С чего снимают мощность двигателя

Что такое мощность двигателя, крутящий момент и удельный расход топлива

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.

Основные показатели двигателя

Сгорание топлива происходит внутри ДВС, в специальной камере цилиндра. Это приводит в движение поршень, который, совершая циклические возвратно-поступательные движения, проворачивает коленчатый вал. Таков упрощенный принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Основные характеристики ДВС можно оценить тремя основными показателями:

  • мощность двигателя;
  • крутящий момент;
  • расход топлива.

Основные показатели ДВС

Рассмотрим более подробно каждый из этих показателей.

Что такое мощность двигателя

Под мощностью следует понимать физическую величину, которая показывает совершаемую двигателем работу за единицу времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения коленчатого вала. Обычно она указывается в лошадиных силах (л.с.), но встречается измерение и в кВт.

Существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила», но, как правило, имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равная ≈ 0,7354 кВт. А вот в США и Великобритании лошадиные силы, касающиеся автомобилей, приравнивают к 0,7456 кВт, то есть как 75 кгс*м/с, что приблизительно равно 1,0138 метрической.

  • 1 кВт = 1,3596 л.с. (для метрического исчисления);
  • 1 кВт = 1,3783 hp (английский стандарт);
  • 1 кВт = 1,34048 л.с. (электрическая «лошадка»).

Если же конвертировать мощность 1 лошадиной силы в киловатты (в промышленности или энергетике), то она будет примерно равна 0,746 кВт. Понятие лошадиная сила не входит в международную систему измерений (СИ), поэтому измерение мощности в кВт будет более правильным.

Чем больше мощность, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

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

Конечно, значение 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.

Читайте также:  Как работает космический атомный двигатель

Что такое крутящий момент

Крутящий момент двигателя рассчитывается по формуле: M = F*R, где F – это сила, с которой давит поршень, R – длина плеча (рычага). В нашем случае плечом будет расстояние от оси вращения коленчатого вала до места крепления шатунной шейки. Этот параметр измеряется в ньютонах на метр (Hм). 1H соответствует 0,1 кг, который давит на конец рычага длиной в метр.

Крутящий момент ДВС характеризует показатель силы вращения коленчатого вала и определяет динамику разгона автомобиля.

Что такое расход (удельный расход) топлива

Удельный расход топлива двигателя – это количество топлива, затрачиваемое для производства определенного количества энергии. Чем расход ниже, тем рациональнее будет использоваться топливо. Расход связан с эффективностью двигателя. Один двигатель может иметь разный расход топлива в зависимости от скорости и нагрузки.

Внешняя скоростная характеристика (ВСХ)

Внешняя скоростная характеристика двигателя показывает зависимость мощности, расхода топлива и крутящего момента от числа оборотов коленвала. Все эти параметры показываются графически в виде кривых.

Внешняя скоростная характеристика

На рисунке можно видеть кривые с обозначениями Pe – мощность двигателя, – крутящий момент, ge – удельный расход топлива. Как видно, с ростом числа оборотов и мощности увеличивается расход топлива. Крутящий момент растет до определенного уровня, а затем идет на спад. В точке, где наиболее эффективный крутящий момент и мощность двигателя, будет самый оптимальный показатель расхода топлива.

Производители моторов 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. Такой двигатель и из болота вытянет, и в городе позволяет быстро ускоряться.

Внешняя скоростная характеристика дает оценку динамическим характеристикам автомобиля, определяет КПД и топливный расход при разных параметрах.

Высокий крутящий момент на более низких оборотах увеличивает тяговую силу агрегата, грузоподъемность и проходимость.

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.

Источник

Почему мощность автомобиля на самом деле «плавающая», а не постоянная?

Вот почему правильнее проверять мощность с колес, а не с маховика двигателя

Почему мощность двигателя не равна выходной мощности на колесах, а производители автомобилей указывают в технических характеристиках не ту мощность, которую нужно знать покупателям? Ведь мощность двигателя у автомобилей с одинаковым количеством лошадиных сил на колесах может быть совершенно разной из-за особенности конструкции привода, типа трансмиссии и другой разницы в применяемых элементах конструкции.

