Що важливіше кінська сила або крутний момент енциклопедія автомобілебудування

Що таке кінська сила? Відповідь на малюнках

Залежність потужності і крутного моменту

Кентавромобіль, таке друга назва Naturcar, використовується і в ролі автобуса, але для цього буде потрібно вже кілька коней. Між іншим, кентавромобіль може розгоняться до 80 км / год

Дубайська компанія Fleethorse повернула поняттю "кінської сили" його первісне значення. Naturcar - засіб пересування, в якому кінь поміщається всередині, на спеціальній рухомій доріжці, щоб йти вперед і виробляти електрику.

Все, звичайно, чули про кінську силу. Майже в кожній розмові про машини згадують цю одиницю потужності. Але що означає кінська сила з точки зору потужності і навіщо в технічних характеристиках вказують ще й крутний момент? Що важливіше - "коні" або "ньютонометров"? Спробуємо розібратися.

Поняття кінська сила ввів Джеймс Ватт. Той самий Ватт, ім'ям якого зараз вимірюється, наприклад, потужність лампочки. Він жив з 1736 по 1819 роки.
Якщо вірити історії, то на відкриття Ватта підштовхнули поні, з якими Джеймс працював на вугільних шахтах. Він зауважив, що один кінь в середньому може піднімати 150 кг вугілля з глибини 30 м за 1 хв. або 15 кг з 300 м за 1 хв. або 1500 кг з 3 м за 1 хв. І якщо вірити просту арифметику, то один кінь повинна зрушити 15000 кг на 30 см за 1 хв. або 1,5 кг на 3000 м за ту ж хвилину, що дорівнює швидкості 180 км / ч. Самі розумієте, нереально. Щоб уникнути плутанини за основу були взяті перші розрахунки.
У більшості європейських країн кінська сила визначається як 75 кгс м / с, тобто, як сила, достатня для підняття вантажу масою в 75 кг на висоту 1 м за 1 с. У точних та інженерних науках дуже рідко користуються "кінської силою" через її неоднозначного визначення, але в автомобільній індустрії "кінська сила" стала невід'ємною частиною характеристики двигуна.

Стандартної одиницею для вимірювання потужності є ват. На честь все того ж Джеймса Ватта. Одна кінська сила - це 736 ват. Грубо кажучи, якщо взяти одного коня потужністю 1 л. с. і змусити її вирощують щось на зразок динамо-машини, щоб можна було приводити в дію генератор, то 1 л. с. буде виробляти 736 ват, які дорівнюють все тим же 75 кгс м / с. Існує формула для перекладу ват в "коні" і навпаки. Не будемо напружуватися складними математичними розрахунками, тим більше що є простіший шлях: досить кіловати (1кВт = 1000Вт) помножити на коефіцієнт 1,36 і отримати ту ж потужність, але вже в кінських силах.
Позначається кінська сила по різному: на пострадянському просторі буквосполучення л. с. (Кінська сила) відомо будь-якій людині мало-мальськи цікавиться автомобілями, у німців прийнято PS (Pferdestarke), французи користуються CV (cheval-vapeur), для англомовного населення звична HP або hp (horsepower).

У США і Японії використовують свої стандарти визначення кінських сил двигуна. І в Америці, і в Японії існують два види показників: bhp - Брутто (Brutto) і hp - Нетто (Netto або Net). У першому випадку двигун не обладнаний додатковими, необхідними для експлуатації транспортного засобу, агрегатами - на зразок генератора, насоса системи охолодження. У другому варіанті на двигун встановлені допоміжні засоби. Часом різниця між "нетто" і "брутто" становить до 20%.
Потужність мотора - величина не постійна, а залежить, перш за все, від оборотів двигуна. Поруч зі значеннями максимальної потужності завжди вказуються обороти, при яких вона досягається. Найбільшу потужність сучасні мотори видають в середньому при 5500-6500 об / хв. Але хто їздить в таких режимах? У звичайній міській їзді тахометр показує 2500-3000 об / хв. Чи не складно уявити, що якщо свій максимум двигун досягає, наприклад, при 6000 оборотах, то при 3000 оборотах потужність буде вдвічі менше. Тому щоб швидко прискоритися, ви повинні тримати обороти двигуна в діапазоні, де знаходиться максимальна потужність. Ось чому часто доводиться переходити на передачу вниз, тим самим збільшуючи обороти двигуна. Тепер уявімо, що потрібно зробити обгін. Тут як не можна, до речі, припали б все кінські сили мотора, щоб максимально прискоритися. Але на жаль, не можна відразу весь "табун" (припустимо потужність автомобіля 100 л. С.) Мобілізувати. Двигун повинен розкрутитися до 6000 об / хв. при яких в вашому розпорядженні опиняться всі 100 "коней". Для цього мотору потрібен час. Ось тут-то і грає вирішальну роль крутний момент.

Потужність двигуна - це енергія, що виробляється двигуном. Ця енергія перетворюється в крутний момент на вихідному валу двигуна, змінюється в його коробці і редукторі ведучого моста (якщо він є) і потрапляє на колеса.
Таким чином, крутний момент - це те, що насправді штовхає машину вперед, а потужність - це те, що цей крутний момент виробляє.

Навіть при малопотужному двигуні, ми зможемо рушити і вести вантаж за рахунок підбору передавального відносини в коробці передач на малій швидкості. Але потім нам захочеться їхати швидше, а для цього потрібно, щоб був достатній крутний момент у всьому діапазоні швидкостей, що досягається підбором шестерень на всіх передачах в коробці передач і запасом потужності двигуна. Крутний момент - це сила, помножена на плече її застосування, яку може "надати" двигун автомобілю для подолання тих чи інших опорів руху. Сила вимірюється в ньютонах, важіль - в метрах. Щоб було зовсім зрозуміло, наведемо такий приклад: 1 Н · м - це сила, з якою 0,1 кг тиснуть на кінець важеля довжиною 1 м. У двигуні внутрішнього згоряння роль важеля виконує кривошип клонували, через який і створюється крутний момент.
Саме від нього залежить час досягнення двигуном максимальної потужності, а значить і динаміка розгону. Образно кажучи, крутний момент це "пастух", який "зганяє" в єдину упряжку все кінські сили мотора. Чим більше крутний момент, тим швидше двигун набирає обертів, і тим швидше збирається воєдино вся міць мотора, і, відповідно, тим краще прискорюється автомобіль.

Другий важливий нюанс - обороти, на яких мотор розвиває максимальний крутний момент. Якщо, наприклад, максимум видається при 4000 об / хв, то потрібно деякий час, щоб pаскpутіть двигун. Тут-то і втрачається час, настільки важливе при тому ж обгоні.

Бензинові двигуни в порівнянні з дизельними розвивають не найбільший крутний момент. До того ж максимального значення він досягає тільки на середніх оборотах (в районі 4000-4500). Зате бензинові мотори можуть розкручуватися до 7000-8000 об / хв, що дозволяє їм розвивати досить велику потужність. Адже згідно з вищенаведеним твердженням, потужність залежить від кількості оборотів. З цієї ж причини дизельні двигуни (розвивають не більше 5000 об / хв) програють в максимальній потужності бензиновим побратимам.

Максимальна потужність двигуна насамперед визначає максимальну швидкість автомобіля. А крутний момент - швидкість досягнення мотором цієї максимальної потужності. Золоте правило механіки: виграючи в моменті, що крутить, програємо в частоті обертання. При стартах на прискорення бензиновий двигун у дизеля виграє, тому що останньому доведеться частіше перемикати передачі, оскільки пік крутного моменту досягається моментально (ось воно, перевага моменту!), А це дає секундні уповільнення оборотів і відповідно швидкості. Заради справедливості відзначимо, що така ситуація буде спостерігатися на гонках по прямій. В буденності же бензиновому двигуну доведеться тримати обороти на максимумі, щоб "поганятися" з дизелем. Або, скажімо, на шосе, рухаючись зі швидкістю 100 км / год, "дизелю" для прискорення не буде потрібно перемикання, а бензиновому потрібна передача нижче.

До речі, вищенаведені приклади стосуються тільки двигунів внутрішнього згоряння. У електродвигунів або, скажімо, парових все з точністю до навпаки: чим менше крутний момент, тим вище потужність. Тому в наш час популярністю користуються гібридні, бензиново-електричні силові установки: там де двигун внутрішнього згоряння безсилий, в роботу включається електромотор і навпаки.
А загальний висновок такий: крутний момент - це те, що насправді штовхає машину вперед, а потужність - це те, що цей крутний момент виробляє.
Так що платимо за кінські сили, а їздимо на моменті!