Что такое мощность, знают все автомобилисты. И неплохо в этом pазбиpаются. Любой водитель скажет, что 100 л.с. вполне достаточно для компактного хэтчбэка и маловато для тяжелого седана бизнес-класса. И что 400 л.с. — это очень много для автомобиля любого типа.
Но когда речь идет про кутящий момент и про «ньютон-метpы», в которых он измеряется, возникает заминка. Например 100 Нм — это много или мало? И почему «…очень хорошо, что мотор развивает 200 Hм всего при 1750 об/мин»? Итак, pечь пойдет о величине, непонятной большинству водителей. Кpутящий момент. Что это такое? Для начала вернемся к «лошадиным силам». То есть к мощности. Этот показатель характеризует силу мотора. Однако запас силы зависит от оборотов. Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5000–6500 об/мин. Но кто ездит в таких режимах? В обычной городской езде тахометр показывает 2000–3000 об/мин. Получается, если двигатель вашего автомобиля развивает порядка 100 л.с. почти на предельном режиме, то двигаясь в городском потоке на средних оборотах, вы имеете в запасе около 40–50 сил.
Теперь представим, что нужно обогнать грузовик. Сейчас вам потребуются все 100 л.с. мотора. Но их нельзя вот так, сразу, собрать в единый табун. Только постепенно: сначала двигатель раскрутится до 4000 об/мин — и поголовье под капотом увеличится примерно до 70 л.с. Затем стрелка тахометра доберется до отметки 5000 об/мин — в вашем распоряжении окажутся 90 лошадей. И только когда мотор достигнет пика, скажем в 6000 об/мин, педаль акселератора будет повелевать полноценными, обещанными по паспорту 100 лошадиными силами. В таких ситуациях и вступает в игру кутящий момент (далее КМ). Это «пастух», который на разгоне «сгоняет» в единую упряжку все лошадиные силы мотора. Чем больше КМ, тем быстрее двигатель набирает обороты. И тем скорее собирается в единый кулак вся мощь мотора. И соответственно тем лучше ускоряется автомобиль.
Второй важный нюанс — обороты, на которых мотор развивает максимальный КМ. Скажем максимум выдается при 4000 об/мин. До них и нужно раскрутить двигатель, чтобы рассчитывать на приличное ускорение. А разгоняться придется с тех самых 2000–3000 об/мин, которые поддерживаются при нормальной езде. Здесь-то и теряется время, столь драгоценное при том же обгоне. Другое дело, если максимальный КМ двигатель выдает, скажем, при 2000 об/мин. Тогда нет проблем. Вы просто давите на газ, и машина сразу напористо набирает ход, не теряя времени на раскрутку мотора. Теперь ясно, почему выгодно, чтобы двигатель выдавал много КМ на низких оборотах? И почему «…очень хоpошо, что мотор развивает максимальные 200 Hм всего пpи 1750 об/мин»?
В последнем контексте упор делается не столько на КМ как таковой, сколько на завидно малые обороты, при которых он развивается. Такие двигатели называют «тяговитыми». Кстати КМ впрямую зависит от литража. Наименее тяговиты моторы малолитражек. Например, на ВАЗ 2108 с объемом двигателя 1,5 л и ниже хороший КМ не получишь. Их водители часто переключаются на более низкие передачи, чтобы искусственно поддерживать высокие обороты. В противном случае мотор, как говорят автомобилисты, не тянет. Чтобы здесь получить «момент на низах» необходимо увеличивать объем двигателя.
Мощность двигателя согласно различным стандартам
Мощность двигателя является главным показателем для оценки транспортного средства и его эксплуатаци онных характеристик. В некоторых странах этот показатель служит также для расчета налогов и стоимости страхования. К сожалению, употребляемые в международной практике показатели мощности двигателя во многих случаях не поддаются прямому сравнению друг с другом, хотя и существуют четкие зависимости между отдельными единицами измерения, например:
|
киловатт (кВт) |
1 кВт = 1,35962 л.с. = 1,34102 hp |
|
лошадиная сила (л.с.) |
1hp = 1,0139 л.с. |
|
лошадиная сила США (hp) |
1 л.с. = 0,9862 hp |
И хотя уже достаточно прочно вошел в обиход киловатт, все же мощность продолжают определять согласно различным стандартам и инструкциям по испытаниям. Ниже перечислены организации, разработавшие методы измерения мощности двигателя. От отдельных методов измерения частично уже отказались, с тем чтобы добиться по возможности оптимальной гармонизации в этой сфере.
- DIN — Германский институт стандартизации
- ЕСЕ — Европейская экономическая комиссия ООН, ЕЭК ООН
- EG — Европейское экономическое сообщество, ЕЭС
- ISO — Международная организация по стандартизации, ИСО
- JIS — Японский промышленный стандарт
- SAE — Общество инженеров автомобильной промышленности (США)
В принципе, мощность двигателя (Р) рассчитывают исходя из крутящего момента двигателя (Ма) и частоты вращения двигателя (n):
- Р = Ma ? n
Крутящий момент двигателя (Ма) выражается через силу(Р), которая действует на плечо рычага (I):
- Р = F ? I ? n
Для определения мощности двигателя эти показатели измеряют на стенде, а не на транспортном средстве, используя гидравлические тормоза или электрогенераторы. При этом произведенная двигателем работа преобразуется в тепло. Чтобы определить характеристику мощности двигателя при полной нагрузке, измерения проводятся, как правило, через 250 — 500 об/мин. При этом следует различать два метода определения мощности:
- Мощность нетто, или реальная
Испытываемый двигатель оборудован всеми вспомогательными, необходимыми для эксплуатации транспортного средства агрегатами — генератором, глушителем, вентилятором и пр. Мощность брутто, или «лабораторная мощность» (стендовая). Испытываемый двигатель не оборудован всеми вспомогательными, необходимыми для эксплуатации транспортного средства агрегатами. Эта мощность соответствует прежней по системе SAE; мощность брутто выше мощности нетто на 10–20%. В обоих случаях ее называют «эффективной мощностью»:
- Рэфф — измеряемая установленная мощность двигателя
- Рприв = Рзфф ? К
- Рприв — приведенная мощность, или пересчитанная на определенное эталонное состояние
- К — поправочный коэффициент.
Эталонное состояние
В связи с различной плотностью воздуха (из-за атмосферного давления, температуры и влажности воздуха) всасываемый двигателем воздух бывает «тяжелее или легче», при этом количество топливно-воздушной смеси, поступающей в двигатель, будет больше или меньше. Поэтому измеряемая мощность двигателя будет выше или ниже. Колебания атмосферных условий при испытании учитывают с помощью поправочного коэффициента, пересчитывая измеряемую мощность на определенное эталонное состояние. Например, мощность двигателя снижается примерно на 1% на каждые 100 м увеличения высоты, а 100 м высоты соответствуют примерно 8 мбар атмосферного давления. Различные стандарты и инструкции по испытаниям предусматривают различные эталонные состояния и методы пересчета мощности, измеренной при фактических атмосферных условиях в момент испытаний:
|
Стандарт DIN 70020 |
Стандарт ЕЭС 80/1269 (88/195) |
|
|
t |
20 °C |
25 °C |
|
P |
1013 мбар |
99 кПа |
|
K |
1013 / P ? кв.корень (273 + t / 293) |
(99 / Ps)1,2 ? (T / 198)0,6 |
- Р — атмосферное давление воздуха
- Рs — атмосферное давление воздуха в сухую погоду (за вычетом парциального давления водяного пара)
- t — температура, С°
- Т — температура, К
Но такой пересчет приемлем только для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием (бензиновых). Для дизелей применяются более сложные формулы. Мощность двигателя по стандарту DIN на 1–3% меньше мощности, пересчитанной по стандарту ЕЭС или по стандартам ИСО/ЕЭК ООН, из — за различных методов расчета поправочных коэффициентов. Прежние довольно существенные отличия в показателях мощности по японскому стандарту JIS или по SAE от германского стандарта DIN объяснялись использованием мощности брутто или смешанных форм мощности брутто/нетто. Однако действующие современные стандарты все больше соответствуют переработанному стандарту ИСО 1585 (мощность нетто), поэтому прежние существенные различия (до 25%) в настоящее время уже не встречаются.
Источник: Каталог «Автомобиль-Ревю»
