Что такое крутящий момент? Что такое лошадиная сила?

Каждый автопроизводитель всегда ищет преимущество над своими конкурентами. Чаще всего автомобильные компании обращают внимание именно на мощность автомобиля, пытаясь тем самым привлечь к себе потенциального покупателя. Но мощность автомашины не говорит еще о том, что автомобиль в действительности таковым является. Например автомобиль, имеющий большую мощность в лошадиных силах вполне может быть слабее другого автомобиля, у которого меньшее количество этих лошадиных сил, но больший крутящий момент. В чем же разница между этими двумя измерениями? Что они обозначают? На ваше удивление, эти, совершенно разные по своему смыслу измерения, очень даже между собой взаимосвязаны.

Некоторые транспортные средства при небольшом объеме двигателя имеют довольно большую мощность. Так, рекордсменом среди традиционных атмосферных двигателей является спортивный автомобиль Honda S2000 производство которого было прекращено несколько лет назад. Этот спортивный автомобиль как лезвие самурайского меча, был очень резким и довольно быстрым.

Первые модели этой марки машины оснащались 2,0-х литровым бензиновым двигателем мощностью в 240 л.с. . Потрясает здесь только одно, что достигнуть такой мощности Японской автокомпании удалось без использования в двигателе турбонагнетателей (турбин). Вся мощность, которую выдавал двигатель автомобиля Хонда S2000, была естественной, и все это благодаря возможности работы двигателя почти- что на 9000 оборотах. Вы можете теперь представить какой рев мотора был при максимальном ускорении автомашины?

Но если подробнее ознакомиться с техническими характеристиками этого автомобиля, то можно увидеть, что сам крутящий момент у двигателя составляет всего 208Нм (Ньютон-метр), что сопоставимо с простыми маломощными автомобилями.

Но не смотря на такие скромные данные Honda S2000 была мощным автомобилем, и это достигалось благодаря лишь бешенным оборотам ее двигателя который, ревел как звук сирены или воздушной тревоги, где эти обороты постоянно находились в опасной зоне красной линии тахометра.

Возьмем для рассмотрения например, другой, совершенно противоположный автомобиль, такой, как Dodge Ram 3500-пикап. Покупатели могут выбрать для себя супер-мощную комплектацию этой машины с дизельным двигателем от компании Cummins, объем которого составит 6,7 литра, который будет выдавать мощность в 330 л.с. с крутящим моментом 895Нм. Это очень мощный и сильный автомобиль, который способен сдвинуть с места все что угодно (Примеч. авт. «или почти-что все»)

Происхождение лошадиных сил

Есть один поворотный момент в истории, когда всего один человек сыграл огромную и немаловажную роль в оказании содействия в развитии всего мира, в котором мы и продолжаем жить по настоящее время. Этим человеком стал инженер-изобретатель- Джеймс Уатт, положивший начало промышленной революции в Англии, а затем, начиная с 1700-ых годов, и во всем мире. Самыми знаменитыми изобретениями Джеймса стали, так называемый ножной стартер и улучшенный паровой двигатель, который инженер сделал более эффективным, более мощным и более производительным. Но это еще не все. Данный изобретатель впервые в мире, разработал и создал паровой котел (паровой двигатель), а также, придумал понятие для мощности, которая выражается, в «Ваттах» (Ватт), в лошадиных силах и в крутящем моменте.

По своей сути, понятия и систему измерения мощности Джеймс Уайт придумал для того, чтобы при продаже своих паровых котлов (двигателей) ему было бы проще объяснить потенциальному клиенту, какую мощность может выдавать его котел. Ведь согласитесь, намного проще сказать покупателю котла следующее:- «паровой двигатель будет выполнять работу двух лошадей», чем сказать, да еще и в 18-веке,- мощность парового двигателя составляет N-ое количество «Нм» или «Фунт-Футов» силы. Никто бы его не понял.

Используйте силу

Сила- это самое главное, чтобы достичь какой-то скорости. Ведь без затраты определенных сил не будет и необходимой скорости. Соответственно от сюда вытекает следующее, скорость будет зависеть от того, какой объем силы мы затратили для достижения скорости. Для примера: Если расстояние в несколько метров пробежать за 5 секунд или за 10 секунд, то соответственно и сила, которую мы затратим для этой короткой пробежки будет различна друг от друга. Ведь для более быстрой пробежки необходима и большая сила.

Другой пример: Если вы передвигаете в доме мебель, а вы хотите ее передвинуть как можно быстрее, то вам необходима куда большая сила, если эту же мебель передвигать медленнее и не спеша. Выходит, что сила при такой работе куда важнее, чем та же скорость.

Л.с. и Н.м.

Мощность и крутящий момент в моторе неразрывно между собой связаны, так как эта лошадиная сила происходит из крутящего момента. Формула для расчета мощности двигателя очень проста.

Изначально необходимо, силу, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.) надо умножить на 0,7376, все это для того, чтобы перевести значения в Британскую и Американскую единицу измерения силы (Фунт-Фут), далее, воспользовавшись выше указанной формулой умножить таковые данные на количество оборотов двигателя (RPM), и, полученное после умножения значение необходимо разделить на число 5252 . В итоге мы получим приблизительное к точности значение мощности самого двигателя, которое и будет выражаеться в лошадиных силах. На примере нижеуказанной формулы нами был сделан расчет мощности двигателя при силе 100 фунт-фут (1000 оборотов в минуту двигателя). Из этого примера видно, что при силе в 100 фунт-футов и 1000 оборотов в минуту мощность двигателя составила приблизительно около 19 л.с.

Разницу между мощностью и силой легко понять еще на одном примере. Допустим, что вы на автомобиле буксируете какой-то груз в гору, значит вам будет необходим низкий крутящий момент, но естественно потребуется и больше силы для более легкого буксирования. А если же вы хотите максимально быстро разогнать свой автомобиль с 0 до 100 км/час, то ему потребуется уже максимальное количество оборотов двигателя, а силы для такого разгона за короткий промежуток времени уже потребуется не так много. Но чем больше будет мощность двигателя, тем быстрее вы разгоните свою автомашину до 100 километров.

Поэтому различная грузовая и подъемная техника всегда, как правило оснащается дизельными двигателями, которые имеют большую тягу и не высокое максимальное количество оборотов двигателя, если их сравненивать с бензиновыми силовыми агрегатами. Дизельные двигатели способны передвигать транспортные средства имеющие огромную весовую массу. Но такой автотранспорт из-за небольшого количества л.с. очень медленно трогается и разгоняется.

Вот почему, такой автомобиль как Honda S2000 может сорваться с места и разогнаться до 100 километров в час примерно за 6 секунд, Dodge RAM 3500 может буксировать груз весом более 8000 тыс. килограмм (на прицепе). Это и есть абсолютное различие между крутящим моментом и лошадиной силой.

В транспортных средствах есть еще один элемент, который помогает автомобилю передавать крутящий момент на колеса,- это коробка переключения скоростей передач, которая предназначена для передачи максимального крутящего момента при определенной скорости. Например, тракторные тягачи и трактора для перевозки тяжелых грузов в прицепах оснащаются большими дизельными двигателями, у которых большой крутящий момент и большая сила, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.). Но такие двигатели не имеют большого количества лошадиных сил. Такие двигатели созданы не для разгона транспортного средства до высокой скорости, как правило, они нужны в основном для перевозки тяжелых грузов. Некоторые такие тракторы оснащены 10 ступенчатыми коробками передач.

Так мощность и крутящий момент непосредственно близко связаны друг с другом. Лошадиная сила зависит от крутящего момента (силы Н.м.) и от количества оборотов в минуту двигателя.

Крутящий момент по своей сути,- это сила и мощность с которой можно сделать определенную работу. И чем меньше затрачивается времени для выполнения (или набора определенной скорости) такой работы, тем больше мощность самого автомобиля, которая выражается в лошадиных силах.

Автомобиль, который с места может преодолеть 1,5 километра всего за 4 секунды, нуждается в более большей мощности, чем та автомашина, которая проезжает это же расстояние за 12 секунд.

Сколько лошадиных сил достаточно водителю для комфортной езды?

Большинство автомобилистов хочет, чтобы в их автомобилях было как можно больше лошадиных сил. Однако слишком мощные машины не только дороги в содержании, но и требуют особых навыков езды на них, и простому водителю такая мощность совершенно ни к чему. А вот какое количество лошадей будет достаточным для обычного городского автомобиля?

Зачем нужна большая мощность?

Практически каждый автопроизводитель имеет в своём модельном ряду мощные автомобили, предназначенные для быстрой езды по гоночным трекам. Но для городских условий все эти сотни лошадиных сил совершенно не нужны, ведь во всех странах действуют жёсткие ограничения скорости. Однако автомобилисты по-прежнему продолжают целенаправленно покупать именно мощные авто.

На самом деле езда на машине с большим количеством лошадей под капотом, доставляет не только удовольствие, но и имеет практическую пользу. Например, на такой машине намного проще совершать обгоны, она без проблем поднимается в крутую гору даже с битком набитым салоном.

Российские условия

На территории России максимально разрешённая ПДД скорость – 130 км/ч. При этом разогнаться до разрешённого ограничения можно только на платных дорогах, на остальных автомагистралях действует ограничение в 110 км/ч, а то и в 90 км/ч. По обочинам всех загородных дорог установлено большое количество камер фотофиксации нарушений. Поэтому реализовать на практике всю доступную мощность двигателя не так-то и просто. Водителям приходится мериться лошадиными силами в светофорных гонках.

Средняя мощность обыкновенного легкового автомобиля составляет около 120 лошадей, такой мотор позволяет разогнаться до 100 км/ч примерно за 12 секунд. Не самые впечатляющие показатели, но для реальных условий использования машины этого результата более чем достаточно. Если вы подбираете себе автомобиль, то ориентируйтесь на мощность не менее 120 лошадок.

На машинах, у которых мотор имеет меньше лошадиных сил, удобно ездить по городу, но довольно сложно в холмистой местности. Также представляют сложности и обгоны на узких загородных шоссе.

Момент имеет значение или что важнее – Н.м или л.с.?

В конце восьмидесятых — начале девяностых, когда иномарки в России оставались еще большой редкостью, а наши машины ни мощностью, ни крутящим моментом не впечатляли, спорить о том, какой из этих параметров круче, было бессмысленно. В самом деле, что толку рассуждать о тяге, если автомобиль набирает скорость чуть быстрее черепахи. Однако тихоходные времена быстро прошли, и теперь автомобилистов, помимо мощности, стал волновать и момент.

Что такое мощность

Да, на «Жигулях» тоже можно было прохватить как бы с ветерком. Но это же не Chevrolet Camaro и не Bugatti Veyron, до которых нашим (и не только!) тачкам как от земли до неба. Однако некоторые культовые американские и скоростные европейские модели уже давно встречаются на улицах российских городов, да и другие подтягиваются — если не до лучших образцов, то просто растут по части динамических показателей. И вопрос, что же, все-таки, важнее для разгонных характеристик — мощность двигателя или его крутящий момент уже не представляется праздным.

Надо заметить, что тема эта довольно объемная, однако мы не будем перегружать читателя теоретическими выкладками, коротко разберемся сначала с мощностью, взяв для примера, ну, хотя бы 1,6-литровый 16-клапанный двигатель ВАЗ-21127, который устанавливается на автомобили Lada Kalina, Lada Priora, Lada Granta, а под индексом 21129 — на Lada Vesta и LADA Xray. По сути, это — старый добрый мотор ВАЗ-21126, только с регулируемым впуском. Производитель сообщает, что благодаря усовершенствованию мощность агрегата увеличилась с 98 до 106 л.с.

Всего 8 сил добавилось, они сделали машину чуть живее. Интересны единицы измерения мощности. Их две — лошадиные силы и киловатты. Джеймс Уатт придумал своих внесистемных «лошадей», чтобы его паровые машины производили неизгладимое впечатление на клиентов, показывая, сколько сильных и выносливых животных они могут заменить. Цифры великий изобретатель взял не с потолка, а произвел некие расчеты, согласно которым 1 лошадиная сила равна 75 килограммам, поднятым за 1 секунду на высоту 1 метр.

Обозначение » л.с.» признано во всем мире, но часто в фирменных буклетах встречается и аббревиатура кВт, которая тоже имеет отношение к знаменитому шотландцу. Так вот, 1 кВт равен 1,3596 л.с. Умножайте и получите привычные лошадиные силы, которые в характеристиках двигателей выдаются вместе с оборотами коленвала. Например, уже упомянутый мотор выходит на паспортную мощность 106 л.с. (78 кВт) при 5800 об/мин. Не сказать, что агрегат очень оборотистый, но этого достаточно, чтобы пойти на обгон или совершить какой-то другой маневр, перейдя на пониженную передачу и интенсивно выжимая педаль акселератора. Однако сколько не жми, а мгновенно агрегат не раскрутится, и тут, с той или иной степенью эффективности, приходит на помощь крутящий момент

Мощность применительно к силовому агрегату есть физическая величина, характеризующая работу двигателя, выполняемую за единицу времени. В принципе, мощность показывает, как быстро сможет автомобиль, имеющий определенную массу, преодолеть необходимое расстояние. Чем больше мощность, тем, соответственно, выше максимальная скорость при неизменной снаряженной массе.

Можно сказать и так: мощность двигателя — это энергия, которую он вырабатывает и которая затем преобразуется в крутящий момент, посредством трансмиссии передаваемый на приводы или ведущие мосты, а затем на колеса автомобиля.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент — это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала. Рассчитывается он как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня) и измеряется в ньютонах на метр (Н.м).

В уже упомянутом вазовском двигателе возросла не только мощность, но со 145 до 148 Н•м увеличился крутящий момент. Мало того, инженерам удалось получить до 10 «ньютотнов» прибавки в диапазоне 1000 — 3500 об/мин. А это означает, что машина стала хоть немного, но резвее, потому что, если говорить простыми словами, крутящий момент представляет собой силу, благодаря которой преодолевается сопротивление движению. Чем выше момент, тем динамичнее происходит разгон автомобиля.

Возьмем характеристики мотора, который устанавливается на гиперкар Bugatti Veyron. Они сразят наповал, даже если в обычной жизни мы вряд ли будем удостоены чести почувствовать ураганное ускорение, которое обеспечивает W-образный 16-цилиндровый 1200-сильный монстр, тяга которого достигает почти 1500 Н.м в диапазоне всего 2400 — 5700 об/мин. Вы едва до тапочки дотронулись, как уже улетели, хорошо, если не в кювет! И все благодаря невероятному крутящему моменту.

Степень сжатия топливной смеси в цилиндрах имеет огромное значение. Так что внимательно читаем характеристики, они могут многое рассказать о моторе. Между прочим, впечатляющая тяговитость дизелей объясняется как раз очень высокой степенью сжатия смеси дизтоплива и воздуха (примерно 20:1 против 10:1 у бензиновых агрегатов).

Кто кого?

Мощность двигателя — первое, на что по традиции мы обращаем внимание. Чем больше лошадиных сил под капотом, тем быстрее поедем — так нам кажется. Конечно, лошадиные силы важны, но если нас интересует динамика разгона, то надо признать, что крутящий момент важнее мощности. Потому что:

— хороший подхват на «низах» дает более эффективное ускорение;

— от величины крутящего момента напрямую зависит способность автомобиля уверенно преодолевать подъемы;

— автомобили с более мощными, но обладающими хиленьким крутящим моментом двигателями, уступают в разгонной динамике машинам с высокой тягой.

Данная диаграмма показывает, что мы имеем дело с очень тяговитым мотором, который выходит на пик крутящего момента уже при 1500 об/мин (кривая момента нарисована синим). Максимальное значение тяги в 320 Н.м поддерживается вплоть до 4000 оборотов, после чего начинается ее неизменное снижение. Между прочим, очень хороший результат, потому что чем раньше наступает максимум крутящего момента и чем позже пик мощности (красная кривая), тем шире диапазон возможностей силового агрегата. От количества оборотов также многое зависит: чем они выше, тем большую мощность можно снять.

В известной степени получается, что крутящий момент — важнейшая качественная характеристика двигателя. Чем же тогда замечательны эти лошадиные силы? Ну, хотя бы тем, что от мощности напрямую зависит максимальная скорость машины, к чему крутящий момент имеет меньше всего отношения.

Фото и диаграмма с интернет-ресурсов