что такое киловатты в машине

Что такое мощность двигателя, крутящий момент и удельный расход топлива

Изобретенный более 100 лет назад поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), на сегодняшний день все еще является самым распространенным в автомобилестроении. При выборе модели двигателя своего будущего автомобиля покупатель может предварительно ознакомиться с его основными характеристиками. В этой статье мы подробно расскажем об основных показателях двигателей внутреннего сгорания, что они собой представляют и как влияют на работу.

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

ДВС можно оценить тремя основными показателями:
— мощность двигателя;
— крутящий момент;
— расход топлива.

Рассмотрим более подробно каждый из этих показателей.

Что такое мощность двигателя
Под мощностью следует понимать физическую величину, которая показывает совершаемую двигателем работу за единицу времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения коленчатого вала. Обычно она указывается в лошадиных силах (л.с.), но встречается измерение и в кВт. Существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила», но, как правило, имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равная ≈ 0,7354 кВт. А вот в США и Великобритании лошадиные силы, касающиеся автомобилей, приравнивают к 0,7456 кВт, то есть как 75 кгс*м/с, что приблизительно равно 1,0138 метрической.

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

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

Чем больше мощность, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

Индикаторной называют мощность, с которой газы давят на поршень. То есть, не учитываются никакие другие факторы, а только давление газов в момент их сгорания. Эффективная мощность, эта та сила, которая передается коленчатому валу и трансмиссии. Индикаторная будет пропорциональной литражу двигателя и среднему давлению газов на поршень.
Эффективная мощность двигателя будет всегда ниже индикаторной.
Также есть параметр, называемый литровой мощность двигателя. Это соотношение объема двигателя к его максимальной мощности. Для бензиновых моторов литровая мощность составляет в среднем 30-45 кВт/л, а у дизельных – 10-15 кВт/л.

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

Что такое крутящий момент
Крутящий момент двигателя рассчитывается по формуле: M = F*R, где F – это сила, с которой давит поршень, R — длина плеча (рычага). В нашем случае плечом будет расстояние от оси вращения коленчатого вала до места крепления шатунной шейки. Этот параметр измеряется в ньютонах на метр (Hм). 1H соответствует 0,1 кг, который давит на конец рычага длиной в метр.
Крутящий момент ДВС характеризует показатель силы вращения коленчатого вала и определяет динамику разгона автомобиля.

Что такое расход (удельный расход) топлива
Удельный расход топлива двигателя – это количество топлива, затрачиваемое для производства определенного количества энергии. Чем расход ниже, тем рациональнее будет использоваться топливо. Расход связан с эффективностью двигателя. Один двигатель может иметь разный расход топлива в зависимости от скорости и нагрузки.

Роль мощности и крутящего момента двигателя
Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.
Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:
— Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
— Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
— Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
— Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
— При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.

Источник

Эту статью нужно прочитать, если вы никогда не хотите снова путать кВт и кВт*ч для электромобилей.

С появлением электромобиля мы слышим все больше и больше разговоров о киловаттах (кВт) и киловатт-часах (кВт*ч). Единицы измерения с очень похожими названиями, но которые в действительности выражают и определяют очень разные понятия. Вот что нужно знать, чтобы не путать!

Единицы измерения для электрокаров

кВт для мощности

С другой стороны, мощность (PS, обычно называемая «лошадьми»), которую мы используем чаще всего, представляет собой просто кВт, умноженный на коэффициент, равный примерно 1,36. Таким образом, 100 кВт = 136 л.с. независимо от двигателя, который их поставляет.

кВт*ч для энергии

Если в двигателях внутреннего сгорания полезная энергия поступает от сжигания топлива, то в электромобилях она подается непосредственно от батарей. Следовательно, если мощность двигателя продолжает выражаться в кВт, энергия, подаваемая аккумуляторной батареей к самому двигателю, измеряется в кВт*ч, то есть количество кВт, которое аккумулятор может подавать в один час использования.

Это среднее значение, потому что движущийся автомобиль не всегда поглощает одно и то же количество энергии постоянно, но имеет пики спроса, более или менее низкие или высокие, в зависимости от маршрута и вождения.

Соотношение между кВт и кВт*ч

Если максимально упростить концепцию, то, если бы у нас был автомобиль с двигателем 50 кВт и аккумулятором на 50 кВт*ч, в идеальном состоянии, мы могли бы запустить двигатель на полную мощность в течение часа. В действительности это не так, потому что небольшая часть этой энергии всегда теряется на трение и тепловыделение, даже если потери намного меньше, чем у двигателей внутреннего сгорания.

Для сравнения, эффективность лучшего двигателя внутреннего сгорания едва превышает 40% сегодня. Это означает, что только 40% энергии, вырабатываемой при сгорании топлива, преобразуется в движение, а остальное в основном используется для производства тепла. Для электроэнергии это значение варьируется от 75 до 95%. Так что в лучшем случае наша батарея прослужит чуть меньше часа.

На практике

У большинства электромобилей есть двигатели, максимальная мощность которых намного превышает значение кВт*ч батареи, поскольку они никогда не будут использовать максимальную мощность в течение всего периода эксплуатации. Если бы это было так, расчет все равно был бы довольно простым: двигатель максимальной мощности 100 кВт, подключенный к батарее мощностью 50 кВт*ч, мог работать на полной мощности в течение примерно получаса.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Источник

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?

Источник

Понятие «лошадиная сила» впервые использовал известный шотландский изобретатель, инженер и механик Джеймс Ватт (Уатт) в конце 18-го века. Принято считать, что оно обозначает мощность транспортного средства в сравнении с тягловой силой лошади. О том, какова история появления термина, а также как определяется мощность силовой установки, пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.

История происхождения термина. Чему действительно равна мощность одной лошади

Как уже говорилось выше, первым понятие «лошадиная сила двигателя» употребил Джеймс Уатт, а случилось это в 1789-м году. Целью изобретателя, в процессе достижения которой он, собственно, и ввел этот термин, было желание продемонстрировать тот факт, что для выполнения сложных задач, связанных с прикладыванием силы, целесообразнее использовать паровые машины, а не лошадей.

Механик пришел к выводу, что одна лошадь тратит огромное количество энергии на то, чтобы, к примеру, посредством элементарного подъемного механизма вытягивать из шахты тяжелые бочки с углем или приводить в действие насос для подачи воды. Путем несложных подсчетов Уатт определил, что груз весом в 75 кг одна лошадка может тащить со скоростью в 1 м/сек.

После перевода этой цифры в эквивалент в ваттах будет получена цифра в 735 ватт. Если говорить о мощность современных авто, то она измеряется в киловаттах, это значит, что 1 лошадиная сила соответствует показателю в 0,74 кВт.

Потом ученый сопоставил два полученных показателя, и выяснилось, что паровая установка гораздо более выгодна, ведь она способна заменить сразу несколько лошадей. Стало понятно, что купить машину будет дешевле, чем держать целую конюшню, поэтому затея Уатта оказалась успешной.

Поэтому говоря о методике определения количества лошадиных сил, следует обратить внимание на тот факт, что в разных уголках мира к этому вопросу подходят по-разному.

В России и во многих европейских государств лошадиные силы считаются мощностью, необходимой для поднятия 75-ти кг груза в сек. на высоту в 1 м.

В результате получается: 1 л.с. равна 735,5 Вт, и называется этот показатель метрической лошадиной силой.В Великобритании и Соединенных Штатах 1 л.с. составляет 745,7 Вт, что немногим больше, чем принято в российской и европейской автомобильной отрасли.

Соотношение лошадиной силы и Ватта

В некоторых странах считают правильным измерение мощности силовых агрегатов не в лошадиных силах, а в ваттах, есть даже специальные калькуляторы для пересчета киловатт в лошадиные силы и наоборот. Формула перевода достаточно проста: нужно разделить показатель в киловаттах на 0,74, полученная цифра и будет соответствовать количеству л.с.

Методика определения мощности мотора

Узнать, сколько лошадиных сил развивает то или иное авто, можно посредством диностенда. Это специальное устройство, позволяющее определить точную мощность мотора транспортного средства.

Методика определения предельно проста: машину завозят на стенд, закрепляют, мотор разгоняют до предельно допустимых оборотов и смотрят на табло, где истинная мощность демонстрируется в лошадиных силах. Погрешность минимальна, находится она на уровне 0,1 л.с., поэтому можно говорить о предельной точности полученных данных.

Влияние на транспортный налог

Высвечивая тему нашего разговора, нельзя не упомянуть так называемый «налог на лошадиные силы». Он был введен в 2003-м году и взимается до сих пор. Определяется налоговая ставка с учетом мощности силовой установки. К примеру, легковое авто с двигателем до 100 л.с. облагается налогом из расчета 12 руб. за каждую лошадиную силу.

Владельцы машин помощнее (100-125 л.с.) вынуждены платить уже по 25 руб. за каждую «лошадку». Автолюбители, катающиеся на авто мощностью в 151-175 л.с., платят налог в размере 45 руб./л.с.

Данные налоговых ставок приведены для города Москвы, по регионам они могут отличаться, а также существуют всевозможные льготные ставки для различных категорий граждан и существует достаточно большой повышающий коэффициент для VIP- автомобилей.

Для грузового транспорта действуют следующие нормы:

И, наконец, для автобусов:

Некоторые автовладельцы считают неправильным рассчитывать налоговую ставку, опираясь на лошадиные силы, по их мнению, ориентироваться нужно на объем силовой установки. Это подтолкнет производителей к изготовлению более современных агрегатов, которые при меньшем объеме демонстрировали бы большую мощность, сжигали меньшее количество топлива, не засоряли окружающую среду и были бы куда эффективнее. Действующая схема налогообложения неоднократно подвергалась жесточайшей критике.

Заключение

В заключение важно отметить, что лошадиная сила является несистемной единицей, которая везде рассчитывается по-разному. Выше мы приводили пример того, как рознятся аналогичные показатели в РФ и Соединенных Штатах.

Однако люди уже привыкли к данной единице измерения, так как она знакома и предельно понятна, используется в различных сферах жизни, в том числе даже при расчете цены полиса автострахования. Следует помнить, что термин «мощность двигателя» сам по себе не столь показателен, ведь на него влияют прочие факторы, такие как вес машины, крутящий момент и т.д.

Лошадиная сила в автомобиле

Источник