В чем измеряется мощность двигателя: Как измерить мощность двигателя? | Briggs & Stratton

Все про мощность двигателя и крутящий момент — журнал За рулем

Mожет ли крутящий момент существовать при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность? Как распределена мощность между ведущими колесами, когда заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге? На эти и другие каверзные вопросы по физике процесса предлагают ответить Михаил Колодочкин и Эдуард Коноп. Проверим себя?

Gonschiki MRW_zr 11_15

Материалы по теме

Мощность — это работа, совершаемая за единицу времени. Можно сказать, что мощность — это скорость выполнения работы. Например, трактор за секунду накосит больше сена, чем газонокосилка. Основная единица измерения мощности — ватт (Вт). Численно она характеризует собой работу в один джоуль (Дж), совершенную за одну секунду. Распространенная внесистемная единица — лошадиная сила, равная 0,736 кВт. Для примера: мощность двигателя 170 кВт соответствует 231,2 л.с.

А что такое крутящий момент? Со школы помним про силу, помноженную на плечо, — измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Смысл очень простой: если момент, приложенный к колесу радиусом 0,5 м, составляет, скажем, 2000 Н·м, то толкать наш автомобиль будет сила в 4000 Н (с округлением — 400 кгс). Чем больше момент, тем энергичнее мотор тащит машину.

Связь между этими двумя основными параметрами неразрывная: мощность — это крутящий момент, умноженный на угловую скорость (грубо говоря, обороты) вала. А может ли существовать крутящий момент при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность?

Tires_1600

Оцените уровень своих знаний — ответьте на вопросы. Это не так просто, как кажется на первый взгляд. Исходные условия: разного рода потери, например на трение, не учитываем, а нагрузки на колёса и условия сцепления шин с покрытием считаем одинаковыми, если не оговорено иное.

1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли. Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?

А — паспортную;

Б — в зависимости от оборотов;

В — нулевую;

Г — в зависимости от включенной передачи.

Правильный ответ

2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?

А — поровну;

Б — обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;

В — в зависимости от сил сцепления с покрытием;

Г — прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.

Правильный ответ: В.  При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.

колесо

3. На что влияет мощность мотора?

А — на динамику разгона;

Б — на максимальную скорость;

В — на эластичность;

Г — на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.

Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах?

Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах?

Когда кто-то спрашивает: какую мощность развивает твоя машина? Мы отвечаем: столько-то лошадей. При этом, почему отдачу дизельного или бензинового мотора измеряют в лошадиных силах, а не в мулах или быках, мы не задумываемся. Так от чего же мощностные показатели измеряют в лошадях? И кто первым придумал этот метод? Давайте разбираться вместе.

Дело в том, что модель Ньюкомена нашла применение лишь на мельницах и в горном деле, тогда как Уатт расширил рамки применения двигателя и приспособил его для использования во всех отраслях. И именно его можно считать отцом промышленной революции в Великобритании. Но сегодня речь собственно не о паровых машинах. Джеймс Уатт был не только изобретателем, но и предпринимателем. Он первоначально пытался продавать свои машины по системе «роялти». Фактически в рассрочку. Клиенты платили ему треть денег, сэкономленных на эксплуатации топлива.

По разным данным, убеждая первого покупателя пивовара, в целесообразности усовершенствовать процесс, Уатт предложил тому сравнить производительность лошади и его агрегата. Пивовар был хитер и решил сжульничать, поставив за насос, самую сильную лошадь и заставил ту работать на пределе возможностей. Паровая же машина Джеймса не только сравняла результаты, но и превысила их. Более того, Уатт придумал измерять мощность в лошадях. Не знаю какие точно он проделывал испытания, одно доподлинно известно, что, по его мнению, 60 секунд работы животного равны 43 тысячам Джоулей. Он округлил результат до 45 тысяч и получил тем самым одну лошадиную силу.

Тут правда возникает много вопросов. Лошадь не может работать 24 часа, тогда как машине отдых не нужен. То есть Уатт переоценил возможности парнокопытного. А значит и мощность эта приблизительна, и паровая машина обладала большей производительностью. Было ли именно так, на самом деле, мне не ведомо. Но факт остается фактом. Именно с конца восемнадцатого века мощность моторов измеряют в лошадиных силах. По другой версии он просто проанализировал то, как работают лошади в шахтах. Дело в том, что в Англии существовала в то время единица объема «Баррель», это приблизительно 173 килограмма. Так вот, воду, породу и людей вытаскивали в то время из шахты именно в бочках. Вытянуть же такой вес могло лишь две лошади впряженных в дышло, со скоростью около 4 километров в час. Рассчитав, что за восемь часов работы каждое животное проходит 30 километров, а усилие составляет 15 процентов от ее веса, Уатт помножил эти значения и вывел искомую лошадиную силу.

 Забавно, что уже в 1882 году на конгрессе Британской научной ассоциации была принята новая единица измерения мощности – Ватт. И назвали ее в честь создателя усовершенствованной паровой машины Джеймса Уатта. Да, разночтение в фамилии – это особенность английского языка, ведь первая буква в фамилии ученого W. Так, что транскрибировать ее можно по-разному.

Чем измеряется мощность двигателя автомобиля

Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах

Для поездок на работу и по личным делам люди чаще всего пользуются автомобилями и автобусами. И хотя автомобили давно уже вытеснили с дорог лошадей, люди продолжают использовать животных для измерения мощности мотора. Как появилась единица измерения «лошадиная сила» и почему люди до сих пор ее используют?

Кто придумал термин «лошадиная сила»

На сегодняшний день стопроцентно достоверной информации о возникновении этого термина нет. Тем не менее, основоположником лошадиной силы принято считать шотландского инженера Джеймса Уатта.

Более двадцати лет инженер работал над усовершенствованием паровой машины Ньюкомена, которая хотя и пользовалась большой популярностью в то время, но была опасной, и иногда взрывалась. К тому же в силу конструктивных особенностей, модель Ньюкомена использовалась только лишь в горном деле либо на мельницах.

В 1780 году Уатту наконец то удалось создать свою модель парового двигателя. Новый паровой двигатель был безопасным и универсальным, мог применяться во всех отраслях. И именно он стал толчком к началу масштабной промышленной революции в Великобритании.

Но причем тут лошади и их сила?

А так как Джеймс Уатт был не только инженером, но и предпринимателем, он понимал, что для того что бы двигатели хорошо продавались, покупателю необходимо наглядно показать выгоду от приобретения.

По одной из версий, Уатт пытаясь показать первому покупателю выгоду от использования парового двигателя, предложил провести эксперимент , и сравнить производительность его агрегата с лошадью. Однако, покупатель решил схитрить и в эксперименте задействовал самую сильную свою лошадь. Но это ему не помогло, а паровой двигатель Уатта показал гораздо более высокую производительность.

Тогда-то, Уатт и придумал термин лошадиная сила и провел еще несколько испытаний. В результате этих экспериментов, он выяснил что за одну минуту лошадь вырабатывает энергию равную 45 килоджоулям. Таким образом и появился термин «Лошадиная сила» и примерно с конца 18 века, эта единица измерения стала основной для определения мощности сначала паровых двигателей, а затем и двигателей внутреннего сгорания.

По другой же версии, Уатт вывел лошадиную силу в результате наблюдений за лошадьми, которые в то время широко использовались для поднятия воды, людей и угля из шахт. Инженер произвел расчеты, и определил мощность одной лошадиной силы, которая составила 33 тысячи фунто-футов в минуту.

Лошадиная сила применяется и сейчас?

В европейских странах и в России применяется так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равняется 735,49875 ваттам. Но в международной системе измерения единицей мощность принято считать в Ваттах. Однако, во многих странах, во всех сферах, связанных с двигателями внутреннего сгорания, для измерения мощности все еще используют лошадиную силу. В России лошадиная сила формально выведена из употребления, но несмотря на это применяется для расчетов транспортного налога и ОСАГО.

Источник

Почему мощность машины измеряется в лошадиных силах и как их считают

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.

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.

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.

Источник

Чем определяется мощность автомобиля?

Многие люди, покупая автомобиль или задумываясь про мощность двигателя, смотрят на значение «количество лошадиных сил», а вовсе не на показатель крутящего момента и его максимальное значение. Тем не менее для дальновидных водителей эта особенность двигателя, дающая возможность радостно разгоняться и как следствие, ловко маневрировать, является тоже очень важной. Что же нужно знать об этой характеристике, от чего она зависит и автомобиль с каким крутящим моментом лучше?

По определению, момент силы – физическая величина, вычисляемое как произведение радиус-вектора, который имеет начальную точку на оси вращения, а конечную в точке приложения силы, на вектор этой силы. Это понятие, характеризующее вращательное действие силы, направленной на твёрдое тело. Крутящий момент в двигателе автомобиля определяется умножением действующей на поршень силы на расстояние от центральной оси шейки шатуна до коленчатого вала, точнее, центральной его оси. Это тяговая характеристика, момент силы, для информации, измеряется в ньютон-метрах.

Мощность машины и крутящий момент двигателя тесно связаны. Садясь в автомобиль и следуя по трассе, водитель выясняет, что способность двигателя производить хорошую динамику на наименьших оборотах имеет первостепенное значение. Конечно же, после безопасности. Скорость и динамика разгона автомобиля зависят от мощности двигателя, всем известных лошадиных сил. Мощность вычисляется умножением момента силы на частоту вращения вала. Соответственно, есть два пути ее повышения: повысить крутящий момент либо частоту вращения вала. Повысить эту частоту у поршневого двигателя нелегко: влияют силы инерции

Если взять средний автомобиль, то все силы будут задействованы лишь при 5000–6500 об/мин. А при обычной езде по городу, при низких оборотах, в 2—3 тысячи, автомобиль приводят в движение только половина лошадиных сил. И только при осуществлении скоростного маневра на трассе, при высоких оборотах проявится полная сила мотора. Притом любому ясно, что чем быстрее двигатель будет набирать обороты, тем раньше разгонится автомобиль. Крутящий момент прямо пропорционально зависит от длины шатуна. То есть чем он длиннее, тем выше крутящий момент.

Зачастую человеку кажется, что если у него столько-то лошадиных сил под капотом, то все они на него каждую секунду и работают. А вот и нет! Допустим, есть автомобиль, максимальная мощность двигателя которого будет при 5000–6500 об/мин. То есть для достаточного ускорения придется разогнать мотор увеличить обороты в минуту. Это удастся лишь через определенное время, которое может оказаться очень важным при обгоне. В случае мощного мотора с нормальным крутящим моментом, когда необходимая мощность появляется уже при 2000 оборотах, получим моментальное ускорение для любого рискованного маневра.

Разница крутящего момента у малолитражки бензинового или дизельного двигателя

Принято считать, что почти все автомобили-малолитражки с «тяговитыми» двигателями, а также авто с дизельными моторами. Водители автомобилей с дизельным двигателем особенно замечают быстрый разгон даже при низких оборотах. Они, похваляясь, чаще всего говорят, что в нем, в крутящем моменте, вся сила. Теперь ясно: крутящий момент не в меньшей степени, чем лошадиные силы, важная характеристика железного коня. На него следует смотреть в первую очередь при покупке нового автомобиля, а также при подборе подержанного.

Зависимость оборотов двигателя от крутящего момента

Вот и стало ясно, чем те же самые

Что такое мощность двигателя и крутящий момент. Как рассчитать мощность мотора

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 307

Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

где:

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

где:

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

где:

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

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.

В чем разница между лошадиными силами, Bhp, Hp, кВт и PS?

Запутались в обозначениях мощности автомобиля- в кВт, л.с., PS и Hp? Мы поможем вам в этом разобраться!

Автопроизводители разных стран мира измеряют мощность своих автомобилей в разных джоуль-единицах. Зачем и почему так происходит? Ответ вы узнаете ниже.

Читая каждую последующую статью про автомобили будьте уверены в том, что  будете часто встречаться с определенными данными, а именно, — с данными мощности автомобилей.  Мощность двигателя автомобиля является одним из важнейших показателей, который актуален в любое время и в любой ситуации, как с практической точки зрения, так и с теоретической.

Эти показатели мощности всегда будут актуальны. По статистике, одна из самых интересующих большинство читателей информации о новинках в автотехнике кроется как-раз в мощности двигателей автомобилей. Таким образом, на подсознательном уровне граждане начинают сравнивать модели машин и их преимущества со слабыми сторонами относительно друг друга и всегда по одному важному параметру — по мощности мотора.

Мощность как сама суть является мерой того на сколько быстро и как далеко двигатель автомобиля при помощи физической работы сможет передвинуть машину вперед с помощью крутящего момента. В машиностроении данное явление обобщено в понятие количества проделанной «работы», которую силовой агрегат автомобиля должен совершить, чтобы продвинуть машину вперед. В качестве меры такая работа с течением времени получила множество различных единиц измерения. С некоторыми из них мы сегодня друзья познакомимся поближе.

С технической стороны вопроса эта форма измерения считается наиболее универсальным методом вычисления мощности силового агрегата. Ей пользуются инженеры всего мирового пространства.

Смотрите также: Что важнее, крутящий момент или лошадиные силы…

Ватт- это единица измерения которая входит в систему СИ (Международную систему единиц) и которая означает, сколько потребуется мощности для выполнения работы в 1Дж за единицу времени.

В основном данный метод-подсчет используется профессионалами, как «наиболее правильный» с точки зрения фундаментальной науки в показателях мощности. Как единица измерения в автомобильной сфере она используется в основном в Южном полушарии нашей планеты, так уж исторически сложилось.

Метод измерения мощности в киловаттах на автомобилях в основном происходит путем нахождения величины крутящего момента передаваемого от колес на динамометрическом стенде, а затем для подсчетов применяется данное уравнение:

Киловатты стали современной мерой фиксации выходной мощности автомобилей и возможно в будущем они станут общепринятой мировой мерой подсчета. По крайней мере, если посмотреть на любые официальные данные предлагаемые автопроизводителями, то обязательно можно увидеть единицы кВт мощности двигателей внутреннего сгорания установленные наравне с лошадиными силами.

Более того, с начинающимся ажиотажем вокруг автомобилей с электрическими двигателями вхождение в обиход этой формы измерения станет еще более оправданной, ведь количество произведенной электродвигателем работы измеряются с помощью кВт⋅ч (киловатт-часов), которые и определяют, как долго электродвигатель может производить определенное количество энергии, например, для того же движения автомобиля.

Лошадиные силы (л.с.)

Введенная в обиход «маэстро» и по совместительству создателем продуктивных паровых двигателей мистером Джеймсом Уаттом, данная единица мощности  основанная на лошадиных силах каким-то образом жива и по сей день, пронеся подсчеты силы гениального инженера сквозь столетия. Она является основной единицей измерения мощности автомобилей во многих странах мира, в том числе и у нас в России, где она (л.с.) используется не только в качестве измерения мощности двигателя внутреннего сгорания указанная в официальных документах к моделям автомобилей, но и для расчетов налогообложения в автомобильной автосфере, к примеру, для того же подсчета транспортного налога.

Так что же такое лошадиная сила (л.с.), как она появилась и как ее высчитывают? Как ее появление было связано с лошадьми?

Шотландия. Изобретатель Джеймс Уатт довел свое первое паровое устройство до ума, которое могло бы помочь сотням промышленникам и ремесленникам в их будничном труде. И вроде бы такой двигатель был хорош всем, но как объяснить это самим обывателям? Ответ напрашивался само собой, нужно было сравнить работу самого распространенного на тот момент «силового устройства» (т.е. лошади) с работой этой новой машины. Сказано — сделано. Уатт засел за подсчеты.

ПОДСЧЕТЫ И СРАВНЕНИЕ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ

В большинстве стран Европы лошадиная сила (л.с.) определяется как- 75 кгс·м/с, т.е. мощность затрачиваемая при равномерном вертикальном поднимании груза массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при ускорении свободного падения 9.8 м/с.

В Международной метрической системе «СИ» мощность официально измеряется в ваттах, 1 (одна) л.с. (метрическая лошадиная сила) равна 735 Вт или 0.73 кВт.

В свою очередь 1 кВт равен 1,35 л.с.

Более того, в системе измерения в Соединенном Королевстве а также и в США лошадиные силы (horsepower hp) приравнивают к 745 Вт, из-за чего имеется небольшое расхождение с европейскими «лошадками». Таким образом, 1 л.с. в США равна 1,0138 л.с. по отношению к Европе.

Например, мощность 3.8-литрового двигателя Nissan GT-R составляет 570 л.с., в киловаттах она будет равна 419 кВт, в hp будет равна 577 единицам.

Смотрите также: Когда менять приводные ремни

Как Джеймс Уатт ввел в обиход свои паровые машины и заодно понятие «лошадиная сила»

Сейчас точно никто не знает насколько сильны были лошади учувствовавшие в экспериментах Уатта, были ли они в расцвете сил или это были уже старые клячи. Однако в народе сохранилось несколько легенд,

одна из которых гласит. Некий пивовар, первый покупатель парового агрегата Уатта, чтобы сбить цену на машину изобретателя вероятно решил провести состязание. Лошадь в пивоваренном производстве приводила в действие водяной насос, а взамен ее пивовар как-раз и хотел приобрести паровую машину.

Так вот, для того чтобы наверняка победить нечистый на руку промышленник выбрал для соревнования самую сильную лошадь и путем манипуляций с кнутом и с другими инструментами повышения производительности труда, выжал из бедной животины максимальный КПД. В ответ на этот вызов Джеймс Уатт применил свою машину и превысил выполненную лошадью работу (КПД) по некоторым данным в 1,5 раза, что послужило принятием за образчик именно данное металлическое устройство, которое работало на водяном пару.

Вторая легенда рассказывает нам обратное и все наоборот, что сам Уатт немного «подкрутил» расчёты в свою пользу. Понадобилось это ему для того, чтобы убедить несговорчивых владельцев угольных шахт для перехода с тягловых лошадей на паровые машины. В 18 веке уголь из шахт поднимали при помощи лошадей и с помощью веревки через систему блоков. Подсчитав производительность среднестатистической лошади Уатт применил завышенный коэффициент, умножив полученное им число на 1,5, за счет чего его машина с легкостью выигрывала в производительности у любой лошади совершавшей ту же самую работу.

Поскольку такая лошадиная сила в значительной степени распространилась по всему Земному шару ввиду простоты подсчетов и понятности для пользователей, то появились различные виды (определения) этих лошадиных сил, то есть: метрическая лошадиная сила, механическая лошадиная сила, котловая лошадиная сила, электрическая лошадиная сила и водяная лошадиная сила.

Возможно в некоторых статьях или новостях, как в зарубежных так и в отечественных, вы не раз уже сталкивались с непонятными вам сокращениями,  например, с такими- nhp, rhp, bhp, shp, ihp, whp. Многим они не понятны. Что же они обозначают? Объясним.

Nhp или rhp, Nominal horsepower, rated horsepower— полезная мощность, использовалась для оценки мощности паровых двигателей.

Bhp, Brake horsepower— эффективная мощность в л.с., мощность «снимаемая» с коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания не учитывающая потери мощности от КПП и от трансмиссии автомобиля.

Shp, Shaft horsepower— мощность двигателя на валу, мощность подводимая к валу винта, на сам вал турбины или на выходной вал автомобильной коробки передач. Так называемая у инженеров грязная «Брутто»-мощность.

Ihp, Indicated horsepower— индикаторная мощность в л.с., это теоретическая мощность поршневого двигателя определяемая, суммой мощности с коленчатого вала эффективной мощности и энергии расходуемой на трение.

Whp, Wheel horsepower— лошадиная сила «снимаемая» с колес автомобиля на динамометрическом стенде. Это самое точное измерение позволяющее учесть все виды потерь, т.е. — трансмиссионные, паразитные потери на приведение в движение насоса, вентиляторов, генератора, на потери выхлопной системы и на другое. Так называемая чистая «Нетто»-мощность.

Смотрите также: Турбонаддув: принцип действия, достоинства, недостатки

Как видите теперь друзья, количество видов измеряемой мощности двигателя достаточно обширно. Также еще, автопроизводители проводят замеры мощности по различным стандартам и инструкциям, по DIN и ECE, проводят измерение брутто-мощности и нетто-мощности. Все измерения мощности двигателей предполагают также различное выходное значение такой мощности. Чем в своих интересах иногда пользуются сами автопроизводители.

PS

Сокращение «PS» расшифровывается, как pferdestärke, в переводе с немецкого оно означает «лошадиная сила». Казалось бы, все просто, PS = л.с., однако господа, это не совсем так. Для нее (PS) были применены некоторые метрически уточнения, которые должны перенести старые «лошади» (л.с.) в 21 век. Этот стандарт измерения метрических лошадиных сил был принят в Европе в качестве нового вида измерения мощности.

1 PS = 0.986 л.с.

Подводя итоги обзора по кВт, л.с. и PS мы в конце произведем практическое сравнение трех мер измерения мощности и продемонстрируем наглядно на примере нескольких крутых автомобилей:

Nissan Skyline GTR R34: 206 кВт = 276 л.с. = 280 PS

McLaren 570S: 419 кВт = 562 л.с. = 570 PS

Honda Civic Type-R FK2: 228 кВт = 306 л.с. = 310 PS

Bugatti Chiron: 1,103 кВт = 1,479 л.с. = 1500 PS

Уважаемые читатели, друзья, поделитесь с нами в комментариях, как вы лучше всего сами в каких значениях воспринимаете мощность любого из автомобилей. Вам удобнее воспринимать старые-добрые лошадиные силы, киловатты или все-же предпочитаете новомодное веяние из Европы- PS?

История развития мощностных измерений — новости компании МАХА

Истоки современных процедур измерения мощности можно найти в период изобретения парового двигателя. Во второй половине 18-ого века Джеймс  Уатт кардинально усовершенствовал существующую конструкцию,  увеличив  ее эффективность и создав универсальную паровую машину двойного действия. Несмотря на мизерную по современным понятиям эффективность всего в 3%,  двигатель Уатта все же получил первый патент. И в результате он стал тем двигателем, который способствовал процессу индустриализации; даже тогда двигатели должны были показывать оцениваемые результаты.

В любом случае, это означало, что уже была необходима единица измерения мощности.   Первое определение метрической единицы л.с. (лошадиной силы) восходит своими корнями также к Джеймсу Уатту.

Спустя 200 лет, новая единица мощности была названа именем изобретателя: Ватт и сейчас является унифицированной единицей измерения мощности. Старая добрая метрическая лошадиная сила была отменена с введением системы СИ (Система Интернациональная) и, в соответствии с официальными правилами,  допускалась к применению только в качестве дополнительной единицы измерения.

Победный марш парового двигателя задал направление развития прогресса: железные дороги и локомотивы с паровыми двигателями были еще одной вехой на пути к индустриальному обществу.  За 80 лет до появления первого автомобиля, в конце 80-х годов 19 века первый паровой локомотив уже двигался по железной дороге, и это направление промышленности развивалось чрезвычайно быстро.  Локомотивы были быстрые, тяжелые и, конечно же, дорогие. Для контроля  и, по возможности,  для снижения  грандиозных операционных расходов при эксплуатации этих монстров необходимо было измерять их эффективность. Для этих целей сначала использовали специальные измерительные тележки, которые цеплялись к локомотивам. 

Гидромеханические измерительные устройства и пружины передавали силу с валов этих «лабораторий»  на автоматические приборы измерений внутри тележек.  Совместно с другими измерительными системами это позволяло измерить постоянное тяговое усилие, работу, мощность, скорость движения и другие параметры с разрешением до 0,1 с.  Эти измерительные тележки заложили важный фундамент для финансово – успешного  производства и развития железнодорожной сети по всему миру. 

