1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое измерение двигателя в лошадиных силах

Что такое Лошадиная сила ?

— Что такое одна лошадиная сила?
— Это сила одной лошади высотой один метp и весом один килограмм.
— Позвольте, да где же вы видели такую лошадь?
— Ее трудно увидеть. Она хранится в палате мер и весов под Парижем!

ИСТОРИЯ

На самом деле все началось с того, как Джеймс Уатт в 1782 году изобрёл паровую машину двойного действия. В отличии от первых паровых машин — эта получилась на редкость экономичной и легко управляемой. Но как любое изобретение — машина оставалась бесполезной для изобретателя, если нет коммерческого использования машины. Необходим был пиар изобретения.

Свое изобретение он предлагал использовать для выкачивания воды из шахты. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить и в чем преимущества этого нового приспособления?

Наблюдая за традиционным источником энергии — лошадью, Уатт пришел к выводу, что в среднем за минуту она поднимает груз в 180 фунтов на 181 фут. Округлив расчеты в фунто-футах за минуту, он решил, что лошадиная сила будет равна 33 000 этих самых фунто-футов в минуту.

Расчёты Уатта относились к мощности лошади, усреднённой за большое время. Кратковременно лошадь может развивать мощность около 1000 кгс·м/с, что соответствует 9,8 кВт или 33 475 BTU/ч (котловая лошадиная сила).

И вот для того чтобы оценить мощность новых двигателей, предприняли следующее. Запрягли лошадь в обычный водоподъемный насос, работающий на конной тяге, и посмотрели, сколько она поднимет за день воды. Затем присоединили к этому же насосу паровой двигатель и посмотрели, какой результат получится за день его работы. Поделили второе количество на первое и на этих цифрах объяснили шахтовладельцам, что насос заменяет N-ное число лошадей. Полученная в результате первого эксперимента мощность стала мерилом и получила название «лошадиная сила».

На самом деле мощность, которую средняя лошадь способна развивать сколько-нибудь долгое время, меньше полученной Уаттом величины. Или погонщик работал очень хорошо, или лошадь попалась очень «натренированная». Конечно, лошади бывают разные и невозможно ожидать, что и тяжеловоз и арабский скакун разовьют одинаковую мощность. И все же, когда лошадь создает такую мощность? На этот вопрос в журнале «American scientist» один из авторов предложил следующий вариант: мощность в одну лошадиную силу развивает лошадь массой 750 килограммов, перепрыгивающая через препятствие шириной и высотой в 183 сантиметра.

При этом следует немного знать историю вопроса. В шахту не могла поместиться полноразмерная лошадь. Для работ использовались пони !

В качестве единицы мощности Уатт в свое время предложил такую единицу, как «лошадиная сила». Данная единица мощности устраивала шахтовладельцев, но совершенно не устраивала физиков. В 1882 году Британская ассоциация инженеров решила присвоить его имя единице мощности. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения.

Варианты определений лошадиной силы

В большинстве европейских стран, в том числе в России, лошадиная сила определяется как 75 кгс·м/с, то есть, как мощность, достаточная для поднятия груза массой в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. В таком случае 1 л. с. составляет ровно 735,49875 Вт, что иногда называют метрической лошадиной силой (обозначение нем. PS , фр. ch , нидерл. pk ), хотя она не входит в метрическую систему единиц.

В США и Великобритании мер в автомобильной отрасли чаще до сих пор приравнивают лошадиные силы к 745,69987158227022 Вт (обозначение англ. hp ), что равно 1,013869665424 метрической лошадиной силы.

В США также используются электрическая лошадиная сила и котловая лошадиная сила (используются в промышленности и энергетике).

Соотношения

НазваниеФормулаМощность в ваттах
Метрическая лошадиная сила≡ 75 кгс·м/с= 735,49875 Вт (точно)
Механическая лошадиная сила≡ 33 000 фут· lbf /мин

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 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:

Измерение нетто

Измерение мощности двигателя нетто (англ. netto , net ) предусматривает стендовое испытание двигателя, оборудованного всеми вспомогательными, необходимыми для эксплуатации транспортного средства агрегатами: генератором, глушителем, вентилятором и пр.

Измерение брутто

Обозначается англ. bhp . Измерение мощности двигателя брутто (англ. brutto , gross ) подразумевает стендовое испытание двигателя, не оборудованного всеми дополнительными, необходимыми для эксплуатации транспортного средства агрегатами: генератором, насосом системы охлаждения и так далее.

Такой показатель мощности может давать значение выше мощности нетто на 10—20 % и более, чем в своё время (до установления нового федерального стандарта в 1972 году) широко пользовались североамериканские производители автомобилей, завышая рейтинги мощности двигателей.

Кроме всего прочего необходимо учитывать, что производители двигателей производят замеры мощности на том виде топлива, на которое двигатель расчитан. То есть если при проектировании двигатель расчитывался на рабочее топливо АИ-95, то и заявленную мощность он выдаст на АИ-95 (конечно-же не Российского производства).

А Японские двигателестроители производят испытания и замеры мощности на топливе с максимальным октановым числом, доступным в свободной продаже. А в Японии на АЗС в свободной продаже топливо с октановым числом 100 !

ВОПРОС: За какие ЛОШАДИ мы платим налоги ?

Зачем нужны лошадиные силы и что это значит простыми словами

  • При чем тут лошади и что это за показатель
  • На что влияют лошадиные силы и что значит крутящий момент

С каждым годом количество владельцев авто неуклонно растет. При этом большинство из них не имеют особых познаний в устройстве автомобиля. У некоторых даже не получается открыть капот.

Развитая сервисная инфраструктура облегчает жизнь современных автомобилистов, решает все проблемы. Но ведь понимание принципов работы авто дает возможность не только показывать свою компетентность в разговоре с автомехаником, а и адекватно оценивать возможности своего ТС.

При чем тут лошади и что это за показатель

Силовые характеристики автомобиля Джеймс Уатт еще в 18 веке сравнил с одной лошадью. Эта величина характеризует количество энергии, необходимое для подъема груза весом 75 килограмм на высоту 1 метр за 1 секунду. Одна лошадиная сила соответствует 0,735 кВт.

Мощность двигателя внутреннего сгорания не является постоянной величиной. Ее значение напрямую зависит от оборотов мотора. Наибольшая сила достигается только при максимальных значениях этого параметра:

  1. Например, если мощность силового агрегата составляет 150 лошадиных сил, то таких значений ДВС достигает только при 6000 оборотов/минуту.
  2. На оборотах 1500-3000 количество «лошадок» значительно уменьшается. Таким образом, чтобы получить мощность по максимуму, нужно постоянно давить на педаль акселератора. Это объясняет необходимость понижать передачу для обеспечения эффективной динамики разгона.

Чтобы определить мощность автомобиля в лошадиных силах по паспортным данным, где фигурирует значение в кВт, нужно провести нехитрые вычисления:

  1. Например, если мотор объемом 2 литра имеет показатели мощности 155 кВт, то для получения соответствующего значения «лошадок» нужно разделить цифру 155 на 0,735.
  2. В итоге данный двигатель имеет 210 лошадиных сил.

Современный автомобиль можно считать наиболее динамичным, если на фоне множества «лошадок» у него небольшая масса. В таких ситуациях ускорение машины происходит достаточно быстро.

На что влияют лошадиные силы и что значит крутящий момент

В процессе своей работы двигатель внутреннего сгорания вырабатывает определенную энергию, которая и определяет мощность. Именно эта сила преобразуется в крутящий момент на коленчатом валу, который переходит, меняя свои значения, на трансмиссию, а затем на ведущие мосты и колеса. В результате машина начинает движение. Таким образом, крутящий момент механическим способом заставляет машину двигаться.

Эта техническая характеристика представляет собой силу мотора, которая умножается на плечо ее приложения. Во время работы двигателя внутри цилиндров создается давление, которое воздействует на кривошипно-шатунный механизм коленчатого вала, заставляя его интенсивно вращаться.

Образно говоря, крутящий момент – это концентрация всей мощности ДВС для максимальной раскрутки валов двигателя и трансмиссии через передаточные шестерни. Чем выше этот показатель, тем быстрее машина разгоняется.

Крутящий момент измеряется в Нм. От этой характеристики напрямую зависит реализация показателей мощности ДВС на практике. Таким образом, оптимальная сила мотора зависит от его оборотов. Лошадиные силы не имеют никакого значения без крутящего момента, поскольку именно через него достигается максимальная динамика разгона. Таким образом, настоящая мощность двигателя определяется именно этим показателем.

Современные автомобильные двигатели характеризуются высокой степенью сжатия, повышенными оборотами. Такое сочетание является наиболее оптимальным вариантом для любителей быстрой динамичной езды. Следует помнить, что разгоняет машину, двигает ее вперед именно крутящий момент, а «лошадки» как раз отвечают за его производство.

