Avtoargon.ru

АвтоАргон
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что дают лошадиные силы в автомобиле и что это значит простыми словами

Что дают лошадиные силы в автомобиле и что это значит простыми словами

С каждым годом количество владельцев авто неуклонно растет. При этом большинство из них не имеют особых познаний в устройстве автомобиля. У некоторых даже не получается открыть капот.

Содержание:

  • 1 При чем тут лошади и что это за показатель
  • 2 На что влияют лошадиные силы и что значит крутящий момент

Развитая сервисная инфраструктура облегчает жизнь современных автомобилистов, решает все проблемы. Но ведь понимание принципов работы авто дает возможность не только показывать свою компетентность в разговоре с автомехаником, а и адекватно оценивать возможности своего ТС.

При чем тут лошади и что это за показатель

Силовые характеристики автомобиля Джеймс Уатт еще в 18 веке сравнил с одной лошадью. Эта величина характеризует количество энергии, необходимое для подъема груза весом 75 килограмм на высоту 1 метр за 1 секунду. Одна лошадиная сила соответствует 0,735 кВт.

Мощность двигателя внутреннего сгорания не является постоянной величиной. Ее значение напрямую зависит от оборотов мотора. Наибольшая сила достигается только при максимальных значениях этого параметра:

  1. Например, если мощность силового агрегата составляет 150 лошадиных сил, то таких значений ДВС достигает только при 6000 оборотов/минуту.
  2. На оборотах 1500-3000 количество «лошадок» значительно уменьшается. Таким образом, чтобы получить мощность по максимуму, нужно постоянно давить на педаль акселератора. Это объясняет необходимость понижать передачу для обеспечения эффективной динамики разгона.

Чтобы определить мощность автомобиля в лошадиных силах по паспортным данным, где фигурирует значение в кВт, нужно провести нехитрые вычисления:

  1. Например, если мотор объемом 2 литра имеет показатели мощности 155 кВт, то для получения соответствующего значения «лошадок» нужно разделить цифру 155 на 0,735.
  2. В итоге данный двигатель имеет 210 лошадиных сил.

Современный автомобиль можно считать наиболее динамичным, если на фоне множества «лошадок» у него небольшая масса. В таких ситуациях ускорение машины происходит достаточно быстро.

На что влияют лошадиные силы и что значит крутящий момент

В процессе своей работы двигатель внутреннего сгорания вырабатывает определенную энергию, которая и определяет мощность. Именно эта сила преобразуется в крутящий момент на коленчатом валу, который переходит, меняя свои значения, на трансмиссию, а затем на ведущие мосты и колеса. В результате машина начинает движение. Таким образом, крутящий момент механическим способом заставляет машину двигаться.

Эта техническая характеристика представляет собой силу мотора, которая умножается на плечо ее приложения. Во время работы двигателя внутри цилиндров создается давление, которое воздействует на кривошипно-шатунный механизм коленчатого вала, заставляя его интенсивно вращаться.

Образно говоря, крутящий момент – это концентрация всей мощности ДВС для максимальной раскрутки валов двигателя и трансмиссии через передаточные шестерни. Чем выше этот показатель, тем быстрее машина разгоняется.

Крутящий момент измеряется в Нм. От этой характеристики напрямую зависит реализация показателей мощности ДВС на практике. Таким образом, оптимальная сила мотора зависит от его оборотов. Лошадиные силы не имеют никакого значения без крутящего момента, поскольку именно через него достигается максимальная динамика разгона. Таким образом, настоящая мощность двигателя определяется именно этим показателем.

Современные автомобильные двигатели характеризуются высокой степенью сжатия, повышенными оборотами. Такое сочетание является наиболее оптимальным вариантом для любителей быстрой динамичной езды. Следует помнить, что разгоняет машину, двигает ее вперед именно крутящий момент, а «лошадки» как раз отвечают за его производство.

Читать еще:  Что такое шаговый двигатель ваз 2114

Что такое одна лошадиная сила?

Скорее всего, Вы слышали о лошадиной силе. Почти каждая реклама автомобилей на ТВ не забывает лошадей, люди в разговоре о машинах всегда упоминают эту единицу мощности.

Скорее всего, Вы слышали о лошадиной силе. Почти каждая реклама автомобилей на ТВ не забывает лошадей, люди в разговоре о машинах всегда упоминают эту единицу мощности.

Но что означает лошадиная сила с точки зрения мощности? В этой статье Вы узнаете, что означает 1 л.с., и как она применяется в жизни.

Понятие лошадиная сила ввел ученый Джеймс Ватт (James Watt). Ватт жил с 1736 по 1819 годы. Его самая известная работа касалась паровых двигателей. Мы вспоминаем его каждый день, говоря о 60-ваттовых лампочках освещения.

История рассказывает, что Ватт работал с пони, поднимая уголь из шахты, и захотел определить силовые характеристики этих животных. Он определил, что одна пони в среднем делает 22,000 фут-фунтов работы за 1 мин. Затем он увеличил это значение на 50 % и получил значение 33,000 фут-фунт работы. Именно эта произвольно выбранная единица работы прошла через века до наших дней и теперь используется применительно к машинам, электропилам и даже пылесосам.


Ватт рассуждал, что одна лошадь может делать 33,000 фут-фунт работы каждую минуту. Одна лошадь в среднем может поднимать в переводе на привычные нам единицы измерения 150 кг угля с 30 м за 1 мин, или 15 кг с 300 м за 1 мин, или 1500 кг с 3 м за 1 мин. Всего должно быть 4500 кг-м за 1 мин.

Что означает 1 л.с.: Ватт рассуждал, что одна лошадь может делать 33,000 фут-фунт работы каждую минуту. Одна лошадь в среднем может поднимать в переводе на привычные нам единицы измерения 150 кг угля с 30 м за 1 мин, или 15 кг с 300 м за 1 мин, или 1500 кг с 3 м за 1 мин. Всего должно быть 4500 кг-м за 1 мин.

Вы можете пойти дальше и просчитать, что лошадь не сможет сдвинуть 15000 кг на 30 см за 1 мин. Можно попробовать лошадь заставить сдвинуть 1,5 кг на 3000 м за одну мин, что равно скорости 180 км/ч, что невозможно для лошади. Но эта задача легко решается при помощи системы блоков. Таким образом, можно создать систему блоков, позволяющую лошади двигаться с комфортной скоростью и приемлемым усилием независимо от веса в ведре.

Одна л.с. переводится в другие единицы измерения:
Британская 1 л.с. = 746 Ватт. Если взять одну лошадь с мощностью 1 л.с. и поставить ее на барабан, то она сможет приводить в действие генератор, производящий 746 Ватт. В международной классификации традиционная лошадиная сила — это 736 Ватт или 75 кг.м/с.

1 британская л.с. в час выдает 2,545 BTU (British thermal units). Если взять 746 Ватт и подавать их на электрический нагреватель в течение часа, мы произведем 2,545 BTU (где BTU – количество энергии, необходимое для нагрева 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта за час).

1 BTU = 1,055 Джоуля, или 252 г-калорий или 0.252 пищевых калорий. Лошадь, производящая 1 л.с., сжигает 641 калории в час.

Сколько лошадиных сил в одной лошади: в чем еще можно измерить

Сколько в лошади лошадиных сил? Кажется, что ответ очевиден: сколько животных, столько и сил. Однако не все так просто: здесь есть своя подковырка.

Читать еще:  Шкода фабия свистит ремень при запуске двигателя

Раскрываем определение

Лошадиная сила (сокращенно л. с.) — внесистемная единица мощности. В настоящее время в России термин не употребляется в официальной документации. Однако до сих пор применяется для расчета ОСАГО. Определение распространено для описания двигателей внутреннего сгорания.

Стандартный способ измерения берет в расчет киловатты. Если мощность дана в лошадиных силах, способ измерения в различных странах может отличаться. В Америке и Японии, например, свои стандарты определения работы двигателя: измерение нетто и измерение брутто.

Историческая справка

Изобретатель из Шотландии Джеймс Уатт конструировал паровые машины с целью заменить ими в некоторых видах деятельности лошадей. Раньше эти животные служили основным источником энергии: приводили в действие насосы и грузовые механизмы. Заявленный в статье термин ученому требовался для наглядности: он хотел объяснить, сколько лошадок сразу может заменить всего одна машина.

Был проведен эксперимент: Уатт запряг коня в водоподъемный насос и подсчитал количество воды, откаченной за день. После этого к насосу уже подсоединили паровой двигатель. Результаты двигателя поделили на показатели лошади: получилось количество лошадей, способных заменить один прибор.

Джеймс рассчитал: жеребец развивает скорость около 33000 футов в минуту. Только после смерти изобретателя футы перевели в ватты (33000 футов = 735 ватт). Так появилась новая единица мощности (Ватт), названная в честь ученого.

Измерения показывали очень приблизительный результат. Поэтому следом появились лошадиные силы для расчета различных мощностей (котловые, водяные и метрические).

Вернемся к главному вопросу статьи

Все лошади разные. Животные-тяжеловесы развивают мощность до десяти киловатт, что соответствует пятнадцати лошадиным силам. Мгновенное значение может доходить до двухсот л. с. (например, прыжок).

В обычном состоянии конь вырабатывает мощность в районе 0,5-0,75 л. с.

Справка! Интересно, но среднестатистическая лошадка не способна долгое время развивать мощность, которую высчитал Ватт. Видимо, ему попалось невероятно сильное животное.

Сегодня любой владелец личного авто знает, сколько в его машине «лошадей». Простой параметр позволяет осуществить сравнение с другими видами транспорта. Однако мало кто задумывался, почему в качестве образца используется именно лошадиная сила.

Правда ли что электрические лошади больше лошадей ДВС?

В этой статье попробую ответить на вопрос почему многие производители электродвигателей для яхт пишут: этот 3 кВт электрический мотор эквивалентен по мощности 10 л.с. бензиновому. Рекламный ли это ход или правда что-то новое?

Если не хотите читать дальше, то вот быстрый ответ: нет, лошадиные силы электродвигателя совершенно точно равны лошадиным силам ДВС.

Дальше для тех кто хочет разобраться.

Есть полезный ньюанс, который производители ДВС не используют в своих двигателях или используют слабо. Этот ньюанс — эффективность винта. Равенство лошадиных сил на винте еще не означает равную эффективность всей двигательной системы.

Наиболее эффективен медленновращающийся винт большого диаметра и малого шага. Разница в эффективности между маленьким быстровращающимся винтом и большим медленновращающимся может быть двукратной и больше (если мы говорим о водоизмещающих скоростях, а не глиссировании).

По ряду причин производители ДВС ставят небольшой винт в угоду универсальности. Например у ПЛМ обороты винта доходят до 2000 в минуту, а для скоростей с которыми может двигаться корпус водоизмещающей яхты желательно иметь достаточную тягу при оборотах до 600-700 в минуту. ПЛМ на 600-700 оборотах в минуту будет иметь очень слабую тягу из-за малой гребной площади лопастей. Что касается стационарных ДВС, производитель также старается не ставить большой винт чтобы сильно не тормозить лодку когда она идет под парусом. Все это ведет к потерям в эффективности работы всей двигательной системы. Именно этим фактом пользуются производители электрических двигателей для яхт, указывая что их заведомо более слабый двигатель тянет так же как более мощный ДВС. Для электродвигателей стараются ставить большие эффективные винты, если речь о стационарном — то либо складной винт чтоб уменьшить тормозящую силу винта, либо обычный, но двигатель с функцией регенерации энергии при ходе под парусами.

Читать еще:  Что означает термин торможение двигателем

Для повышения движущей силы электродвигательной установки лучше всего увеличивать диаметр винта, чуть хуже — увеличить шаг и совсем плохо — увеличить обороты. При этом надо учитывать что медленновращающийся винт с большой тянущей силой требует от двигателя больший крутящий момент (по моим данным двухлопастной 240мм складной винт с шагом 7″ на оборотах 700 в минуту требует на валу крутящий момент 27 Нм), так что вам придется либо сделать достаточную редукцию от мотора на гребной вал, либо поставить мотор с большим крутящим моментом. Здесь надо понимать, что быстрый мотор с редукцией будет весить меньше, чем медленный мотор с большим крутящим моментом и без редукции.

Идея переделки ДВС ПЛМ на электро ущербна изначально, т.к. подходящие для него винты неэффективны с завода.

Несколько полезных формул:

1) Pm = M*n / 9.5492 [Вт]

где Pm — механическая мощность в Вт,

M — крутящий момент двигателя в ньютонометрах,

n — количество оборотов двигателя в минуту,

9,5492 — коэффициент перевода оборотов в минуту — в радианы в секунду, определяемый по «Таблице перевода единиц измерения угловой скорости».

Например получим крутящий момент при 1000 оборотах и 5 кВт:

M = Pm / n * 9.5492 = 5000 Вт / 1000 * 9.5492 = 48 Нм (округлено)

где Pe — электрическая мощность в Вт,

Pm — механическая мощность в Вт,

η — общий КПД двигателя и его контроллера.

Обычно у щеточных (коллекторных) электродвигателей (как в электропогрузчиках) КПД в районе 0,8. У бесколлекторных двигателей (у них электронный коллектор) КПД около 0,9.

КПД электродвигателя падает в основном когда с него пытаются снимать крутящий момент больший чем тот на который он рассчитан. Т.е. большая мощность на оборотах много меньших чем обороты холостого хода электродвигателя.

где где Pe — электрическая мощность в Вт,

U — батарейное напряжение в В,

I — батарейный ток в А.

У бесколлекторных электродвигателей есть такое понятие как фазный ток и фазное напряжение. Обычно такие моторы трехфазные, а контроллер мотора выполняет фукнцию электронного коллетора, переключая фазы для того чтоб создавать движущую силу и крутить ротор двигателя. Фазный ток может быть больше или равен батарейному, а фазное напряжение меньше или равно батарейному. Контроллер выполняет функцию преобразователя (как DC-DC или трансформатор) для того чтобы при раскрутке двигателя дать больший ток и меньшее напряжение, что позволит получить больший крутящий момент при разгоне. Когда мотор выходит на обороты холостого хода, фазный ток равен батарейному току, а фазное напряжение равно батарейному напряжению.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector