Предыстория
Лошадиная сила
(русское обозначение: л. с.; английское: ; немецкое: ; французское: ) — внесистемная единица мощности.
В мире существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила». В России, как правило, под лошадиной силой имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», равная точно 735,49875 ваттам.
В настоящее время в России формально лошадиная сила выведена из употребления, однако до сих пор применяется для расчёта транспортного налога и ОСАГО. В России и во многих других странах она всё ещё очень широко распространена в среде, где используются двигатели внутреннего сгорания (автомобили, мотоциклы, тракторная техника, мотокосы и триммеры).
Соотношения
| Название | Формула | Мощность в ваттах |
|---|---|---|
| Метрическая лошадиная сила | ≡ 75 кгс·м/с | = 735,49875 Вт (точно) |
| Механическая лошадиная сила Индикаторная лошадиная сила |
≡ 33 000 фут·lbf/мин ≡ 550 фут·lbf/с |
= 745,69987158227022 Вт |
| Электрическая лошадиная сила | = 746 Вт | |
| Котловая лошадиная сила | ≡ 33 475 BTU/ч | = 9809,5 Вт |
Мощность двигателя
Для мощностей автомобильных двигателей есть не только разные единицы измерения, но и разные способы измерения, дающие разные результаты. Стандартный способ измерения мощности, принятый в Европе, использует киловатты. Если же мощность дана в лошадиных силах, то способы измерения в разных странах могут отличаться (даже если используются одни и те же лошадиные силы).
В США и Японии используют свои стандарты определения лошадиных сил двигателя, но они уже давно практически полностью унифицированы с другими. И в Америке, и в Японии существуют два вида показателей:
Ватт
(русское обозначение: Вт, международное: W) — единица измерения мощности, а также теплового потока, потока звуковой энергии, мощности постоянного электрического тока, активной и полной мощности переменного электрического тока, потока излучения и потока энергии ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Единица названа в честь шотландско-ирландского изобретателя-механика Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ватт пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ватта. Например, обозначение единицы измерения энергетической яркости «ватт на стерадиан-квадратный метр» записывается как Вт/(ср·м2).
Ватт как единица измерения мощности был впервые принят на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы, а также фут-фунты в минуту. В Международную систему единиц (СИ) ватт введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом.
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль.
Стандартные приставки СИ для ватта приведены в следующей таблице.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Вт | декаватт | даВт | daW | 10−1 Вт | дециватт | дВт | dW |
| 102 Вт | гектоватт | гВт | hW | 10−2 Вт | сантиватт | сВт | cW |
| 103 Вт | киловатт | кВт | kW | 10−3 Вт | милливатт | мВт | mW |
| 106 Вт | мегаватт | МВт | MW | 10−6 Вт | микроватт | мкВт | µW |
| 109 Вт | гигаватт | ГВт | GW | 10−9 Вт | нановатт | нВт | nW |
| 1012 Вт | тераватт | ТВт | TW | 10−12 Вт | пиковатт | пВт | pW |
| 1015 Вт | петаватт | ПВт | PW | 10−15 Вт | фемтоватт | фВт | fW |
| 1018 Вт | эксаватт | ЭВт | EW | 10−18 Вт | аттоватт | аВт | aW |
| 1021 Вт | зеттаватт | ЗВт | ZW | 10−21 Вт | зептоватт | зВт | zW |
| 1024 Вт | иоттаватт | ИВт | YW | 10−24 Вт | иоктоватт | иВт | yW |
Статья из популярной энциклопедии.
Что такое лошадиная сила и как она появилась
По какой причине лошадиная сила начала использоваться как единица мощности? Как она выражается через другие единицы? Дж. Уатт предложил в 18 в. устройство для выкачки вод из шахт. Однако нужно было как-то объяснить владельцам шахт, что конкретно он предлагает им приобрести, в чём заключаются плюсы изобретения. Для оценки мощности нового двигателя было предпринято такое мероприятие. Конь был запряжен в обыкновенный насос для подъёма воды, который работал с помощью лошадиной тяги. Затем оценили, сколько именно за 1 день будет поднято лошадью воды.
Потом соединили с этим насосом паровой двигатель и увидели результат, полученный в течение 1 дня работы. 2-е число разделили на 1-е, с помощью данных цифр объяснив владельцам шахт, что насос может заменить столько-то коней. Полученное вследствие 1-го эксперимента значение мощности сделали мерилом, обозначив его ему словосочетанием «лошадиная сила».
