Что такое крутящий момент? что такое лошадиная сила?

Мощность

Обычно соотношение лошадиных сил и мощности обозначается так: количество лошадиных сил / количество оборотов. Чаще используется именно понятие «лошадиная сила», а не киловатты, так уж сложилось

Важно, что мощность обычно колеблется в определённых рамках

Высочайшая же мощность достигается лишь при максимально выжатой педали газа. Это удобная технология, поскольку далеко не всем нужно постоянно набирать максимальное количество лошадиных сил. К тому же, данное обстоятельство может служить и своеобразной страховкой для особо «горячих» водителей.

Важно! Число лошадиных сил существенно лишь в том случае, когда эти силы соотносят к массе транспортного средства. В противном случае это не о чём не говорит!. Чтобы определить разницу между автомобилями в параметре, нужно:

Чтобы определить разницу между автомобилями в параметре, нужно:

•  узнать массу и количество сил;
•  разделить массу автомобиля на число лошадиных сил;
•  получить коэффициент.

Именно полученный в итоге коэффициент будет говорить о том, какая машина динамичнее.

В заключение, стоит отметить, что лошадиные силы ещё долго будут использоваться в автомобильной сфере. Они удобны, и максимально понятно демонстрируют мощность.

Инструкция по применению

Длительность терапевтического курса Лошадиной силы не ограничена — гель предназначен для постоянного применения. Его наносят на все тело или область больных суставов 1-2 раза в день и втирают легкими массирующими движениями. Косметическое средство применяется в любом количестве, так как не способно стать причиной передозировки. Усилить лечебное действие поможет нанесение бальзама под воздухопроницаемую повязку и дополнительное утепление.

Эффективность терапии зависит от регулярности применения Лошадиной силы. Если дискомфортные ощущения не исчезают в течение 2-3 дней или их интенсивность нарастает, необходимо обратиться к врачу. После проведения ряда исследований он составит терапевтическую схему, включит в нее местные или системные фармакологические препараты.

Не было выявлено случаев химического взаимодействия Лошадиной силы с лекарственными средствами. В инструкции рекомендовано наносить гель-бальзам спустя час после использования медикаментов.

История

Бригада из шести лошадей косит сено в округе Ланкастер, штат Пенсильвания.

Развитие паровой машины дало повод сравнить мощность лошадей с мощностью двигателей, которые могли их заменить. В 1702 году Томас Савери писал в «Друге шахтера» :

Эта идея позже была использована Джеймсом Ваттом для продвижения своего улучшенного парового двигателя. Ранее он согласился получать гонорар в размере одной трети экономии на угле от старых паровых машин Newcomen . Эта схема роялти не работала с клиентами, у которых не было существующих паровых двигателей, но вместо этого использовались лошади.

Ватт определил, что лошадь может вращать мельничное колесо 144 раза за час (или 2,4 раза в минуту). Колесо было 12 футов (3,7 м) в радиусе; следовательно, лошадь прошла 2,4 × 2π × 12 футов за одну минуту. Ватт решил, что лошадь могла тянуть с силой 180 фунтов силы (800 Н). Так:

пзнак равноWтзнак равноFdтзнак равно180 фунт-сила×2,4×2π×12 футов1 минзнак равно32 572 футов⋅фунт-силамин.{\ displaystyle P = {\ frac {W} {t}} = {\ frac {Fd} {t}} = {\ frac {180 ~ {\ text {lbf}} \ times 2,4 \ times 2 \, \ pi \ times 12 ~ {\ text {ft}}} {1 ~ {\ text {min}}}} = 32 {,} 572 ~ {\ frac {{\ text {ft}} \ cdot {\ text {lbf} }} {\ text {min}}}.}

Ватт определил и рассчитал мощность как 32 572 фут-фунт-сила / мин, которая была округлена до 33 000 фут-фунт-сила / мин.

Ватт определил, что пони может поднимать в среднем 220 фунтов (0,98 кН) 100 футов (30 м) в минуту за четырехчасовую рабочую смену. Затем Ватт решил, что лошадь на 50% мощнее пони, и, таким образом, пришел к цифре 33 000 фут-фунт-сила / мин. «Engineering in History» сообщает, что Джон Смитон первоначально оценил, что лошадь может производить 22 916 фут-фунтов (31 070 Нм) в минуту. Джон Десагульерс ранее предлагал 44 000 фут-фунтов (59 656 Н · м) в минуту, а Тредголд — 27 500 фут-фунтов (37 285 Н · м) в минуту. «Ватт в 1782 году экспериментально обнаружил, что« пивоваренная лошадь »может производить 32 400 фут-фунтов в минуту». Джеймс Ватт и Мэтью Бултон стандартизировали эту цифру на уровне 33 000 фут-фунтов (44 742 Нм) в минуту в следующем году.

Распространенная легенда гласит, что устройство было создано, когда один из первых клиентов Ватта, пивовар, специально потребовал двигатель, который соответствовал бы лошади, и выбрал самую сильную лошадь, которая у него была, и довел ее до предела. Ватт, зная об этой уловке, принял вызов и построил машину, которая на самом деле была даже сильнее, чем показатель, достигнутый пивоваром, и именно мощность этой машины стала мощностью в лошадиных силах.

В 1993 году Р.Д. Стивенсон и Р.Дж. Вассерсуг опубликовали в журнале «Nature» переписку, в которой суммировались измерения и расчеты максимальной и продолжительной работы лошади. Ссылаясь на измерения, проведенные на Ярмарке штата Айова в 1926 году , они сообщили, что пиковая мощность в течение нескольких секунд составила 14,9 л.с. (11,1 кВт), а также отметили, что для продолжительной активности производительность составляет около 1 л.с. ( 0,75 кВт) на лошадь соответствует советам по сельскому хозяйству 19 и 20 веков, а также соответствует производительности, примерно в 4 раза превышающей базальную норму, затрачиваемую другими позвоночными на устойчивую деятельность.

Если рассматривать оборудование с приводом от человека, здоровый человек может кратковременно производить около 1,2 л.с. (0,89 кВт) (см. Порядки величины ) и поддерживать около 0,1 л.с. (0,075 кВт) бесконечно; тренированные спортсмены могут развивать мощность примерно до 2,5 л.с. (1,9 кВт) на короткое время и до 0,35 л.с. (0,26 кВт) в течение нескольких часов. Ямайский спринтер Усэйн Болт развил максимальную мощность 3,5 л.с. (2,6 кВт) за 0,89 секунды после своего 9,58-секундного мирового рекорда в беге на 100 метров (109,4 ярда) в 2009 году.

История

Лошадь с древних времён использовалась людьми в качестве тяглового скота. В XVIII веке, на основе наблюдений за работой лошадей были выполнены расчёты, показывающие какую полезную мощность имеет лошадь при длительной работе. Так, Дезагюлье определил мощность лошади в 103 кгс·м/с, Смитон в 53 кгс·м/с, Тредгольд в 64 кгс·м/с, Уатт в 76 кгс·м/с.

Приблизительно в 1789 году шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт ввел термин «лошадиная сила», чтобы показать, работу скольких лошадей способны заменить его паровые машины. В частности утверждается, что одну из первых машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. Согласно распространенной легенде, при этом пивовар решил сжульничать, выбрав самую сильную лошадь и заставив её работать на пределе сил. Уатт принял и даже превысил полученную пивоваром цифру, и эталоном стала именно мощность построенной машины, несмотря на то что реальная мощность, которую развивает лошадь при нормальной работе в течение продолжительного времени, значительно меньше — по некоторым оценкам, в полтора раза.

В то время в Англии для поднятия из шахт угля, воды и людей использовались бочки объёмом от 140,9 до 190,9 л. Существовала (и существует) единица объема баррель, основанная на массе типовой бочки (англ. barrel) с грузом, которая весила 380 фунтов (1 фунт = 0,4536 кг), то есть 1 баррель = 172,4 кг. Вытащить такую бочку могли только две лошади за канат, перекинутый через блок. Усилие средней рабочей лошади в течение 8 часов работы составляет 15 % от её веса или 75 кгс при массе лошади в 500 кг. За 8 часов лошадь с таким усилием может пройти 28,8 км со скоростью 3,6 км/ч (1 м/с).

Наблюдая за традиционным источником энергии — лошадью, Уатт пришел к выводу, что бочку массой 180 кг могут вытягивать из шахты две лошади со скоростью 2 морских мили/ч (примерно 3,6 км/ч). В этом случае лошадиная сила в английских мерах принимает вид 1 л. с. = 1/2 барреля · 2 морских мили/ч = 1 баррель·морская миля/ч (здесь баррель принят за единицу силы, а не массы). То же самое в более мелких единицах составляет 380 фунтов на 98,4 футов/мин, что приблизительно равно 846,4 ваттам. Если округлить расчеты в фунто-футах за минуту (оставив ускорение свободного падения в единицах СИ, равным 9,82093 м/с2, то 1 ватт=433,9735 фунто-футов/мин) и принять груз, который должна тянуть лошадь с постоянной скоростью 1 м/с равным 75 кг, то лошадиная сила будет равна 736,56 ватт, что составляет приблизительно 320 000 фунто-футов в минуту. Поэтому 1 лошадиную силу считают равной 735,5 ватт .

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). По другим данным — до 15 л. с. в пике.[источник не указан 1279 дней]

На Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году была принята новая единица измерения мощности — ватт (обозначение: Вт, W), названая в честь Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины.
До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы.

Л.с. и Н.м.

Мощность и крутящий момент в моторе неразрывно между собой связаны, так как эта лошадиная сила происходит из крутящего момента. Формула для расчета мощности двигателя очень проста.

Изначально необходимо, силу, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.) надо умножить на 0,7376, все это для того, чтобы перевести значения в Британскую и Американскую единицу измерения силы (Фунт-Фут), далее, воспользовавшись выше указанной формулой умножить таковые данные на количество оборотов двигателя (RPM), и, полученное после умножения значение необходимо разделить на число 5252. В итоге мы получим приблизительное к точности значение мощности самого двигателя, которое и будет выражаеться в лошадиных силах. На примере нижеуказанной формулы нами был сделан расчет мощности двигателя при силе 100 фунт-фут (1000 оборотов в минуту двигателя). Из этого примера видно, что при силе в 100 фунт-футов и 1000 оборотов в минуту мощность двигателя составила приблизительно около 19 л.с. 

Разницу между мощностью и силой легко понять еще на одном примере. Допустим, что вы на автомобиле буксируете какой-то груз в гору, значит вам будет необходим низкий крутящий момент, но естественно потребуется и больше силы для более легкого буксирования. А если же вы хотите максимально быстро разогнать свой автомобиль с 0 до 100 км/час, то ему потребуется уже максимальное количество оборотов двигателя, а силы для такого разгона за короткий промежуток времени уже потребуется не так много. Но чем больше будет мощность двигателя, тем быстрее вы разгоните свою автомашину до 100 километров.

Поэтому различная грузовая и подъемная техника всегда, как правило оснащается дизельными двигателями, которые имеют большую тягу и не высокое максимальное количество оборотов двигателя, если их сравненивать с бензиновыми силовыми агрегатами. Дизельные двигатели способны передвигать транспортные средства имеющие огромную весовую массу. Но такой автотранспорт из-за небольшого количества л.с. очень медленно трогается и разгоняется.

Вот почему, такой автомобиль как Honda S2000 может сорваться с места и разогнаться до 100 километров в час примерно за 6 секунд, Dodge RAM 3500 может буксировать груз весом более 8000 тыс. килограмм (на прицепе). Это и есть абсолютное различие между крутящим моментом и лошадиной силой.

В транспортных средствах есть еще один элемент, который помогает автомобилю передавать крутящий момент на колеса,- это коробка переключения скоростей передач, которая предназначена для передачи максимального крутящего момента при определенной скорости. Например, тракторные тягачи и трактора для перевозки тяжелых грузов в прицепах оснащаются большими дизельными двигателями, у которых большой крутящий момент и большая сила, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.). Но такие двигатели не имеют большого количества лошадиных сил. Такие двигатели созданы не для разгона транспортного средства до высокой скорости, как правило, они нужны в основном для перевозки тяжелых грузов. Некоторые такие тракторы оснащены 10 ступенчатыми коробками передач.

Так мощность и крутящий момент непосредственно близко связаны друг с другом. Лошадиная сила зависит от крутящего момента (силы Н.м.) и от количества оборотов в минуту двигателя. 

Крутящий момент по своей сути,- это сила и мощность с которой можно сделать определенную работу. И чем меньше затрачивается времени для выполнения (или набора определенной скорости) такой работы, тем больше мощность самого автомобиля, которая выражается в лошадиных силах. 

Мощные автомобили со всего мира

Не только автолюбители, но и самые производители постоянно спорят между собой, у какой машины больше всего под капотом лошадиных сил. Это своего рода гонка, где каждый пытается доказать своё превосходство.

При максимальном показателе мощности автомашины достигаются невероятные значения ускорения и предельной скорости движения. Но количество лошадиных сил, предусмотренных в автомобиле, должно обязательно идти параллельно с крутящим моментом, возможностями коробки передач и прочности кузова.

В теории даже в обычные Жигули можно установить мотор с самыми высокими значениями лошадиных сил, количество которых превзойдёт параметры в дорогой спортивной машине. Но большая мощность накладывает дополнительные ограничения. Большинство машин, которые обладают запредельными моторами, для дорог общего пользования не предназначены.

Чтобы подобный автомобиль не разорвало на части, его не занесло и не взмыло в воздух, здесь требуется:

• предусмотреть максимально аэродинамический кузов;
• использовать специальную тормозную систему;
• установить высокоэффективную систему охлаждения;
• обеспечить максимально прочный, но при этом лёгкий кузов;
• создать идеально работающее рулевое управление;
• адаптировать топливную систему под особые виды горючего.

Такие автомобили, мощность которых выходит далеко за пределы 500-800 лошадиных сил, выглядят красиво на картинках, на них интересно посмотреть в действии. Но вот о какой-то практичности здесь точно речи не идёт.

Зачем именно создают подобные машины, сказать сложно. Но они есть. И среди них существуют автомобили, которые считаются самыми мощными в мире.

• Venom GT. Хотя автомобилей с мощностью порядка 1200 лошадиных сил не так мало, в качестве примера можно рассмотреть разработку компании Hennesey. Машина внешне выглядит великолепно, и внутреннее оснащение не лишает водителя многих преимуществ менее мощных, но более комфортабельных авто. Это настоящий гиперкар, модифицированный 8-цилиндровый двигатель которого развивает выдающиеся 1200 лошадок. При этом работает автомобиль на механической коробке передач с 6 ступенями;
• Производителем этой модели выступает компания Locus. Отличительной особенностью автомобиля является полностью карбоновый кузов. Очень элегантная внешне машина выдаёт 1300 лошадиных сил мощности. Это стало возможным благодаря доработке двигателя V8 с рабочим объёмом 8,2 литра;
• Ultimate Aero TT. Автомобиль бренда SSC, который несколько превзошёл своего предыдущего конкурента. Это превосходство составляет 50 лошадиных сил, то есть суммарно эта машина выдаёт 1350 л.с. Это двигатель Turbocharger от Chevrolet с объёмом всего 6,4 литра. При этом с места до сотни гиперкар разгоняется за какие-то 2,6 секунды;
• Когда-то именно Bugatti начала гонку среди автопроизводителей. Но постепенно её Вейрон начал уступать позиции. Потому появилась новая модель, стоимостью около 3 миллионов долларов. При этом под капотом расположился 8-литровый двигатель с парой турбин и 16 цилиндрам. Всё это оборудование помогло выжать 1500 лошадиных сил;
• Продукт компании Vector, разработанный в США. Всего для модели предлагается две версии силовых установок. Первая не сильно выделяется на фоне предыдущих рассмотренных авто, поскольку имеет 1250 лошадиных сил. Но вторая версия способна выдать уже 1850 лошадок. И это при рабочем объёме двигателя 10 литров и 8 цилиндрах. Причём ради безопасности блок цилиндров изготавливают из настоящего высокопрочного чугуна;
• Лидером всё же оказался автомобиль от Devel. Это умопомрачительное транспортное средство, поскольку здесь под капотом размещён 16-цилиндровый мотор объёмом 12,3 литра. Это настоящий монстр с 4771 Нм крутящего момента. А мощность здесь составляет сумасшедшие 5000 л.с. Причём двигатель может работать в 3 разных режимах. В самом обычном мощность искусственно снижается до 1200 л.с. Средний режим рассчитан на 2500 л.с., а для выездов на трек можно выжать все 5 тысяч лошадок.

Все эти автомобили были включены в рейтинг не просто так. Существует целый ряд высокомощных автомобилей, которые могут превосходить некоторые рассмотренные машины.

Но особенностью эти авто является тот факт, что они, в отличие от многих других, имеют допуск на дороги общего пользования. То есть на таких автомобилях можно выезжать в город и ездить по обычным дорогам.

Лошадиные силы являются показателем мощности любого автомобильного двигателя. Но эта единица не предопределяет истинные возможности силовой установки. Они формируются из нескольких составляющих, в числе которых лошадиные силы, крутящий момент и прочие параметры.

Практический аспект

Величина транспортного налога в России зависит от мощности двигателя. За расчетную единицу в этом случае берутся л. с.: налоговая ставка умножается на их количество. Число категорий оплаты зависит от региона. Например, в Москве для легковых автомобилей определяют 8 категорий (цены действуют на 2018 год):

• до 100 л. с. = 12 руб.;
• 101-125 л. с. = 25 руб.;
• 126-150 л. с. = 35 руб.;
• 151-175 л. с. = 45 руб.;
• 176-200 л. с. = 50 руб.;
• 201-225 л. с. = 65 руб.;
• 226-250 л. с. = 75 руб.;
• от 251 л. с. = 150 руб.

Цена приводится за 1 л. с. Соответственно, при мощности в 132 л. с. владелец автомобиля будет уплачивать 132 х 35 = 4620 руб. в год.

Раньше в Великобритании, Франции, Бельгии, Испании, Германии налог на транспортное средство зависел от количества “лошадей”. С введением киловатта в одних странах (Франция) отказались от л. с. полностью в пользу новой универсальной единицы, в других (Великобритания) в качестве основы транспортного налога стали учитывать размеры автомобиля. В Российской Федерации традиция использовать старую единицу измерения еще соблюдается.

Кроме расчета транспортного налога, в России эта единица используется при страховании автогражданской ответственности (ОСАГО): при расчете премии при обязательном страховании владельцев транспорта.

Еще одно ее практическое применение, теперь уже технического характера — вычисление действительной мощности двигателя авто. При замерах используются термины брутто и нетто. Замеры брутто проводятся на стенде без учета работы сопутствующих систем — генератора, насоса системы охлаждения и т. д. Значение брутто всегда выше, но не показывает производимой мощности в нормальных условиях. Если указанные в документах киловатты переводить в л. с. этим способом, можно оценить только количество работы двигателя.

Для точной оценки мощности механизма это непрактично, т. к. погрешность составит 10-25%. Фактические показатели двигателя при этом окажутся завышены, а при расчете транспортного налога и ОСАГО цены будут увеличены, т. к. оплачивается каждая единица мощности.

Измерение нетто на стенде направлено на анализ работы машины в нормальных условиях, со всеми вспомогательными системами. Величина нетто меньше, но точнее отражает мощность в нормальных условиях с воздействием всех систем.

Точнее измерить мощность поможет динамометр — устройство, подключаемое к двигателю. Он создает нагрузку на двигатель и замеряет количество энергии, выданное двигателем против нагрузки. Некоторые автосервисы предлагают воспользоваться динамометрическими стендами (диностендами) для подобных замеров.

Также мощность можно замерить самостоятельно, но с некоторой погрешностью. Подключив ноутбук кабелем к машине и запустив специальное приложение, можно зафиксировать мощность движка в кВт или л.с. при разной скорости движения. Преимущество такого варианта в том, что программа выдаст на экран погрешность вычислений сразу после контрольной оценки, а также сразу же произведет перевод из киловатт в лошадиные силы, если замер велся в единицах СИ.

Внесистемные единицы измерения постепенно уходят в прошлое. Значения мощности все чаще указываются в ваттах. Тем не менее, пока используется лошадиная сила, будет необходимость в ее конвертации.

Читайте далее:

Сколько ватт в киловатте?

Как перевести амперы в ватты и обратно?

Как перевести амперы в киловаты?

Определение площади сечения проводника по его диаметру

Что такое коэффициент трансформации трансформатора?