Мощность двигателя, связь с крутящим моментом
Так принято, что во время оценки технических характеристик любого автомобиля, прежде всего, смотрят на его мощность, однако не менее значительным показателем считается крутящий момент. Что представляют собой оба этих понятия, какова история их появления – обо всем этом и многом другом пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.
Оглавление
- Лошадиная сила и Ватт
- Мощность двигателя: как измеряют
- Крутящий момент, его соотношение с мощностью
- Обороты силовой установки
- Что важнее?
- Подводя итоги
Лошадиная сила и Ватт
Читайте также: Лошадиная сила — что это такое
Понятие «лошадиная сила» впервые использовал известный изобретатель и инженер конца 18-го – начала 19-го века Джеймс Уатт. Именно он придумал паровой мотор, а также первым просчитал мощность, которую развивает лошадь, поднимая уголь из шахты.
С тех пор, а это уже более чем 200 лет, развиваемая одной лошадью мощность, то бишь одна лошадиная сила, составляет 33 тыс. футов в мин. Эта мера используется в некоторых мировых государствах, но если говорить о Европе, то большее распространение там получила еще одна единица измерения мощности, именуемая ваттами. Ученые даже вывели формулу, и в соответствии с ней 1 л.с. = 746 Вт. Говоря иными словами, 1 кВт, равный 1 тыс. ваттам, соответствует 1 л.с., которая была умножена на 1,34.
Мощность двигателя: как измеряют
Говоря о понятии «мощность двигателя», важно отметить, что для него существуют не только различные единицы измерения, но и разные их способы, причем, каждый из этих способов измерения демонстрирует другой результат.
Важно
Стандартным способом измерения считается тот, который использует киловатты, он применяется в большинстве европейских стран. А вот когда мощность силовой установки дана в лошадиных силах, способы измерения могут розниться в зависимости от того, о каком именно государстве идет речь.
Так, в Японии и Соединенных Штатах для этого привлекают две разновидности показателей:
- Нетто. Подразумевается испытание мотора на стенде, причем, мотора, который оснащен всем, что необходимо для полноценной эксплуатации ТС – глушителем, вентилятором, генератором и т.д.
- Брутто. Данным способом испытывают обычно силовые установки, которые не оснащены дополнительными агрегатами. Мощность брутто на 10-20 процентов превышает мощность нетто.
DIN. Этот способ расчета мощности был внедрен немецким институтом стандартизации специально для измерения показателей моторов с т.н. неотделимым оборудованием, которое присутствует в машине по умолчанию. В этом случае имеется в виду насос и вентилятор системы охлаждения, генератор без нагрузки, топливный и масляный насос.
Крутящий момент, его соотношение с мощностью
Обе упомянутых выше единицы измерения мощности (лошадиные силы и ватты, а для укрупнения показателей последней единицы принято использовать понятие киловатт) придумал Дж.
Уатт, однако движет авто крутящий момент, измеряемый в ньютон-метрах. Почему не от мощности двигателя машины зависит ее способность к движению?
Мощность и крутящий момент – тесно связанные между собой характеристики: мощность, измеряемая в ваттах, представляет собой пример умножения крутящего момента на 0,1047 и на число об./мин.
Говоря иными словами, мощность показывает объем работы, выполняемой за указанный промежуток времени. Крутящий момент демонстрирует саму способность двигателя выполнять эту работу.
Например, если авто застряло в болоте и перестало двигаться, мощность мотора равняется нулю, т.к. никакая работа не выполняется, тогда как крутящий момент присутствует даже при том, что его показатели окажутся минимальными, недостаточными для начала движения. Таким образом, крутящий момент без мощности бывает, но не наоборот.
На практике от мощности напрямую зависят скоростные показатели транспортного средства: чем она выше, тем быстрее может двигаться автомобиль.
Крутящий момент (его еще называют «момент силы») — показатель силы вращения коленвала и его способность оказывать сопротивление вращению. Высокий крутящий момент двигателя нагляднее всего в процессе разгона или при езде в тяжелых условиях, когда мотор выдерживает критические нагрузки.
Еще одним важнейшим показателем, отображающим возможности двигателя, по праву считается диапазон оборотов, когда достигается наибольшая тяга. Также немаловажное значение имеет эластичность мотора, то есть его возможность развивать высокие обороты под большой нагрузкой. Имеется в виду соотношение между числом оборотов для наивысшей мощности и для достижения максимально возможного крутящего момента.
Это влияет на регулировку скорости движения посредством педалей акселератора и тормоза без использования КПП, а также возможность движения с маленькой скоростью на высших передачах.
Так, например, благодаря хорошей эластичности двигателя машина на 5-й передаче ускорится с 75-80-ти км/час до 120-ти, и чем быстрее это произойдет, тем эластичнее силовая установка.
Если будет стоять выбор между двумя моторами с аналогичным объемом и мощностью, то лучше тот, который эластичнее, ведь он экономичнее, тише в работе, отличается большей износостойкостью.
Обороты силовой установки
При указании технических характеристик ТС присутствует понятие не только крутящего момента, но и оборотов двигателя. Понять, как они связаны между собой, можно лишь разобравшись в самой природе ДВС, а он представляет собой агрегат, в котором химическая энергия сгорающего в рабочей зоне топлива превращается в механическую работу.Так, из-за возгорания топливной смеси начинается перемещение поршня, влекущее за собой проворачивание коленвала. Получается, что происходящие поочередные циклы расширения и сжатия активируют механизм, а он обеспечивает преобразование движений поршня в обороты коленвала.
Это позволяет нам сделать вывод, что основные характеристики любого ТС – это крутящий момент и мощность двигателя плюс обороты, когда требуемые показатели достигаются.
Само понятие обозначает число выполненных коленвалом оборотов в мин. Мощность и крутящий момент – переменные величины, непосредственное воздействие на которые оказывает как раз количество оборотов.
Для расчета мощности специалисты пользуются обычными математическими вычислениями, в частности, существует формула крутящего момента через мощность, которая выглядит так:
Где
- М — крутящий момент;
- n — частота вращения, измеряемая в оборотах в минуту;
- w — угловая скорость вращения вала.
У многих людей возникает вполне логичный вопрос о том, зачем измерять мощность через обороты и крутящий момент. На самом деле это важно по ряду причин и во многих случаях, в частности составление графика крутящего момента двигателя — обязательная процедура в процессе разработки и сертификации каждой новой силовой установки.
Полученные данные нужны для возможного дальнейшего совершенствования двигателя и достижения максимальных эксплуатационных характеристик.
Что важнее?
Ключевым достижением или главной целью любого работающего мотора является тяга, для нее тепловая энергия и трансформируется в механическую. Высокие тяговые показатели больше присущи силовым агрегатам, работающим на дизтопливе, которые отличаются большим ходом поршня.
Высокий крутящий момент в этом случае сводится на нет сравнительно небольшим максимально допустимым количеством оборотов – это специальное решение конструкторов с целью увеличения ресурса мотора.
Для бензиновых же агрегатов характерно большее число оборотов, а также определенный крен к мощности, и обусловлено это легкостью деталей и низкой степенью сжатия. Справедливости ради следует отметить, что с каждым годом оба вида моторов (и на дизельном топливе, и на бензине) совершенствуются, поэтому они становятся ближе не только с конструктивной точки зрения, но и в плане показателей, а вот простейшее правило рычага все еще сохраняется: если больше сила, ниже скорость и меньше расстояние и наоборот.
Однозначно никто не скажет, что важнее – мощность или крутящий момент, не существует, ведь оба показателя важны.
Важно
Машины с высокой мощностью мотора способны развивать большую скорость, да и сам скоростной диапазон у них заметно выше, а вот авто с высоким крутящим моментом гораздо быстрее разгоняется до первой сотни.
Так как с ростом крутящего момента увеличивается мощность, то те силовые установки, обороты которых выше, обычно характеризуются и большим количеством «лошадок».
Здесь целесообразно упомянуть понятие рабочего диапазона — расстояния, если можно так выразиться, между предельно высоким крутящим моментом и аналогичной мощностью, когда мотор работает наиболее эффективно и демонстрирует высокую производительность в сочетании с экономичным расходом топлива.
Подводя итоги
Подводя итоги, следует отметить, что и мощность двигателя, и крутящий момент неимоверно важны. Касаемо того, какую силовую установку предпочесть – более мощную или ту, у которой выше крутящий момент, то при сравнительно одинаковой мощности лучше взять мотор более «моментный».
Это особенно актуально в машинах и механической коробкой передач.
Мощность и крутящий момент двигателя
что это такое и почему так называется
Мощность – это понятие, говорящее о том, как быстро и как далеко может ездить автомобиль при помощи своего двигателя. Работа этого двигателя измеряется различными величинами, которые появлялись в обиходе с ходом времени и технологий.
Саму меру исчисления «лошадиная сила» ввел шотландец Джеймс Уатт. Это случилось после того, как у он создал первое в мире паровое устройство. В этот период ему для презентации агрегата простым обывателям понадобилось сравнить мощь с силой привычных для всех лошадей, которые вспахивали поле.
Так выглядит паровая машина Уатта.
Через столетия после того, как Джеймс Уатт создал уникальные на то время паровые двигатели и начал вычислять мощность в количестве лошадей и их силе, эта фраза остается самой популярной мерой измерения мощности мотора.
По сей день в мире используют “лошадиные силы” для того, чтобы определить мощность двигателя внутреннего сгорания, а также для того, чтобы рассчитать итоговую сумму налогов на конкретный автомобиль.
Простота в обиходе – в использовании и понимании этой величины – подарила этому понятию мировую известность и относительное бессмертие. И даже больше: ныне эта мера имеет разнообразные вариации. Кроме традиционной л.с. есть еще и такие, как:
- метрическая лошадиная сила,
- механическая лошадиная сила,
- котловая лошадиная сила,
- электрическая лошадиная сила,
- водяная лошадиная сила.
Немного разобравшись с понятием и его формами, следует выяснить, как вычисляются лошадиные силы.
Итак, одна лошадиная сила равняется силе, которая нужна для подъема груза 75 кг на один метр в высоту за одну секунду. Также одна лошадиная сила равна 0,735 киловатт.
Вычислить количество лошадиных сил конкретного автомобиля также не сложно. Для это необходимо просто разделить значение в паспорте авто на 0,735 – это и будет число лошадиных сил.
Однако, “л.с.” хоть и остается одной из самых распространенных величин исчисления мощности двигателя, ею пользуются далеко не все.
Вот несколько альтернативных способов и единиц меры исчисления силы мотора автомобиля:
- Если взглянуть на вопрос с технической точки зрения, то такое измерение мощности является универсальным. Киловатты используют инженеры во многих уголках мира. Ватт входит в Международную Систему Единиц. Ваттами измеряется мощность, которая будет потрачена на выполнение работы в 1Дж за единицу времени.
- Также многие европейские страны определяют лошадиную силу как 75 кгс·м/с. Это вычисление мощности, затрачиваемой при равномерном вертикальном поднятии груза массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при ускорении свободного падения 9.8 м/с.
В Британии и Штатах лошадиные силы равны 745 Вт. Это создает значительное расхождение в показателях. Это значит, что одна американская лошадиная сила приравнивается 1.0138 европейских лошадиных сил.
Интересный факт:
PS – это сокращение от немецкого слова pferdestärke, которое и обозначает лошадиную силу. И тут тоже можно заметить различия между значениями. Это метрическое изменение приняли в Европе, как новый стандарт.
Также об этой и других важных характеристиках двигателя вы узнаете из этого видео:
Самые популярные
Загрузить больше
Интересное
Что такое лошадиная сила? | BuyaCar
Если вы когда-нибудь говорили об автомобилях, читали статью об автомобилях или смотрели автомобильную телевизионную программу, то вы, вероятно, слышали, как очень часто упоминается термин «лошадиная сила». Это также термин, который, вероятно, появится, если вы собираетесь купить новый или подержанный автомобиль, но что он на самом деле означает?
Существует несколько способов обозначения выходной мощности двигателя или мотора автомобиля, поэтому иногда они могут быть менее четкими, чем идеальными.
По этой причине мы раскрыли тайну лошадиных сил и обнажили ее прямо здесь.
Лошадиная сила (л.с.) — это показатель, используемый для обозначения мощности, производимой двигателем автомобиля. Чем выше число, тем больше мощности передается на колеса и, теоретически, тем быстрее он будет двигаться.
Искать все подержанные автомобили
Покупка автомобиля за деньги
В игру вступают и другие факторы, влияющие на характеристики автомобиля, например вес. Более тяжелой машине потребуется больше лошадиных сил, чтобы двигаться — если две машины производят по 200 л.с., но одна весит на 500 кг больше, более легкая машина разгонится быстрее.
Тогда возникает вопрос, как измеряется эта мощность. Не все воспринимают показания одинаково, поэтому вполне вероятно, что вы найдете автомобиль с более чем одним показателем мощности. Вряд ли это то, что вы называете простым, так что давайте приступим к делу, читайте дальше, чтобы узнать больше о лошадиных силах.
Почему существуют разные способы измерения мощности двигателя? Выходную мощность автомобиля можно измерить несколькими способами.
Лошадиная сила измеряет количество мощности, производимой двигателем, но у вас также есть тормозная мощность (л.с.), которая измеряет только мощность, достигающую колес — она всегда будет меньше, и поэтому эти два значения не взаимозаменяемы.
Другими мерами мощности, которые становятся все более распространенными, являются пфердестрке (PS) и киловатты (кВт). Они также измеряют фактическую мощность, вырабатываемую двигателем, но там, где мощность л.с. обычно почти равна л.с., кВт — это совершенно другой показатель: 75 кВт примерно равняется 100 л.с.
По возможности, если вы сравниваете две машины, постарайтесь сопоставить аналогичные показатели, чтобы найти наиболее точное сравнение.
Частичный обмен
Киловатты могут использоваться для описания выходной мощности в целом. Вы можете измерить кВт от колес или двигателя, в зависимости от вашей фантазии. Однако киловатты чаще относятся к мощности двигателя.
PS по сравнению с hp PS — это наиболее популярный показатель для производителей автомобилей, базирующихся в Германии, а также во многих странах Европы.
Однако его популярность падает, так как в настоящее время предпочтительной единицей мощности в ЕС является кВт. Хотя может показаться разочаровывающим, что ЕС должен выбрать такую единицу, в долгосрочной перспективе это имеет смысл благодаря электромобилям (EV). Электрическая мощность чаще всего указывается в кВт, поэтому, поскольку электромобили становятся все более популярными, очевидно, что производители автомобилей должны продавать электромобили с единицами, которые уже понятны потребителям.
Бл.с. против л.с.Как упоминалось выше, л.с. и л.с. отличаются тем, что они измеряются в разных местах. Выходная мощность двигателя — это просто л.с. Мощность, измеренная на колесах, составляет л.с. Простой способ запомнить это заключается в том, что тормоза находятся внутри колес автомобилей, поэтому именно здесь измеряется тормозная мощность.
Мощность в сравнении с крутящим моментом Производители автомобилей часто указывают л.
с. в заголовках, но стоит немного глубже изучить характеристики автомобиля, и вскоре вы столкнетесь с крутящим моментом. Не паникуйте, это не другая единица мощности. Обычно измеряемый в Нм (ньютон-метр) или фунт/фут (фунт-фут), крутящий момент — это единица того, какое вращающее усилие может производить автомобиль.
Это можно измерить на двигателе или на колесах (хотя в начале нет полезной пословицы «тормоз», чтобы различать их). Крутящий момент отвечает за то, как быстро ваш автомобиль разгоняется, чем больше крутящий момент, тем легче заставить колеса вращаться.
Вы можете увидеть значение крутящего момента, за которым следует частота вращения двигателя, например, 1500–2500 об/мин. Это означает, что максимальный крутящий момент приходится на эти обороты, поэтому лучше переключиться на более высокую передачу, если обороты слишком высоки. Однако электромобили здесь отличаются тем, что крутящий момент передается мгновенно — нет необходимости увеличивать обороты.
История лошадиных сил Термин «лошадиные силы» восходит к черно-белым временам, когда человек по имени Джеймс Ватт (как в «ватт» в киловаттах) предположительно использовал лошадей, чтобы определить, насколько быстро он может вывозить материалы из шахты.
Со временем этот термин прижился, но появились различные альтернативы (например, кВт и л.с.), а также возникла путаница!
Что вызывает потерю мощности двигателя и как ее улучшить
Ваш автомобиль перестал работать так, как раньше? Возможно, вы недавно купили подержанный автомобиль, который чувствует себя плохо?
Со временем двигатели могут терять свою мощность, что приводит к заметному падению производительности и снижению мощности и эффективности. Но что стоит за этим падением производительности? И как вы можете это предотвратить?
В этом руководстве мы рассмотрим, почему двигатели теряют свою мощность, и поделимся некоторыми советами о том, как улучшить производительность и здоровье двигателя вашего автомобиля.
Быстрые ссылки
- 7 Возможные причины потери мощности двигателя и способы их устранения
- Как предотвратить потерю мощности двигателя
Если вы заметили недавнее падение мощности или чувствуете, что двигатель вашего автомобиля медленно теряет мощность, несколько возможных причин.
Они варьируются от механических проблем (которые могут вызвать немедленное падение мощности) до более долгосрочных проблем, которые могут привести к снижению производительности с течением времени.
- Засор топливного фильтра
Топливные фильтры предназначены для предотвращения попадания частиц и отложений в топливопроводы и их попадания в двигатель. Но, как и любой другой фильтр, они со временем могут засориться, что приведет к снижению мощности двигателя.
Когда топливные фильтры забиваются, они могут мешать циклу сгорания, поскольку в двигатель поступает недостаточное количество топлива. мы рекомендуем использовать очистители системы Redex, чтобы помочь удалить грязь и убедиться, что топливная система вашего автомобиля работает должным образом.
- Засорение топливных форсунок
Топливных фильтров не всегда достаточно для предотвращения попадания частиц и отложений в топливную систему.
И именно эти отложения могут засорить топливные форсунки, препятствуя попаданию нужного количества топлива в камеру сгорания.
Топливные форсунки имеют узкие сопла, которые легко забиваются грязью и частицами. Когда это происходит, они больше не могут эффективно подавать топливо в двигатель, что приводит к снижению производительности и эффективности двигателя.
Чтобы решить эту проблему, мы снова рекомендуем топливные присадки Redex. Наши очистители дизельных и бензиновых систем специально разработаны для удаления отложений из топливной системы с помощью инновационной очищающей формулы, которая растворяет грязь и повышает эффективность системы.
- Забитый воздушный фильтр
Воздушный фильтр выполняет ту же задачу, что и топливный фильтр, и, как и его аналог, он тоже может забиваться грязью, которая мешает работе двигателя. Когда в двигатель поступает недостаточно воздуха, это мешает циклу сгорания, что приводит к падению мощности, которое может быть неожиданно значительным.
К счастью, очистка забитого воздушного фильтра — несложный процесс, поэтому, если это вызывает проблемы с производительностью, вам повезло. Все, что вам нужно сделать, это снять фильтр (он находится в самой передней части автомобиля и должен быть легко доступен) и хорошенько его почистить. Для этого можно использовать пылесос, но лучше всего подойдет воздуховод или баллончик со сжатым воздухом.
- Грязная выхлопная труба
Если ваш автомобиль неэффективно сжигает топливо из-за забитого воздушного фильтра, топливной форсунки или аналогичной проблемы, это может иметь эффект домино в выхлопной системе. А когда выхлоп забивается грязью и сажей от двигателя, это может привести к заметному падению выходной мощности.
Помните: задача выхлопной системы состоит в том, чтобы удалять выхлопные газы из двигателя и снижать уровень загрязнения, выбрасываемого автомобилем. Когда он не может сделать это эффективно из-за блокировки, датчики в системе передают данные в ECU (блок управления двигателем), который автоматически отключает мощность двигателя, чтобы предотвратить опасный всплеск выбросов.
Очистка грязного выхлопа — нелегкий процесс, поэтому вам может потребоваться доставить машину к профессионалу для ее оценки. Тем не менее, как правило, вы можете избежать проблем такого типа, выполняя техническое обслуживание двигателя и следя за тем, чтобы воздушный фильтр, топливные форсунки и топливные фильтры содержались в чистоте и работали наилучшим образом.
- Неисправная свеча зажигания
Теперь пришло время рассмотреть механические проблемы, которые могут вызвать немедленное и значительное падение мощности двигателя, начиная с неисправной свечи зажигания.
Свечи зажигания создают электрическую искру, необходимую вашему двигателю для зажигания. Когда у них появляются неисправности, вы можете заметить проблемы со стартером, пропуски зажигания или плохое ускорение, и в этом случае неисправную свечу необходимо будет определить и заменить.
Если вы не знаете, как заменить свечу зажигания, или хотите узнать больше о возможных симптомах неисправной свечи, прочитайте наше подробное руководство по обслуживанию свечей зажигания для обеспечения максимальной производительности двигателя.
- Неисправный датчик
Современные автомобильные двигатели оснащены набором датчиков, которые предназначены для обнаружения неисправностей и обеспечения правильной работы компонентов. Проверяя все, от температуры до выбросов, эти датчики отправляют сигналы в ЭБУ и необходимы для поддержания мощности и производительности.
Хотя неисправности датчика двигателя встречаются редко, когда они начинают мигать, они могут вызвать ряд проблем, включая снижение мощности двигателя. И, что усугубляет проблему, неисправный датчик может быть трудно диагностировать, поскольку симптомы очень похожи на другие проблемы под капотом.
Лучший способ диагностировать неисправный датчик двигателя — это заказать машину у профессионального механика. В настоящее время в большинстве автомастерских есть специальные инструменты для диагностики двигателя, которые быстро обнаруживают неисправности датчиков, поэтому вы можете решить проблему быстро и безопасно.
- Другие механические проблемы
Если вы заметили внезапное падение мощности или мощность двигателя вашего автомобиля со временем ухудшается, существует целый ряд механических проблем, которые могут быть причиной , в том числе:
- Неисправный топливный насос
- Неисправная катушка зажигания
- Неисправный клапан рециркуляции отработавших газов
- Неисправный турбонагнетатель
Если вы не знаете, как решить проблему с производительностью вашего автомобиля, мы всегда рекомендуем обратиться к профессиональному механику для дальнейших действий. тестирование и диагностика. Проблемы с питанием, вероятно, со временем усугубятся, поэтому стоит решить проблему как можно раньше.
Как предотвратить потерю мощности двигателя Хотя невозможно полностью избежать неисправностей двигателя, есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы уменьшить вероятность снижения производительности и производительности.