Поиск ответа

Всего найдено: 7

Вопрос № 307496

Добрый день! Ранее вам уже задавали вопрос о корректном сокращении термина » лошадин ые силы» — л.с. или л. с. (с пробелом или без). Я пишу с пробелом, опираясь на приложение к «Русскому орфографическому словарю» https://normativ.kontur.ru/document?moduleId=1&documentId=370052 и Общероссийский классификатор единиц, но мой коллега, ссылаясь на ГОСТ 8.417 и то, что лошадин ые силы — это технический термин, утверждает, что сокращать нужно без пробела. Общаясь с редакторами и коллегами различных сельскохозяйственных изданий, тоже не нашла единого мнения, собственно, как и у производителей сельхозмашин. Так что же считать верным написанием?

Ответ справочной службы русского языка

Мы рекомендуем следовать орфографическим источникам. Пробел после точки в сокращениях однозначно указывает на то, что сокращено сочетание слов. Эта норма не облечена в форму правила, но примеры указывают на необходимость пробела однозначно. Чтобы убедиться в этом, можно обратиться к «Правилам русской орфографии и пунктуации» 1956 года и 2006 года, к «Справочнику издателя и автора» А. Э. Мильчина и Л. К. Чельцовой.

Вопрос № 284740

Добрый день, уважаемая Грамота. Пожалуйста, подскажите, требуется ли выделять запятыми выражение «правильнее сказать» во фразе: «Его двигатель, или правильнее сказать силовой агрегат, состоящий из шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и двух электромоторов выдавал мощность, близкую к 1000 лошадин ых сил».

Ответ справочной службы русского языка

Слова правильнее сказать обособляются. Также следует поставить запятую после причастного оборота: Его двигатель, или, правильнее сказать, силовой агрегат, состоящий из шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом и двух электромоторов, выдавал мощность, близкую к 1000 лошадин ых сил.

Вопрос № 269971

Здравствуйте!
Пожалуйста, подскажите, слитно или раздельно пишется сокращенное написание понятия » лошадин ые силы»: «л.с.» или «л. с.»?

Ответ справочной службы русского языка

Вопрос № 260229

Уважаемая «Грамота», в каких случаях используется слово «конский», а в каких » лошадин ый», есть ли разница? Спасибо за ответ

Ответ справочной службы русского языка

К О НСКИЙ, -ая, -ое.
1.
к Конь (1 зн.). К. волос. К. топот. К-ая сбруя.
2.
Как составная часть некоторых ботанических названий. К-ие бобы. К. щавель. К. каштан.

ЛОШАД И НЫЙ, -ая, -ое.
1.
к Л о шадь (1 зн.). Л-ое ржанье. Л-ые копыта.
2.
Такой, как у лошади; напоминающий чем-л. лошадь. Л-ое лицо. Л. подбородок.
3. Разг.
Выходящий за пределы нормы; очень сильный, крепкий, большой и т.п. Л-ое здоровье
(хорошее). Л-ая доза
(очень большая). Л-ая голова
(очень большая).

◊ Лошад и ная сила.
Внесистемная единица измерения мощности, равная 75 килограммам на 1 метр в секунду.

Вопрос № 222975

Здравствуй, уважаемая «Справка»! Пока не получила ответа ни на один свой вопрос, но надежды не теряю. Подскажите, пожалуйста, как правильно нужно сокращать » лошадин ые силы»: л.с., лс, л/с или как-либо еще? Спасибо! Лариса

Ответ справочной службы русского языка

Вопрос № 215875

Уважаемая «Справка»! Подскажите, пожалуйста, нужны ли пробелы между буквами при сокращениях типа «и.о.» (исполняющий обязанности), «г.о. Тольятти»(городской округ), «кв.м», «п.м.» (погонный метр), «л.с.» ( лошадин ая сила) в газетных публикациях? Заранее благодарны.

Ответ справочной службы русского языка

Вопрос № 215639

В детском саду проходят животных жарких стран. Как правильно сказать: У лошади — лошадин ый хвост; У зебры — ?; У бегемота — ?; У жирафа — ?; У носорога — ?. Помогите, пожалуйста.

Ответ справочной службы русского языка

Воспользуйтесь нашим окном «Проверка слова», набрав _зебр*, жираф*_ и т. д.

Правда ли что электрические лошади больше лошадей ДВС?

В этой статье попробую ответить на вопрос почему многие производители электродвигателей для яхт пишут: этот 3 кВт электрический мотор эквивалентен по мощности 10 л.с. бензиновому. Рекламный ли это ход или правда что-то новое?

Если не хотите читать дальше, то вот быстрый ответ: нет, лошадиные силы электродвигателя совершенно точно равны лошадиным силам ДВС.

Дальше для тех кто хочет разобраться.

Есть полезный ньюанс, который производители ДВС не используют в своих двигателях или используют слабо. Этот ньюанс — эффективность винта. Равенство лошадиных сил на винте еще не означает равную эффективность всей двигательной системы.

Наиболее эффективен медленновращающийся винт большого диаметра и малого шага. Разница в эффективности между маленьким быстровращающимся винтом и большим медленновращающимся может быть двукратной и больше (если мы говорим о водоизмещающих скоростях, а не глиссировании).

По ряду причин производители ДВС ставят небольшой винт в угоду универсальности. Например у ПЛМ обороты винта доходят до 2000 в минуту, а для скоростей с которыми может двигаться корпус водоизмещающей яхты желательно иметь достаточную тягу при оборотах до 600-700 в минуту. ПЛМ на 600-700 оборотах в минуту будет иметь очень слабую тягу из-за малой гребной площади лопастей. Что касается стационарных ДВС, производитель также старается не ставить большой винт чтобы сильно не тормозить лодку когда она идет под парусом. Все это ведет к потерям в эффективности работы всей двигательной системы. Именно этим фактом пользуются производители электрических двигателей для яхт, указывая что их заведомо более слабый двигатель тянет так же как более мощный ДВС. Для электродвигателей стараются ставить большие эффективные винты, если речь о стационарном — то либо складной винт чтоб уменьшить тормозящую силу винта, либо обычный, но двигатель с функцией регенерации энергии при ходе под парусами.

Для повышения движущей силы электродвигательной установки лучше всего увеличивать диаметр винта, чуть хуже — увеличить шаг и совсем плохо — увеличить обороты. При этом надо учитывать что медленновращающийся винт с большой тянущей силой требует от двигателя больший крутящий момент (по моим данным двухлопастной 240мм складной винт с шагом 7″ на оборотах 700 в минуту требует на валу крутящий момент 27 Нм), так что вам придется либо сделать достаточную редукцию от мотора на гребной вал, либо поставить мотор с большим крутящим моментом. Здесь надо понимать, что быстрый мотор с редукцией будет весить меньше, чем медленный мотор с большим крутящим моментом и без редукции.

Идея переделки ДВС ПЛМ на электро ущербна изначально, т.к. подходящие для него винты неэффективны с завода.

Несколько полезных формул:

1) Pm = M*n / 9.5492 [Вт]

где Pm — механическая мощность в Вт,

M — крутящий момент двигателя в ньютонометрах,

n — количество оборотов двигателя в минуту,

9,5492 — коэффициент перевода оборотов в минуту — в радианы в секунду, определяемый по «Таблице перевода единиц измерения угловой скорости».

Например получим крутящий момент при 1000 оборотах и 5 кВт:

M = Pm / n * 9.5492 = 5000 Вт / 1000 * 9.5492 = 48 Нм (округлено)

где Pe — электрическая мощность в Вт,

Pm — механическая мощность в Вт,

η — общий КПД двигателя и его контроллера.

Обычно у щеточных (коллекторных) электродвигателей (как в электропогрузчиках) КПД в районе 0,8. У бесколлекторных двигателей (у них электронный коллектор) КПД около 0,9.

КПД электродвигателя падает в основном когда с него пытаются снимать крутящий момент больший чем тот на который он рассчитан. Т.е. большая мощность на оборотах много меньших чем обороты холостого хода электродвигателя.

где где Pe — электрическая мощность в Вт,

U — батарейное напряжение в В,

I — батарейный ток в А.

У бесколлекторных электродвигателей есть такое понятие как фазный ток и фазное напряжение. Обычно такие моторы трехфазные, а контроллер мотора выполняет фукнцию электронного коллетора, переключая фазы для того чтоб создавать движущую силу и крутить ротор двигателя. Фазный ток может быть больше или равен батарейному, а фазное напряжение меньше или равно батарейному. Контроллер выполняет функцию преобразователя (как DC-DC или трансформатор) для того чтобы при раскрутке двигателя дать больший ток и меньшее напряжение, что позволит получить больший крутящий момент при разгоне. Когда мотор выходит на обороты холостого хода, фазный ток равен батарейному току, а фазное напряжение равно батарейному напряжению.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Двигатель ваз 21230 технические характеристики
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector