Лошадиные силы в машине: что это такое и почему в них измеряется мощность двигателя

Что такое мощность

Согласно определению классических учебников физики, мощность — это отношение работы к промежутку времени, за который она выполнена. Мы также можем сказать, что мощность — это работа постоянной силы, которая совершается в единицу времени.

Название силового агрегата Ватт (Вт) дано в честь английского изобретателя Джеймса Ватта. Если под действием силы 1 Н тело движется равномерно и прямо со скоростью 1 м / с, это соответствует мощности 1 Вт.

Иногда бывает удобно измерять большие значения мощности не в ваттах, а в киловаттах (кВт). Преобразование значения в киловатты происходит по формуле: 1 кВт = 1000 Вт. В технических характеристиках автомобильных двигателей часто указывается мощность (л.с.). Например, мощность двигателя Рено Дастер 2015 года составляет от 109 до 143 л.с.

Кто такой Джеймс Уатт

Джеймс Ватт родился в 1736 году в шотландском городке Гринск. Из-за плохого здоровья мальчик не мог ходить в начальную школу и учился один. Увлекался астрономией, химией и математикой. Затем Джеймс вошел в спортзал.

После окончания средней школы Ватт решил заняться профессией, связанной с измерительными приборами. Для этого он отправился в Лондон. По сути, обучение было незаконным, так как на обучение уходило 7 лет, а оплатить молодой человек мог только год. Он зарабатывал деньги на жизнь, выполняя частные заказы. И хотя Джеймс многому научился за год, никаких документов он так и не получил.

Из-за отсутствия свидетельства об образовании Ватт изначально не мог официально работать после возвращения в Шотландию. Но затем, заручившись поддержкой дяди, ему удалось найти работу в университете мастером научных приборов.

Джеймс Ватт был человеком разносторонним, знал несколько иностранных языков, много читал. Вальтер Скотт, с которым был знаком Уайт, написал в одном из предисловий к своему роману, что был удивлен разнообразием и глубиной познаний изобретателя.

Попытки заработать на своих изобретениях поначалу заканчивались неудачей. Но в конце своей жизни (Ватт прожил 83 года) он стал богатым человеком благодаря патентам на свои многочисленные изобретения, которые были выданы в сотрудничестве с промышленником Мэтью Болтоном.

Как рассчитывается лошадиная сила

Власть — это условная и неоднозначная единица измерения мощности.

В России и почти во всех странах Европы мощность определяется как 75 кг * м / с (метрическая мощность), что достаточно для подъема груза массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. В данном случае 1 литр. С участием составляет ровно 735,49875 Вт.

Максимальная мощность, которую может развить лошадь, называется мощностью котла. Вы легко можете рассчитать свою максимальную мощность. Для этого вам нужно измерить время t, в течение которого вы набегаете на шкалу роста h и подставляете его в формулу: m * h / t, где m — масса вашего тела.

Для определения мощности двигателя используются специальные крепления, подробнее об этом написано ниже.

Шкала, дающая примерное представление о диапазоне мощности двигателей

Чтобы получить представление о диапазоне мощности двигателей, см. Следующий рисунок:

• 0-100 л.с с. — малолитражные автомобили;
• 100-200 литров. С участием. — автомобили с двигателями средней мощности;
• 200-500 литров. С участием. — спортивные автомобили;
• 500 литров. С и многое другое: гоночные автомобили и суперкары.

Паровая машина Уатта

Одним из самых значительных изобретений Ватта был паровой двигатель для подъема воды из шахт. Принцип работы паровых машин основан на преобразовании энергии водяного пара в механическую работу.

На дне шахт для добычи угля скапливается вода, которую необходимо периодически откачивать. Обычно воду поднимали на поверхность с помощью двигателя, запряженного лошадьми. В начале 18 века для подъема воды использовалась паровая машина, разработанная талантливым изобретателем-самоучкой Томасом Ньюкоменом.

Д. Ватт усовершенствовал автомобиль Ньюкомена, значительно повысив его эффективность и снизив расход топлива на 70%. Но поначалу машина Ватта не нашла широкого распространения, так как владельцы шахт в силу консервативности и желания сэкономить не хотели тратиться на ее покупку.

Эффективный менеджмент

Чтобы побудить владельцев шахт использовать паровой двигатель, Ватт решил показать свои преимущества перед мощностью. Объем бочки составлял 160 литров. Ватт обнаружил, что две лошади тянут бочку с водой на скорости около 2 миль в час или 3,6 км / ч.

Исходя из этих данных, вы можете рассчитать мощность, которая составляет примерно 745,7 Вт. Для ясности Ватт назвал эту мощность «мощностью», чтобы продемонстрировать преимущества использования его механизма вместо лошадиных сил. Автомобиль Ватта мог заменить более 20 лошадиных сил. Вот почему мощность двигателя до сих пор часто измеряется в лошадиных силах.

В 1769 году Ватт получил патент на свой паровой двигатель. После 1783 года он стал широко применяться в промышленности. И термин «власть», впервые придуманный Уайтом, используется до сих пор.

понятно, почему в 1882 году Британская ассоциация инженеров, признавая заслуги Джеймса Уайта в измерении мощности, ввела единицу измерения ватт вместо мощности. Это был первый случай, когда единица измерения была названа в честь ученого.

Впоследствии эта практика распространилась на науку и технику. Таким образом, единица измерения электрической емкости — 1 Фарад (в честь Майкла Фарадея), единица измерения электрического сопротивления — 1 Ом. Подобных примеров много.

Метрическая лошадиная сила

Вышеупомянутая мощность называется механикой. В основном его используют британские и американские инженеры.

Также есть метрическая мощность. Значение SI этой мощности составляет примерно 749,5 Вт.

Эта единица измерения популярна в России и Европе.

Как замеряют мощность двигателя

Мощность двигателя в первую очередь измеряется для оценки характеристик настройки.

Точно определить мощность двигателя можно только одним способом — снять его с автомобиля и установить на специальную подставку. Снятие и установка двигателя — довольно трудоемкий и дорогостоящий процесс, который под силу только серьезным автопроизводителям и командам.

Для менее точных измерений мощности используются крепления силового динамометра (как на фото), которые позволяют снимать показания «с колес». На результат могут влиять давление в шинах, их сцепные свойства, температура шин (во время измерения протектор очень горячий) и даже степень притяжения автомобиля страховочными стропами.

Методика замера

Прогретый автомобиль заводится на первой передаче, разгоняется до 40-50 км / ч, после чего включается последняя передача, педаль акселератора нажимается до упора и начинается имитация разгона. При достижении максимальных оборотов (с момента начала снижения мощности, видимого на мониторе) включается нейтральная передача.

Результат измерения отображается в виде графика, показывающего зависимость мощности от оборотов двигателя (синяя кривая — в лошадиных силах).

От чего зависит мощность автомобильного двигателя

Мощность реального двигателя зависит от количества оборотов, которые он делает за единицу времени. Технические данные часто указывают мощность на заданной скорости (например, 115 л.с при 4100 об / мин).

Есть формула для расчета мощности двигателя. Кажется так:

Мощность двигателя в л.с. = (оборотов в минуту) (крутящий момент) / 5252.

Величину крутящего момента можно измерить с помощью специальных динамометров, имеющихся на СТО.