясняя это маркетингом и традициями.
Это как же? У конкурентов будет 136 сил, а у нас всего 100 каких-то кВт? Нет, так не пойдёт…
КАК ИЗМЕРЯЮТ МОЩНОСТЬ?
Впрочем, «мощностные» хитрости игрой с единицами измерения не ограничиваются. До последнего времени её не только обозначали, но даже измеряли по-разному.
В частности, в Америке долгое время (до начала 1970-х годов) автопроизводители практиковали стендовые испытания двигателей, раздетых догола — без навески вроде генератора, компрессора кондиционера, насоса системы охлаждения и с прямоточной трубой вместо многочисленных глушителей.
Само собой, сбросивший оковы мотор легко выдавал процентов на 10-20 больше «л.с.», так необходимых менеджерам по продажам. Ведь в тонкости методики испытаний мало кто из покупателей вдавался.
Другая крайность (но гораздо более приближенная к реальности) — снятие показателей прямо с колёс автомобиля, на беговых барабанах. Так поступают гоночные команды, тюнинговые мастерские и прочие коллективы, которым важно знать отдачу мотора с учётом всех возможных потерь, и трансмиссионных в том числе.
Мощность также зависит от того, как её измерять. Одно дело крутить на стенде «голый» мотор без навесного оборудования и совсем другое — снимать показания с колёс, на беговых барабанах, с учётом трансмиссионных потерь. Современные методики предлагают компромиссный вариант — стендовые испытания двигателя с необходимой для его автономной работы навеской
Но в итоге за образец в различных методиках вроде европейских ECE, DIN или американских SAE приняли компромиссный вариант. Когда двигатель устанавливают на стенде, но со всей необходимой для бесперебойного функционирования навеской, включая стандартный выпускной тракт.
Снять можно только оборудование, относящееся к другим системам машины (к примеру, компрессор пневмоподвески или насос гидроусилителя руля). То есть тестируют мотор ровно в том виде, в котором он фактически стоит под капотом автомобиля.
Это позволяет исключить из финального результата «качество» трансмиссии и определить мощность на коленвале с учётом потерь на привод основных навесных агрегатов.
Так, если говорить о Европе, то эту процедуру регламентирует директива 80/1269/EEC, впервые принятая ещё в 1980 году и с тех пор регулярно обновляемая.
ЧТО ТАКОЕ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ?
Но если мощность, как говорят в Америке, помогает автомобили продавать, то двигает их вперёд крутящий момент.
Измеряют его в ньютон-метрах (Н∙м), однако у большинства водителей до сих пор нет чёткого представления об этой характеристике мотора.
В лучшем случае обыватели знают одно — чем выше крутящий момент, тем лучше. Почти как с мощностью, не правда ли? Вот только чем тогда «Н∙м» отличаются от «л.с.».?
На самом деле, это связанные величины. Более того, мощность — производная от крутящего момента и оборотов мотора. И рассматривать их по отдельности просто нельзя.
Знайте — чтобы получить мощность в ваттах необходимо крутящий момент в ньютон-метрах умножить на текущее число оборотов коленвала и коэффициент 0,1047.
Хотите привычные лошадиные силы? Нет проблем! Делите результат на 1000 (таким образом получатся киловатты) и умножайте на коэффициент 1,36.
Чтобы обеспечить дизелю (на фото слева) высокую степень сжатия, инженеры вынуждены делать его длинноходным (это когда ход поршня превышает диаметр цилиндра). Поэтому у таких моторов крутящий момент конструктивно получается большим, но предельное число оборотов приходится ограничивать ради повышения ресурса.
Разработчикам бензиновых агрегатов, наоборот, проще получить высокую мощность — детали здесь не такие массивные, степень сжатия меньше, так что двигатель можно сделать короткоходным и высокооборотным.
Впрочем, в последнее время различие между дизелями и бензиновыми агрегатами постепенно стирается — они становятся всё более похожими как по конструкции, так и по характеристикам
Выражаясь техническим языком, мощность показывает, сколько работы способен выполнить мотор за единицу времени. А вот крутящий момент характеризует потенциал двигателя к совершению этой самой работы. Показывает сопротивление, которое он может преодолеть.
Например, если машина упрётся колёсами в высокий бордюр и не сможет тронуться с места, мощность будет нулевой, так как никакой работы мотор не совершает — движения нет, но крутящий момент при этом развивается.
Ведь за то мгновение, пока движок не заглохнет от натуги, в цилиндрах сгорает рабочая смесь, газы давят на поршни, а шатуны стараются привести во вращение коленвал. Иными словами, момент без мощности существовать может, а мощность без момента — нет.
То есть именно «Н∙м» являются основной «продукцией» двигателя, которую он производит, превращая тепловую энергию в механическую.
Если проводить аналогии с человеком, «Н∙м» отражают его силу, а «л.с.» — выносливость.
Именно поэтому тихоходные дизельные двигатели в силу своих конструктивных особенностей у нас, как правило, тяжелоатлеты — при прочих равных условиях они могут тащить на себе больше и легче преодолевают сопротивление на колёсах, пусть и не так проворно.
А вот быстроходные бензиновые моторы скорее относятся к бегунам — нагрузку держат хуже, зато перемещаются быстрее. В общем, действует простое правило рычага — выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии или скорости. И наоборот.
Так называемая внешняя скоростная характеристика двигателя отражает зависимость мощности и крутящего момента от оборотов коленвала при полностью открытом дросселе.
По идее, чем раньше наступает пик тяги и позже — мощности, тем проще мотору адаптироваться к нагрузкам, его рабочий диапазон увеличивается, что позволяет водителю или электронике реже переключать передачи и почём зря не жечь топливо.
На этих графиках видно, что бензиновый двухлитровый турбомотор (справа) выигрывает по этому показателю у турбодизеля аналогичного объёма, но уступает ему в абсолютной величине крутящего момента
Как это выражается на практике? В первую очередь, надо понять, что именно кривые крутящего момента и мощности (вместе, а не по отдельности!) на так называемой внешней скоростной характеристике двигателя будут раскрывать его истинные возможности. Чем раньше достигается пик тяги и позже пик мощности, тем лучше мотор приспособлен к своим задачам.
Возьмём простой пример — автомобиль движется по ровной дороге и вдруг начинается подъём. Сопротивление на колёсах возрастает, так что при неизменной подаче топлива обороты станут падать. Но если характеристика двигателя грамотная, крутящий момент при этом наоборот начнёт расти.
То есть мотор сам приспособится к увеличению нагрузки и не потребует от водителя или электроники перейти на передачу пониже. Перевал пройден, начинается спуск. Машина пошла на разгон — высокая тяга здесь уже не так важна, критичным становится другой фактор — мотор должен успевать её вырабатывать. То есть на первый план выходит мощность.
Которую можно регулировать не только передаточными числами в трансмиссии, а повышением оборотов двигателя.
Здесь уместно вспомнить гоночные автомобильные или мотоциклетные моторы.
В силу относительно небольших рабочих объёмов, они не могут развить рекордный крутящий момент, зато способность раскручиваться до 15 тысяч об/мин и выше позволяет им выдавать фантастическую мощность.
К примеру, если условный двигатель при 4000 об/мин обеспечивает 250 Н∙м и, соответственно, примерно 143 л.с., то при 18000 об/мин он мог бы выдать уже 640,76 л.с. Впечатляет, не правда ли? Другое дело, что «гражданскими» технологиями это не всегда получается добиться.
И, кстати, в этом плане близкую к идеальной характеристику имеют электродвигатели. Они развивают максимальные «ньютон-метры» прямо со старта, а потом кривая крутящего момента плавно падает с ростом оборотов. График мощности при этом прогрессивно возрастает.
Современные моторы «Формулы 1» имеют скромный объём 1,6 л и относительно невысокий крутящий момент. Но за счёт турбонаддува, а главное — способности раскручиваться до 15000 об/мин, выдают порядка 600 л.с.
Кроме того, инженеры грамотно интегрировали в силовой агрегат электродвигатель, который в определённых режимах может добавлять ещё 160 «лошадок».
