Как узнать сколько лошадиных сил в машине

«Честная» мощность современных моторов: мы проверили, сколько у них реальных «лошадей»

Раньше и деревья были больше, и солнце ярче, и машины тянули лучше — вспомните, еще 20 лет назад 115 л.с. хватало, чтобы сердце уходило в пятки, а машина — за горизонт. Теперь иной раз и 200-сильные моторы не производят впечатления мощных. «Не тянет» — сокрушается владелец нового авто. И невдомек ему, что дело не в мощности и не в объеме — а, возможно, в том, что цифры на бумаге не соответствуют реальным показателям. Написано — 100 лошадиных сил, а в реальности — меньше 100. Написано, что разгон — 9 секунд с места до «сотни», а на деле больше 13. Как такое может быть? Сейчас расскажем.

Сначала были слухи: на автомобильных форумах периодически проскакивала информация о том, что у отдельных брендов, а точнее — у конкретных производителей, мощность мотора не всегда соответствует заявленным показателям. Затем были факты: обратившись к специалистам, мы получили четкий ответ: да, такие факты имеют место. Естественно, мы решили разобраться и либо подтвердить, либо опровергнуть эту информацию.

Ну а потом началась интрига: сразу несколько дилеров, узнав, зачем мы берем автомобиль, в последний момент отказались предоставить его. Пришлось пойти на хитрость: вместо тех брендов, о которых ходят слухи, мы взяли их «клоны», с теми же моторами. И отправили на стенд замера мощности. Если вы подумаете, сможете догадаться, о каких брендах идет речь, если «клонами» у нас выступили Skoda и KIA.

Skoda Rapid оснащается «всефольксвагеновским» мотором, который можно встретить на машинах разных брендов

Rio «в базе» оснащается очень мощным мотором: среди «бюджетников» 123 л. с., снятые с объема 1,6, являются почти рекордом

Безумству храбрых поем мы песню: дилеры Skoda и Kia понимали, на что шли. Осознавали, к каким последствиям может привести информация о том, что в моторе новенького, еще только прошедшего обкатку авто, не хватает пары-тройки, а то и десятка «лошадей». Но автомобили предоставили без каких-либо условий. И ждали — с телефоном в одной руке и с валидолом в другой.

Для замеров мы отправились в одну из старейших и авторитетных в Беларуси компаний. Ее владелец, Андрей Батечко, хорошо известен в белорусском автоспорте, особенно в ралли. А через его диностенд прошли практически все мощные автомобили в республике — как серийные, так и созданные для автоспорта. Инерционный динамометрический стенд DynaVtech позволяет производить замеры на автомобилях с любым типом привода — передним, задним, полным, в скоростном диапазоне до 260 км/ч.

Процесс замера происходит так: авто выставляет на инерционных барабанах, и фиксируется ремнями спереди и сзади. К решетке радиатора подводятся два мощных вентилятора, чтобы обеспечить необходимый приток воздуха. Далее запускается мотор, и начинает раскручивать барабаны до максимальной скорости, которая достигается на предпоследней, прямой передаче. Барабаны обладают определенной инерционностью — именно по тому, как быстро двигатель сможет раскрутить их до определенной скорости, определяется его реальный крутящий момент. А после разгона до максимума включается нейтраль, и замеряется выбег — по тому, насколько долго барабаны своей инерцией будут вращать ведущие колеса, определяются трансмиссионные потери. По итогам испытаний оба параметра сопоставляются специальной программой, и высчитывается мощность двигателя «на маховике» — то есть те данные, которые все автопроизводители указывают в технических данных.

Первой на стенд заезжает Skoda Rapid со 110-сильным бензиновым двигателем и 5-ступенчатой механической коробкой передач. Кондиционер выключен, ESP — тоже, мотор прогрет до рабочей температуры, на улице — 20 градусов по Цельсию. Вперед.

Хоть Rapid и не звучит угрожающе, как суперкар, в процессе замера хочется отойти подальше и в сторонку. Передние колеса бешено вращают барабаны, покрышки уже визжат от скорости, стянутая ремнями машина подергивается, словно пытается сорваться, а скорость на табло растет неестественно быстро: до 200 км/ч Rapid разгоняется так шустро, будто это Ferrari. Но на самом деле это иллюзия: в реальных условиях до таких скоростей машина будет разгоняться гораздо дольше из-за аэродинамического сопротивления.

«Хороший выбег, у Skoda, скорее всего, будут очень небольшие трансмиссионные потери — комментирует Андрей — Ну и плюс шины явно с небольшим сопротивлением качению».

Итак, что там обещал производитель? Четырехцилиндровый атмосферный двигатель рабочим объемом 1598 см. куб. должен развивать мощность не менее 110 л. с. при 5800 об/мин, максимальное значение крутящего момента 155 ньютон-метров достигается при 3800 об/мин. А что на деле?

Испытания показали, что мощность двигателя оказалась даже чуть выше заявленной — 111,6 л. с. при 5701 об/мин. А вот пик крутящего момента чуть ниже заявленного: 151 вместо 155 ньютоно-метров, при 3989 об/мин. Что ж, скандала не случилось — 4 ньютон-метра вполне могли «потеряться» из-за топлива, да и в целом, такая разбежка вполне вписывается в погрешность. Посмотрим, что покажет Kia.

У Rio самый мощный в классе мотор: при объеме в 1591 см. куб. он развивает 123 л. с. на 6300 об/мин, а пик крутящего момента 155 ньютоно-метров приходится на 4300 об/мин. А что покажут замеры?

Поначалу чуть было не случилось сенсации: Rio не дотянул до заявленных показателей! Чуть-чуть, но не дотянул. В чем причина? Неужели слухи подтвердились? Нет: изучив характеристики Rio, Андрей пришел к выводу, что замер нужно проводить на не 4-й, а на 5-й передаче. Почему? Правильно, потому что у Rio с этим мотором коробка передач 6-ступенчатая.

И тут же все стало на свои места: стенд показал, что двигатель выдает 124,1 л. с. при 6304 об/мин, а пик крутящего момента 155,5 ньютоно-метров приходится на 4362 об/мин.

Что ж, сенсации не случилось: у обоих испытанных нами автомобилей «табун» под капотом соответствует заявленному. Однако нас насторожила реакция других дилеров, наотрез отказавшихся предоставить автомобили для замеров: чего они опасаются?

Мы решили выяснить это любым путем, поэтому в ближайшее время планируем пригнать на диностенд все «бюджетники». А затем — и модели других классов, в том числе и подержанные, чтобы узнать, сколько «лошадок» теряют моторы при пробегах 100, 150, 200 тысяч километров. И разобраться, кто изнашивается быстрее — турбированые или «атмосферники»? Бензиновые или дизели? И как вообще себя чувствует гибрид с пробегом под 300 тысяч километров? Надеемся, динамометрический стенд «расскажет» больше, чем любая диагностика! К вопросу реальной мощности мы еще вернемся, ведь тема интересная.

Предлагаем вашему вниманию видеоотчет об испытаниях от наших партнеров, канала Test-Drive.tv.

Внимание! У вас отключен JavaScript, ваш браузер не поддерживает HTML5, или установлена старая версия проигрывателя Adobe Flash Player.

2. Расчет тока электродвигателя

Расчет номинального и пускового тока электродвигателя по мощности можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора:

Расчет тока трехфазного электродвигателя

Расчет номинального тока двигателя производится по следующей формуле:

Iном=P/√3Ucosφη

где:

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);
  • η — Коэффициент полезного действия — отношение электрической мощности потребляемой электродвигателем из сети к механической мощности на валу двигателя (принимается от 0,7 до 0,85 в зависимости от мощности электродвигателя);

Расчет пускового тока электродвигателя производится по формуле:

Iпуск=Iном*K

где:

  • К — Кратность пускового тока, данная величина берется из паспорта электродвигателя, либо из каталожных данных (в приведенном выше онлайн калькуляторы кратность пускового тока определяется приблизительно исходя из прочих указанных характеристик электродвигателя).

4. Расчет КПД электродвигателя

Онлайн расчет КПД (коэффициента полезного действия) электродвигателя

Расчет КПД трехфазного электродвигателя

Расчет коэффициента полезного действия электродвигателя производится по следующей формуле:

η=P/√3UIcosφ

где:

  • P — Номинальная мощность электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя либо определяется рассчетным путем);
  • U — Номинальное напряжение (напряжение на которое подключается электродвигатель);
  • I — Номинальный ток электродвигателя (берется из паспортных данных электродвигателя, а при их отсутствии определяется расчетным путем);
  • cosφ — Коэффициент мощности — отношение активной мощности к полной (принимается от 0,75 до 0,9 в зависимости от мощности электродвигателя);

Для расчета мощности двигателя применяется параметр, именуемый лошадиной силой. Каждый человек, приближенный к автомобильной тематике, знает, что в документах на транспортное средство обязательно указывается данный параметр. Однако далеко не всегда мощность определяют лошадиными силами. Так, мощность мотора можно измерить в киловаттах в час. Для получения точных расчетов понадобится кое-что знать.

Понадобится следующее:

  • транспортное средство;
  • станция ТО.

Для четкого понимания процесса измерения мощности двигателя автомобиля ниже приведен последовательный алгоритм шагов, позволяющий максимально быстро понять интересующий процесс.

Порядок действий:

  1. Для подобного расчета получения данных относительно мощности двигателя пользуются отечественной, либо европейской системой измерения. Обе системы приравнивают одну лошадиную силу к 75 кг х м/с (одна лошадиная сила приравнивается к весу 75 кг, поднятому на высоту 1 м за 1 сек);
  2. Аналогичным образом лошадиные силы могут быть переведены в киловатты: 1 лошадиная сила = 0,735,5 кВт (735 Вт);
  3. Для того чтобы узнать параметр мощности машины, понадобится произвести перевод указанных цифр соответственно уравнениям, указанным выше. Если мощность автомобиля указана в кВт, то для определения количества лошадиных сил требуется значение, указанное в паспорте автомобиля, разделить на 0,735;
  4. Чтобы более просто узнать количество «лошадей» двигателя своего автомобиля, следует отправиться на близлежащую станцию технического обслуживания (СТО), где, как правило, есть специализированная компьютерная установка, предназначенная для определения данного параметра;
  5. Если вы ума не приложите, как производится проверка, можно воспользоваться подсказкой специалистов СТО. Авто размещается на специальной платформе установки, после чего педаль газа выжимается до упора. Во время эксплуатации автомобиля в подобных условиях компьютер обработает все параметры авто, а затем выдаст результаты и оценку мощности двигателя, опираясь на пученные данные.

Интересно знать! В 1789 году в Шотландии Джеймс Уатт первым применил понятие «лошадиная сила» для определения мощности двигателя автомобиля.

Вот так, пользуясь знаниями, полученными в средней школе на уроках математики, а также потратив немного времени, можно определить важный параметр своего транспортного средства – мощность двигателя.

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

где:

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

где:

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

где:

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Печать