Что такое мщность двигателя

Чем определяется мощность автомобиля?

Многие люди, покупая автомобиль или задумываясь про мощность двигателя, смотрят на значение «количество лошадиных сил», а вовсе не на показатель крутящего момента и его максимальное значение. Тем не менее для дальновидных водителей эта особенность двигателя, дающая возможность радостно разгоняться и как следствие, ловко маневрировать, является тоже очень важной. Что же нужно знать об этой характеристике, от чего она зависит и автомобиль с каким крутящим моментом лучше?

По определению, момент силы – физическая величина, вычисляемое как произведение радиус-вектора, который имеет начальную точку на оси вращения, а конечную в точке приложения силы, на вектор этой силы. Это понятие, характеризующее вращательное действие силы, направленной на твёрдое тело. Крутящий момент в двигателе автомобиля определяется умножением действующей на поршень силы на расстояние от центральной оси шейки шатуна до коленчатого вала, точнее, центральной его оси. Это тяговая характеристика, момент силы, для информации, измеряется в ньютон-метрах.

Мощность машины и крутящий момент двигателя тесно связаны. Садясь в автомобиль и следуя по трассе, водитель выясняет, что способность двигателя производить хорошую динамику на наименьших оборотах имеет первостепенное значение. Конечно же, после безопасности. Скорость и динамика разгона автомобиля зависят от мощности двигателя, всем известных лошадиных сил. Мощность вычисляется умножением момента силы на частоту вращения вала. Соответственно, есть два пути ее повышения: повысить крутящий момент либо частоту вращения вала. Повысить эту частоту у поршневого двигателя нелегко: влияют силы инерции (по квадрату оборотов), нагрузки на конструкцию, трение (в десятки раз). У каждого двигателя на графике будет точка перегиба, где крутящий момент, ненадолго повысившись, падает, так как при работе на высокой мощности ухудшается наполнение цилиндров смесью топлива и воздуха. Другой путь: увеличить крутящий момент. Здесь нужен наддув для того, чтобы прокачать через мотор вдвое большее количество воздуха и горючего. Тогда крутящий момент увеличится примерно вдвое все при тех же оборотах. Но в этом случае нарастают тепловые нагрузки, отсюда другие проблемы.

Если взять средний автомобиль, то все силы будут задействованы лишь при 5000–6500 об/мин. А при обычной езде по городу, при низких оборотах, в 2—3 тысячи, автомобиль приводят в движение только половина лошадиных сил. И только при осуществлении скоростного маневра на трассе, при высоких оборотах проявится полная сила мотора. Притом любому ясно, что чем быстрее двигатель будет набирать обороты, тем раньше разгонится автомобиль. Крутящий момент прямо пропорционально зависит от длины шатуна. То есть чем он длиннее, тем выше крутящий момент.

Зачастую человеку кажется, что если у него столько-то лошадиных сил под капотом, то все они на него каждую секунду и работают. А вот и нет! Допустим, есть автомобиль, максимальная мощность двигателя которого будет при 5000–6500 об/мин. То есть для достаточного ускорения придется разогнать мотор увеличить обороты в минуту. Это удастся лишь через определенное время, которое может оказаться очень важным при обгоне. В случае мощного мотора с нормальным крутящим моментом, когда необходимая мощность появляется уже при 2000 оборотах, получим моментальное ускорение для любого рискованного маневра.

Разница крутящего момента у малолитражки бензинового или дизельного двигателя

Принято считать, что почти все автомобили-малолитражки с «тяговитыми» двигателями, а также авто с дизельными моторами. Водители автомобилей с дизельным двигателем особенно замечают быстрый разгон даже при низких оборотах. Они, похваляясь, чаще всего говорят, что в нем, в крутящем моменте, вся сила. Теперь ясно: крутящий момент не в меньшей степени, чем лошадиные силы, важная характеристика железного коня. На него следует смотреть в первую очередь при покупке нового автомобиля, а также при подборе подержанного.

Зависимость оборотов двигателя от крутящего момента

Вот и стало ясно, чем те же самые 200 Hм на 1700 об/мин. лучше, чем те же 200 при 4000 оборотах в мин. Теперь понятно, что именно крутящий момент влияет на маневренность и скорость разгона автомобиля. Это заметно по времени, в течение которого можно разгоняться дальше. Конечно, здорово изобрести машину, у двигателя которой значение крутящего момента на любых оборотах низких ли, средних или высоких стабильно и максимально было бы приближено к пиковому. Жаль, но такого идеального варианта пока не существует. Это уже из области фантастики.

Что разгоняет авто: мощность или момент?

В Интернете популярен мем, что машину разгоняет не мощность, а момент. Едва заходит разговор о мощности, ее тут же унижают: мол, она ничего не решает. А на самом деле?

В Интернете популярен мем, что машину разгоняет не мощность, а момент. Едва заходит разговор о мощности, ее тут же унижают: мол, она ничего не решает. А на самом деле?

Недопонимание происходит из-за того, что в технических характеристиках к автомобилю указывается максимальная мощность. По науке такая мощность называется номинальной и достигается при высоких оборотах и полном дросселе. А поскольку такой режим в жизни почти не используется, эта самая мощность определяет в основном максимальную скорость автомобиля, которая волнует только пубертатных гонщиков.

Вот пиковый момент – другое дело. Он достигается при средних, а иногда и низких оборотах и косвенно определяет реальный темп разгона, потому что большую часть времени мы и елозим в середине шкалы тахометра. Однако не все так однозначно.

Сразу внесем ясность – мощность и момент связаны жесткой зависимостью:

(Момент, Н*м)=9550*(Мощность, кВт)/(частота вращения, об/мин).

Например, если двигатель Renault Logan развивает 82 л.с. (60,5 кВт) при 5000 об/мин, несложно посчитать, что при этой частоте он выдает 115 Н*м. При этом пиковый момент составляет 134 Н*м при 2800 об/мин. Кстати, соотношение этих двух моментов во многом определяет удобство управления автомобилем в тяжелых условиях. Если пиковый момент существенно превосходит таковой при максимальных оборотах, у двигателя появляется тракторная тяговитость: чем больше его грузишь, тем упорнее он сопротивляется.

Как бы то ни было, характеристики разгона во многом определяются кривой крутящего момента. Она называется внешней скоростной характеристикой, и ее форма может многое рассказать инженерам. Например, если момент растет от низких частот этак до 5000 об/мин, после чего резко скисает – скорее всего, речь о «крученом» моторе, форсированном по частоте: такие любят спортсмены и Honda. Если «горб» крутящего момент достигается, скажем, при 1250 об/мин, а к 2000 об/мин от него не остается и половины – речь о каком-то двигателе-тяжеловесе, призванном таскать прицепы и рыхлить землю. Чудеса современного турбонаддува позволяют создать двигатели с «полками» крутящего момента, когда он остается постоянным в довольно широком диапазоне оборотов. Ездить на таких моторах одно удовольствие: когда ни нажми педаль, следует резвый отклик.

Внешняя скоростная характеристика двигателя 1,4 TSI концерна VW. Мощность — красным, момент – синим

Отсюда складывается впечатление, что все-таки момент рулит, и темп разгона, равно как удобство управления, определяются им и только им. На самом деле не совсем.

Строго говоря, сравнивать двигатели по кривой крутящего момента уместно, если они имеют близкие характеристики и работают в одном диапазоне частот. Скажем, для легковых моторов этот диапазон составляет 800-6000 об/мин. Поэтому, имея два таких агрегата, можно предположить, что в дрег-рейсинге победит тот, у которого крутящий момент больше.

Но по моменту нельзя сравнивать моторы, работающие в разном диапазоне частот. Например, для новой Skoda Octavia предлагаются бензиновые моторы и дизели. Пиковый крутящий момент самого мощного бензинового мотора – 250 Н*м. У дизеля – целых 320 Н*м (+28%). Но при этом бензиновая «Шкода» на секунду быстрее дизельной в разгоне до 100 км/час, и дело даже не в том, что дизель на 10 кг тяжелее. Просто в данном случае крутящий момент уже не является исчерпывающим критерием, а вот тот факт, что бензиновая «Шкода» выдает 180 л.с. против 150 л.с., очень даже значим. Да, бензиновый мотор имеет меньший момент, но более «накручен», и в этом его преимущество.

Как же так? Да очень просто: нам ведь важен не момент на хвостовике двигателя, а момент на колесах – именно он преобразуется в полезное усилие, разгоняющее автомобиль. А между двигателем и колесами есть еще трансмиссия, и в ней крутящий момент увеличивается на порядок: скажем, на маховике мотора имеем 300 Н*м, на колесах – 3500 Н*м.

Так вот, если один мотор развивает гигантский момент, но его рабочая шкала смещена в область низких оборотов (то есть мощность невысока), для реализации преимуществ такого мотора потребуются более длинные передачи в трансмиссии, например, «длинная» главная пара. И момент на колесах, вполне возможно, будет отнюдь не так высок. Если установить на такой мотор «короткую» пару, он попросту не сможет разогнаться до максимальных скоростей – не хватит «кручености» мотора. Такой двигатель напоминает силача с короткими ногами, который может стронуть с места тепловоз, но стометровку бежит на уровне восьмиклассницы.

Скажем, у той же Skoda дизель не разгоняется выше 4000 об/мин, а бензиновый мотор выдает более 6000 об/мин, поэтому для дизеля требуется главная пара с меньшим передаточным числом. В результате итоговый момент на колесах может быть ниже, несмотря на преимущество в моменте двигателя.

Чтобы не углубляться в сложную арифметику, лучше оперировать именно мощностью. Ее прелесть в том, что в трансмиссии она не изменяется (если пренебречь потерями), и, грубо говоря, более мощный мотор при прочих равных всегда обеспечит больший крутящий момент на колесах. Другое дело, что разгон зависит не только от максимальной мощности, но и от ее распределения по шкале оборотов – есть и такая внешняя скоростная характеристика. И тут уже можно говорить веско: из двух моторов лучший разгон обеспечит тот, у которого во всем диапазоне большая мощность.

Уточню еще такой нюанс: чтобы выжать из мотора максимум, нужна правильная трансмиссия с оптимальным набором передаточных чисел. Если это условие выполняется, мощность более показательна, потому что нужный момент на колесах обеспечит трансмиссия.

А почему все-таки люди пользуются моментом? Потому что график мощности от оборотов ненагляден. Скажем, кривая крутящего момента всегда имеет характерную горбинку, и по ней можно многое сказать о характере мотора. Кривая мощности, как правило, напоминает устремленную вверх прямую (или пологую кривую) с крючком на пиковых оборотах и чисто визуально воспринимается плохо. Поэтому для сравнения близких по характеристикам моторов вполне можно мериться крутящими моментами и их характеристиками. Но лишь до тех пор, пока это действительно близкие моторы.

А вообще даже сама постановка вопроса не вполне верная. Что разгоняет, мощность или момент? Обе одновременно, потому что это две стороны одной медали. Иногда удобнее оперировать одной, иногда другой, но разгон обеспечивают обе.

Мощность электродвигателя

Подписка на рассылку

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

Наиболее распространенным типом промышленных силовых установок являются асинхронные электродвигатели. Один из наиболее важных их параметров — мощность электродвигателя, которая в зависимости от модели может варьироваться в широких пределах. От мощности зависит тип энергосистемы, к которой двигатель можно подключить, а также тип и производительность оборудования, с которым он будет сопряжен. По этой причине, не зная мощность электродвигателя, использовать его практически невозможно.

Определение мощности электромотора по размерам сердечка статора

Если технического паспорта нет, можно произвести расчет мощности электродвигателя, исходя из размеров сердечника статора и частоты вращения. Для этого используется формула P_2H = C * D₁ 2 / N₁ * 10 -6 кВт. Здесь:
С —постоянная мощность;
D — размер внутреннего диаметра сердечника статора в см;
l — длина статора в см;
N₁ — значение синхронной частоты вращения в об/мин.

Постоянная мощность зависит от частоты вращения и габаритов мотора. Она определяется по величине полюсного деления как зависимость мощности от количества полюсов и размеров полюсного деления τ, если U1 Рисунок 1. Шильдик с параметрами на корпусе электродвигателя Работая с электромоторами, нужно знать, как по шильдику определяется потребляемая мощность электродвигателя. Значение мощности Р — это не электрическая мощность мотора, а механическая мощность на валу, обозначенная в кВт.

Чтобы найти потребляемую мощность, нужно обратить внимание на КПД и cosφ двигателя, указанные на шильдике. Причем КПД может быть обозначен как просто буквами КПД, так и буквой η, что и видно на шильдике. Сначала необходимо найти активную мощность, потребляемую двигателем от сети, по формуле Р_а = Р / КПД.