Таким образом, формулировка «лошадиная сила» появилась благодаря официальному изобретателю паровой машины, инженеру Дж. Уатту из Англии. Он должен был провести наглядную демонстрацию того факта, что созданная им машина способна стать заменой для множества коней. Ради этого потребовалось бы как-либо определить в единицах работу, к выполнению которой лошадь способна за определённое время.
Выполнив свои наблюдения в шахтах с углём, Уатт продемонстрировал способность среднестатистической лошади на протяжении длительного времени осуществлять подъём из шахты грузов массой примерно 75 кг на скорости 1 м/с.
Что такое лошадиная сила
Единицу измерения ЛС придумал Джеймс Уатт в конце XVIII века. Предполагается, что подобное название связано с тем, что Уатт хотел доказать преимущество своих паровых машин над более традиционной тягловой рабочей силой — над лошадьми. Популярная легенда гласит, что после создания первых прототипов одну из паровых машин купил местный пивовар, которому движок нужен был для работы водяного насоса. Во время испытания пивовар сравнил паровую машину со своей самой сильной лошадью — и оказалось, что лошадь в 1,38 раз слабее паровой машины (а 1 киловатт — это как раз и есть 1,38 лс).
Краткая история
В начале 19-го века шотландский ученый и изобретатель Джеймс Уатт пропагандировал преимущества паровых машин перед лошадьми. Для самого первого сравнения был использован водяной насос, приводимый в действие лошадями. В процессе работы агрегата был впервые выполнен перевод киловатт в лошадиные силы, и опытным путем рассчитано эталонное значение.
В качестве базовых расчетных данных Дж. Уатт взял бочку, наполненную водой, вес которой составлял 380 фунтов, что равнялось 1 баррелю (172,4 кг). Условный рабочий день был определен в 8 часов, в рабочем процессе участвовали две лошади, весом по 500 кг каждая. Их полезная работа составляла около 15% от веса. В течение этого промежутка времени животные смогли пройти 20 миль, то есть, 28,8 км, развивая скорость 2 мили в час (3,6 км/ч). В данном случае баррель рассматривался не как единица массы, а как единица силы. На основании этих данных было вычислено значение традиционной английской лошадиной силы, для чего была использована простая формула: 1 лс = 0,5 барреля х 2 миль/ч. Эта единица мощности просуществовала практически до конца 19-го века, пока не была введена новая единица – ватт.
Расчет в Excel мощности двигателя автомобиля.
Запускаем на компьютере программу MS Excel. В качестве простейшего примера рассмотрим случай равномерного длительного движения по загородной трассе небольшого легкового автомобиля, оснащенного бортовым компьютером.
Исходные данные:
Первую тройку исходных данных возьмем из показаний бортового компьютера или из замеров, выполненных любым иным способом.
1. Среднюю скорость движения автомобиля v в километрах в час запишем
в ячейку D3: 90,0
2. Пройденное расстояние S в километрах внесем
в ячейку D4: 100,0
3. Средний расход бензина V в литрах введем
в ячейку D5: 6,5
4. Предположительный КПД двигателя η в процентах впишем
в ячейку D6: 10
5. Плотность бензина ρ в килограммах на кубический метр занесем
в ячейку D7: 750
Средние значения плотностей различных марок и видов топлива:
для бензина марки АИ-80 ρ=715 кг/м3
для бензина марки АИ-92 ρ=735 кг/м3
для бензина марки АИ-95 ρ=750 кг/м3
для бензина марки АИ-98 ρ=765 кг/м3
для дизельного топлива ρ=770…840 кг/м3
для сжиженного газа ρ=600 кг/м3
Плотность топлива существенно зависит от температуры!
6. Удельную теплоту сгорания бензина q в мегаджоулях на килограмм запишем
в ячейку D8: 43
Средние значения удельной теплоты сгорания различных видов топлива:
для бензина и дизельного топлива q=43 МДж/кг
для сжиженного газа ρ=45 МДж/кг
Результаты расчетов:
Выполним вывод расчетной формулы для средней мощности.
1. η=Q1/Q2
η– КПД двигателя
Q1–полезная тепловая энергия, затраченная на перемещение автомобиля
Q2– вся тепловая энергия, выделенная при сгорании топлива
2. Q1=A=N*t=N*S/v
A–работа, выполненная двигателем и затраченная на перемещение автомобиля
N–средняя мощность двигателя
t–время в пути
S–пройденный автомобилем путь
v–средняя скорость движения автомобиля
3. Q2=q*m=q*V*p
q–удельная теплота сгорания топлива
m–масса израсходованного топлива
V–объем израсходованного топлива
p–плотность (удельная масса) топлива
4. η=Q1/Q2=(N*S/v)/(q*V*p)
5. N=q*V*p*v*ηS
Формула для расчета средней мощности двигателя автомобиля получена.
7. Вычислим среднюю мощность двигателя автомобиля N в киловаттах при заданном режиме движения
в ячейке D10: =(D6/100)*D8*1000000*D7*(D5/1000)*(D3*1000/60/60)/(D4*1000)/1000=5,241
Переведем киловатты в лошадиные силы
в ячейке D11: =D10*1000/735,49875=7,125
Теперь вы можете выполнить расчет в Excel при любых иных исходных данных и определить реально развиваемую среднюю мощность двигателя автомобиля при различных режимах движения.
Ответ на вопрос:
Для движения небольшого легкового автомобиля со скоростью 90 км/час по загородной трассе достаточно мощности двигателя всего в 7 лошадиных сил! Почти у всех автомобилей такого класса максимальная мощность двигателей превышает 80…100 лошадиных сил! Безусловно, такая мощность необходима для быстрого разгона и уверенного движения на подъемах и по дорогам с повышенным сопротивлением (грязь, снег). С мощностью двигателя в 7 лошадиных сил автомобиль до скорости 90 км/час будет разгоняться, наверное, с десяток минут…
Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!
Ссылка на скачивание файла: moshchnost-dvigatelya-avtomobilya (xls 31.5KB).
Мощность через массу авто и время разгона до «сотни»
Расчет с применением веса автомобиля и его скорости разгона до 100 км/ч – один из самых простых методов вычисления реальной мощности двигателя, ведь масса авто и заявленное время разгона до «сотни» – паспортные параметры машины.
Этот метод актуален для двигателей, работающих на любых видах топлива – бензин, дизельное топливо, газ – ведь он учитывает лишь динамику разгона.
При расчете стоит учитывать вес транспортного средства вместе с водителем. Также чтобы максимально приблизить результат вычислений к действительному, стоит учесть и потери, затрачиваемые на торможение, пробуксовку, а также скорость реакции коробки передач. Играет роль и тип привода. Например, переднеприводные автомобили теряют на старте около 0,5 секунды, заднеприводные – от 0,3 секунды до 0,4 секунды.
Остается найти в сети калькулятор для расчета мощности авто через скорость разгона, внести необходимые данные и получить ответ. Нет смысла приводить математические расчеты, которые производит калькулятор, из-за их сложности.
Результат вычислений будет одним из самых точных, приближенных к реальному.
Данный метод расчета реальной мощности машины многие считают самым удобным, ведь автовладельцам придется приложить минимум усилий – измерить для чистоты эксперимента скорость разгона до 100 км/ч и внести дополнительные данные в автоматический калькулятор.
Практический аспект
Величина транспортного налога в России зависит от мощности двигателя. За расчетную единицу в этом случае берутся л. с.: налоговая ставка умножается на их количество. Число категорий оплаты зависит от региона. Например, в Москве для легковых автомобилей определяют 8 категорий (цены действуют на 2018 год):
- до 100 л. с. = 12 руб.;
- 101-125 л. с. = 25 руб.;
- 126-150 л. с. = 35 руб.;
- 151-175 л. с. = 45 руб.;
- 176-200 л. с. = 50 руб.;
- 201-225 л. с. = 65 руб.;
- 226-250 л. с. = 75 руб.;
- от 251 л. с. = 150 руб.
Цена приводится за 1 л. с. Соответственно, при мощности в 132 л. с. владелец автомобиля будет уплачивать 132 х 35 = 4620 руб. в год.
Раньше в Великобритании, Франции, Бельгии, Испании, Германии налог на транспортное средство зависел от количества «лошадей». С введением киловатта в одних странах (Франция) отказались от л. с. полностью в пользу новой универсальной единицы, в других (Великобритания) в качестве основы транспортного налога стали учитывать размеры автомобиля. В Российской Федерации традиция использовать старую единицу измерения еще соблюдается.
Кроме расчета транспортного налога, в России эта единица используется при страховании автогражданской ответственности (ОСАГО): при расчете премии при обязательном страховании владельцев транспорта.
Еще одно ее практическое применение, теперь уже технического характера — вычисление действительной мощности двигателя авто. При замерах используются термины брутто и нетто. Замеры брутто проводятся на стенде без учета работы сопутствующих систем — генератора, насоса системы охлаждения и т. д. Значение брутто всегда выше, но не показывает производимой мощности в нормальных условиях. Если указанные в документах киловатты переводить в л. с. этим способом, можно оценить только количество работы двигателя.
Смотрите это видео на YouTube
Для точной оценки мощности механизма это непрактично, т. к. погрешность составит 10-25%. Фактические показатели двигателя при этом окажутся завышены, а при расчете транспортного налога и ОСАГО цены будут увеличены, т. к. оплачивается каждая единица мощности.
Измерение нетто на стенде направлено на анализ работы машины в нормальных условиях, со всеми вспомогательными системами. Величина нетто меньше, но точнее отражает мощность в нормальных условиях с воздействием всех систем.
Точнее измерить мощность поможет динамометр — устройство, подключаемое к двигателю. Он создает нагрузку на двигатель и замеряет количество энергии, выданное двигателем против нагрузки. Некоторые автосервисы предлагают воспользоваться динамометрическими стендами (диностендами) для подобных замеров.
Также мощность можно замерить самостоятельно, но с некоторой погрешностью. Подключив ноутбук кабелем к машине и запустив специальное приложение, можно зафиксировать мощность движка в кВт или л.с. при разной скорости движения. Преимущество такого варианта в том, что программа выдаст на экран погрешность вычислений сразу после контрольной оценки, а также сразу же произведет перевод из киловатт в лошадиные силы, если замер велся в единицах СИ.
Внесистемные единицы измерения постепенно уходят в прошлое. Значения мощности все чаще указываются в ваттах. Тем не менее, пока используется лошадиная сила, будет необходимость в ее конвертации.
Как перевести амперы в киловаты?
Как перевести амперы в ватты и обратно?
Сколько ватт в киловатте?
Что измеряется в люменах и какие нормы освещенности на 1 квадратный метр?
Определение площади сечения проводника по его диаметру
Сколько электроэнергии потребляют бытовые приборы, способы вычисления, таблица
Двигатель 4B12
| Производство | Hyundai Motor Manufacturing Alabama Shiga plant |
| Марка двигателя | 4B12 |
| Годы выпуска | 2007-н.в. |
| Материал блока цилиндров | алюминий |
| Система питания | инжектор |
| Тип | рядный |
| Количество цилиндров | 4 |
| Клапанов на цилиндр | 4 |
| Ход поршня, мм | 97 |
| Диаметр цилиндра, мм | 88 |
| Степень сжатия | 10.5 |
| Объем двигателя, куб.см | 2360 |
| Мощность двигателя, л.с./об.мин | |
| Крутящий момент, Нм/об.мин | |
| Топливо | 95+ |
| Экологические нормы | |
| Вес двигателя, кг | ~136 |
| Расход топлива, л/100 км (для Mitsubishi Outlander) — город — трасса — смешан. |
7.5 9.3 |
| Расход масла, гр./1000 км | до 600 |
| Масло в двигатель | |
| Сколько масла в двигателе, л | 4.6 |
| Замена масла проводится, км | 15000 (лучше 7500) |
| Рабочая температура двигателя, град. | ~90 |
| Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике |
— 300+ |
| Тюнинг, л.с. — потенциал — без потери ресурса |
|
| Двигатель устанавливался | Mitsubishi Lancer Mitsubishi Outlander Mitsubishi ASX / RVR Mitsubishi Delica Mitsubishi Eclipse Cross Mitsubishi Galant Citroën C-Crosser Peugeot 4007 |
Данный мотор начал выпускаться в 2007 году, он пришел на смену 4G69 и был создан силами сразу пяти автомобильных компаний: Mitsubishi, KIA-Hyundai, Chrysler, Dodge и Jeep. Все они объединились чтобы создать несколько общих двигателей и то, что у них получилось, Mitsubishi назвала семейством 4B1. Наш сегодняшний двигатель носит обозначение 4В12, у корейцев он обозначается как G4KE, у американцев — World. Так как американских автомобилей у нас не так много, а корейских бесчисленное множество, то по ходу статьи мы будем сравнивать 4B12 и G4KE, какие отличия имеются, а они здесь есть.
В блоке имеются чугунные гильзы, а внутри установлен коленвал с ходом поршня 97 мм, короткие шатуны длинной 143.75 мм, поршни большего диаметра, но такой же высоты 27.5 мм. Масляных форсунок здесь нет. Здесь применен блок балансировочных валов вместе с масляным насосом.
Он немного отличаются от корейского G4KE, также, как отличаются и поршни.
На этом моторе стоит ГБЦ такого же формата, как на 4B11, но со своими распредвалами. Их характеристики: фаза 244/224 подъем 9.3/8.2 мм. Это двухвальная голова с 16-ю клапанами и с системой непрерывного изменения фаз газораспределения на впуске и выпуске MIVEC. С конца 2011 фазовращатель остался только на впускном валу.
Диаметр клапанов на впуске 35 мм, на выпуске 29 мм, толщина стержня 5.5 мм.
Эта головка немного не похожа на ту, что ставят на G4KE своими каналами, распредвалами, своей клапанной крышкой и рядом мелких деталей. Здесь нет гидрокомпенсаторов, а значит каждые 90 тыс. км требуется регулировка клапанов. Зазоры клапанов следующие (на холодную): впускные клапаны — 0.17-0.23 мм, выпускные — 0.27-0.33 мм.
Привод ГРМ также имеет свои отличия от корейца — отличаются успокоители цепи. Сама цепь ГРМ служит более-менее нормально, до 150 тыс. км никак о себе не напоминает, дальше как получится.
Этот мотор имеет ряд собратьев: 1.8-литровый 4B10, 2.0 л. 4B11 и турбированный 4B11T для Mitsubishi Lancer Evolution X и Mitsubishi Lancer Ralliart.
С 2013 года выпускается мотор следующего поколения 4J12, который практически полностью заменил своего предшественника, но 4B12 все еще продолжает жить и ставится на гибридные модели PHEV, где работает вместе с электромоторами.
Недостатки и проблемы двигателей 4B12
Эти моторы не имеют проблем с задирами, их немногочисленные проблемы аналогичны 2-литровым 4B11. Ищите их прямо здесь. Ресурс на практике более 300 тыс. км.
Тюнинг двигателя Митсубиси 4B12
Самый легкий вариант это установить холодный впуск, паук 4-2-1 и прямой выхлоп с прошивкой блока управления. Это позволит снять в районе 180 л.с.
Следующий шаг это злые распредвалы для Эво 10 (уровень злобности выбирается самостоятельно) + пружинки, головку отправляете на распил под увеличенный клапан.
Также можно поставить кованые поршни + шатуны + ARP болты, чтобы увеличить степень сжатия и крутить мотор до более-менее высоких оборотов. С таким подходом можно выйти за 200 л.с. Дальше или дросселя или перестать издеваться над овощным ДВС и купить быстрый Evolution 10.
РЕЙТИНГ ДВИГАТЕЛЯ: 4
Renault Premium
Не смотря на его вполне приемлемые для начала игры технические характеристики, если для вас это не первый грузовик, то вы можете быть неприятно поражены скудностью и дешевизной салона, в значительной мере отталкивающей от данной марки автомобилей. Напротив, если это первый автомобиль — то салон уже не будет выглядеть таким нарочито бедным и дешёвым. Именно по этой причине с грузовиков этой марки и стоит осваивать мир ЕТС 2.
Третьим эпитетом, которым хотелось бы наградить эту марку, после «Первый блин» и «Первый грузовик для освоения«, будет — «Самый дешёвый грузовик«.
Правда, это не столь очевидно, как может показаться на первый взгляд. Ниже приведена сравнительная таблица грузовиков по ценам на минимальную комплектацию без аксессуаров («Цена 1») и сравнение Renault Premium (шасси 4х2, двигатель 380 л.с., 6-ти ступенчатая коробка передач с ретардером) с аналогичными грузовиками с соответствующей кабиной 2-го уровня («Цена 2»). Окраску во всех случаях берём самую дешёвую.
| Марка | Цена 1, евро | Цена 2, евро |
| Renault PremiumRenault Magnum |
100675117235
100675 117235
95955 115995
120150 140070
99575 123095
101105 126425
110455 123375
Volvo FH16 (540 л.с.) Volvo FH (420 л.с.)
