Чем измеряется мощность двигателя
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.
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.
Киловатты (кВт)-
С технической стороны вопроса эта форма измерения считается наиболее универсальным методом вычисления мощности силового агрегата. Ей пользуются инженеры всего мирового пространства.
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?
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.
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.
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.
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.
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?
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.
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:
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.
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.
Лошадиная сила и другие единицы измерения мощности двигателя
Лошадиная сила (л. с.) — это внесистемная единица измерения мощности. В настоящее время в России она официально выведена из употребления (стандартной единицей СИ для выражения мощности является ватт), но все равно продолжает широко использоваться в автоиндустрии как показатель мощности двигателей.
В 1789 году шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт ввел термин «лошадиная сила», чтобы показать, работу скольких лошадей способны заменить его паровые машины.
Следует знать, что лошадиная сила — это не максимальный, а усредненный показатель мощности лошади, которую она может поддерживать длительное время. Кратковременно среднестатистическая лошадь может развивать мощность около 1000 кг*м/с, то есть мощность одной лошади равна 13,3 лошадиных сил.
Основные единицы измерения мощности двигателей и их обозначение
1. Лошадиная сила (735,49875 Вт). Обозначается как: hp (это netto мощность двигателя, измеряется с использованием вспомогательных агрегатов двигателя, таких как: глушитель, генератор), bhp (это брутто мощность двигателя, измеряется без использования дополнительных агрегатов).
Также можно встретить и другие обозначения: PS (нем.), CV (фр.), pk (нид.).
В англоязычных странах чаще до сих пор приравнивают лошадиные силы к 745,6999 Вт, что примерно равно 1,014 европейской лошадиной силы.
2. Ватт
Поскольку описание ватта выходит за рамки данной статьи, то здесь мы его касаться не будем.
Как рассчитывается лошадиная сила
Лошадиная сила является условной и неоднозначной единицей измерения мощности.
В России и почти во всех европейских странах, лошадиная сила определяется как 75 кг*м/с (метрическая лошадиная сила), то есть, как мощность, достаточная для поднятия груза массой в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. В таком случае 1 л. с. составляет ровно 735,49875 Вт.
Максимальную мощность, которую способна развивать лошадь, принято называть котловой лошадиной силой. Вы можете с легкостью рассчитать и свою максимальную мощность. Для этого нужно замерить время t, за которое вы вбежите на лестницу высотой h и подставить в формулу: m*h/t, где m — масса вашего тела.
Для определения мощности двигателя используются специальные стенды, подробнее об этом написано ниже.
Как замеряют мощность двигателя
Мощность двигателя замеряют в основном для оценки эффективности тюнинга.
Для определения мощности двигателя существует только один точный способ: снять его с автомобиля и установить на специальный стенд. Снятие и установка двигателя — довольно трудозатратный и дорогой процесс, который по силам только автопроизводителям и серьезным гоночным командам.
Для менее точного замера мощности используют динамометрические мощностные стенды (такие как на фото), позволяющие снять показания «с колес». Влияние на результат могут оказать: давление в шинах, их сцепные свойства, температура шин (во время замера протектор сильно нагревается) и даже степень притяжки автомобиля страховочными стропами.
Методика замера
Прогретый автомобиль трогается на первой передаче, разгоняется до 40–50 км/ч, после чего включается последняя передача, педаль газа нажимается до упора и начинается имитация разгона. По достижении максимальных оборотов (с момента начала падения мощности, видимого на мониторе), включается нейтральная передача.
Результат измерения выводится в виде графика, на котором отображена зависимость мощности от оборотов двигателя (синяя кривая — в лошадиных силах).
Шкала, дающая примерное представление о диапазоне мощности двигателей
Для того, чтобы иметь представление о диапазоне мощности двигателей, ознакомьтесь со следующим рисунком:
