Что такое лошадиная сила и почему она до сих пор с нами?
Вопрос «Сколько у тебя сил?» в автомобильном мире не требует пояснений — все понимают, что речь о лошадиных силах. Эта единица измерения мощности двигателя стала настолько привычной, что пережила сам конный транспорт и существует уже более двух столетий. Интересно, что с официальной точки зрения «лошадиная сила» — величина несистемная. Она не входит в Международную систему единиц (СИ), и метрологические организации даже рекомендуют от нее отказаться. Например, директива ЕС предписывает использовать киловатты как основную единицу, а «л.с.» — лишь как вспомогательную.
Однако сила привычки оказалась крепче бюрократических предписаний. Мы до сих пор говорим «ксерокс» вместо «копир» и «скотч» вместо «клейкая лента». Так и с лошадиными силами — их используют и автопроизводители в каталогах, и покупатели в разговорах, и даже государственные структуры. В России, к примеру, от «лошадей» зависит размер транспортного налога, тариф ОСАГО и даже стоимость эвакуации автомобиля в Москве.
Но у этой укоренившейся традиции есть серьезный недостаток — она создает путаницу. Сама по себе лошадиная сила — величина весьма условная. Она была введена в эпоху промышленной революции для сравнения мощности паровых машин с силой лошадей. Одна лошадиная сила — это способность поднять груз весом 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. Эта единица отлично подходила для расчета производительности насосов в шахтах, но к современным двигателям внутреннего сгорания имеет весьма опосредованное отношение.
Ирония в том, что «лошадиную силу» изобрел тот самый Джеймс Ватт, в честь которого названа официальная единица мощности — ватт. С появлением последней возникла необходимость соотносить две величины, и здесь начались разночтения. В Европе и России принята так называемая метрическая лошадиная сила, равная примерно 735,5 ватт (1 кВт ≈ 1,36 л.с.). В Великобритании и США исторически использовались другие стандарты — «имперская» лошадиная сила равна около 745,7 ватт, а также существовали электрические и котловые «лошади».
Из-за этих различий один и тот же двигатель в технических характеристиках для разных рынков может иметь разную мощность в «лошадях». Например, турбодизель Kia Sportage в Европе фигурирует как 136 или 184 л.с., а для британского рынка те же агрегаты обозначаются как 134 и 181 л.с. При этом их реальная мощность в киловаттах неизменна — 100 и 135 кВт соответственно. Производители не спешат отказываться от «лошадей» по маркетинговым соображениям: цифра «136 л.с.» звучит для покупателя солиднее, чем «100 кВт».
Методики измерения: от «голого» двигателя до колес
Разнобой в цифрах мощности связан не только с разными системами измерений, но и с различными методиками испытаний. В прошлом, особенно в США, производители нередко прибегали к хитростям: мощность замеряли на стенде с двигателя, с которого сняли все навесное оборудование — генератор, насосы, глушители. Такой «облегченный» агрегат показывал на 10-20% больше лошадиных сил, что было на руку маркетологам.
Противоположный, максимально приближенный к реальности подход — измерение мощности на колесах, с учетом всех потерь в трансмиссии. Этот метод популярен в тюнинге и автоспорте. Однако для серийных автомобилей был выработан компромиссный стандарт: двигатель тестируют на стенде в сборе со всем штатным навесным оборудованием и выхлопной системой, но без узлов, относящихся к другим системам автомобиля (например, компрессора пневмоподвески). Так определяется мощность на коленчатом валу — ключевой показатель для потребителя. В Европе эта процедура регламентируется специальной директивой.
Обратите внимание: Следующий электрокар BMW сможет проехать 700 км без подзарядки.
Крутящий момент: сила, которая двигает автомобиль
Если мощность (в лошадиных силах или киловаттах) — это параметр, который хорошо продает автомобили, то крутящий момент (измеряемый в ньютон-метрах, Н∙м) — это то, что реально заставляет его двигаться. Эти две величины неразрывно связаны: мощность является производной от крутящего момента и оборотов двигателя. Проще говоря, мощность показывает, какую работу мотор может выполнить за единицу времени, а крутящий момент характеризует его способность эту работу совершать, то есть преодолевать сопротивление.
Наглядный пример: если автомобиль упирается колесами в высокий бордюр и не движется, его мощность равна нулю (нет перемещения), но крутящий момент при этом существует — двигатель пытается провернуть коленвал. Таким образом, момент — это первичный продукт работы двигателя, результат преобразования энергии сгорания топлива в механическое движение.
Можно провести аналогию со спортсменом: крутящий момент — это его сила, а мощность — выносливость и скорость. Поэтому дизельные двигатели, обладающие высоким крутящим моментом на низких оборотах, подобны тяжелоатлетам — они отлично «тянут» груз. Высокооборотные бензиновые моторы, напротив, похожи на бегунов — они могут развивать большую мощность и скорость, но хуже справляются с резким увеличением нагрузки.
Что важнее: графики и «полки»
Для понимания реального характера двигателя важно смотреть не на максимальные значения мощности и момента по отдельности, а на их графики в зависимости от оборотов. Идеальный с точки зрения динамики и управляемости двигатель имеет широкую и ровную «полку» крутящего момента — когда пиковое значение держится не в одной точке, а в широком диапазоне оборотов (например, с 1500 до 4500 об/мин). Это означает, что автомобиль будет уверенно ускоряться и легко преодолевать подъемы без постоянных переключений передач.
Яркий пример — гоночные двигатели. Их объем может быть небольшим, а крутящий момент — не рекордным, но способность раскручиваться до 15-18 тысяч оборотов в минуту позволяет им выдавать колоссальную мощность. Электродвигатели в этом плане и вовсе близки к идеалу: они выдают максимальный крутящий момент с самых первых оборотов, что обеспечивает феноменальную динамику разгона.
Таким образом, истинную картину возможностей мотора раскрывает его эластичность — способность быстро набирать обороты под нагрузкой. Современный турбомотор с высокой тягой «на низах» может отлично чувствовать себя в городе, но на трассе при обгоне его может обойти старый атмосферный двигатель с более выгодным распределением мощности по оборотам. Взаимосвязь мощности, крутящего момента и оборотов остается фундаментальным принципом, актуальным для любых типов двигателей — от дизельных до электрических.
Больше интересных статей здесь: Новости.
Источник статьи: Как один и тот же двигатель может иметь разную отдачу.