101105101765
123375125185
Как видим из столбца «Цена 1», первоначальная, базовая цена Рено даже выше некоторых грузовиков других марок. Более того, практически за такую же цену можно взять более мощный Volvo с двигателем на 540 л.с.
Но если вы обратите внимание, то на Renault Premium изначально установлена более дорогая кабина 2-го уровня (Normal Roof), что и делает его значительно дороже аналогов с кабинами 1-го уровня. А если посчитать ценник на грузовики с кабинами одного уровня, то Renault Premium оказывается самым дешёвым из грузовиков
Почему я делаю такой упор на цене, ведь бесспорно, что с постепенным улучшением грузовика ценники на автомобили разных производителей будут сильно отличаться? Дело в том, какой грузовик мы предпочтём для наёмных водителей, ведь очевидно, что если нам всё равно каким будет салон или кабина, то при той же цене технические характеристики у Рено будут существенно ниже, чем у того же Volvo.
Это справедливо для первоначального этапа создания собственного бизнеса, когда катастрофически не хватает средств для покупки грузовиков наёмным водителям, и в этом случае предпочтение лучше отдать таким маркам как Iveco Stralis или Man, можно и взять более мощный Volvo FH16. Но со временем, когда у вас появится больше денег и вам захочется приобрести более приличные модели, то самыми выгодными станут именно Renault Premium или более мощный Renault Magnum для тех регионов, где не требуется перевозить тяжёлые грузы свыше 24 т. в гористой местности.
Например, стоимость Рено Премиум с кабиной High Roof (Renault Premium High Roof), шасси 4х2, двигателем на 460 л.с., 6-ти ступенчатой коробкой передач и ретардером и пользовательской покраской составит 142695 €, с улучшенным салоном — 157875 €.
При этом цена на тот же самый дешёвый Iveco Stralis с кабиной Active Space Super, двигателем на 450 л.с. составит уже 160515 €, а с улучшенным салоном все 179235 €.
Всё же, вместо того, чтобы экономить на интерьере салона и приборной панели, инженерам Рено стоило бы рассмотреть возможность установки более дешёвых вариантов кабины, как у тех же Iveco и Man’а.
Как узнать лошадиные силы автомобиля
В документах на машину эта информация дана в кВт. Чтобы перевести указанную единицу измерения в лошадиные силы, нужно цифровое значение в кВт умножить на 1,35. Для перевода лошадиной силы в кВт ее значение умножают на 0,735.
Обычно значение, указанное в документах, отвечает действительности. Если возникают сомнения, существует возможность замерить количество лошадиных сил самостоятельно. Формулы, предназначенные для расчета мощности автомобиля по разным факторам, не могут дать 100% верный ответ, но позволяют вычислить среднее значение.
Мощность автомобиля можно узнать на СТО. Для этого достаточно проверить его на динамометрическом стенде.
Как рассчитать мощность через крутящий момент
Наиболее простой способ определить мощность двигателя — расчет через крутящий момент. Нужно цифровое значение крутящего момента (Мкр) умножить на количество оборотов коленвала в минуту (n). Чтобы получить значение n именно в оборотах в минуту, а не косинусами альфа, его делят на 9549.
Мощность=Мкр • n/9549
Полученная цифра — это значение мощности в кВт.
Подобный расчет показывает эффективную мощность без учета потерь на сопротивление, трансмиссию, коробку и сопутствующие потребители энергии.
Как рассчитать мощность по объему двигателя
Если цифровое значение крутящего момента не известно, мощность можно вычислить при наличии следующих данных:
- объем двигателя в кубических сантиметрах (Vh);
- количество оборотов коленвала в минуту (n);
- среднее эффективное давление (pe).
Объем двигателя умножают на среднее давление и на количество оборотов в минуту, деленное на 120.
Мощность=Vh • pe • n/120
Получаем результат в Квт и переводим в лошадиные силы.
Среднее эффективное давление
| Вид мотора | Среднее значение, МПа |
| Бензиновый обычный | 0,82-0,85 |
| Бензиновый форсированный | 0,9 |
| Дизельный | 0,9-2,5 |
Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
Подобный расчет доступен для владельцев автомобиля, оборудованного бортовым компьютером. Он позволяет зафиксировать расход воздуха. Для этого снимают данные в тот момент, когда автомобиль выдает 5,5 тыс. оборотов, находясь на третьей передаче. Полученную цифру достаточно разделить на три. Дополнительных вычислений проводить не нужно, так как результат уже в лошадиных силах.
Таким образом получают значение мощности без учета неизбежных потерь. Реальная мощность во время эксплуатации на 10-15% ниже.
Расчет мощности по массе и времени разгона до 100 км/ч
Для вычислений используется числовое значение массы автомобиля в килограммах и время разгона до 100 км/ч. Вес автомобиля указывается с учетом веса водителя. Для расчета мощности в лошадиных силах необходимо массу машины разделить на время разгона.
Справка! При расчетах следует учитывать приблизительные потери времени на пробуксовку. В среднем это составляет 0,3-0,5 сек.
Пример подключения электродвигателя от стиралки
Рассмотрим подключение самой простой модели коллекторного электродвигателя, который представлен на изображении. Принцип его устройства элементарен – на обмотки подается электрическое напряжении, возникает магнитное поле, которое становится причиной образования ЭДС и следственного вращения вала. Но не все так просто.
Под черным полимерным колпачком находится датчик оборотов с возможностью их регулировки. При подключении двигателя к сети в 220В необходимо учесть такую компановку эл. двигателя.
Обычно сбоку от корпуса имеется реле контактов или корпус с фишками, куда выходят провода от обмоток, датчиков и регуляторов. Но куда именно подавать напряжение? Прежде всего необходимо понять какие провода откуда идут.
Два белых провода являются питающими, то есть при подаче на них напряжения, происходит вращение ротора, а значит и вала двигателя. Серые используются для питания датчика оборотов, а для чего нужны красный и коричневый?
Как показано на изображении красный провод используется для запитывания левой обмотки, а коричневый – для правой. При подаче напряжения происходит вращение влево или вправо, в зависимости от того на какую из обмотку по красному или коричневому проводу подать большую величину разности потенциалов.
Для подключения к сети можно использовать обычный кабель со штепселем и двумя клеммами, которые подключаются в коробку контактов – одна клемма на разводку от коричневого и красного провода для одновременной подачи на обмотки. В свою очередь величина регулируется с помощью реостатного регулятора.
Между штепселем и кабелем монтируется кнопка-прерыватель для замыкания и размыкания контактов.
Посмотрев видео можно увидеть простой и надежный способ подключения электрического мотора от стиральной машинки автомат.
Большинство хотят сделать циркулярную пилу из того двигателя, который завалялся у них в гараже. Но, стоит понимать, что не все из них одинаково хорошо подходят для самоделки такого типа. Лучше всего использовать более подходящий асинхронный двигатель на 380В и тогда самодельная циркулярка будет радовать своей работой долгие годы.
Как рассчитывается мощность двигателя?
Лошадиные силы двигателя автомобиля не измеряются лошадьми на практике, и это очевидно. Но как рассчитать мощность двигателя автомобиля другим способом? Всё очень просто: если Вы хотите узнать, сколько лошадиных сил в двигателе машины, Вы подключите двигатель к специальному динамометру. Динамометр создаёт нагрузку на двигатель и измеряет количество энергии, которое может развить двигатель против нагрузки. Но, тем не менее, чтобы рассчитать мощность двигателя, есть ещё один шаг, который необходимо преодолеть, и об этом мы сейчас поговорим.
Крутящий момент
Представьте себе, что у Вас есть большой торцевой гаечный ключ с ручкой на нём в 1 метр длиной, и Вы надавите на него весом 100 грамм. То, что Вы делаете, называется применением крутящего момента, у которого также есть своя единица измерения, и в данном случае она рассчитывается как 1 ньютон*метр (Н*м), потому что Вы давите 100 граммами (что примерно равно 1 Ньютону) с «плечом» в 1 метр. Вы сможете получить тот же 1 Н*м, если, к примеру, надавите весом в 1 кг на торцевой ключ с длиной ручки в 10 см.
