Содержание

Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

Чем определяется мощность автомобиля?

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:

индикаторная;
эффективная;
литровая.

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.

Компоновка поршневых двигателей

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

Рядный двигатель V-образный двигатель

Рядный двигатель (рис. 1, а) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (2, 3, 4, 5 и 6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной.

V-образный двигатель (рис. 1, б) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала. Наиболее часто такое размещение цилиндров применяется для шести- и восьмицилиндровых двигателей и обозначается V6 и V8 соответственно. Такая компоновка позволяет уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину.

Оппозитный двигатель VR-двигатель

Оппозитный двигатель (рис. 1, в) имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок.

VR-двигатель (рис. 1, г) обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата.

W-двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 1, д) или как бы две VR-компоновки (рис. 1, е).Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

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.

Вывод

Максимальная мощность силового агрегата — это крайне важная величина, про которую должен знать каждый автомобилист, тем более что с ее учетом в России рассчитывается транспортный налог на автомобиль. Однако, чрезмерно сильно зацикливаться на этом значении не следует, по той простой причине, что оно переменчиво и ни при всех обстоятельствах вырабатывается мотором. Более того, максимальную мощность можно значительно увеличить, но для этого потребуется внесение изменений в конструкцию авто, а такие действия в соответствии с действующим законодательством нужно в обязательном порядке регистрировать в установленном виде. Автор: Олег Мокров

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, Mе – 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.

Вам будет интересно Что делать, если машина не заводится: простые способы завести

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.

Как увеличить максимальную мощность

Необходимо принимать во внимание тот факт, что максимальная мощность автомобиля — это не конечный показатель, и при необходимости его можно значительно увеличить. Для этого можно прибегнуть к следующим методам:

увеличение объема ДВС;
улучшение системы впуска;
чип-тюнинг автомобиля;
установка более мощного турбокомпрессора.

Также в случае необходимости можно увеличить мощность, правда не столь значительно, путем установки облегченного маховика или за счет снижения трения поршня о стенки цилиндра с помощью специальных присадок.

Увеличение объема

Наиболее действенными способами увеличить производительность мотора является чипирование автомобиля, установка более объемного ДВС, а также модернизация впуска или увеличение давления наддува. В ситуации с объемом все достаточно просто, так как агрегат с большим рабочим объемом способен отдавать значительно больше лошадиных сил, если речь идет про стандартный «атмосферник». Разумеется, в этой ситуации вовсе не обязательно менять установку, так как можно форсировать мотор, и тем самым значительно улучшить его производительность, несущественно меняя объем.

Модернизация впуска

Такие доработки проводятся в том случае, когда автомобиль подвергается глобальной модернизации. Если говорить про отдельное улучшение впуска, то здесь прирост будет не столь существенным. Как правило, для лучшего эффекта здесь устраняется стандартный воздушный фильтр и на его место встает нулевой. Также замене подвергается дроссельная заслонка, которая меняется на устройство с большим диаметром. Помимо этого, принято подвергать замене ресивер и снимать впускной коллектор.

Чип-тюнинг

Еще один вариант увеличения максимальной мощности автомобиля. В данном случае речь идет про заливку специального программного обеспечения на блок управления двигателем. В этой ситуации меняются основные параметры, такие как время впрыска, обогащение смеси, количество воздуха, попадающего в силовой агрегат перед процессом сгорания топлива, а также давление, с которым топливо впрыскивается в камеру сгорания. Обычно, чип-тюнинг на подходящих для этого моторах может давать серьезный прирост мощности.

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.

Можно ли рассчитать мощность ДВС по объему

При желании, автомобилисты могут также вычислить максимальное значение лошадиных сил по объему силового агрегата. Для этого в расчете участвуют такие величины, как объем мотора в кубических сантиметрах, число оборотов коленчатого вала в минуту, а также предусмотренное среднее эффективное давление. В этой ситуации объем агрегата умножают на среднее давление ДВС и на число оборотов, после чего полученный результат делится на 120. В конечном итоге получится результат в кВт, который легко можно перевести в лошадиные силы.

Мощность и крутящий момент автомобильного двигателя

мотор автомобиля

В данном случае речь идет про величину, измеряющую мощность силового агрегата, установленного на транспортное средство. Как уже было сказано ранее, данный показатель имеет свойство меняться в зависимости от оборотов двигателя и достигает пика лишь при определенной скорости вращения коленчатого вала. Впервые термин лошадиная сила был введен еще в 18 веке, когда инженер Джеймс Уатт на примере обычной лошади в упряжке, выполняющей конкретную работу, охарактеризовал коэффициент полезного действия от перемещения животного в замкнутом пространстве. Аналогия была проведена с самыми первыми двигателями внутреннего сгорания, которые могли выполнять ту же работу, что и лошадь в 2-3 раза быстрее. Нужно отдать должное, что этот параметр в автомобиле не имеет общемирового стандарта, однако, в большинстве стран фигурирует даже в законодательстве. К примеру, в России, основываясь на максимальной мощности авто, рассчитывается транспортный налог.

мощность через обороты и крутящий момент

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.

производительность 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).

Первый «кофейный» Haval выходит на рынок: Great Wall озвучил цены на новый кросс WEY Mocha

Auto Shanghai 2021
Стоит отметить, что эффективность любого транспортного средства в основном зависит от текущего соотношения лошадиных сил, а также общей массы автомобиля. Иными словами, машины с большим числом лошадиных сил не с проста считаются более мощными и могут демонстрировать лучшую динамику. Также исходя из этого выходит, что увеличение количества лошадиных сил и снижение веса авто позволяет увеличить динамику и скорость разгона до определенного момента. Что же касается повышения массы машины, то в этом случае потребуется большая мощность, чтобы достигать установленного результата за тот же промежуток времени.

Читайте нас:

Бензиновый двигатель: карбюраторный или инжекторный

Итак, если выбор двигателя автомобиля сводится к покупке бензинового авто, тогда идем далее. Подавляющее большинство моторов на территории СНГ являются именно бензиновыми. Параллельно с этим на отечественных дорогах можно встретить как большое количество машин с инжекторным, так и с карбюраторным двигателем.

Вам будет интересно Преимущества и недостатки гибридных автомобилей

Если коротко, инжектор является современным решением в области топливного впрыска. Такой впрыск полностью электронный, система сама учитывает, сколько горючего подавать в двигатель с учетом режима работы и целого ряда особенностей.

Все процессы топливоподачи и управления работой ДВС происходят полностью автоматизировано. В результате инжекторный двигатель экономичный, мощный, способен стабильно работать в разных условиях.

Что касается карбюратора, на сегодняшний день это сильно устаревшее механическое устройство. При этом механика не способна гибко и динамично «подстраиваться» под изменения условий в процессе эксплуатации. Двигатель с такой системой расходует больше горючего, менее стабильно ведет себя в жару, в холод и т.д.

Также карбюратор нужно намного чаще обслуживать, постоянно регулировать, настраивать и чистить от загрязнений. Вполне очевидно, что сегодня покупать машину с карбюратором не следует, отдавая предпочтение более современному и экономичному инжекторному мотору.

К чему приравнивается одна лошадиная сила

Ранее уже было сказано, что к лошадиной силе приравнивается определенный объем работы, который может быть выполнен за отдельный временной промежуток. Ученый и инженер Джеймс Ватт в процессе исследований взял за основу обычную лошадь, которая способна поднимать груз 75 килограмм на высоту в один метр за одну секунду. Впоследствии, именно эта величина и стала именоваться лошадиной силой, так как двигатели внутреннего сгорания могли за тот же временной промежуток проделать в два, а порой и три раза больший объем работы.

Подведем итоги: какой двигатель выбрать?

Как выбрать двигатель автомобиля

На этом все, уважаемые читатели. Теперь Вам осталось решить для себя, какой двигатель подойдет Вам лучше всего:

дизель или бензиновый?
«турбированный» или «атмосферник»?
какого объема, сколько цилиндров и как они расположены?
2 или 4 клапана на цилиндр?
цепь ГРМ или ремень?

Этих параметров достаточно, чтобы подобрать оптимальное соотношение мощности, крутящего момента, расхода топлива и надежности, а также сопоставить все это со своим бюджетом на покупку машины. Но главное, на что следует опираться, выбирая мотор своего будущего автомобиля – это отзывы о нем со стороны более опытных автолюбителей. Выбирая марку и модель авто постарайтесь изучить как можно больше отзывов о разных вариантах двигателей и помните: все-таки главной характеристикой мотора является его надежность.

Уважаемые читатели! Желаю Вам выбрать оптимальное сочетание всех параметров и пусть сердце Вашего авто будет верно Вам в любой ситуации!

На что оказывает влияние максимальная мощность

Практически во всех атмосферных бензиновых двигателях максимальная мощность достигается при 3,5 – 5,5 тысячах оборотов, после чего вновь начинается просадка. Если говорить про дизельные моторы, то здесь показатель достигается сразу на низких оборотах и постепенно проваливается с увеличением скорости вращения коленчатого вала. Турбомоторы лишены такого свойства, как понижение мощности, и могут отдавать максимальное КПД в широких диапазонах скорости оборотов двигателя.

Если говорить про то, для чего необходима мощность автомобиля, то здесь становится очевидно, что данная величина требуется для успешного преодоления сопротивления. К нему относятся трение, вес транспортного средства и сопутствующего груза, а также сопротивление воздуха. Иными словами, чем выше максимальная мощность мотора, тем больше противодействующих сил может преодолеть транспортное средство. По этой причине, авто с большим запасом лошадиных сил часто оценивают дороже. Однако, в этой ситуации не все так однозначно, потому что кроме мощности также важен такой показатель, как крутящий момент.

Обороты силовой установки

При указании технических характеристик ТС присутствует понятие не только крутящего момента, но и оборотов двигателя. Понять, как они связаны между собой, можно лишь разобравшись в самой природе ДВС, а он представляет собой агрегат, в котором химическая энергия сгорающего в рабочей зоне топлива превращается в механическую работу.

Так, из-за возгорания топливной смеси начинается перемещение поршня, влекущее за собой проворачивание коленвала. Получается, что происходящие поочередные циклы расширения и сжатия активируют механизм, а он обеспечивает преобразование движений поршня в обороты коленвала.

Это позволяет нам сделать вывод, что основные характеристики любого ТС – это крутящий момент и мощность двигателя плюс обороты, когда требуемые показатели достигаются. Само понятие обозначает число выполненных коленвалом оборотов в мин. Мощность и крутящий момент – переменные величины, непосредственное воздействие на которые оказывает как раз количество оборотов.

Для расчета мощности специалисты пользуются обычными математическими вычислениями, в частности, существует формула крутящего момента через мощность, которая выглядит так:

М — крутящий момент;
n — частота вращения, измеряемая в оборотах в минуту;
w — угловая скорость вращения вала.

У многих людей возникает вполне логичный вопрос о том, зачем измерять мощность через обороты и крутящий момент. На самом деле это важно по ряду причин и во многих случаях, в частности составление графика крутящего момента двигателя — обязательная процедура в процессе разработки и сертификации каждой новой силовой установки.

Полученные данные нужны для возможного дальнейшего совершенствования двигателя и достижения максимальных эксплуатационных характеристик.Благодаря периодическому проведению всех требуемых замеров и составлению графика можно оценить реальное техническое состояние мотора.

Сколько лошадиных сил у автомобиля

Такой показатель, как число лошадиных сил в автомобиле, напрямую зависит от целого ряда характеристик. В частности, здесь принимаются во внимание следующие моменты:

рабочий объем двигателя внутреннего сгорания;
вес транспортного средства;
тип установленного ДВС;
наличие или отсутствие нагнетателей для обогащения горючей смеси;
число цилиндров в двигателе;
степень форсировки блока.

Примечательно, что в техпаспорте каждого автомобиля прописана такая величина, как максимальная мощность двигателя не только в лошадиных силах, но и в киловаттах (кВт).

Основные единицы измерения мощности двигателей и их обозначение

1. Лошадиная сила (735,49875 Вт). Обозначается как: hp (это netto мощность двигателя, измеряется с использованием вспомогательных агрегатов двигателя, таких как: глушитель, генератор), bhp (это брутто мощность двигателя, измеряется без использования дополнительных агрегатов).

Также можно встретить и другие обозначения: PS (нем.), CV (фр.), pk (нид.).

В англоязычных странах чаще до сих пор приравнивают лошадиные силы к 745,6999 Вт, что примерно равно 1,014 европейской лошадиной силы.

2. Ватт

Поскольку описание ватта выходит за рамки данной статьи, то здесь мы его касаться не будем.

Как узнать максимальную мощность автомобиля

В техпаспорте транспортного средства эта величина прописана в кВт. При этом, автомобилисты могут самостоятельно перевести значение в лошадиные силы. В этой ситуации точный показатель кВт умножается на коэффициент 1,35. Если необходимо сделать обратное вычисление, то общий показатель л.с. умножают на 0,735. Как правило, в документации на автомобиль указываются точные данные. Однако, если у автолюбителя возникают определенные сомнения, то он может обратиться в специальный сервисный центр, где осуществляется диагностика и замер мощности транспортного средства.

Расположение мотора

Здесь возможны всего два варианта: продольное и поперечное расположение двигателя, но эта характеристика для нас с Вами, уважаемые читатели, не имеет вообще никакого значения. Единственное, зачем конструкторы меняют положение двигателя – это чтобы уместить мотор под капотом.

Продольное расположение мотора применяется на заднеприводных авто и автомобилях с постоянным полным приводом.
Поперечное – обычно используется на переднеприводных, а также на автомобилях с подключаемым полным приводом, когда задние колеса подключаются с помощью муфты.

Вам будет интересно Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо

Есть мнение, что продольное расположение двигателя позволяет добиться меньшего уровня вибраций, но на современных машинах эта разница очень уж незначительна.

Можно ли рассчитать максимальную мощность через крутящий момент

Также не стоит забывать о том, что автолюбители могут вычислить максимальную мощность своего авто через известный крутящий момент. Для этого потребуется значение Мкр, которое рассчитывается в Ньютон-метрах, его умножают на число оборотов коленчатого вала в минуту. Чтобы получить окончательное значение, полученную величину предстоит разделить на 9549. Вычисленный результат — это максимальная мощность мотора в кВт. Далее можно также узнать количество лошадиных сил, которые может отдавать двигатель внутреннего сгорания.

Асинхронный двигатель

Асинхронный агрегат – устройство, особенность которого заключается в том, что частота вращения магнитного поля, создаваемого его статором, всегда больше частоты вращения его ротора.

Принцип действия асинхронной машины похож на принцип действия трансформатора. Применяются законы электромагнитной индукции (изменяющееся во времени потокосцепление обмотки наводит в ней ЭДС) и Ампера (на проводник определенной длины, по которому течет ток, находящийся в поле с определенным значением индукции, действует электромагнитная сила).

Асинхронный двигатель в общем случае состоит из статора, ротора, вала и опоры. Статор включает в себя следующие основные составляющие: обмотка, сердечник, корпус. Ротор состоит из сердечника и обмотки.

Основная задача асинхронного двигателя – преобразование электрической энергии, которая подается на обмотку статора, в механическую энергию, которую можно снять с вращающегося вала.

пример асинхронного двигателя

Можно ли рассчитать мощность ДВС по объему

Расчет по расходу воздуха

Если на Вашем автомобиле установлен бортовой компьютер и вспомогательные датчики, то определить мощность можно также по расходу воздуха.

мощность двигателя по расходу воздуха

Делается это следующим образом:

Поместите свой автомобиль на платформу для проведения шиномонтажных работ, надежно зафиксируйте авто, проверьте качество фиксации.
Включите двигатель и разгоните авто до 5,5-6 тысяч оборотов в минуту. Определите расход воздуха с помощью бортового компьютера.
Рассчитайте итоговую мощность с помощью следующей формулы: М = РВ x 0,243. РВ — это расход воздуха, а 0,243 — поправочный коэффициент.

Можно ли рассчитать мощность силового агрегата по разгону до 100 км/ч

В случае необходимости, каждый автолюбитель может уточнить данный показатель, используя значение массы авто в килограммах, а также временной интервал, который требуется для разгона до 100 км/ч. В этой ситуации вес транспортного средства делится на время, за которое авто доходит до первой сотни при оптимальных условиях. Разумеется, в этот момент стоит сбросить 0,3 – 0,5 секунд на предусмотренную пробуксовку.

Сбой в системе газораспределения: ремень

После замены ремня ГРМ заметили, что машина стала хуже тянуть? Скорее всего, автослесарь неправильно установил ремень ГРМ, ошибившись в зубцах. В этом случае клапан двигателя неэффективно синхронизирован с коленвалом. Иногда подобное бывает во время эксплуатации автомобиля. Например, натяжка ремня может со временем ослабнуть, что может привести к тому, что ремень ГРМ перескочит на один зуб. В этом случае машина существенно потеряет тягу. Но это все в идеале. Иногда подобная ошибка автомеханика или перескакивание ремня ГРМ на один зубец может привести к повреждению двигателя: клапана могут встретиться с поршнями.