Во избежание нарушений плотного графика железнодорожного движения длительными  тестовыми заездами локомотивов с измерительными тележками, а также для того, чтобы сделать измерения независимыми от погодных условий, были созданы стационарные измерительные системы.  Это были гигантские залы с  внушительными роликовыми динамометрами, установленные на них локомотивы можно было испытывать под различными нагрузками с любой длительностью.  В тот же момент получили развитие, в соответствии с возможностями современных технологий измерений, системы оценки выхлопных газов и измерения расхода топлива, что также было обусловлено необходимостью оптимизировать эффективность паровых локомотивов в целом.  В этих динамометрах все еще использовали большие, относительно простые водяные тормоза под каждым приводным колесом для обеспечения различных нагрузок. Такие гидравлические динамометры были доступны для коммерческого применения, начиная с 1881 года после их изобретения Вильямом Фродом (William Froude). 

Пионеры автомобильной промышленности уже могли заимствовать опыт железнодорожной индустрии для тестирования своих двигателей и транспортных средств. Однако такие масштабные испытания не всегда были доступны только зарождающейся автомобильной промышленности. Приходилось сталкиваться со множеством сложностей начального периода развития в попытках увеличить общественное признание данного вида транспорта.

Также следует отметить тот факт, что вплоть до 1928 года, в соответствии налоговым законодательством Германии, для клиента более важным, чем фактическая мощность транспортного средства, была, так называемая, «налоговая лошадиная сила». Величина налоговой лошадиной силы (н.л.с.) рассчитывалась не от фактической мощности двигателя, а с помощью простой математической формулы, основанной на размерах цилиндра (одну налоговую лошадиную силу «выдавал» четырехтактный двигатель с рабочим объемом 261,8 см³). 

В начале ХХ века налоговая лошадиная сила была достаточно близка к реальной лошадиной силе (л. с.); с развитием же двигателей внутреннего сгорания реальная лошадиная сила стала больше, чем н. л. с. в десять и более раз. Данная практика делала не актуальным вычисление реальной лошадиной силы, поэтому часто она исчислялась неточно или просто выдавалась производителем. Так, например, производитель заявлял следующие характеристики Audi 18/70 PS 1925-го года (M-type выпускалась с 1924 по 1927, один из самых дорогих автомобилей того времени): автомобиль с 18 налоговыми лошадиными силами оснащен двигателем с объемом  4,5 литра и эффективной мощностью в 70 лошадиных сил. Действительно ли эти 70 лошадиных сил были достижимы данным автомобилем, оставалось скорее на совести маркетологов, нежели инженеров, хотя эффективную мощность даже в то время можно было измерить с достаточной точностью. 

Пока производство автомобилей еще не стало массовым, и процессы производства не отвечали более поздним индустриальным стандартам, каждый произведенный двигатель испытывался  и измерялась его мощность. Такие измерения производились при помощи упомянутого ранее динамометра с водяным тормозом.  Альтернативные средства были довольно устаревшими конструкциями со сравнительно примитивными датчиками силы, например, с простыми ленточными тормозами. Эта и последующие разработки, например тормоз де Прони (de Prony), имели в основе сухое трение, поэтому не подходили для автомобильной индустрии, по крайней мере для инженерного применения.  Электрификация технологий на рубеже веков имела решающее значение для зарождающейся автомобильной индустрии. Двигатель внутреннего сгорания занял лидирующие позиции по сравнению с паровым и электрическим двигателями.

Электродвигатели переменного, постоянного тока и электромагнитные индукционные тормоза начали использовать в динамометрических стендах  для автомобильной индустрии для применения значительно позже, где-то в 1930-х годах.

И даже после Второй мировой войны такие динамометры были доступны и использовались исключительно для исследований и разработок промышленного масштаба. Параллельно, еще до войны в Америке, в среде автомобильного спорта и механиков–энтузиастов начали зарождаться традиции измерений мощности автомобилей.  Относительно дешевые гидравлические тормоза, используемые в этих гаражах, стали широко распространенными в Америке.

Широкое распространение автомобилей порождает первые уличные состязания “на скорость”.  Любители гонок начинают перестраивать свои автомобили. Чаще всего это были массовые модели Ford в кузове родстер, из-за его меньшего веса, отсюда появился термин hot rod, сокращение от hot rodster. C 1949 года ведет свою историю Национальная Ассоциация гонок серийных автомобилей (NASCAR — National Association of Stock Car Auto Racing). Именно тогда Билл Франс-старший решил объединить проводившиеся на юго-востоке США полулюбительские гонки на серийных машинах в один чемпионат. Ни одна автоспортивная организация не взялась санкционировать это соревнование, и Франс основал санкционирующую организацию сам. Все это стало предпосылкой, чтобы североамериканские производители автомобилей обратили на характеристики мощности автомобилей свое пристальное внимание. 

Для обычных же автосервисов было довольно таки мало интереса инвестировать в такое диагностическое оборудование. Важные действия в этом направлении начались только в 1970-х годах, когда в США были определены первые экологические стандарты, описанные в  Федеральных законах о качестве воздуха и о качестве вод.  

Данное регулирование произвело настоящий бум спроса на функциональные динамометры для диагностики транспортных средств, особенно когда во многих странах законами стало предписано проводить экологические измерения под нагрузкой. Долгое время в Европе технологии измерений мощности и экологических показателей оставались прерогативой автопроизводителей и профессионального автоспорта. Но и здесь, параллельно с введением экологических стандартов в Америке, развивающееся законодательство стало требовать применения простых роликовых динамометров.  В последующие годы экологические стандарты во всем мире становились все жестче. Угроза загрязнения воздуха, нефтяной кризис и возрастающее внимание к экологии в развитых странах сильно повлияли на развитие автомобильной промышленности.

Не важно, изобретались ли полноприводные технологии, электронные системы управления или каталитические нейтрализаторы отработанных газов, процедуры измерений мощности и экологических показателей должны были идти в ногу с техническим прогрессом в автомобилестроении.

В Германии в 1985 году была введена предписанная законом специальная ежегодная проверка токсичности отработанных газов (ASU — Abgas-Sonder-Untersuchung), которая действовала вплоть до 1993 года. И хотя он распространялся только на бензиновые двигатели, но диагностическим оборудованием сразу же были оборудованы автосервисы по всей стране. Это произошло, потому что те, кто не мог провести диагностику согласно узаконенным нормам, сразу же вытеснялись с рынка конкурентами.  С декабря 1993 года закон о ежегодной проверке отработанных газов, известный теперь как «AU», так же стал распространяться и на дизельные двигатели.  Принцип действия опациметра (или дымомера —  оптического прибора для измерения дымности выхлопных газов дизельных двигателей) не изменился до сегодняшнего дня. Дизельные же двигатели претерпели большие изменения, как это повлияло на измерения, будет освещено в последующих статьях.

Относительно недавно (с 1 декабря 2008 года) для всех автомобилей, зарегистрированных после 1 января 2006 года начала действовать так называемая Директива 4 (Leitfaden 4 / Guideline 4). В настоящий момент полным ходом идет бурная дискуссия вокруг этой Директивы и заявлений автомобильной индустрии о замене традиционных технологий экологического контроля «из выхлопной трубы» на контроль отвечающих за экологию компонентов посредством OBD. Тем не менее, этот динамический интернациональный процесс уже неопровержимо определил: развитие современных  технологий измерения мощности и экологических показателей не завершено и будет продолжаться еще долгое время.    

Читайте также

Обучение сервисных инженеров МАХА

Comtrans’17 Пост-релиз

Изменения в области канавных и плунжерных подъемников

Единый логотип для всех брендов MAHA GROUP

— Знаете ли вы, что ваш PS от вашей л.с.?

Когда производители рекламируют свои автомобили, нас засыпают множеством цифр от лошадиных сил до кубических сантиметров, но что эти цифры говорят нам? Больше всегда лучше? А что такое крутящий момент?

Чтобы разгадать тайну измерения мощности двигателя, мы вернемся в Шотландию 18 ^-го -го века и к изобретателю Джеймсу Ватту. Он пытался сравнить мощность лошадей с мощностью паровых машин, которые постепенно заменяли их, как руководство к работе, которую может выполнять паровой двигатель.Вот где родился лошадиных сил (л.с.)! После многих экспериментов Джеймс Ватт подсчитал, что 1 лошадиная сила была эквивалентом 1 лошади, поднимающей 33000 фунтов сверх 1 фута за 1 минуту на поверхности Земли. В автомобиле л. С. Описывает общую мощность, которую может произвести двигатель. Таким образом, чем выше мощность, тем больше мощность у автомобиля и, соответственно, выше максимальная скорость.

Однако Тормозная мощность (л.с.) часто используется как более реалистичное измерение мощности.Это связано с тем, что л.с. учитывает мощность, оставшуюся после работы других частей автомобиля, таких как коробка передач, генератор и водяной насос, а также любые потери мощности из-за трения.

Что такое Pferdstarke (PS)

Еще одно распространенное измерение двигателя, которое стоит увидеть — PS . Это означает немецкое слово Pferdstarke , которое в переводе означает конская сила. Это была попытка сделать показатель hp. В этом измерении 1 л.

Износ шин — все, что вам нужно знать!

Несмотря на то, что л.с. является наиболее широко признанным показателем мощности двигателя, в 1992 году Европейский Союз выбрал киловатт (кВт) в качестве официальной меры. Однако, как правило, это меньшее число, поэтому многие производители предпочитают использовать л.с. Например, мощность двигателя Aston Martin DB9 может быть выражена как 540 л.с. или 403 кВт… цифра в л.с. звучит гораздо более впечатляюще, но оба представляют одинаковую мощность.

Таким образом, для л.с., л.с., л.с. или кВт, чем больше число, тем больше мощность и, следовательно, выше максимальная скорость.

Еще одна сила, которая часто указывается рядом с л.с., или в зависимости от того, какое измерение используется, — это крутящий момент. Крутящий момент измеряется либо в фунт-футах (фунт-сила) т, либо в метрических Ньютон-метрах (Нм). Он измеряет силу, необходимую для поворота объекта. В автомобилях это величина крутящего момента на коленчатом валу.Чем больше крутящий момент у вас есть, тем больше тяговое усилие у двигателя, это сила, которую вы чувствуете при ускорении. Измерение крутящего момента показывает, насколько быстро двигатель сможет перемещать вес автомобиля. Чем больше крутящий момент, тем больше будет ускорение. Это обеспечит быстрое ускорение с места, большую мощность при обгоне и возможность буксировать или переносить тяжелые предметы, поэтому, если это то, что вам снова нужно от транспортного средства, чем больше число, тем лучше!

Ваши водительские права с фотокарточкой — все, что вам нужно знать!

Объем двигателя выражается как литров (л) или кубических сантиметров (куб. См).Например, объем двигателя 2211 см3 часто округляется до ближайшей 1000 и выражается как 2,2 литра. Чтобы использовать топливо, двигателю требуется в 15 раз больше воздуха, чем имеющегося топлива. Измерения куб.см связаны с тем, сколько воздуха может впитать двигатель. Чем больше размер двигателя, тем больше количество всасываемого воздуха и, следовательно, больше топлива может быть сожжено. Если сжигается больше топлива, можно производить больше энергии. Это заставит вас поверить, что, опять же, чем больше число, тем мощнее двигатель, но современные технологии означают, что это не всегда так.Например, в линейке двигателей Ford EcoBoost есть метод прямого впрыска топлива и добавлены турбонагнетатели. В результате получился 1,0-литровый двигатель, который может развивать ту же мощность, что и обычный 1,6-литровый двигатель, при этом сохраняя свою топливную экономичность. Так что в этом случае хорошие вещи приходят в маленьких упаковках!

Итак, если вы буксируете прицеп, разумно будет поискать показатель с высоким крутящим моментом, если вы хотите экономить топливо по городу, лучше всего подойдет двигатель меньшего размера, и если вы просто хотите ехать как можно быстрее (очевидно, не на дороги общего пользования!) ищите большую цифру л.с.!

Оставьте комментарий на Facebook, чтобы получить шанс выиграть £ 20 ваучера High Street .Каждый месяц мы выбираем наш любимый комментарий за предыдущий месяц — примите участие, чтобы получить шанс выиграть …

Пользователи должны войти в Facebook, чтобы просматривать и добавлять комментарии. Комментарии не отражают точку зрения Rivervale, если не указано иное.

Что такое мощность в лошадиных силах? Как рассчитать и эффективно использовать?

Простыми словами, мощность — это « темп или скорость выполнения работы ». Работа определяется как «усилие , действующее на расстояние ».В автомобильных двигателях для измерения мощности используется термин « лошадиных сил, лошадиных сил». Этот термин происходит от прежней практики измерения скорости работы, выполняемой лошадью, которая равна 33000 фут-фунтов из « проделанной работы» в минуту.

Обычный двигатель вырабатывает мощность за счет сжигания топлива. В процессе сгорания выделяется тепловая энергия, что приводит к возникновению расширяющих сил, известных как мощность. Мощность двигателя обычно измеряется в тормозных лошадиных силах (л.с.), Pferdestärke (PS), что является немецким переводом лошадиных сил.В метрической системе используется единица измерения киловатт и (кВт), в то время как в имперской / британской системе это « фут-фунт-сила-сила в секунду, » (кадр / с).

Двигатель теряет часть генерируемой мощности, преодолевая собственное трение, известное как « мощность трения в лошадиных силах» . Мощность в лошадиных силах — это фактическая мощность, развиваемая двигателем, тогда как Мощность в лошадиных силах — это доступная мощность , которая составляет почти 70-85% от фактической мощности , развиваемой внутри двигателя.

Вы можете рассчитать указанную мощность в лошадиных силах четырехтактного двигателя по следующей формуле —

(где P = среднее эффективное давление в кг / см², L = длина хода, A = площадь поршня в см², Н = Частота вращения коленчатого вала, n = количество цилиндров)

Фрикционная мощность в лошадиных силах = указанная мощность в лошадиных силах — мощность в лошадиных силах при торможении

F.H.P = I.H.P — B.H.P

Соотношение между BHP, Ps и кВт:

1 л.с. = 1,01 л.с. = 0,70 кВт

1кВт = 1.34 л.с. = 1,4 л.с.

1 л.с. = 0,98 л.с. = 0,70 кВт

Вы также можете рассчитать выходную мощность, если знаете значение крутящего момента и частоту вращения двигателя по следующей формуле.

л.с. = крутящий момент X об / мин ÷ 5252

Кроме того, динамо-метр измеряет выходную мощность двигателя внутреннего сгорания. Большинство автомобильных двигателей вырабатывают мощность в широком диапазоне оборотов двигателя. Хотя выходная мощность варьируется от двигателя к двигателю, она обычно максимальна в верхней части диапазона оборотов двигателя.Выходная мощность двигателя обычно представлена ​​на графике в виде кривой в зависимости от диапазона оборотов двигателя. Между прочим, Bugatti Veyron — одна из самых мощных машин в мире.

Как помогает мощность в лошадиных силах?

Кривая мощности двигателя представляет его скорость выполнения работы, соответствующую диапазону оборотов двигателя. Более высокая мощность двигателя означает, что он может выполнять больше работы ИЛИ обеспечивать более высокую производительность. Таким образом, чтобы достичь более высоких скоростей транспортного средства, вам потребуется больше мощности.Мощность наиболее полезна при превышении скорости и обгоне. Транспортному средству часто требуется больше мощности, когда оно поднимается по уклону, поскольку двигатель должен выдерживать вес транспортного средства против сил тяжести.

Что такое двигатель «Power-Band»?

Теоретически диапазон оборотов двигателя между « пиковый крутящий момент » об / мин и « макс. Мощность в лошадиных силах » об / мин известен как « Power-Band ». Это диапазон, в котором двигатель является наиболее эффективным и обеспечивает наилучшую производительность.Помните, что расход топлива увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Но это самый низкий показатель в пределах « Power-Band » двигателя. Следовательно, всегда знайте «диапазон мощности» вашего двигателя. Если вы переключаете передачи в «диапазоне мощности», вы, вероятно, получите максимальную топливную экономичность вашего автомобиля. Итак, прочтите «Технические характеристики двигателя» в Руководстве пользователя, чтобы узнать о «диапазоне мощности» вашего двигателя. (Примечание: этот диапазон варьируется от автомобиля к автомобилю).

Какие факторы влияют на мощность двигателя?

Выходная мощность варьируется от двигателя к двигателю, что в основном зависит от следующих факторов —

1. 1. Конструкция / тюнинг двигателя
   2. Объем двигателя / объем
   3. Вид топлива — бензин / дизель / КПГ
   4. №клапанов
   5. Распределение фаз
   6. Метод наддува воздухом — без наддува / с турбонаддувом / наддувом и
   7. Способы подачи топлива — карбюратор, MPFi / GDI / CRDi и т. Д.

Как эффективно использовать мощность двигателя в лошадиных силах?

Более того, мощность двигателя в лошадиных силах лучше всего использовать в сочетании с крутящим моментом двигателя и тем самым соответствующим образом переключать передачи. Чтобы получить больше скорости, вам нужно больше мощности. А чтобы получить больше мощности, нужно сжигать больше топлива.Кроме того, обычный двигатель производит больше мощности за счет более высокого расхода топлива.

Каждый двигатель достигает своего Макс. Значение Power , когда вы увеличиваете его до полного открытия дроссельной заслонки, прежде чем ЭБУ отключит подачу топлива. Таким образом, производители упоминают это значение в Руководстве пользователя в разделе «Технические характеристики двигателя ». Например, « Максимальная мощность: 97 л.с. при 5000 об / мин », как показано на 2-й диаграмме (график мощности двигателя). Вам нужна максимальная мощность, чтобы двигатель раскручивался быстрее при превышении скорости или обгоне.Однако, путешествуя по простой дороге / автомагистрали, вам не нужно запускать двигатель на макс. мощность / об. / мин.

Помните, что работа двигателя на максимальных оборотах приведет только к сжиганию дополнительного топлива. Так что используйте ускоритель экономно, чтобы контролировать мощность двигателя и добиться от него максимальной эффективности … !!!

Читайте дальше: Характеристики крутящего момента двигателя, определение и формула >>

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет.CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Просмотреть все сообщения CarBikeTech

Что такое лошадиные силы? Разница между HP, BHP и PS объяснена

Распространенный автомобильный вопрос: «В чем разница между лошадиными силами, тормозной мощностью и метрическими лошадиными силами?» Это не лишний повод для удивления, поскольку производители автомобилей не используют стандартизированные Система, так что игроки могут легко попасть в волну показателей производительности, которые, если вы не будете осторожны, заставят вас думать, что автомобиль более или менее мощный, чем он есть на самом деле.

Чтобы убедиться, что все мы находимся на одной странице, мощность — это мера работы, деленная на время, причем работа определяется как сила, умноженная на расстояние. Именно из этих уравнений пришли первые определения лошадиных сил.

• Правостороннее движение: мы берем наш тест с левосторонним управлением.

По легенде, шотландский инженер по имени Джеймс Уоттс измерил тяговое усилие лошадей на шахте. Он обнаружил, что одна лошадиная сила равна примерно 33000 фут-фунтам в минуту работы, и, следовательно, возникло определение одной лошадиной силы.

Что такое HP по сравнению с BHP и PS?

Метрический эквивалент одной лошадиных сил, обозначаемый как 1 л.с., равен 4500 килограмм-метрам в минуту, что округляется до 32 550 фут-фунтов в минуту или 0,9863 лошадиных сил.

Номинальная мощность двигателя обычно измеряется на динамометре, который представляет собой форму механического тормоза, используемого для приложения переменных нагрузок к работающему двигателю, так что крутящий момент и мощность могут быть рассчитаны при разных оборотах двигателя — следовательно, тормозная мощность (которая равна всегда указывается при заданных оборотах).

• Каков предел вождения в нетрезвом виде? Объяснение законов Великобритании

Из-за потерь на трение, тормозная мощность, измеренная на выходном валу двигателя, всегда ниже, чем указанная мощность двигателя — так называется общая мощность, создаваемая сгоранием топлива в цилиндрах. (Об обозначенной мощности говорят только инженеры, а потом только между собой) цифра, из-за потерь на трение через коробку передач и трансмиссию.Неудивительно, что никто в автомобильной промышленности не хочет афишировать более низкие цифры, даже если они, возможно, были бы наиболее релевантными для сравнения. Однако стоит отметить, что в зависимости от того, с кем вы разговариваете, мощность на колесах и л.с. часто используются как синонимы, что еще больше усугубляет путаницу.

Однако, где бы он ни измерялся, мощность вашего автомобиля — или его скорость работы — зависит от того, сколько топлива двигатель может сжечь за заданный промежуток времени. Вот почему мощность в лошадиных силах имеет тенденцию нарастать по мере увеличения оборотов двигателя (до определенного момента), потому что вы накачиваете больше топлива в цилиндры.

Теперь вы разобрались с мощностью в лошадиных силах, почему бы не взглянуть на нашу страницу «Что такое крутящий момент?»….

Что такое мощность (л.с.)? Как рассчитать мощность

Что такое лошадиные силы? Как я могу рассчитать свою мощность в лошадиных силах? Это общие вопросы, которые мы получаем от наших клиентов. Чтобы ответить на этот вопрос, давайте сначала определим, что такое лошадиные силы.

Лошадиная сила, как и любая единица мощности, — это просто скорость, с которой выполняется работа. Буквально, единица лошадиных сил возникла в результате эксперимента по измерению мощности отдельной лошади.Было установлено, что лошадь способна выполнять работу 33 000 фунт-сила-футов в минуту. Мы обратимся к этому номеру позже в объяснении.

Во-первых, несколько уравнений, которые помогут вам рассчитать мощность:

Для электродвигателей мощность или мощность в лошадиных силах можно рассчитать по крутящему моменту и скорости. Например, если у вас есть двигатель, рассчитанный на 3000 об / мин и 6 дюйм-фунтов, то мощность в лошадиных силах рассчитывается ниже.

63025 является константой при использовании оборотов в минуту для скорости и фунт-сил для единиц крутящего момента. 5252 — еще одна распространенная константа, если скорость выражена в об / мин, а крутящий момент — в фут-фунт-силах. Если единицы измерения разные, просто произведите преобразование единиц.

Получение этих констант выполняется с использованием 33 000 фут-фунт-силы / мин = 1 лошадиные силы. Хотя единицы мощности являются производными от 33000 фунт-сила-футов / мин, это не критично для понимания того, как рассчитать мощность двигателя в зависимости от скорости и крутящего момента.

Еще одна распространенная единица мощности, которую определяют двигатели, — это ватты. Преобразование ватт в лошадиные силы составляет 745,7 Вт = 1 л.с.

Чтобы помочь конструкторам с иногда трудным преобразованием единиц измерения, Groschopp разработал калькулятор MOTORTEC STP, бесплатную загружаемую программу, которая обеспечивает быстрый и простой способ расчета скорости, крутящего момента или мощности. Преобразование наиболее часто используемых единиц выбирается, генерируется автоматически и может быть распечатано.

• Расчет скорости, крутящего момента и мощности
• Расчет расчетного электрического тока и потерь для выбора оптимального двигателя
• Простое и точное преобразование единиц измерения
• Настраиваемая функция печатного отчета
• Расчет эксплуатационных расходов

Как производители автомобилей используют динамометр для измерения мощности в лошадиных силах

• Крутящий момент и мощность — это оба способа понять силу, где крутящий момент измеряет способность силы поворачивать объект, а мощность измеряет эту способность с течением времени.

• Динамометры — это инструменты для измерения крутящего момента. Как только крутящий момент получен, вам просто нужно применить его к формуле для получения лошадиных сил.
• Чтобы подробнее узнать о крутящем моменте и лошадиных силах, а также о том, как производители автомобилей измеряют их, посмотрите видео ниже.
• Посетите домашнюю страницу Business Insider, чтобы узнать больше.

Ниже приводится стенограмма видео.

Рассказчик: Этот автомобиль вращается со скоростью 8 200 оборотов в минуту. При 8200 об / мин кричит. Это Ford Mustang GT350, и хотя его колеса крутятся с такой скоростью, которая должна довести автомобиль до 140 миль в час, он, очевидно, никуда не движется. Но то, что вы видите, — это важный тест, который помогает нам понять, на что способен автомобиль, и, в этом случае, может даже помочь Ford решить, за какую цену они могут его продать.

Невозможно смотреть рекламу автомобиля, не увидев значений крутящего момента и мощности.

Коммерческий: Создан для выдачи 412 лошадиных сил и 390 Нм крутящего момента.

Рассказчик: Производители автомобилей хотят, чтобы вы поверили, что более высокая мощность и крутящий момент переводятся как «быстрее» и «сильнее». Это не совсем так. Точнее, эти два числа дают нам представление о том, на что способен автомобиль в различных дорожных ситуациях, без необходимости видеть его лично.

Прежде чем мы рассмотрим, как измеряются мощность и крутящий момент, давайте разберемся, что это такое.

Проще говоря, крутящий момент — это способность силы что-то крутить. Представьте себе динамометрический ключ, в котором вы прикрепляете головку ключа к болту и нажимаете на ручку. Способность гаечного ключа поворачивать болт — крутящий момент. То же самое скручивающее действие происходит внутри двигателя автомобиля, за исключением того, что на этот раз вместо того, чтобы ваша рука давила на ручку, внутри каждого цилиндра двигателя происходят крошечные взрывы, толкая поршень вниз, который заставляет коленчатый вал вращаться. Никаких рук не требуется! Крутящий момент!

Чем сильнее этот поршень давит на коленчатый вал, тем сильнее вращается коленчатый вал, тем больше энергии выдает двигатель автомобиля.Итак, в случае с нашим автомобилем, крутящий момент — это сила, которую производит двигатель. Как соотносятся лошадиные силы? Что ж, если крутящий момент — это то, сколько силы производит двигатель, то мощность в лошадиных силах — это то, как быстро он может создать эту силу.

Итак, у нас куча лошадиных сил. Что с этим делать? Если у нас есть, скажем, 5 лошадиных сил, у нас будет достаточно, чтобы переместить 2750-фунтовый автомобиль на один фут за одну секунду, учитывая, что вес и мощность являются единственными двумя факторами. Если бы у нас была более тяжелая машина, нам потребовалось бы больше лошадиных сил, чтобы сдвинуть ее на одну ногу.Итак, как именно измерить крутящий момент и мощность?

Что ж, инженеры используют устройство, называемое динамометром, есть несколько типов. Этот динамометр, называемый динамометром шасси, представляет собой своего рода беговую дорожку для автомобилей. Здесь колеса автомобиля сидят на ролике, который позволяет колесам вращаться, не заставляя машину никуда ехать. С помощью ремней к автомобилю прилагается различный вес или нагрузка. Когда автомобиль прикован цепью, инженер нажимает на педаль газа, чтобы увидеть, как автомобиль взаимодействует с каждой нагрузкой на разных оборотах.Динамометр выводит диаграмму, которая выглядит следующим образом. На нем нанесены две линии: линия крутящего момента и линия мощности. Пик крутящего момента — это то место, где двигатель создает наибольшую силу. Пиковая мощность — это то место, где двигатель быстрее всего выдает наибольшую мощность. Цифры для крутящего момента и лошадиных сил, которые указываются в статистических таблицах дилерских центров и в рекламных роликах, как правило, являются числами на пике каждой из этих строк.

Хотя большие значения крутящего момента и мощности в таблице характеристик, несомненно, впечатляют, они лишь подсказывают покупателю нового автомобиля несколько аспектов личности автомобиля.Эти цифры, тем не менее, по-прежнему являются лучшими из имеющихся у нас, чтобы определить, насколько способна машина на самом деле.

ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: это видео было первоначально опубликовано в ноябре 2019 года.

Мощность против крутящего момента — x-engineer.org

В этой статье мы собираемся понять, как создается крутящий момент двигателя , как двигатель мощность вычисляется и что такое крутящий момент и кривая мощности . Кроме того, мы собираемся взглянуть на карты крутящего момента и мощности двигателя (поверхности).

К концу статьи читатель сможет понять разницу между крутящим моментом и мощностью, как они влияют на продольную динамику автомобиля и как интерпретировать кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке.

Определение крутящего момента

Крутящий момент можно рассматривать как вращающее усилие , приложенное к объекту. Крутящий момент (вектор) — это произведение между силой (вектором) и расстоянием (скаляр). Расстояние, также называемое плечом рычага , измеряется между усилием и точкой поворота.Подобно силе, крутящий момент является вектором и определяется амплитудой и направлением вращения.

Изображение: Момент затяжки на колесном болте

Представьте, что вы хотите затянуть / ослабить болты колеса. Нажатие или вытягивание рукоятки гаечного ключа, соединенного с гайкой или болтом, создает крутящий момент (усилие поворота), который ослабляет или затягивает гайку или болт.

Крутящий момент Т [Нм] является произведением силы F [Н] и длины плеча a [м] .

Чтобы увеличить величину крутящего момента, мы можем либо увеличить силу, либо длину плеча рычага, либо и то, и другое.

Пример : Рассчитайте крутящий момент, полученный на болте, если плечо ключа имеет 0,25 м и приложенное усилие составляет 100 Н (что приблизительно эквивалентно толкающей силе 10 кг )

Такой же крутящий момент может быть получен, если плечо рычага составляет 1 м , а усилие всего 25 Н .

Тот же принцип применяется к двигателям внутреннего сгорания. Крутящий момент на коленчатом валу создается силой, прикладываемой к шейке шатуна через шатун.

Изображение: Крутящий момент на коленчатом валу

Крутящий момент T будет создаваться на коленчатом вале на каждой шейке шатуна каждый раз, когда поршень находится в рабочем ходе. Плечо рычага и в данном случае имеет радиус кривошипа (смещение) .

Величина силы F зависит от давления сгорания внутри цилиндра.Чем выше давление в цилиндре, тем выше сила на коленчатом валу, тем выше выходной крутящий момент.

Изображение: Функция расчета крутящего момента двигателя для давления в цилиндре

Длина плеча рычага влияет на общую балансировку двигателя . Слишком большое его увеличение может привести к дисбалансу двигателя, что приведет к увеличению усилий на шейках коленчатого вала.

Пример : Расчет крутящего момента на коленчатом валу для двигателя со следующими параметрами:

Сначала мы вычисляем площадь поршня (предполагая, что головка поршня плоская и ее диаметр равен диаметру отверстия цилиндра):

Во-вторых, мы рассчитаем силу, приложенную к поршню. Чтобы получить силу в Н, (Ньютон), мы будем использовать давление, преобразованное в Па (Паскаль).

Предполагая, что вся сила в поршне передается на шатун, крутящий момент рассчитывается как:

Стандартная единица измерения крутящего момента — Н · м (Ньютон-метр).В частности, в США единицей измерения крутящего момента двигателя является фунт-сила · фут (фут-фунт). Преобразование между Н · м и фунт-сила · фут :

Для нашего конкретного примера крутящий момент в имперских единицах (США):

Крутящий момент T [Н] также может быть выражен как функция среднее эффективное давление двигателя.

где:
p _me [Па] — среднее эффективное давление
V _d [m ³ ] — рабочий объем двигателя (объем)
n _r [-] — количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n _r = 2 )

Определение мощности

В физике степень — это работа, выполненная во времени, или, другими словами, скорость выполнения работы .В системах вращения мощность P [Вт] является произведением крутящего момента T [Нм] и угловой скорости ω [рад / с] .

Стандартная единица измерения мощности — Вт, (ватт) и скорости вращения — рад / с, (радиан в секунду) . Большинство производителей транспортных средств предоставляют мощность двигателя в л.с., (мощность торможения) и скорость вращения в об / мин, (оборотов в минуту).Поэтому мы будем использовать формулы преобразования как для скорости вращения, так и для мощности.

Чтобы преобразовать об / мин в рад / с , мы используем:

Чтобы преобразовать рад / с в об / мин , мы используем:

Мощность двигателя также может быть измерена в кВт вместо Вт для более компактного значения.Чтобы преобразовать кВт в л.с. и обратно, мы используем:

В некоторых случаях вы можете найти л.с., (мощность в лошадиных силах) вместо л.с. как единица измерения мощности.

Имея скорость вращения, измеренную в об / мин , и крутящий момент в Нм , формула для расчета мощности следующая:

Пример . Рассчитайте мощность двигателя как в кВт, , так и в л.с. , если крутящий момент двигателя составляет 150 Нм, и частота вращения двигателя составляет 2800 об / мин .

Динамометр двигателя

Скорость двигателя измеряется с помощью датчика на коленчатом валу (маховике).В идеале, чтобы рассчитать мощность, мы должны также измерить крутящий момент на коленчатом валу с помощью датчика. Технически это возможно, но не применяется в автомобильной промышленности. Из-за условий эксплуатации коленчатого вала (температуры, вибрации) измерение крутящего момента двигателя с помощью датчика не является надежным методом. Также довольно высока стоимость датчика крутящего момента. Поэтому крутящий момент двигателя измеряется во всем диапазоне частоты вращения и нагрузки с помощью динамометра (испытательный стенд) и отображается (сохраняется) в блоке управления двигателем.

Изображение: Схема динамометра двигателя

Динамометр — это, по сути, тормоз (механический, гидравлический или электрический), который поглощает мощность, производимую двигателем. Самый используемый и лучший тип динамометра — это электрический динамометр . Фактически это электрическая машина , которая может работать как генератор или как двигатель . Изменяя крутящий момент нагрузки генератора, двигатель может быть переведен в любую рабочую точку (скорость и крутящий момент).Кроме того, при отключенном двигателе (без впрыска топлива) генератор может работать как электродвигатель для раскрутки двигателя. Таким образом можно измерить трение двигателя и потери крутящего момента насоса.

У электрического динамометра ротор соединен с коленчатым валом. Связь между ротором и статором электромагнитная. Статор прикреплен через плечо рычага к датчику нагрузки . Чтобы уравновесить ротор, статор будет давить на датчик нагрузки. Крутящий момент T рассчитывается путем умножения силы F , измеренной в датчике нагрузки, на длину плеча a рычага.

Параметры двигателя: тормозной момент, тормозная мощность (л.с.) или удельный расход топлива при торможении (BSFC) содержат ключевое слово «тормоз», потому что для их измерения используется динамометр (тормоз). .

В результате динамометрического испытания двигателя получается карт крутящего момента (поверхности), которые дают значение крутящего момента двигателя при определенных оборотах двигателя и нагрузке (стационарные рабочие точки). Нагрузка двигателя эквивалентна положению педали акселератора.

Пример карты крутящего момента для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

Пример схемы мощности для бензинового двигателя с искровым зажиганием (SI) :

Электронный блок управления (ЕСМ) ДВС имеет карту крутящего момента, хранящуюся в памяти.Он вычисляет (интерполирует) функцию крутящего момента двигателя от текущих оборотов двигателя и нагрузки. В блоке управления двигателем нагрузка выражается как давление во впускном коллекторе для бензиновых двигателей (искровое зажигание, SI) и время впрыска или масса топлива для дизельных двигателей (воспламенение от сжатия, CI). Стратегия расчета крутящего момента двигателя имеет поправки на основе температуры и давления всасываемого воздуха.

График данных крутящего момента и мощности, функции частоты вращения и нагрузки двигателя дает следующие поверхности:

Для Для лучшей интерпретации карт крутящего момента и мощности можно построить двухмерную линию крутящего момента для фиксированного значения положения педали акселератора.

Крутящий момент и мощность двигателя при полной нагрузке

Как вы видели, крутящий момент и мощность внутреннего сгорания двигатель зависит как от частоты вращения двигателя, так и от нагрузки. Обычно производители двигателей публикуют характеристики крутящего момента и кривых (кривые) при полной нагрузке (100% положение педали акселератора). Кривые крутящего момента и мощности при полной нагрузке подчеркивают максимальный крутящий момент и распределение мощности во всем диапазоне оборотов двигателя.

Изображение: параметры крутящего момента и мощности двигателя при полной нагрузке

Форма приведенных выше кривых крутящего момента и мощности не соответствует реальному двигателю, их цель — объяснить основные параметры. Тем не менее, формы аналогичны реальным характеристикам искрового зажигания (бензин), левого впрыска, атмосферного двигателя.

Частота вращения двигателя Н _e [об / мин] характеризуется четырьмя основными моментами:

Н _мин — минимальная стабильная частота вращения двигателя при полной нагрузке
Н _Tmax — частота вращения двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
N _Pmax — частота вращения двигателя при максимальной мощности двигателя; также называется номинальная частота вращения двигателя
N _max — максимальная стабильная частота вращения двигателя

При минимальной частоте вращения двигатель должен работать плавно, без колебаний или остановок.Двигатель также должен позволять работать на максимальной скорости без каких-либо повреждений конструкции.

крутящий момент двигателя при полной нагрузке кривая T _e [Нм] характеризуется четырьмя точками:

T ₀ — крутящий момент двигателя при минимальных оборотах двигателя
T _max — максимальный двигатель крутящий момент (максимальный крутящий момент или номинальный крутящий момент )
T _P — крутящий момент двигателя при максимальной мощности двигателя
T _M — крутящий момент двигателя при максимальной частоте вращения двигателя

В зависимости от типа всасываемого воздуха (атмосферный или с турбонаддувом) максимальный крутящий момент может быть точечным или линейным.Для двигателей с турбонаддувом или наддувом максимальный крутящий момент может поддерживаться постоянным между двумя значениями частоты вращения двигателя.

Мощность двигателя при полной нагрузке кривая P _e [л.с.] характеризуется четырьмя точками:

P ₀ — мощность двигателя при минимальных оборотах
P _max — максимальная мощность двигателя мощность (пиковая мощность или номинальная мощность )
P _T — мощность двигателя при максимальном крутящем моменте двигателя
P _M — мощность двигателя при максимальной частоте вращения

Область между минимальными оборотами двигателя N _мин и максимальная частота вращения двигателя Н _Tmax называется зоной нижнего конца крутящего момента.Чем выше крутящий момент в этой области, тем лучше возможности запуска / ускорения транспортного средства. Когда двигатель работает в этой области при полной нагрузке, если сопротивление дороги увеличивается, частота вращения двигателя будет уменьшаться, что приведет к падению крутящего момента двигателя и остановке двигателя . По этой причине эта область также называется областью нестабильного крутящего момента .

Область между максимальной частотой вращения двигателя N _Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N _Pmax называется диапазоном мощности .Во время разгона автомобиля для достижения наилучших характеристик переключение передач (вверх) следует выполнять на максимальной мощности двигателя. В зависимости от передаточных чисел коробки передач после переключения выбранная передача снижает частоту вращения двигателя до максимального крутящего момента, что обеспечивает оптимальное ускорение. Переключение передач на максимальной мощности двигателя позволит удерживать частоту вращения двигателя в пределах диапазона мощности.

Область между максимальной частотой вращения двигателя N _Pmax и максимальной частотой вращения двигателя N _max называется зоной верхнего конца крутящего момента.Более высокий крутящий момент приводит к более высокой выходной мощности, что означает более высокую максимальную скорость автомобиля и лучшее ускорение на высокой скорости.

Когда частота вращения двигателя поддерживается между максимальной частотой вращения двигателя N _Tmax и максимальной частотой вращения двигателя N _max , если сопротивление транспортного средства увеличивается, частота вращения двигателя падает, а выходной крутящий момент увеличивается, таким образом компенсация увеличения дорожной нагрузки. По этой причине эта область называется областью стабильного крутящего момента .

Ниже вы можете найти несколько примеров кривых крутящего момента и мощности при полной нагрузке для различных типов двигателей. Обратите внимание на форму кривых в зависимости от типа двигателя (с искровым зажиганием или с компрессионным зажиганием) и типа воздухозаборника (атмосферный или с турбонаддувом).

Крутящий момент и мощность двигателя Honda 2.0 при полной нагрузке

Saab 2.Крутящий момент и мощность двигателя 0T при полной нагрузке

Audi 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя TFSI при полной нагрузке

Toyota 2.0 Крутящий момент и мощность двигателя D-4D при полной нагрузке

  Ever Wonder:   Меняются ли модели автомобилей каждый год?