Аналогично, если Вы вместо торцевого ключа приложите вал двигателя, то двигатель даст некоторый показатель крутящего момента на вал. Динамометр измеряет этот крутящий момент. А далее Вы можете легко конвертировать крутящий момент в лошадиные силы путём простой формулы и, таким образом, рассчитать мощность машины. Формула эта выглядит следующим образом:
Мощность двигателя = (Обороты в минуту * Крутящий момент)/5252.
Вы можете получить представление о том, как динамометр работает, следующим образом: представьте, что Вы включаете двигатель автомобиля при включенной нейтральной передачей и жмёте педаль акселератора «в пол». Двигатель будет работать так быстро, что может взорваться. Это не есть хорошо, но так, при помощи динамометра Вы можете измерить крутящий момент двигателя на разных оборотах. Вы можете подключить двигатель к динамометру, нажать на педаль газа и создать в динамометре достаточное количество нагрузки на двигатель, чтобы сохранить его работу, скажем, на 7 000 оборотов в минуту. Вы записываете при это на бумагу, с какой максимальной нагрузкой двигатель может справиться. Тогда Вы начинаете применять дополнительную нагрузку, чтобы сбить скорость двигателя до 6 500 оборотов в минуту и снова записать нагрузку в новом режиме. Тогда Вы сбросите нагрузкой двигатель до 6 000 оборотов в минуту, и так далее. Вы можете сделать то же самое вплоть до критически низких 500 или 1 000 оборотов в минуту. Что динамометры делают — так это фактически измеряют крутящий момент и далее конвертируют крутящий момент в лошадиные силы, рассчитывая мощность.
Тем не менее, крутящий момент, хоть и растёт вместе с мощностью при росте оборотов, тем не менее, не всегда значение мощности прямо пропорционально крутящему моменту. Так, если Вы построите график мощности и крутящего момента по оборотам вращения двигателя, делая отметки с шагом в 500 оборотов, то, что Вы в конечном итоге получите, является кривой мощности двигателя. Типичная кривая мощности для высокопроизводительного двигателя может выглядеть следующим образом (в примере 300-сильный мотор Mitsubishi 3000):
Данный график указывает на то, что любой двигатель имеет пиковую мощность, которую можно рассчитать динамометром — значение оборотов в минуту, при которых мощность двигателя достигает своего максимума. Двигатель также имеет максимальный крутящий момент в определённом диапазоне оборотов в минуту. Вы можете часто видеть в технических характеристиках автомобилей указание наподобие «123 л.с. при 4 600 об./мин., 155 Нм при 4 200 об./мин.». А ещё, когда люди говорят, что двигатель «низкооборотистый» или «высокооборотистый», то они имеют в виду, что максимальный крутящий момент двигателя достигается на довольно низкой или высокой величине оборотов соответственно (например, дизельные двигатели по своей природе являются низкооборотистыми, и потому (но не только поэтому) их часто используют на грузовых автомобилях и тракторах, а вот бензиновые двигатели, напротив, высокооборотистые).
Как мы видим, рассчитать мощность двигателя машины является не такой уж и сложной задачей для специалистов, вооружённых динамометром.
Расчет по производительности форсунок
Форсунки — это детали-распылители, которые обеспечивают подачу топлива в цилиндры ДВС. Характер работы форсунок напрямую влияет на формат функционирования двигателя, поэтому подсчитать мощность движка можно по производительности форсунок.
Для подсчетов используется следующая сложная формула:
- ПФ — это производительность 1 форсунки. Этот параметр обычно указывается в технической документации к двигателю (хотя в случае нового авто эти сведения можно узнать из бортового компьютера).
- КФ — это количество форсунок. Этот параметр можно также узнать из технической документации либо с помощью бортового компьютера.
- КЗ — коэффициент загруженности форсунок. Для большинства легковых автомобилей этот параметр равен 0,75-0,8.
- ТТ — тип топливной смеси. Для бензина высокой очистки этот коэффициент обычно равен 12-13.
- ТД — это тип двигателя. Для атмосферного движка этот параметр равен 0,4-0,5, для турбодвижка — 0,6-0,7.
Эта методика расчета является достаточно неточной, поскольку формула содержит множество поправочных коэффициентов, многие из которых не имеют точного цифрового выражения. Поэтому реальная мощность может отличаться от формульной на 10-15% (впрочем, это небольшая погрешность).
