Что отнимает мощность у двигателя

Мощность двигателя — как работает и что это такое,на что влияет

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.

Важнейшими характеристиками двигателя являются его мощность, крутящий момент и обороты, при которых эта мощность и крутящий момент достигаются.

Обороты двигателя

Под широкоупотребимым термином «обороты двигателя» имеется в виду количество оборотов коленчатого вала в единицу времени (в минуту).

И мощность, и крутящий момент — величины не постоянные, они имеют сложную зависимость от оборотов двигателя. Эта зависимость для каждого двигателя выражается графиками, подобными нижеследующему:

Производители двигателей борются за то, чтобы максимальный крутящий момент двигатель развивал в как можно более широком диапазоне оборотов («полка крутящего момента была шире»), а максимальная мощность достигалась при оборотах, максимально приближенных к этой полке.

Мощность двигателя

Чем выше мощность, тем большую скорость развивает авто

Мощность — это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения.

Мощность двигателя последнее время все чаще указывают в кВт, а ранее традиционно указывали в лошадиных силах.

Как видно на приведенном выше графике, максимальная мощность и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах коленвала. Максимальная мощность у бензиновых двигателей обычно достигается при 5-6 тыс. оборотов в минуту, у дизельных — при 3-4 тыс. оборотов в минуту.

График мощности для дизельного двигателя:

Крутящий момент

Крутящий момент характеризует способность ускоряться и преодолевать препятствия

Крутящий момент (момент силы) — это произведение силы на плечо рычага. В случае кривошипно-шатунного механизма, данной силой является сила, передаваемая через шатун, а рычагом — кривошип коленчатого вала. Единица измерения — Ньютон-метр.

Иными словами, крутящий момент характеризует силу, с которой будет вращаться коленвал, и насколько успешно он будет преодолевать сопротивление вращению.

На практике высокий крутящий момент двигателя будет особенно заметен при разгонах и при передвижении по бездорожью: на скорости машина легче ускоряется, а вне дорог — двигатель выдерживает нагрузки и не глохнет.

Виды мощности

Для определения характеристик двигателя применяют такие понятия мощности как:

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

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.

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.
Читайте также:  Как подключить концевые выключатели к двигателю

Вопрос — ответ

1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли. Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?

Б — в зависимости от оборотов;

Г — в зависимости от включенной передачи.

Правильный ответ: В. Автомобиль не движется, мотор не совершает полезной работы. Значит, и полезная мощность равна нулю.

2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?

Б — обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;

В — в зависимости от сил сцепления с покрытием;

Г — прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.

Правильный ответ: В. При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются — они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.

3. На что влияет мощность мотора?

А — на динамику разгона;

Б — на максимальную скорость;

В — на эластичность;

Г — на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.

Источник

Мощность двигателя и крутящий момент: какой из этих параметров важнее?

Мощность и крутящий момент являются основными техническими параметрами двигателя внутреннего сгорания. Эти параметры зависят не только от максимальной скорости и ускорения автомобиля, но также от расхода топлива или способности преодолевать уклоны и тому подобное. Мощность двигателя указывается в киловаттах (кВт), но также в лошадиных силах (л.с., л.с., шт.). Единица крутящего момента, разговорный крутящий момент, является ньютонметром (Нм).

В случае двух двигателей одинаковой конструкции правило состоит в том, что двигатель, имеющий больший рабочий объем, обладает большей мощностью, но также и большим крутящим моментом. Однако максимальная мощность и максимальный крутящий момент достигаются при разных оборотах двигателя. Двигатель имеет самую высокую мощность при более высоких оборотах и самый высокий крутящий момент при более низких оборотах.

Мощность и крутящий момент, что важнее?

Для гоночных или спортивных автомобилей, которые постоянно ездят на полной скорости, наиболее важным параметром двигателя является максимальная мощность. От максимальной мощности зависит максимальная скорость автомобиля, а также скорость разгона. Поэтому трансмиссия такого автомобиля классифицируется таким образом, чтобы автомобиль максимально ускорялся и достигал максимально возможной скорости.

В двигателях легковых автомобилей очень важны другие параметры в дополнение к максимальной мощности и максимальной скорости. Легковые автомобили не ездят постоянно в полной мере. Напротив, двигатель легкового автомобиля работает преимущественно в разных режимах и поэтому должен иметь достаточный крутящий момент в самом широком диапазоне оборотов. Поэтому коробка передач отличается и адаптирована не только к максимальной скорости и ускорению, но и для снижения расхода топлива. Однако все эти параметры противоречивы, поэтому производителям приходится выбирать правильный компромисс при разработке двигателей.

Поэтому самая высокая передача настроена на стабилизацию максимальной скорости автомобиля до того, как двигатель достигнет максимальной скорости. С помощью этой настройки автомобиль может постоянно поддерживать максимальную скорость без риска повреждения двигателя. С другой стороны, нижние передачи установлены таким образом, чтобы автомобиль достигал необходимого ускорения, имел приемлемый расход топлива, низкий уровень выбросов и не мешал шуму двигателя.

Очень важной особенностью легкового автомобиля является его гибкость, а также расход топлива. Чем больше крутящий момент у двигателя, тем он более гибкий. Таким образом, водитель автомобиля использует максимальный крутящий момент больше, чем максимальная мощность двигателя при обычной езде. Вот почему производители автомобилей больше сосредоточены на увеличении максимального крутящего момента и переключении его на более низкую скорость, чем на увеличение максимальной мощности.

Во время нормальной езды водитель автомобиля в основном использует диапазон низких и средних оборотов двигателя. Таким образом, чем выше крутящий момент и чем ниже диапазон частоты вращения двигателя, тем более гибким будет автомобиль и тем легче будет подниматься по уклонам без использования максимальной мощности двигателя.

Лошади не похожи на лошадей :

Как я уже говорил, мощность двигателя указывается в киловаттах (кВт), но также в лошадиных силах. Эти две единицы выражают одинаковое количество, но не идентичны. Чтобы получить мощность (PS, HP, шт.), Просто умножьте киловатты на 1,36 или разделите мощность на число, чтобы получить кВт. Однако это не относится к американским автомобилям, потому что американцы используют другой стандарт для измерения лошадиных сил. Итак, чтобы добраться до киловатты американских автомобилей, нужно разделить количество лошадей на 1,34. Таким образом, одна американская лошадь имеет мощность 1 015 европейских лошадей. Мощность в лошадиных силах США указывается HP, а мощность в европейских лошадиных силах называется PS.

Читайте также:  Можно ли на мазду поставить двигатель с турбиной

Он не похож на вертолет :

В дополнение к вышеупомянутой разнице, вы можете столкнуться с другими особенностями. Английский и американский крутящий момент указывается не в ньютонметрах (Нм), а в фунтах на фут (фут-фунт). Также, как и в предыдущем случае, эти две единицы дают одинаковое количество, но не идентичны. Английский и американский крутящий момент «сильнее», чем европейский, и 1 фут-фунт равен 1356 Нм. Американские и английские автомобили поэтому сильнее в бумаге, чем европейские автомобили. Жаль, что больше энергии только на бумаге, а не под капотом.

Как измеряется мощность двигателя?

Динамометр также используется для измерения мощности, также известный как силовой тормоз. Динамометр измеряет мощность двигателя, переводя его в электричество.

Таким образом, мощность и крутящий момент двигателя прививают характеристики автомобиля.

Может ли сила лошади быть преобразована в человека?

Ради интереса мощность в лошадиных силах (PS, HP, шт.) Почти в десять раз превышает 1 лошадь = 9 863 человека по сравнению с силой человека.

Источник

Сколько мощности забирает кондиционер, катализатор, генератор, усилитель руля и даже помпа у автомобиля?

Не так давно меня спросили – «Сергей, а сколько примерно мощности забирает кондиционер или тот же климат-контроль у двигателя автомобиля?» Забирает он однозначно, вот только – сколько, вопрос нерешенный. И знаете, ведь навесного оборудования в машине очень много и все они через ременные (или другим способом) связываются с силовым агрегатом (есть и такие которые просто мешают ему дышать – например, катализатор). И все они его нагружают! Поэтому сегодня я решил говорить не только о климатической системе, но и о генераторе, каталитическом нейтрализаторе, усилители руля и даже о помпе. Как обычно будет статья + видео версия …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Если говорить про двигатель внутреннего сгорания, то его КПД очень низкий (в самых эффективных системах около 25%, у дизеля около 40-50%). ТО есть из 10 литров, 2,5 идут реально на работу, а остальные на потери (тепловые, механические и т.д.). Сегодняшняя статья будет затрагивать часть механических потерь, ведь все что я перечислил сверху нужно крутить, газы (отработку) проталкивать и т.д. И вот интересно, сколько же реально на это уходит лошадиных сил или киловатт? Давайте разбираться

Ремни и электричество

В самом начале (для тех, кто физику в школе не учил), хочу сказать пару слов – откуда берутся эти потери мощности?

