Почему «лошадиная сила» до сих пор применяется для измерения мощности?
Содержание:
- Что такое мощность двигателя
- Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы
- История появления «лошадиных сил»
- Как обозначаются электродвигатели различных конструкций
- В чем измеряется мощность двигателя
- Как замеряют мощность двигателя
- Малый класс городских хэтчбеков — что такое «золотая середина»?
- Перевод лошадиных сил в киловатты (л.с. в кВт). Конвертация на онлайн калькуляторе
- Элитные внедорожники — измеряем идеальную мощность
- Почему именно 0,735 кВт
- Л.с. и Н.м.
- Что такое киловатты (кВт)
- Элитные седаны — важен ли объем и параметры мощности?
- Suzuki Hayabusa – 312 км/ч
- Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания
- Какие книги произвели на вас сильное впечатление?
- Стильный МТТ Turbine Superbike Y2K
- Сколько ватт в лошадиной силе?
- От джоуля к киловатту
- Киловатты (кВт)
- Крутящий момент и лошадиная сила
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.
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 и среднему давлению газов на поршень.
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.
Расчет мощности двигателя: методики и необходимые формулы
Мощность движка — это энергия, которая образуется внутри ДВС во время его работы. Этот показатель является ключевым для любого автомобиля, а при выборе машины на него ориентируется многие автомобилисты. Определить его можно различными способами. Перечислим основные методики:
- Через обороты и крутящий момент.
- По объему ДВС.
- По расходу воздуха.
- По массе и времени разгона до 100 километров в час.
- По производительности впрыскивающих форсунок.
Главной единицей измерения мощности являются ватты, однако иногда этот показатель выражают с помощью лошадиных сил. Между этими единицами измерения есть простая зависимость, поэтому при необходимости, лошадиные силы, можно легко преобразовать в ватты (и наоборот).
В нашей статье, мы рассмотрим основные формулы определения мощности, а также узнаем, как перевести лошадиные силы в ватты.
История появления «лошадиных сил»
В начале девятнадцатого века изобретатель и ученый из Шотландии Джеймс Уатт пытался пропагандировать внедрение паровой машины вместо применения лошадей. Одним из первых покупателей этого механизма оказался пивовар, у которого животные работали в качестве тягового усилия для вращения водяного насоса. Сравнивая усилие, которое развивалось от животной тяги с мощностью искусственного механизма, ученый высчитал эталонное значение.
Расчетными величинами, которые Джеймс Уатт брал в качестве базовых, оказались бочка с водой весом 380 фунтов или 1 баррель (172,4 кг), восьмичасовой рабочий день, две лошади массой по 500 кг, способные выдавать примерно 15% полезной работы от своей массы. За такое время животные проходили 20 миль (28,8 км) со скоростью 2 мили/час (3,6 км/ч). При таких расчетах традиционная английская лошадиная сила (л.с.) должна высчитываться по формуле:
Баррель выступает в данном случае не в качестве единицы массы, а в качестве единицы силы.
Лишь спустя почти столетие, в конце 19 века Британская научная Ассоциация ввела новую единицу мощности, посвятив ее шотландскому ученому – ватт (Вт или W). Этот параметр вычислялся в общепризнанных единицах СИ.
Как обозначаются электродвигатели различных конструкций
Обычно используются следующие обозначения:
- М101 – устанавливается горизонтально и фиксируется на лапах, приваренных к станине либо составляющих с ней единое целое.
- М201 – также горизонтальная установка, но двигатель подвешивается на лапах, размещенных сверху на станине.
- М301 – фланцевый двигатель с горизонтальной установкой; кольцевой фланец с центрирующей заточкой и отверстиями для болтов расположен на щите подшипника.
- М302 – двигатель устанавливается вертикально (рабочий конец вала располагается в нижней части); закрепляется на подшипниковом щите с помощью фланца.
- М303 – тип установки как у М302, но рабочий конец вала располагается наверху.
- М102 – как М302, но закрепление производится на лапах.
- М103 – как М102, но при установке рабочий конец вала находится сверху.
- М202 – как М302, но закрепление осуществляется фланцем на щите и лапами на станине.
- М203 – как М202, но конец рабочего вала находится в верхней части.
В чем измеряется мощность двигателя
Для измерения мощности двигателя используются две основные единицы измерения – лошадиные силы и Ватты.
После введения международной системы единиц СИ, которая была введена для стандартизации единиц для всех стран, в качестве единицы почти во всех странах используется Ватт. Однако л.с. используется в странах, которые не приняли систему СИ в качестве основной. Таких стран на сегодняшний момент всего 3 – США, Либерия и Мьянма.
При замере мощности двигателя показатели могут выражать в двух вариантах:
- Нетто. Ее еще называют реальной. Замеры проводятся на двигателе, когда на него установлены все дополнительные элементы (вентиляторы, глушители и прочее).
- Брутто. Это замеры, произведенные без вспомогательных агрегатов. Такой показатель еще называют лабораторным или стендовым. Он как правило на 10-20% выше, чем нетто.
Замеры мощности двигателя в автопроизводстве в настоящий момент проводятся с помощью специальных стендов и других приборов. Современное оборудование позволяет получить наиболее эффективный результат, так как при замерах учитываются все потери.
Как замеряют мощность двигателя
Мощность двигателя замеряют в основном для оценки эффективности тюнинга.
Для определения мощности двигателя существует только один точный способ: снять его с автомобиля и установить на специальный стенд. Снятие и установка двигателя — довольно трудозатратный и дорогой процесс, который по силам только автопроизводителям и серьезным гоночным командам.
Для менее точного замера мощности используют динамометрические мощностные стенды (такие как на фото), позволяющие снять показания «с колес». Влияние на результат могут оказать: давление в шинах, их сцепные свойства, температура шин (во время замера протектор сильно нагревается) и даже степень притяжки автомобиля страховочными стропами.
Методика замера
Прогретый автомобиль трогается на первой передаче, разгоняется до 40–50 км/ч, после чего включается последняя передача, педаль газа нажимается до упора и начинается имитация разгона. По достижении максимальных оборотов (с момента начала падения мощности, видимого на мониторе), включается нейтральная передача.
Результат измерения выводится в виде графика, на котором отображена зависимость мощности от оборотов двигателя (синяя кривая — в лошадиных силах).
Малый класс городских хэтчбеков — что такое «золотая середина»?
Для малого класса оптимальным комплектом лошадиных сил считается мощность от 80 до 110 лошадок. Все, что находится выше этого показателя, оказывается излишним. Все, что ниже — раздражает и напрягает при поездке. Поэтому тот самый Матиз с его 52 лошадками просто не попадает в хорошие отзывы из-за малой мощности. Оптимальные качества для машины следующие:
- разгон до 100 км/ч не более чем за 11-12 секунд, иначе динамика будет слишком малой для получения более или менее качественной поездки по городским улицам;
- удобная коробка передач с короткими переключениями, которая не заставит водителя работать на переключения и уставать от этого дела, все должно быть четко;
- при обгоне не должно возникать проблем, которые могут привести к ДТП и другим неприятным последствиям, всегда должен оставаться определенный запас мощности;
- расход топлива — центральный вопрос для многих покупателей автомобилей сегодня, это действительно важный показатель, он не должен превышать 7 л на 100 км в городе.
Такие параметры маленького городского автомобиля открывают нам достаточно большой выбор. Есть европейские, корейские, китайские автомобили, которые достойны вашего внимания
Но следует обратить определенное внимание и на качество сборки, достойное исполнение интерьера. У каждого покупателя будет свой комплект критериев, который стоит учитывать
Перевод лошадиных сил в киловатты (л.с. в кВт). Конвертация на онлайн калькуляторе
Данный калькулятор, осуществляя перевод путём умножения мощности двигателя, выраженной в кВт, на множитель 1,3596 (то есть, используя переводной коэффициент 1 л. с. = 1,35962 кВт), конвертирует лошадиные силы в машине на мощность выраженную в кВт, используя общепринятый коэффициент.
Сколько киловатт в одной лошадиной силе и наоборот
- 1 кВт = 1,3596 л.с. (для метрического исчисления);
- 1 кВт = 1,3783 hp (английский стандарт);
- 1 кВт = 1.34048 л.с. (электрическая «лошадка»).
Как видите, 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 1,0138 метрической. Если же конвертировать мощность 1 лошадиной силы на киловатты в промышленности или энергетике, то ≈0,746.
Поэтому, для точности результата, прежде чем использовать наш конвертер мощности кВт в лс, определитесь какой эталон лошадок нужно выбрать.
Как пользоваться конвертером мощности кВт в лс
- Чтобы произвести конвертацию «лошадиные силы в киловатты» или наоборот перевести, первым делом нужно выбрать один из трех стандартов.
- Затем выберите единицу, в которую будет выполнено преобразование кВт/Вт или л.с.
- Введите значение в то поле, которое хотите преобразовать.
Зачем можно использовать online конвертер лошадиных сил
Этот калькулятор перевода единиц мощности в международной системе исчисления на ту, что используется в стандартах СНГ и России, поможет не только узнать сколько Л.С. в 1 кВт, но и сделать правильно перевод киловатт в лошадиные силы, использующиеся в различной документации, в том числе и для расчёта транспортного налога и ОСАГО.
Часто задаваемые вопросы
- Одна метрическая лошадиная сила равна 0,735 киловатт (745.7 Вт) при вычислении мощности двигателя в киловаттах. Сколько квт в 1 л.с. рассчитывают по формуле: мощность в киловаттах делят на коэффициент 1,36.
- Чтобы перевести лошадиные силы в единицу измерения киловатт, нужно ее значение умножить на 0,735.
- Согласно метрического исчисления, где соотношение 1кВт равен 1,359 л.с. — 5 лошадиных сил приблизительно равны 3,68 киловатт силы. Если исчисление проводится с электродвигателем, то 5 лс будет 3,73 кВт, т.к. при работе электродвигателя следует использовать соотношение, где 1 кВт = 1.34048 л.с.
- 7 кВт будет равным 9,5 л.с. Для получения такого преобразования пользуются соотношением 1 kW = 1.359 hp, поэтому мощность в киловаттах умножают на коэффициент 1,36.
Подпишись
Подписаться
Вопросы по работе калькулятора,
а также идеи оставляйте в х
Элитные внедорожники — измеряем идеальную мощность
Снова стоит взглянуть на лидеров рынка. У Toyota LC 200 двигатели начинаются с 249 лошадок и заканчиваются представителем под 400 лошадиных сил. У Nissan Patrol всего один двигатель на 405 лошадок. Самые крупный внедорожник Mercedes G-Класс предлагает двигатели на 245 и 422 лошадиные силы. Главные задачи агрегатов такие:
- возит по простым дорогам покупателя машины так, чтобы не возникало ощущение громоздкости и неповоротливости большого автомобиля, без проблем обгонять авто;
- предоставлять достаточно высокую свободу на дороге, свободу принятия решений по обгону, скорости и ускорению, давать нормальную уверенность при поездке;
- быть надежным и долговечным решением для каждого автомобилиста, несмотря на определенные стили передвижения транспорта и прочие особенности поездки;
- расход топлива пусть и не является самым главным, но все же определенным образом влияет на выбор автомобиля с конкретным двигателем при покупке в салоне.
Практически все лидеры класса обеспечивают такие условия даже с базовыми силовыми агрегатами. В данном сегменте очень сложно выделить какой-то автомобиль, который стал бы безусловным лидером и смог бы предложить намного больше выгод, чем все соперники. Эталонное элитное авто сложно выбрать из-за того, что каждый покупатель будет защищать именно свой выбор. Предлагаем небольшой обзор одного из представителей элитных внедорожников:
Почему именно 0,735 кВт
1 л. с. примерно равна значению в 75 кгс/м/с — это показатель усилия, необходимого, чтобы поднять груз массой в 75 кг на высоту 1 м за 1 секунду. В разных странах используются разные виды этой единицы с разным значением:
- метрическая = 0,735 кВт (применяется в Европе, используется при стандартном переводе из кВт в лс);
- механическая = 0,7457 кВт (раньше применялась в Англии и англоязычных странах, почти вышла из употребления);
- электрическая = 0,746 кВт (служит для маркировки электродвигателей);
- котловая = 9,8 кВт (используется в США в энергетике и промышленности);
- гидравлическая = 0,7457.
В России используется европейская, называемая метрической лошадиная сила, равная 0,735 кВт. Она формально выведена из употребления, но продолжает применяться при расчете налогов.
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.
Что такое киловатты (кВт)
Ватт является принятой в СИ единицей мощности, названной по фамилии изобретателя Дж. Уатта, создавшего универсальную паровую машину. Ватт в качестве единицы мощности приняли в ходе 2-го конгресса научной ассоциации Великобритании в 1889-м. Ранее для расчёта преимущественно использовали лошадиные силы, которые ввёл Дж. Уатт, реже — фут-фунты/мин. 19-я генеральная конференция мер в 1960-м постановила включить Ватт в СИ.
Один из главных параметров любого электрического прибора — мощность, которую он потребляет. По этой причине на каждом электрическом приборе (либо в прилагаемой к нему инструкции) можно прочитать данные о том количестве Ватт, которое требуется для функционирования прибора.
Различают не только механическую мощность. Известны также тепловая мощность и электрическая. 1 Ватт для потока тепла равноценен 1 Ватту механической мощности. 1 Ватт для электрической мощности равноценен 1 Ватту механической и представляет собой по сути мощность постоянного электротока, имеющего силу 1 А, который совершает работу в условиях напряжения 1 В.
Элитные седаны — важен ли объем и параметры мощности?
В дорогостоящих элитных седанах не имеет значения параметр расхода топлива
Также не принимают во внимание цифры, обозначающие объем силового агрегата и количество лошадиных сил. Покупают автомобиль по комфорту, скорости и ускорению, динамике и управляемости
Тем не менее, двигатель играет определенную роль при выборе транспорта и выполняет такие функции:
разгон — чем более мощный агрегат, тем значительнее будет ускорение на любом участке дороги, это важно для динамичной и комфортной поездки в любых ситуациях;
динамика — иногда приходится сильно спешить, поэтому быстрые обгоны на трассе становятся важным средством сохранения времени, так что объем оказывается важным;
надежность — нельзя допустить, чтобы автомобиль сломался в дороге или подвел во время передвижения на определенные встречи и прочие важные события в жизни бизнесмена;
стиль и качество всех деталей оказываются иногда более важными, чем все характеристики двигателя, поэтому часто выбирают машину только по дизайнерским параметрам.
Так что объем двигателя порой оказывается не самым важным фактором в таком автомобиле. Количество лошадок в элитных седанах колеблется от 120 до 500
Здесь важно понимать смысл покупки машины. Можно отдать предпочтение Пассату со 122 лошадками или купить Bentley с двигателем на 625 лошадиных сил
Выбор всегда будет нести определенные последствия.
Suzuki Hayabusa – 312 км/ч
Мотоцикл уровня «Бог» на треке и дороге. Первое поколение появилось в 1999 года. В 2008 году байк получил вторую жизнь и претерпел некоторые изменения. Обновленная версия стала быстрее, аэродинамичнее, совершеннее.
«Хаябуса» по-японски означает «сапсан». Название этой птицы часто служит метафорой, обозначающей скорость, так как сапсан — самая быстрая из птиц: во время охоты он резко пикирует на жертв, развивая скорость 290—325 км/ч. В частности, выбор названия был обусловлен тем, что сапсан обыкновенно охотится на дроздов, и это сравнение отражало намерение производителей Hayabusa отобрать звание самого быстрого серийного мотоцикла в мире у Honda CBR1100XX Super Blackbird — «Супердрозд».
Характеристики
Двигатель | 297 л.с. |
Количество цилиндров | 4-рядный |
Охлаждение | Жидкостное |
Бензобак | 21 литр |
Трансмиссия | 6-ступенчатая |
Масса | 266 кг |
Максимальная скорость | 312 км/ч |
Дополнительные опции: ABS; иммобилайзер.
Цена: от 1 049 000 рублей.
Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания
Рабочий объем цилиндра представляет собой объем находящийся между крайними позициями движения поршня.Формула расчета цилиндра известна еще со школьной программы – объем равен произведению площади основания на высоту.
И для того чтобы вычислить объем двигателя автомобиля либо мотоцикла также нужно воспользоваться этими множителями.
Рабочий объём любого цилиндра двигателя рассчитывается так: где, h — длина хода поршня мм в цилиндре от ВМТ до НМТ (Верхняя и Нижняя мёртвая точки)r — радиус поршня ммп — 3,14 не именное число.Для расчета рабочего объема двигателя вам будет нужно посчитать объем одного цилиндра и затем умножить на их количество у ДВС.
Источник
Какие книги произвели на вас сильное впечатление?
Вообще для меня впечатлительные книги переросли в авторах. Если меня потрясла книга «Мастер и Маргарита» Булгакова, то соответственно, все его книги потом очень сильно меня увлекли.
Но самая первая книга, потрясшая меня, была «Доктор Живаго» Пастернака. Чтобы понять, почему так случилось, необходимо понять предысторию. Я родился и воспитывался в Советские времена, когда все было однообразно и четко, в том числе и литература.
В книгах, например, были строго отрицательные герои, враги Советской власти и положительные ее сторонники. Другой литературы просто не издавалось. И «Доктора Живаго» я приобрел уже в 90-м на какой-то профсоюзной конференции. Когда начал читать, был поражен тем, что человек, герой, вроде классовый враг, а тоже ведь человек.
Больше всего меня опечалила судьба главного героя в плане того, что он расстался со своими родственниками навсегда, поскольку они эмигрировали , а он остался в бушующей войной России.
Источник
Стильный МТТ Turbine Superbike Y2K
Заключает тройку быстрых байков американский МТТ Turbine. Согласитесь, чтоб дать своему мотоциклу название супербайк, нужно иметь достаточно много уверенности и решимости. Но разработчики модели решили рискнуть, и их поступок полностью оправдался. Данная модель даже зафиксирована в книге рекордов Гиннеса в качестве самого мощного серийного мотоцикла. Turbine Superbike оснащен турбо мотором, который для него разработала под заказ британская известная компания Роллс-Ройс. Цена мотоцикла — 100000 долларов, что в рублях составляет 6220452 рублей. Скорость развития мотоцикла – 365 км ч.
Сколько ватт в лошадиной силе?
Ватт и лошадиная сила имеют одно и то же происхождение. Это значение было сформулировано шотландским изобретателем Джеймсом Уаттом в результате экспериментов, направленных на определение эффективности паровой машины. Изобретатель выбрал аналогию с максимальным количеством угля, которое может унести пони.
Недовольны выходом мелких животных, составляющим ок. 99 килограммов, на дистанции 30 метров и за минуту Уатт превратился в лошадь среднего телосложения. Изобретатель продолжил свои эксперименты и в 1782 году определил, что лошадь может тянуть 195 кг в условиях, подобных тем, которым подвергался бы пони. Все более частые сравнения в 18 веке мощности мельничных двигателей и двигателей, поставляемых лошадьми, привели к популяризации лошадиных сил как способа определения эффективности агрегата.
От джоуля к киловатту
Так как 1 квт – это одна тысяча ватт, то взаимосвязь между этими двумя системными величинами рассматривают, изначально опираясь на один ватт.
Понятие джоуля
Применительно к электрической цепи 1 Дж равен работе, которую силы электрополя совершают за 1 секунду (с), поддерживая силу тока, равную 1 ампер (А), при напряжении 1 вольт (В). Иными словами 1 кДж = 1 квт-час.
Перевод джоулей в киловатт-часы
Чтобы перевести известное количество джоулей в киловатт-часы, выполняют это при прямом и обратном преобразовании механической и электрической энергий. Это необходимо при выполнении расчётов производительности электромашин: двигателей и генераторов.
Важно! Для расчётов используют известное соотношение 1 МДж = 0,277(7) кВт⋅ч, из которого следует, что 1 кВт⋅ч = 3,6 МДж. Мега – это 1*106. Например, нужно перевести 15 МДж в кВт⋅ч
Для этого умножается 15 на 0,277:
Например, нужно перевести 15 МДж в кВт⋅ч. Для этого умножается 15 на 0,277:
15*0,277 = 4,15 кВт⋅ч.
Если необходимо определить, сколько джоулей составляют 15 кВт⋅ч, считают следующим образом:
15*3,6 = 54 МДж = 54000 кДж = 54*106 Дж.
Справедливость таких расчётов основана на том, что реализация перехода на иную систему измерения выполнена с учётом времени. Один час в переводе на минуты равен 60 минутам. Минута, в свою очередь, состоит 60 секунд, и их в одном часе 3600. Один киловатт содержит в себе 1000 ватт. Умножение количества ватт на количество секунд даёт размер одного джоуля – 3,6 миллиона (МДж). Запись потребления энергии в киловаттах для расчётов суммы оплаты упростило оценку показаний счётчиков.
Изменение размерности единиц мощности
Часто можно встретить вопросы, связанные с размерностью единиц P. Наиболее часто встречаются такие вопросы, как:
- киловатт что это;
- сколько квт ч в квт;
- сколько 1квт равен вт;
- 1 квт сколько это вт или кват;
- сколько ватт в 1 квт;
- какое количество киловатт в киловатт⋅час.
Несмотря на все варианты буквенных сокращений, всё просто. Кило – это тысяча, значит, 1 квт равен 1000 ватт (вт). Это справедливо и для вольт – 1 киловольт (кв) равен 1000 вольт. Тысяча киловатт равна 1 мегаватт (Мвт). Кратность единиц помогает чётко определять разряды величин мощности P.
Пользуясь этими данными, удобно планировать семейный бюджет. Умножением расходуемой прибором мощности на количество времени его эксплуатации можно оценить его суточное потребление. Произведение суточной нагрузки на количество календарных дней в месяце позволяет точно оценить энергопотребление всего жилья.
Киловатты (кВт)
С технической стороны вопроса, эта форма измерения является наиболее универсальным методом вычисления мощности. Ей пользуются инженеры по всему миру.
Ватт- это единица измерения входящая в систему СИ (Международную систему единиц), означает, то, какая мощность потребуется для выполнения работы в 1Дж за единицу времени.
В основном используется профессионалами, как более «правильный» с точки зрения фундаментальной науки показатель мощности. Как единица измерения в автомобильной сфере используется в основном в Южном полушарии, так исторически сложилось.
Метод измерения мощности в киловаттах на автомобилях в основном происходит путем нахождения величины крутящего момента, передаваемого от колес на динамометрическом стенде, затем для подсчетов применяется данное уравнение:
Киловатты, стали современной мерой фиксации выходной мощности автомобилей и возможно в будущем они станут общепринятой мировой мерой. По крайней мере, если посмотреть на любые официальные данные предлагаемые автопроизводителями вы обязательно увидите единицы кВт мощности двигателей внутреннего сгорания наравне с лошадиными силами.
Более того, с начинающимся ажиотажем вокруг автомобилей с электрическими двигателями, вхождение в обиход этой формы измерения станет еще более оправданной, ведь количество произведенной электродвигателем работы измеряются с помощью кВт⋅ч (киловатт-часов), которые определяют, как долго электродвигатель может производить определенное количество энергии, к примеру, для движения автомобиля.
Крутящий момент и лошадиная сила
Автолюбители нередко дискутируют друг с другом: чей двигатель мощнее. Но иногда и не представляют при этом, из чего складывается данный параметр. Общепринятый термин «лошадиная сила» был введён изобретателем Джеймсом Уаттом в XVIII веке. Он придумал его, наблюдая за лошадью, которая была запряжена в поднимающий уголь из шахты механизм. Он рассчитал, что одна лошадь за минуту может поднять 150 кг угля на высоту 30-ти метров. Одна лошадиная сила эквивалентна 735,5 Ватт, или 1 кВт равен 1,36 л.с.
В первую очередь, мощность любого мотора оценивают в лошадиных силах, и лишь потом вспоминают о крутящем моменте. Но эта тяговая характеристика тоже даёт представление о конкретных тягово-динамических возможностях автомобиля. Крутящий момент является показателем работы силового агрегата, а мощность – основным параметром выполнения этой работы. Эти показатели тесно связаны друг с другом. Чем больше производится двигателем лошадиных сил, тем больше и потенциал крутящего момента. Реализуется этот потенциал в реальных условиях через трансмиссию и полуоси машины. Соединение этих элементов вместе и определяет, как именно мощность может переходить в крутящий момент.
Простейший пример – сравнение трактора с гоночной машиной. У гоночного болида лошадиных сил много, но крутящий момент требуется для увеличения скорости через редуктор. Чтобы такая машина двигалась вперёд, надо совсем немного работы, потому что основная часть мощности используется для развития скорости.
Что касается трактора, то у него может быть мотор с таким же рабочим объёмом, который вырабатывает столько же лошадиных сил. Но мощность в этом случае используется не для развития скорости, а для выработки тяги (См. тяговый класс). Для этого она пропускается через многоступенчатую трансмиссию. Поэтому трактор не развивает высоких скоростей, зато он может буксировать большие грузы, пахать и культивировать землю, и т.д.
В двигателях внутреннего сгорания сила передаётся от газов сгорающего топлива поршню, от поршня – передаётся на кривошипный механизм, и далее на коленчатый вал. А коленвал, через трансмиссию и приводы, раскручивает колёса.
Естественно, крутящий момент двигателя не постоянен. Он сильней, когда на плечо действует бо́льшая сила, и слабей – когда сила слабнет или перестаёт действовать. То есть, когда водитель давит на педаль газа, то сила, воздействующая на плечо, повышается, и, соответственно увеличивается крутящий момент двигателя.
Мощность обеспечивает преодоление всевозможных сил, которые мешают двигаться автомобилю. Это и сила трения в двигателе, трансмиссии и в приводах автомобиля, и аэродинамические силы, и силы качения колёс и т.д. Чем больше мощность, тем большее сопротивление сил машина сможет преодолеть и развить большую скорость. Однако мощность – сила не постоянная, а зависящая от оборотов мотора. На холостом ходу мощность одна, а на максимальных оборотах – совершенно другая. Многими автопроизводителями указывается, при каких оборотах достигается максимально возможная мощность автомобиля.
Необходимо учитывать, что максимальная мощность не развивается сразу. Автомобиль стартует с места практически при минимальных оборотах (немного выше холостого хода), и для того, чтобы отмобилизировать полную мощность, требуется время. Тут и вступает в дело крутящий момент двигателя. Именно от него и будет зависеть, за какой отрезок времени автомашина достигнет своей максимальной мощности – то есть, динамика её разгона.
Зачастую водитель сталкивается с такими ситуациями, когда требуется придать автомобилю значительное ускорение для выполнения необходимого маневра. Прижимая педаль акселератора в пол, он чувствует, что автомобиль ускоряется слабо. Для быстрого ускорения нужен мощный крутящий момент. Именно он и характеризует приёмистость автомобиля.
Основную силу в двигателе внутреннего сгорания вырабатывает камера сгорания, в которой воспламеняется топливно-воздушная смесь. Она приводит в действие кривошипно-шатунный механизм, а через него – коленчатый вал. Рычагом является длина кривошипа, то есть, если длина будет больше, то и крутящий момент тоже увеличится.
Однако увеличивать кривошипный рычаг до бесконечности невозможно. Ведь тогда придётся увеличивать рабочий ход поршня, а вместе с ним и размеры двигателя. При этом уменьшатся и обороты двигателя. Двигатели с большим рычагом кривошипного механизма можно применить только лишь в крупномерных плавательных средствах. А в легковых автомашинах с небольшими размерами коленчатого вала не поэкспериментируешь.