Частый вопрос: В чем измеряется мощность двигателя автомобиля
Частый вопрос: В чем измеряется мощность двигателя автомобиля?
В Международной системе единиц (СИ) официально установленной единицей измерения мощности является ватт.
В чем измеряется мощность двс?
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.
Как определить сколько лошадиных сил в двигателе?
Наиболее простой способ определить мощность двигателя — расчет через крутящий момент. Нужно цифровое значение крутящего момента (Мкр) умножить на количество оборотов коленвала в минуту (n). Чтобы получить значение n именно в оборотах в минуту, а не косинусами альфа, его делят на 9549.
Как рассчитать мощность двигателя?
Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где: Mкр – крутящий момент (Нм), n – обороты коленвала (об./мин.), 9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.
Что такое мощность двигателя?
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.).
В чем измеряется мощность электрического двигателя?
Что такое мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя характеризует скорость преобразования электрической энергии, ее принято измерять в ваттах.
В чем измеряется мощность тока?
Единица измерения — В·А, вольт-ампер (русское обозначение: В·А; международное: V·A).
Что такое лошадиная сила в автомобиле?
Лошадиные силы – это единицы измерения мощности двигателя авто. Эти единицы измерения возникли в 19 веке, когда лошади активно использовались в качестве тяговой силы. В то время понятие мощности «75 лошадиных сил» говорило, что тягловая сила машины равна силе упряжки из 75 лошадей.
Где указывается мощность двигателя?
Приказом МВД России N 496, Минпромэнерго России N 192, Минэкономразвития России N 134 от 23.06.2005) в строке ПТС «10. Мощность двигателя, л. с. (кВт)» указывается мощность двигателя в лошадиных силах (киловаттах).
Сколько лошадиных сил нужно на трассе?
Учитывая максимальную загрузку оного, чтобы машина уверенно ехала по трассе и уверенно выезжала на любые, даже самые затяжные подъемы, объем двигателя должен быть не менее 2-х литров, а мощность двигателя — не менее 150 лошадиных сил.
Как посчитать мощность двигателя в квт?
Запишите показания до включения мотора, дайте ему поработать ровно 10 минут (лучше воспользоваться секундомером). Снимите новые показания счетчика и путем вычитания узнайте разницу. Умножьте эту цифру на 6. Полученный результат отображает мощность двигателя в кВт.
Как определить мощность двигателя автомобиля?
Если вы знаете, какой крутящий момент выдает ваш двигатель, вы можете рассчитать мощность вашего автомобиля, умножив число оборотов двигателя на крутящий момент и разделив это число на 5252. Для этого вы также можете использовать онлайн-калькулятор лошадиных сил.
Как рассчитать удельную мощность двигателя?
Для того чтобы рассчитать удельную мощность своего транспортного средства, необходимо взять его снаряженную массу, а после разделить на число лошадиных сил, заявленных производителем.
Что влияет на мощность двигателя?
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 (по квадрату оборотов), нагрузки на конструкцию, трение (в десятки раз).
Для чего нужна мощность двигателя?
Мощность двигателя – это показатель вырабатываемой двигателем работы (энергии) в единицу времени. Пока двигатель работает, он производит работу, то есть переводит один вид энергии в другой. В данном случае тепловую энергию в крутящую (кинетическую) энергию движения.
Чему равна одна лошадиная сила?
В России, как правило, под лошадиной силой имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», равная точно 735,49875 ваттам.
Почему мощность авто измеряется в лошадиных силах
Разбираемся, сколько л.с. в одной реальной лошади
Даже если у вас не было физики или вы просто её не учили, вы всё равно в курсе, что обычно мощность измеряется в ваттах. Например, если вы посмотрите на лампочку, там будет указано 60 Вт. Если посмотрите на пылесос, скорее всего, увидите, что мощность 1600 W. Мощность есть у всего, у чего есть двигатель или нагревательный элемент: у чайников, микроволновок, блендеров и так далее. По сути, мощность — это характеристика двигателя.
Чем больше мощность, тем больше работы и пользы может принести та или иная штука. Например, чем мощнее пылесос, тем больше пыли он засосет. Чем мощнее лампочка, тем большую комнату она сможет осветить.
Ну и с машинами, разумеется, то же самое. Чем больше у машины мощность, тем больше у неё максимальная скорость, тем быстрее она разгоняется, тем более тяжелый прицеп она может тащить за собой. Вот только у машин мощность почему-то измеряется не в Вт, как у всего остального, а в лошадиных силах (л.с.).
Почему так получилось?
Всё просто. Во времена, когда ещё даже не было двигателей внутреннего сгорания, почти всю тяжелую работу делали лошади. Когда же изобретатели первых паровых машин стали пытаться продавать их заводчанам и предпринимателям, они столкнулись с тем, что никто не понимал, что такое 1 Вт мощности, и не покупал дорогие изобретения. А продавать их как-то было надо.
Впервые всё произошло так — по крайней мере легенда такая. Изобретатель-механик Джеймс Уатт (в честь него, кстати, названа единица мощности Вт) договорился с одним крупным пивоваром о поставке ему парового двигателя, который заменял бы заводчанину водяной насос на конной тяге. Но пивовар поставил условие — двигатель должен перекачивать не меньше воды, чем лошадь.
Уатт принял это условие. Но предприниматель решил схитрить. Он велел рабочим взять самую сильную лошадь и стегать её, не жалея, чтобы она накачала как можно больше воды. Уатт узнал об этом, но не стал ругаться с предпринимателем, а посчитал мощность лошади (она получилась 70 кг*м/с) и сделал мотор чуть мощнее (75 кг*м/с).
Таким образом мощность двигателя впервые была переведена в лошадиные силы. Это было понятно предпринимателям, которые делали заказы. Им стало ясно, сколько лошадей им заменит двигатель, поэтому такая единица измерения мощности двигателей прижилась и используется до сих пор. Правда, используется она не во всех странах. Во многих странах мощность указывается, как и положено, только в ваттах. А у нас в стране в документах помимо лошадиных сил указываются ещё и ватты (точнее киловатты, кВт).
Сколько л.с. в одной реальной лошади
Понятно, что лошади бывают разные. Более того, можно поднимать воду, уголь, бочки, и результаты измерений всегда будут отличаться. Поэтому, в XVIII-XIX веках было много разных лошадиных сил: котловые, угольные, водяные, налоговые, метрические, британские, электрические и так далее.
Однако сейчас принято переводить л.с. в кВт из расчета 1 л.с.=735,49875 Вт, а 1 кВт=1,3596 л.с.
Но это всё в среднем. А если взять максимальную мощность реальной лошади, то она может доходить до 15 л.с. (у самых сильных пород), рассчитанных по формуле Уатта. Правда, эта мощность будет кратковременной. Но с другой стороны, когда указывают мощность бензинового или другого двигателя внутреннего сгорания, указывают тоже максимальное значение на пике мощности.
В общем, если устроить драг-заезд между каретой с запряженными в неё пятью лошадьми и «шестеркой» (ВАЗ-2106) с 1,3-литровым мотором мощность 64 л.с., вполне возможно, что выиграют лошади. Правда, потом лошади устанут, и машина их обгонит.
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:
- 0-100 л. с. — малолитражные автомобили;
- 100-200 л. с. — автомобили с двигателем средней мощности;
- 200-500 л. с. — спортивные автомобили;
- 500 л. с. и более — гоночные болиды и суперкары.
История развития мощностных измерений
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 грандио зных 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 пружи ны пе редавали 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 стацио нарные 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 ).
Лошадиная сила и Ватт
Старые метрическая лошадиная сила ( PS ) и механическая лошадиная сила ( hp ) были до какой-то степени маркетинговым ходом Джеймса Уатта. Он хотел сравнить производительность его парового двигателя и ломовой лошади. Он вывел, что лошадь может вращать мельничное колесо радиусом 12 футов со скоростью 144 раза в час или 2,4 оборота в минуту. Уатт также вывел, что сила тяги лошади равняется 180 фунтам.
мощность = работа/время = сила * дистанцию / время
он приблизительно получил
33000 ft * lbf / m (фут-фунт силы в минуту)
Другие современные определения лошадиной силы также приводили к этой величине при помощи похожих выкладок. До сегодняшнего дня во всем мире сосуществует великое множество единиц измерения показателя мощности. Чтобы их можно было сравнивать, должна была появиться базовая и стандартизированная единица измерения, а так же унифицированная процедура измерения.
С появлением СИ (Международной системы единиц) было вычислено значение метрической лошадиной силы (л.с. — PS ), равной 735,49875 Вт (или кг*м 2 / с 3 ). Отсюда получаем значение кВт равным 1,35962162 л.с.
DIN (Германский институт стандартизации) и ISO (Международная организация по стандартизации) в стандартах DIN 70020 и ISO 1585 утвердили, что эффективная мощность измеряется «при нормальных условиях для всех обычных двигателей внутреннего сгорания с установленными на них впускной и выпускной системами». Помпы, топливные насосы и распределители, а также вентиляторы охлаждения и (ненагруженные) генераторы должны приводиться двигателем.
И даже эти стандарты и нормы, как все другие соответствующие стандарты и правила (с 2000 года определены стандарты EU и EEC ), подвергались изменениям и дополнениям. Новые достижения в автоиндустрии постоянно требуют обновления процесса измерения мощности современного двигателя. Большинство вспомогательных механизмов автомобиля уже не имеют прямого привода от двигателя, электроусилители рулевого управления, водяные помпы и другие устройства нагружают генераторы и источники питания автомобилей неодинаково.
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 см 3 ).
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 следую щие характеристики Audi 18/70 PS 1925-го года (M-type выпускалась с 1924 по 1927, один из самых дорогих автомо билей 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 сил ы, 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.
Немецкий инженер Рудольф Дизель стремился повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания и в 1897 предложил двигатель с воспламенением от сжатия. На заводе «Людвиг Нобель» Эммануила Людвиговича Нобеля в Петербурге в 1898—1899 Густав Васильевич Тринклер усовершенствовал этот двигатель, использовав бескомпрессорное распыление топлива, что позволило применить в качестве топлива нефть. В результате бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания высокого сжатия с воспламенением стал наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1899 на заводе «Людвиг Нобель» построили первый дизель в России и развернули массовое производство дизелей. Этот первый дизель имел мощность 20 л. с., один цилиндр диаметром 260 мм, ход поршня 410 мм и частоту вращения 180 об/мин. В Европе дизельный двигатель, усовершенствованный Густавом Васильевичем Тринклером, получил название «русский дизель» или «Тринклер-мотор».
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.