Удивительно, но для большинства легковых автомобилей мощность в 100 лошадей более чем достаточна для решения поставленных перед автовладельцем задач. Такой автомобиль заедет на любой подъем на обычной дороге и проложит себе путь там, где нет дорог, при помощи раздаточных КПП, блокировки дифференциалов и других вспомогательных элементов конструкции. 150, 200, 300 л. с. и так далее излишни по определению.

Читайте также:  Как посчитать рабочий объем цилиндра двигателя

Так зачем же производители постоянно увеличивают мощность своих машин? Все дело в том, что это великолепный маркетинговый ход, невероятно притягательный фактор, по которому покупатели судят об успешности, эксклюзивности и технологичности автомобиля. Но в этом, казалось бы, интуитивно понятном способе измерения есть свои темные изъяны, о которых мало кто задумывается, а точнее, даже почти никто не знает.

Откуда лошадей «снимать»: с двигателя или с колес?

Основная претензия у специалистов-мотористов, заботящихся о правильности подсчетов автопроизводителей, заключается в том, что, по мнению первых, последние должны использовать не лошадиные силы, замеренные на двигателе, а мощность, снимаемую непосредственно с колес.

Мощность, замеряемая непосредственно с колес и называемая на английский манер «wheel horsepower» (WHP), гораздо реальнее хотя бы потому, что энерговооруженность мотора будет всегда выше, поскольку не учитываются затраты на трансмиссию, вращение дифференциалов, шестерен коробки переключения передач, колес и других составных частей автомобиля.

Разница между двумя на первый взгляд одинаковыми, но на самом деле такими разными показателями будет огромная. По данным специалистов портала autotest.pro,

Обратите внимание: в худшем случае (полноприводный внедорожник) и при худших условиях (мороз, повышенная влажность и другие погодные неурядицы) автомобиль способен потерять от реальной мощности практически треть! При этом вы будете уверены, что в вашем распоряжении по-прежнему будет находиться положенных, к примеру, 160 лошадиных сил. Вполне возможно, что вместо заявленных производителем 160-ти лошадей колеса будут сообщать грунту всего 115 сил.

При этом на маховике двигателя мощность будет оставаться номинальной, автомобиль будет полностью исправен, но ехать уже будет не так бойко. Вместе с тем также не стоит забывать и о других сопутствующих движению факторах, таких как сопротивление воздуха, нагрузка, профиль пути и другие нюансы. Каждый понемногу как бы отнимает мощи, снижая эффективность машины, но при этом повышая расход.

Вот почему и у нас в стране, и за рубежом некоторые специалисты касаются этой щекотливой темы. Когда покупатель берет автомобиль и отталкивается от количества лошадиных сил, как минимум он должен знать, что реально в его распоряжении будет меньше мощности, чем заявлено производителем. Это банальная механика. Более того, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля «тянуть», то есть выполнять полезную работу, машина будет по-разному.

Почему автопроизводителям невыгодно использовать мощность с колес?

Ну, во-первых, самый главный момент, из-за которого никто не будет усложнять себе замеры, – это потому, что так удобнее государствам. Проще стандартизировать мощность с двигателей для обложения равным налогом одинаковых по мощности автомобилей.

Во-вторых, как мы уже говорили выше, автопроизводителям выгодно показать более высокие показатели – так гораздо приятнее гражданам-покупателям. Помните, как в 60-е, 70-е годы в США чуть ли не все автомобили имели в паспорте по 250-300 лошадиных сил? После начала 80-х все более новые автомобили внезапно значительно «растеряли» свои силы. Как так получилось? Просто лошадей стали считать по-другому.

В целом в реальности ничего не изменилось, но у покупателя остался неприятный психологический осадок.

В-третьих, такие подсчеты, разумеется, означают больше работы для автопроизводителей, поскольку многие автомобили имеют несколько конфигураций трансмиссии (FWD, AWD, ручную, автоматическую, роботизированную и так далее), и все они нуждаются в своей собственной оценке WHP.

И наконец, в-четвертых, количество лошадиных сил с колес сложнее стандартизировать. Нужны схожие идеальные условия стендовых испытаний для выявления идеального результата.

Смотри не на лошадей, а на другие показатели

Как же определить реальную мощность? Можно отнять 15-20% от заявленной производителем и примерно высчитать результат. Можно высчитать соотношение мощности к весу, время разгона от 0 до 100 км/ч, показатели аэродинамического сопротивления и так далее.

Читайте также:  Чем отмыть двигатель народные способы

Dodge Challenger Hellcat с его монументальными 707 л. с. будет выглядеть блекло с 630 WHP, согласитесь

Покупка автомобиля – это большое дело, и я считаю, что потребители имеют право на точное информирование. Это относительно простое изменение, и оно дает покупателю более реалистичную информацию для выбора. Это покажет, какие автомобили имеют более эффективные трансмиссии и какие автопроизводители пытаются скрыть более архаичные конструкции трансмиссии под большими показателями лошадиных сил двигателя.

Источник

Пересчитываем «лошадей»: народные авто на стенде мощности

Насколько официальные технические характеристики отличаются от реальных? Мы уже проверяли на лукавство машины из пограничной налогововыгодной категории до 250 л.с. Результаты оказались разными: кто-то честно выдавал заявленную мощность, а кто-то — несколько не дотягивал. Но одно дело — довольно мощные автомобили, которые в любом случае не страдают дефицитом тяги, и совсем другое — народные.

Вот мы и проверили машины попроще. Поскольку силенок у таких меньше, потеря каждой «лошади» становится весьма ощутимой. То же касается и крутящего момента.

Итак, вот наша тестовая пятерка. В бюджетном сегменте выступают Лада XRAY Cross и ее родственник-конкурент Renault Logan Stepway. В гольф-классе — набирающий обороты Kia Ceed третьего поколения. Привлек наше внимание и один из лидеров в стане кроссоверов — обновленный Nissan X‑Trail.

Китайский кроссовер Haval H6 не самый популярный на российском рынке среди одноклассников, но довольно свежий. О реальной мощности «китайцев», особенно с турбонаддувом, судачат в каждом гараже. Вот и проверим!

Разбежавшийся табун

Замеры мы проводим совместно с нашими хорошими знакомыми из мастерской AGP Motorsport — на современном динамометрическом стенде Dynomax 5000 AWD с беговыми барабанами, который рассчитан на привод любого типа. Прежде чем загнать машины на барабаны, несколько слов о методике испы­таний.

Сейчас все производители замеряют мощность на маховике двигателя со всем вспомогательным оборудованием. Естественно, мы не можем снять мотор с каждой машины. Понятно, что стендовая мощность «с колес» при разгоне на прямой передаче с 1500–2000 об/мин до максимальных оборотов будет значительно меньше мощности нетто на маховике. Потому что неизбежны потери в трансмиссии. Именно ­поэтому любой современный стенд умеет пересчитывать результаты с учетом всех потерь.

Еще один автоматически применяемый стендом коэффициент касается условий испытаний. Согласно правилам ЕЭК ООН № 85 и ИСО 1585, температура окружа­ющего воздуха должна быть +25 °C, атмосферное давление — 99 кПа.

При этом все равно стенд дает погрешность, которая не превышает 5%. Как показывает наш опыт, погрешность эта всегда не в пользу автомобилиста. Но если полученные данные укладываются в эти проценты, считаем, что мощность и момент двигателя указаны честно.

Чтобы подкрепить результаты стенда, мы проведем и замеры динамики, то есть времени разгона с места до 100 км/ч.

НЕТТО И БРУТТО

Как измеряется мощность двигателя при составлении технических данных нового автомобиля? Когда-то производители оперировали мощностью брутто, или так называемой лабораторной мощностью, — снимаемой с двигателя без навесного оборудовании. Понятно, что в этом случае показатели выше, но к реальной отдаче «на колесах» эти данные не имеют никакого отношения. Поэтому постепенно от таких замеров отказались в пользу мощности нетто, замеряемой на маховике двигателя со всем вспомогательным оборудованием.

Стендап

Первой на барабаны заезжает Лада XRAY Cross с 1,8‑литровым двигателем ВАЗ‑21179. Серия зачетных выбегов дает лучший результат 118 л.с. при заявленных 122 силах. С учетом погрешности измерений можно считать, что вазовский мотор честно выдает заявленную мощность. А вот крутящий момент недотянул до заводских данных, часть ньютон-метров разбежалась в неизвестном направлении: 152 Н·м против 170 Н·м в заводской таблице характеристик.

Источник

Adblock
detector