Так что гибридные технологии могут работать не только на экономичность
Думаю, вы уже поняли — в характеристиках автомобиля важны не только максимальные значения мощности и крутящего момента, но и их зависимость от оборотов. Вот почему журналисты так любят повторять слово «полка» — когда, допустим, мотор выдаёт пик тяги не в одной точке, а в диапазоне от 1500 до 4500 об/мин. Ведь если есть запас крутящего момента, мощности тоже, скорее всего, будет хватать.
Но всё же лучший показатель «качества» (назовём его так) отдачи автомобильного двигателя — его эластичность, то есть способность набирать обороты под нагрузкой.
Она выражается, например, в разгоне от 60 до 100 км/ч на четвёртой передаче или с 80 до 120 км/ч на пятой — это стандартные тесты в автомобильной индустрии.
И может случиться так, что какой-нибудь современный турбомотор с высокой тягой на малых оборотах и широченной полкой момента даёт ощущение отличной динамики в городе, но на трассе при обгоне окажется хуже древнего атмосферника с более выгодной характеристикой не только момента, но и мощности…
Так что пусть в последнее время разница между дизельными и бензиновыми агрегатами становится всё более расплывчатой, пусть развиваются альтернативные моторы, но извечный союз мощности, крутящего момента и оборотов двигателя останется актуальным. Всегда.
Что такое лошадиная сила
- Главная
- Справочник
- Единицы измерений
- Разное
- Что такое лошадиная сила
Чему равна 1 лошадиная сила? Если взять любую энциклопедию и посмотреть в ней, что такое лошадиная сила, то мы прочитаем, что это внесистемная единица измерения мощности, которая в России не используется. Хотя на любом сайте дилерских автосалонов мощность двигателя указывается именно в лошадиных силах.
Что же это за единица, чему она равна?
Говоря о лошадиных силах двигателя, большинство из нас представляет простую картину: если взять табун из 80-ти лошадей и автомобиль с мощностью двигателя 80 л.с., то силы их окажутся равными и никто не сможет перетянуть канат.
Если попытаться воссоздать такую ситуацию в реальной жизни, то победит все же табун лошадей, поскольку для того, чтобы двигатель смог развить такую мощность, ему нужно раскрутить коленчатый вал до определенного количества оборотов в минуту. Лошади же рвануться с места и потащат автомобиль за собой, сломав ему таким образом коробку передач.
К тому же нужно понимать, что лошадиная сила — это стандартная единица мощности, тогда как каждая лошадь — индивидуальна и некоторые особи могут быть намного сильнее других.
В оборот лошадиные силы были введены еще в 1789 году. Известный изобретатель Джеймс Уатт хотел продемонстрировать, насколько выгоднее использовать паровые машины, а не лошадей для выполнения работы.
Он просто взял и посчитал, сколько энергии тратит лошадь, чтобы с помощью простейшего подъемного механизма — колеса с закрепленными на нем веревками — вытаскивать из шахты бочки с углем или выкачивать воду с помощью насоса.
Оказалось, что одна лошадь может вытаскивать груз весом 75 килограмм со скоростью 1 м/с. Если перевести эту мощность в ватты, то получится, что 1 л.с. составляет 735 ватт. Мощность же современных автомобилей измеряют в киловаттах, соответственно 1 л.с. = 0,74 кВт.
Чтобы убедить владельцев шахты перейти с лошадиной тяги на паровую, Уатт предложил простой способ: измерить, какую работу смогут за день проделать лошади, а потом подключить паровой двигатель и посчитать, скольких лошадей он сможет заменить.
Понятно, что паровой двигатель оказался более выгодным, потому что смог заменить определенное количество лошадей.
Владельцы шахты поняли, что им дешевле содержать машину, чем целую конюшню со всеми вытекающими последствиями: сено, овес, навоз и так далее.
Стоит также сказать, что Уатт неправильно рассчитал силу одной лошадки. Поднимать вес 75 кг со скоростью 1 м/с способны только очень крепкие животные, кроме того долго работать в таких условиях они не смогут. Хотя есть свидетельства того, что кратковременно одна лошадь может развивать мощность до 9 кВт ( 9/0,74 кВт = 12,16 л.с.).
Виды лошадиных сил
- Метрическая лошадиная сила равна подъёму 75 кг в секунду на 1 метр. Применяется в Европе
- Механическая лошадиная сила равна 745.7. очень редко используется как единица измерения в англоязычных странах
- Электрическая лошадиная сила равна 746 Вт., иногда обозначается табличках электродвигателей.
- Котловая лошадиная сила равна 1000 кгс·м/с. или 9,8 кВт или 33 475 Btu/час. (единица измерений используется в США)
- Гидравлическая лошадиная сила равна 745.7 Вт.
Как определяется мощность двигателя
На сегодняшний момент самый простой способ замерить реальную мощность двигателя — с помощью диностенда. Автомобиль загоняют на стенд, надежно его укрепляют, затем водитель разгоняет двигатель до максимальных оборотов и на табло отображается реальная мощность в л.с.
Допустимая погрешность — +/- 0,1 л.с. Как свидетельствует практика, часто оказывается, что паспортная мощность не соответствует реальной, а это может говорить о наличии самых различных неисправностей — от некачественного топлива, до падения компрессии в цилиндрах.
Стоит сказать, что в силу того, что лошадиная сила — единица несистемная, в разных странах ее рассчитывают по-разному. В США и Англии, например, одна л.с. составляет 745 Ватт, а не 735 как в России.
Как бы там ни было, но все уже привыкли именно к этой единице измерения, поскольку она удобная и простая. Кроме того л.с. используется при расчете стоимости ОСАГО и КАСКО.
Согласитесь, если вы читаете в характеристиках автомобиля — мощность двигателя 150 л.с. — вам легче сориентироваться, на что он способен. А запись типа 110,33 кВт мало, что скажет. Хотя перевести киловатты в л.с. достаточно просто: 110,33 кВт делим на 0,74 кВт, получаем искомые 150 л.с.
Хотелось бы также напомнить, что само по себе понятие «мощность двигателя» не очень показательное, нужно еще учитывать и другие параметры: максимальный крутящий момент, обороты в минуту, вес автомобиля.
Известно, что дизельные двигатели являются низкооборотистыми и максимальная мощность достигается на 1500-2500 об/мин, тогда как бензиновые разгоняются дольше, но на длинных дистанциях показывают лучшие результаты.
РазноеМощность Сила Единицы измерения Деньги СправочникБольше интересного в телеграм @calcsbox
Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!
Пересчитываем «лошадей»: народные авто на стенде мощности
Всегда ли мощность двигателя соответствует заявленной? Иногда — да! Это показала экспертиза на динамометрическом стенде, которую прошли Lada XRAY Cross, Renault Logan Stepway, Kia Ceed третьего поколения, обновленный Nissan X‑Trail и китайский кроссовер Haval H6.
Материалы по теме
Насколько официальные технические характеристики отличаются от реальных? Мы уже проверяли на лукавство машины из пограничной налогововыгодной категории до 250 л.с. Результаты оказались разными: кто-то честно выдавал заявленную мощность, а кто-то — несколько не дотягивал. Но одно дело — довольно мощные автомобили, которые в любом случае не страдают дефицитом тяги, и совсем другое — народные.
Вот мы и проверили машины попроще. Поскольку силенок у таких меньше, потеря каждой «лошади» становится весьма ощутимой. То же касается и крутящего момента.
Итак, вот наша тестовая пятерка. В бюджетном сегменте выступают Лада XRAY Cross и ее родственник-конкурент Renault Logan Stepway. В гольф-классе — набирающий обороты Kia Ceed третьего поколения. Привлек наше внимание и один из лидеров в стане кроссоверов — обновленный Nissan X‑Trail.
Китайский кроссовер Haval H6 не самый популярный на российском рынке среди одноклассников, но довольно свежий. О реальной мощности «китайцев», особенно с турбонаддувом, судачат в каждом гараже. Вот и проверим!
Разбежавшийся табун
Замеры мы проводим совместно с нашими хорошими знакомыми из мастерской AGP Motorsport - на современном динамометрическом стенде Dynomax 5000 AWD с беговыми барабанами, который рассчитан на привод любого типа. Прежде чем загнать машины на барабаны, несколько слов о методике испытаний.
Материалы по теме
Сейчас все производители замеряют мощность на маховике двигателя со всем вспомогательным оборудованием. Естественно, мы не можем снять мотор с каждой машины.
Понятно, что стендовая мощность «с колес» при разгоне на прямой передаче с 1500–2000 об/мин до максимальных оборотов будет значительно меньше мощности нетто на маховике. Потому что неизбежны потери в трансмиссии.
Именно поэтому любой современный стенд умеет пересчитывать результаты с учетом всех потерь.
Еще один автоматически применяемый стендом коэффициент касается условий испытаний. Согласно правилам ЕЭК ООН № 85 и ИСО 1585, температура окружающего воздуха должна быть +25 °C, атмосферное давление — 99 кПа.
При этом все равно стенд дает погрешность, которая не превышает 5%. Как показывает наш опыт, погрешность эта всегда не в пользу автомобилиста. Но если полученные данные укладываются в эти проценты, считаем, что мощность и момент двигателя указаны честно.
Чтобы подкрепить результаты стенда, мы проведем и замеры динамики, то есть времени разгона с места до 100 км/ч.
| Как измеряется мощность двигателя при составлении технических данных нового автомобиля? Когда-то производители оперировали мощностью брутто, или так называемой лабораторной мощностью, - снимаемой с двигателя без навесного оборудовании. Понятно, что в этом случае показатели выше, но к реальной отдаче «на колесах» эти данные не имеют никакого отношения. Поэтому постепенно от таких замеров отказались в пользу мощности нетто, замеряемой на маховике двигателя со всем вспомогательным оборудованием. |
Стендап
Первой на барабаны заезжает Лада XRAY Cross с 1,8‑литровым двигателем ВАЗ‑21179. Серия зачетных выбегов дает лучший результат 118 л.с. при заявленных 122 силах.
С учетом погрешности измерений можно считать, что вазовский мотор честно выдает заявленную мощность.
А вот крутящий момент недотянул до заводских данных, часть ньютон-метров разбежалась в неизвестном направлении: 152 Н·м против 170 Н·м в заводской таблице характеристик.
Лада XRAY. Перед замерами определяем потери в трансмиссии — иначе точных данных не получить. Для этого проводим холостой выкат автомобиля на прямой (или близкой к прямой) передаче.
Лада XRAY. Перед замерами определяем потери в трансмиссии — иначе точных данных не получить. Для этого проводим холостой выкат автомобиля на прямой (или близкой к прямой) передаче.
Результаты замеров на динамометрическом стенде мы решили подкрепить замерами разгонной динамики до 100 км/ч с помощью измерительного комплекса VBOX Racelogic.
Результаты замеров на динамометрическом стенде мы решили подкрепить замерами разгонной динамики до 100 км/ч с помощью измерительного комплекса VBOX Racelogic.
Замеры динамики подтвердили старое правило: машину разгоняет не мощность, а крутящий момент. Те автомобили, что недобрали в моменте на стенде, хуже других выступили и в разгоне до 100 км/ч.
Замеры динамики подтвердили старое правило: машину разгоняет не мощность, а крутящий момент. Те автомобили, что недобрали в моменте на стенде, хуже других выступили и в разгоне до 100 км/ч.
Следом — три иномарки российской сборки: Renault Logan Stepway с 113‑сильным мотором 1.6, за ним хэтчбек Kia Ceed с мотором того же объема, но мощностью 128 л.с. и полноприводный Nissan X‑Trail с 2,5‑литровым двигателем в 171 л.с.
Результаты замеров оказались как под копирку — все недобрали по пять-шесть «лошадок».
А вот с крутящим моментом ситуация другая: Renault и Kia выдали близкие к официальным данным результаты, тогда как Nissan X‑Trail «ньютонов» недосчитался.
Renault Logan. Как мы ни старались, двигатель Логана так и не выдал 113 л.с. Хотя крутящий момент практически повторил заводские данные. Интересно, что бóльшая его часть доступна уже после 2000 об/мин. Правда, на средних оборотах есть небольшой провал, что ощущается и при разгоне.
Renault Logan. Как мы ни старались, двигатель Логана так и не выдал 113 л.с. Хотя крутящий момент практически повторил заводские данные. Интересно, что бóльшая его часть доступна уже после 2000 об/мин. Правда, на средних оборотах есть небольшой провал, что ощущается и при разгоне.
Kia Ceed. Графики момента и мощности Сида подтверждаются субъективными ощущениями — эластичность неплоха, а подхват на высоких оборотах находит отражение во внешней скоростной характеристике. После 5000 об/мин наблюдается всплеск мощности и момента.
Kia Ceed. Графики момента и мощности Сида подтверждаются субъективными ощущениями — эластичность неплоха, а подхват на высоких оборотах находит отражение во внешней скоростной характеристике. После 5000 об/мин наблюдается всплеск мощности и момента.
Nissan X‑Trail. Самый мощный в тестовой пятерке, X‑Trail, больше всех недобрал в крутящем моменте. Причем его пик был достигнут на 2500 об/мин, а дальше характеристика пошла вниз, да еще и с периодическими провалами. Это сказалось и на динамике — в спринте до 100 км/ч кроссовер уступил заявленному заводом показателю больше секунды.
Nissan X‑Trail. Самый мощный в тестовой пятерке, X‑Trail, больше всех недобрал в крутящем моменте. Причем его пик был достигнут на 2500 об/мин, а дальше характеристика пошла вниз, да еще и с периодическими провалами. Это сказалось и на динамике — в спринте до 100 км/ч кроссовер уступил заявленному заводом показателю больше секунды.
На десерт — Haval. Под свист китайской турбины H6 раскручивает барабаны и… Скептики посрамлены! Мощность очень близка к заявленной, как и момент: 206 Н∙м против 210 Н∙м в «паспорте». Выходит, честнее всех оказался именно тот, в ком мы больше всего сомневались.
Haval H6. На мощностном стенде удивил китайский Haval H6, в честности которого мы сомневались больше всего. Если верить паспортным данным, «полка» максимального момента тянется от 2500 до 4000 об/мин. На деле это не совсем так: момент не имеет выраженной «полки» и достигает пика на довольно высоких 4000 об/мин.
Haval H6. На мощностном стенде удивил китайский Haval H6, в честности которого мы сомневались больше всего. Если верить паспортным данным, «полка» максимального момента тянется от 2500 до 4000 об/мин. На деле это не совсем так: момент не имеет выраженной «полки» и достигает пика на довольно высоких 4000 об/мин.
Важность момента
Как соотносятся лабораторно-барабанные результаты с реальностью? Действительно ли разгоняет автомобиль не мощность, а именно крутящий момент? Алгоритм динамических замеров стандартный: все «лишние» потребители, отрицательно влияющие на разгон (в первую очередь это компрессор кондиционера), отключены. Окна закрыты.
Дорога должна быть идеально ровная к горизонту и прямая. Масса — снаряженная. Правда, при замерах заводчане, как правило, используют автомобили в минимальных комплектациях: чем меньше допоборудования, тем машина легче. Мы же «довольствуемся» тестовыми экземплярами, которые, как правило, напичканы опциями, а потому тяжелее.
Материалы по теме
Увы, сравнить полученный результат «китайца» не с чем. Заводских данных о максимальной скорости H6 и его динамике попросту нет. Мы разогнали кроссовер до 100 км/ч за 12,5 секунды. Принимая во внимание выданную мощность и полторы тонны снаряженной массы, это ожидаемый среднестатистический результат.
Хотя Лада ближе других подобралась к заявленной мощности, от заводских 10,9 секунды она оказалась далеко. Измерительный комплекс VBOX Racelogic зафиксировал 12,67 секунды разгона с места до 100 км/ч. Это самое большое несоответствие заявленным данным в сегодняшней компании.
Оптимисты работают и в Renault: «бумажные» 12 секунд до сотни мы не смогли получить, сколько ни старались. В реальности Logan Stepway проигрывает обещаниям полторы секунды: его результат — 13,48. Разница меньше, чем у Лады, как и недобор крутящего момента.
Больше секунды по сравнению с «заводом» перебрал Nissan.
Kia Ceed точнее всех: 12 реальных секунд против одиннадцати с половиной в заводских данных.
Сравнение результатов замеров с паспортными данными
| Максимальная мощность | Крутящий момент | |||
| заводские данные | замеры на стенде | заводские данные | замеры на стенде | |
| HAVAL H6 | 143 л.с. (105 кВт) при 5600 об/мин | 133 л.с. (98 кВт) при 5500 об/мин | 210 Н·м при 2500–4500 об/мин | 207 Н·м при 3900 об/мин |
| KIA CEED | 127,5 л.с. (93,8 кВт) при 6300 об/мин | 116 л.с. (85 кВт) при 6450 об/мин | 154,6 Н·м при 4850 об/мин | 142,5 Н·м при 5400 об/мин |
| NISSAN X-TRAIL | 171 л.с. (126 кВт) при 6000 об/мин | 157,3 л.с. (109,4 кВт) при 6525 об/мин | 233 Н·м при 4000 об/мин | 194,4 Н·м при 2550 об/мин |
| RENAULT LOGAN STEPWAY | 113 л.с. (83 кВт) при 5500 об/мин | 101,5 л.с. (75 кВт) при 5611 об/мин | 152 Н·м при 4000 об/мин | 145,8 Н·м при 4100 об/мин |
| ЛАДА XRAY CROSS | 122 л.с. (90 кВт) при 6050 об/мин | 117,5 л.с. (86 кВт) при 5750 об/мин | 170 Н·м при 3700 об/мин | 152 Н·м при 5150 об/мин |
* * *
В сухом остатке: заявленных лошадиных сил в нашем тесте не выдал никто. Получается, мы переплачиваем государству налог за мощность, которой нет! Но это вовсе не значит, что придется расплачиваться и динамикой, потому что в первую очередь разгоняет автомобиль не мощность, а крутящий момент. С ним-то в нашей сегодняшней пятерке дела обстоят чуть лучше.
Наиболее интересные результаты выдали Лада и Kia. Первая подтвердила паспортную мощность, но дефицит момента больше других сказался на разгоне. У Kia все наоборот — недобор в силах, но благодаря честному крутящему моменту Ceed ближе всех подобрался к заявленным динамическим параметрам.
Данные производителей
| HAVAL H6 | KIA CEED | NISSAN X-TRAIL | RENAULT LOGAN STEPWAY | ЛАДА XRAY CROSS | |
| Снаряженная / полная масса | 1650 / 2240 кг | 1364 / 1800 кг | 1623 / 2070 кг | 1154 / 1611 кг | 1300 / 1650 кг |
| Время разгона 0–100 км/ч | н.д. | 11,5 c | 10,5 с | 12,1 с | 10,9 с |
| Максимальная скорость | 184 км/ч | 192 км/ч | 190 км/ч | 170 км/ч | 180 км/ч |
| ДВИГАТЕЛЬ | |||||
| Тип | бензиновый | бензиновый | бензиновый | бензиновый | бензиновый |
| Расположение | спереди, поперечно | спереди, поперечно | спереди, поперечно | спереди, поперечно | спереди, поперечно |
| Конфигурация / число клапанов | Р4 / 16 | Р4 / 16 | P4 / 16 | Р4 / 16 | P4 / 16 |
| Рабочий объем | 1497 см³ | 1591 см³ | 2488 см³ | 1598 см³ | 1774 см³ |
| Мощность | 105 кВт / 143 л.с. при 5600 об/мин | 93,8 кВт / 127,5 л.с. при 6300 об/мин | 126 кВт / 171 л.с. при 6000 об/мин | 83 кВт / 113 л.с. при 5500 об/мин | 90 кВт / 122 л.с. при 6050 об/мин |
| Крутящий момент | 210 Н·м при 2200–4500 об/мин | 154,6 Н·м при 4850 об/мин | 233 Н·м при 4000 об/мин | 152 Н·м при 4000 об/мин | 170 Н·м при 3900 об/мин |
| ТРАНСМИССИЯ | |||||
| Тип привода | передний | передний | полный | передний | передний |
| Коробка передач | А6 | А6 | CVT | CVT | М5 |
Редакция благодарит компанию AGP Motorsport за помощь в подготовке материала.
Загрузка...