ДА все просто — вот висит у вас компрессор кондиционера сбоку от мотора, и чтобы он вырабатывал «холод» (точнее качал фреон по системе), его нужно «крутить», то есть прикладывать к нему механическую энергию, а она как раз и берется через ременную передачу (с одной стороны вал кондиционера, с другой вал двигателя, обычно вешают всякое на «коленвал»).

Такая же ситуация с генератором (по сути это специализированная «динамо-машина»), чтобы он вырабатывал электричество нужно крутить его вал. Опять же привязываемся к коленвалу

Гидравлический усилитель руля, работает по такому же принципу. Ремень – насос ГУРА – коленвал. Хотя сейчас появляются ГУРЫ с электрическим насосом

НУ и с помпой такая же ситуация. Если кто не в курсе, то помпа качает Антифриз или ТОСОЛ по системе охлаждения.

Справедливости ради, сейчас многие производители начинают переходить на электрические помпы и компрессоры кондиционеров, электрические усилители руля. То есть — уже нет ремней, а все «питается» от бортовой сети, но как показывает практика, нагрузка на генератор возрастает прямо пропорционально, если бы они были. Закон сохранения энергии, чудес не бывает

НУ и пару слов, про катализатор, он также забирает часть мощности. Происходит это таким образом, газы которые выходят из двигателя встречаются с «преградой» которую должны пройти, как вы понимаете это наш нейтрализатор. То есть двигателю нужно выталкивать отработанные газы не только из цилиндров, но и проталкивать (если грубо выразится) дальше. НА это также уходит часть энергии.

Сколько забирает кондиционер?

Точных данных может и не быть! Не все производители указывают мощность своих компрессоров. ДА и от класса и мощности автомобиля, многое зависит.

Если брать среднестатистическую иномарку (класс B – С), есть данные что мощность около 2,9 кВт, переводим на лошадиные силы и получаем 4л.с.

НА автомобилях класса D – E, больших внедорожниках мощность составляет 4,413 кВт (около 6 л.с.)

Стоит также учитывать примерно 5% на потери ременной передачи, таким образом, получаем почти ровные 3 и 4,5 кВт, то есть в переводе — 4 и 6 л.с.

Много это или мало? Мне кажется прилично – например, у вас машина с тором в 100 л.с., и 4 из них забирает только климатическая система.

Сколько берут усилители руля (ГУР или ЭУР)

У меня, кстати, есть подробная статья – что лучше ГУР (гидроусилитель) или ЭУР (электроусилитель), кто не читал, советую. НО сейчас не об этом, здесь нас интересует, что больше забирает от мотора?

Читайте также:  Остывает двигатель и печка дует холодным

ГУР – это гидравлическая система, у нее есть насос, который нагнетает специальную рабочую жидкость в рейку, при повороте руля она накачивает либо одну, либо другую сторону. Из-за этого вам легче крутить рулем. Опять же точных данных то его мощности нет (точнее не всегда их можно найти), и здесь опять же данные могут разниться от класса и мощности и авто.

Однако средние данные такие. Малый класс – 2-3 л.с., большие авто – около 4 л.с.

Стоит отметить, что ГУР практически всегда отнимает мощность от силового агрегата, потому как он связан ременной передачей. Но в «свободном положении» (когда машина стоит, скажем на холостом ходу и вы не крутите рулем) отъедается небольшое количество мощности (около 0,25 – 0,5 л.с.)

ЭУР – электроусилитель руля, как становится понятно электрическая система. Она не использует силовой агрегат напрямую, а питается энергией от генератора (стоят электромоторы и специальные датчики). ДА и подключается она именно тогда, когда вы поворачиваете руль. Поэтому когда машина стоит и не движется (рулем вы не играете), тогда и расхода энергии нет. Это позволяет экономить немного энергии, соответственно и топлива. ДА и последние тенденции показывают, что скоро ГУРОВ может вообще не остаться.

Если примерно перекинуть нагрузку на генератор, то получаются эти же 2 – 4 л.с.

Сейчас есть несколько видов ГУР (на валу на рейке), из-за этого мощность может варьироваться.

Сколько забирает генератор?

Здесь все намного проще, именно генераторы различаются по мощности. Одни из самых массовых являются устройства в 120А (не буду брать старые модели в 80-90А)

Когда машина работает, то вырабатываемое им напряжение равняется примерно 13,8 – 14,0В. Давайте возьмем для примера 14. Тогда 14 Х 120А = 1680Ватт или 1,68 кВт. И это при максимальной нагрузке. Опять же есть более производительные устройства в 140 А, то есть 2,0 кВт

Если перевести это на «л.с.» то получается около 2 – 3 л.с. Именно столько забирает генератор при максимальной нагрузке

Много это или мало решать вам, лично мне кажется — чем больше электроникой напичкана машина, тем больше он скрадывает мощности от мотора.

Потребление ПОМПЫ

Они как и усилители руля могут быть электрической или механической (привод через ремень). Однако многие производители переходят именно на электрические варианты, они более компактные и производительные (нет потерь на ременную передачу).

Вычислить ее потребление сложно, поэтому я воспользуюсь данными автомобильного эксперта Дэвиса Крэйга. Он решил подсчитать, потребление механического варианта:

При оборотах в 1000 в минуту – забирается около 0,1 кВт или 0,13 л.с.

При оборотах в 2000 в минуту – забирает мощности в 1,1 л.с. или 0,8 кВт

При оборотах свыше 4000 в минуту – 8,6 л.с или 6,4 кВт

Стоит отметить, что электрический вариант берет немного меньше, особенно разница видна на высоких оборотах.

Сколько мощности забирает катализатор?

НУ и последнее про каталитический нейтрализатор отработанных газов. Скажу так, сейчас эта дань экологии устанавливается на всех автомобилях (лично я считаю, что это правильно).

Как я уже писал сверху, двигателю сложнее проталкивать отработанные газы через этот фильтр, поэтому его мощность немного расходуется.

В интернете ходят различные версии, сколько он скрадывает, иногда пишут что АЖ 5% от мощности. Но зачастую это оказывает на уровне погрешности — примерно около 2 — 3 л.с.

Как пишут на многих сервисах (где прошивают на ЕВРО2), если уберете ваш мотор задышит полной грудью.

ПОДВОДИМ ИТОГ

Конечно данные примерные (я возьму максимальные показатели), но они отражают всю суть потерь силового агрегата:

Кондиционер (6 л.с.) + ГУР или ЭУР (4 л.с.) + Генератор (3 л.с.) + Помпа (возьмем значение при 2000 об/мин – около 1 л.с.) + Катализатор (3 л.с.) = 17 л.с

Таким образом, потери мотора на различного рода механические потери составляет около – 17 л.с. НО стоит оговориться, при условии, если у вас будет полностью нагружен генератор, ГУР или ЭУР (что бывает крайне редко), работает кондиционер и прочее. От мотора общей мощность в 100 л.с. это почти его пятая часть – НЕ МАЛО!

Сейчас интересная видео версия, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, моя статья и видео были вам полезны. Искренне ваш, АВТОБЛОГГЕР.

(15 голосов, средний: 4,00 из 5)

Похожие новости

Двигатели SKYACTIV. Надежность, проблемы, ресурс – мой полный от.

Ресурс цепи ГРМ. Затронем и продукцию Фольксваген. Все неоднозна.

Как определить, что стучит в двигателе? Подробно + видео

Добавить комментарий Отменить ответ

ТОП статей за месяц

Скоро праздники, а это значит — большая часть нашей страны будет употреблять алкоголь. Легкий: —…

Напряжение аккумулятора транспортного средства, как и его емкость – самые важные показатели этого автомобильного узла,…

Меня часто спрашивают о выхлопе автомобиля. Зачастую новичкам, да и водителем со стажем не нравится,…

Источник