Т. е. в нашем случае (рис. 1) потребляемая электродвигателем из сети активная мощность равна Р_а = 0,75кВт/0,75 = 1 кВт. Теперь, чтобы найти полную потребляемую мощность, нужно воспользоваться формулой S = P_a/cosφ = 1/0,78 = 1,28 кВт.

Коэффициент мощности электромотора

Коэффициент мощности электродвигателя, или cos φ — это соотношение активной и полной мощности двигателя. Определяется коэффициент мощности электродвигателя по формуле cosφ = P/S. Здесь:
Р — активная мощность в Вт;
S — полная мощность в ВА.

В большинстве случаев активная мощность имеет меньшее значение, чем полная, из-за чего коэффициент составляет меньше единицы. Только тогда, когда нагрузка будет исключительно активной, cosφ станет равен единице.

Чем ниже коэффициент мощности потребителя, тем более мощными должны быть трансформаторы, электрические станции, а также питающие линии электропередач. Кроме того, моторы с низким коэффициентом имеют меньший КПД и большие энергопотери.

Почему автомобиль со временем теряет мощность

В процессе эксплуатации автомобиля определенные его характеристики неизбежно меняются. Некоторые автовладельцы замечают, что со временем машина становится менее приемистой, теряет в динамике разгона и не так резво, как прежде, идет на обгон. Возможно, дело в том, что двигатель перестает работать на всю свою мощность? Рассмотрим факторы, которые влияют на отдачу мотора.

Издание aif.ru в своей публикации отмечает, что проблемы с работой двигателя автомобиля возникают, в первую очередь, из-за несвоевременного технического обслуживания.

Прежде чем говорить о причинах снижения эффективности работы мотора, стоит исключить одну из главных причин — механические повреждения его компонентов. Очевидно, что, если в моторе есть изношенные или поврежденные поршни, поршневые кольца, цилиндры, прокладки или другие детали, рассчитывать на то, что он будет работать исправно, не приходится. И не стоит забывать, что повреждение деталей двигателя оборачивается для автовладельца чаще всего дорогостоящим ремонтом или заменой компонентов.

Кроме того, на эффективность работы двигателя и на его способность выдавать заявленный максимум мощности напрямую влияет качество используемого топлива. Здесь действует простое правило: для того, чтобы двигатель работал по заявленным параметрам мощности, для его заправки необходимо использовать тип топливо, рекомендованный автопроизводителем. Например, современные турбомоторы и атмосферные двигатели предполагают применение топлива АИ-98. Манипуляции с целью адаптировать такой двигатель под более дешевое топливо — а такой маневр позволяет совершить блок управления мотором — приводят к тому, что мощность силового агрегата снижается, по меньшей мере, на 10-15%.

Для приготовления воздушно-топливной смеси в камеру сгорания двигателя поступает воздух из вне. И качество такой смеси напрямую зависит от чистоты воздуха и от его объема. Воздушный фильтр в системе двигателя ответственен за очистку воздуха. Нерегулярная замена этого компонента приводит к тому, что в камеру сгорания поступает плохо очищенный воздух и поступает он в недостаточном объеме именно из-за того, что грязный фильтр пропускает воздуха меньше, чем раньше. Все это влияет на качество топливной смеси, а значит, и на эффективность работы мотора. Чтобы избежать таких ситуаций, рекомендуется менять топливный фильтр не реже одного раза в год, а при больших пробегах — каждые 15 тыс. км.

Кислородный датчик — важный элемент системы дожига отработанный газов. Для работоспособности этого компонента качество топлива становится критичным условием. Если долгое время автомобиль работает на некачественном «горючем», катализатор загрязняется продуктами сгорания топлива и повреждается. Из-за этого кислородный датчик выдает блоку управления двигателем неправильные данные о качестве воздушно-топливной смеси. А блок управления, в свою очередь, передает двигателю неверные команды, и тот не может работать на полную мощность. Для того, чтобы исключить такие проблемы, стоит менять кислородные датчики каждые 80 тыс. км пробега.

Чистота и работоспособность компонентов топливной системы также влияют на показания работы мотора. Мощность двигателя может упасть из-за того, что топливный насос засорился или, например, забились форсунки впрыска топлива. В этом случае пропускная способность этих элементов снижается, в камеру сгорания не падает в нужном объеме топливо, в итоге из-за этого двигатель работает на 50%.

Купившим электронный ОСАГО больше не нужно возить с собой его распечатку: