Зачем выбирать мотор большого объема и почему на американских авто устанавливается большой объем двигателя при не всегда впечатляющей мощности?
Ведь некоторые японские/европейские авто выжимают 300 л.с. из 2 или 3 литров двигателя, а не из 5 литров (как американские) и они же при одинаковом его объеме с американскими авто выдают больше мощности в л.с., например, Мерседес объемом в 5 литров выдает 330 л/с, а Джип Гранд Чероки при том же объеме выдает всего-навсего 220.
✅ Попробуем разобраться
Откинув эмоции и не переходя на личности, попробую рассказать, что такое американский двигатель вообще и он же большого объема в частности.
Дело в том, что люди, которые пытаются сравнивают классические американские двигатели с европейскими или японскими по мощности — являются абсолютными невеждами в автомобильной области вообще, и в области двигателестроения в частности, т. к. классический большеобъемный американский мотор и европейские/японские малолитражные моторы имеют кардинальные отличия.
✅ Но обо всем по порядку.
Когда то давно, в 50-70 годах, американцы были беззаботными и веселыми ребятами, которые с удовольствием ездили на больших, и на тот момент очень совершенных автомобилях.
В то время надпись Made in USA на автомобиле означала престиж и качество. Да и по другому быть не могло, ибо уже тогда американцы делали отличных машин едва ли не больше, чем во всем остальном мире вместе взятом.
Японский автопром тогда ходил под стол пешком и ходил туда в таком положении где-то до середины 80-х годов. В Европе тогда автопром тоже не блистал яркостью и разнообразием.
Кстати, такой любимый нынешнеми ценителями MB SL Gullwing, имел в подвеске не шаровые опоры, а шкворни, в то время как в Америке в это же время даже на семейные седаны ставились шаровые опоры. Это так, для сведения, чтобы был ясен уровень Америки и Европы с Японией на тот момент.
Тогда, каждому американцу было ясно как день, что хороший автомобиль — это большой американский автомобиль. Чем больше и просторнее — тем лучше. И для обеспечения неплохой динамики почти 3-х тонным машинкам нужен был мощный двигатель.
И американцы, не долго думая, рассудили просто. Чем больше объем — тем больше мощность. Отсюда и пошли 4, 5, 7 и 8 литровые двигатели. Тогда, в то время они без особого напряга выдавали 300-400 лошадей и могли разгонять 3-х тонного 6-ти метрового сверкающего хромом красавца до сотни секунд за 9-10. Машинка при этом могла кушать 30-40 литров бензина, однако, такой расход в то время никого особенно не пугал, ибо бензина было много, он был дешевый а доходы даже простых американцев росли вместе с подъемом экономики Америки.
В Европе же, от банальной послевоенной бедности и природной прижимистости европейцев такие мощные двигатели никак не могли появится, и Европа пошла своим путем. Они начали делать маленькие двигатели и ставить их в свои плешивые маленькие автомобильчики типа Ситроен 2CV. А уж потом, по мере развития технологий стали доводить эти маленькие моторчики и поднимать их мощность с целью научить свои евродрандулеты ездить быстрее.
Но пришел топливный кризис 70-х и американцы задумались о том, что не все в этом мире так просто. К тому же в штатах, вовсю набирались сил общества, борющиеся за чистый воздух и прочие высокие материи ("зеленые"). Их крайне раздражали прожорливые и достаточно неэкологичные моторы большого объема, и в результате под лозунгом борьбы за экологию и экономию бензина, произошло ключевое событие:
✅ АМЕРИКАНСКИЕ ДВИГАТЕЛИ УРЕЗАЛИ ПО МОЩНОСТИ ОСТАВИВ ПРИ ЭТОМ ИХ ОБЪЕМ
И в результате к примеру Бьюик Ривера 74 года выпуска с двигателем объемом 7.5 литров имел мощность 245 лошадей при степени сжатия 8.5:1. Хотя снять с этого двигателя все 400 лошадей можно было бы путем нескольких простых операций. Но нельзя! Зеленые не разрешали.
Как примерно гласит американская пословица — "Если тебе попался лимон, не расстраивайся — сделай из него лимонад" так и в урезании мощности двигателей вскоре нашли своеобразный плюс.
Во-первых, большие двигатели с низкой мощностью обладали гигантским крутящим моментом на низких оборотах, и как следствие во первых, автомобиль обладал хорошей динамикой разгона на любых скоростях.
Во-вторых, из за того что двигатель был низкооборотистым (максимум 4000-4500 об/мин), автомобиль обладал НИЗКИМ УРОВНЕМ ШУМА двигателя при движении с постоянной скоростью. Ну а так как хорошая машина для американцев — это комфортная машина, то такое положение вещей очень даже всех устроило.
И с тех пор, американцы поступили мудро, сохранив традицию оснащать свои автомобили большеобъемными, низкооборотистыми моментными двигателями. Именно поэтому двигатель, например Джип Гранд Чероки при объеме в 5.2 литра имеет мощность "лишь" 220 лошадей, но зато при этом обладает далеко недетским крутящим моментом в 406 Nm уже при 2800 оборотах, что делает его очень серьезным противником на светофорных гонках даже для 740 БМВ.
А все дело в том, что БМВ обладая большей мощностью при меньшем объеме, имеет пик крутящего момента выше чем двигатель гранда. И так в любом европейском или японском двигателе.
✅ЧЕМ ВЫШЕ МОЩНОСТЬ ПРИ МЕНЬШЕМ ОБЪЕМЕ, ТЕМ БЫСТРЕЕ ДОЛЖЕН ВРАЩАТЬСЯ ДВИГАТЕЛЬ
На практике это означает, что для того чтобы какой нибудь узкоглазый автомобиль с 2 литровым 200 лошадным двигателем разгонялся так как Гранд, двигатель этого узкоглазого должен визжать как электродрель где нибудь на 8000 оборотов, в то время как гранд будет разгонятся точно так же, а то и быстрее расслабленно бурча на 3000 оборотах.
Это немного утрированно, но смысл именно такой.
✅Итак, законспектируем и запомним:
1. На разгонную динамику автомобиля влияет не максимальная мощность двигателя, а его крутящий момент, измеряемый в Ньютон-метрах. Чем ниже по оборотам двигателя находится пик крутящего момента, тем быстрее машина будет разгонятся с низкого старта. Именно в этом сильны американские большеобъемные двигатели.
2. Максимальная мощность двигателя влияет на максимальную скорость автомобиля, а не на динамику его разгона.
3. Классический большеобъемный американский двигатель отличается от европейского и японского прежде всего тем, что обладает низкой литровой мощностью но при этом большим крутящим моментом на низких оборотах (2500-3000), низкой степенью сжатия и, как следствие, БОЛЬШОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТЬЮ.
4. Еще проще: Американский двигатель крутится медленно, а разгоняет машину офигенно быстро. В этом его ОСНОВНОЕ отличие от европейских и японских малообъемных агрегатов.
Как точно рассчитать объем двигателя и влияет ли он на стиль езды авто
Двигатели
Чем больше объем двигателя, тем больше он получает топливной смеси. Таким образом повышается мощность мотора и увеличивается количество выдаваемых им лошадиных сил, но одновременно растет и расход топлива. Чтобы выбрать транспортное средство, которое будет идеально отвечать запросам водителя, важно знать, как узнать кубатуру силового агрегата, и на что еще влияет этот показатель.
Как узнать точный объем мотора
Точный объем двигателя автомобиля или мотоцикла не всегда совпадает с заявленным автоконцерном. Например, если кубатура силового агрегата 1596 см 3 , то он будет обозначен, как 1,6 л, а 2438 см 3 — 2,4 л. Рассчитать правильное значение можно самостоятельно, для этого требуется только знать параметры движка и формулу, которую мы рассмотрим ниже.
ДВС Форд Мустанг мощностью 558 лошадиных сил.
Общий принцип работы ДВС
Чтобы разобраться, что такое рабочий объем двигателя важно понять, как именно работает силовой агрегат. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя несколько цилиндров, внутри которых вверх-вниз перемещаются поршни, сжимая топливную смесь или выводя отработанные газы:
- Когда поршень поднимается к верхней мертвой точке, топливная смесь возгорается.
- Получившийся взрыв отбрасывает поршень обратно, в нижнюю мертвую точку — это движение сообщает крутящий момент коленвалу, и далее на привод автомобиля.
- Деталь по инерции снова поднимается, выталкивая отработку.
- Опускаясь во второй раз, поршень освобождает место для поступления новой топливной смеси. Далее он поднимается, и цикл повторяется снова.
Четырехтактный силовой агрегат совершает несколько тысяч полных циклов в минуту.
В каких единицах измеряется объем движка и как его посчитать
Объем камеры сгорания является рабочим объемом цилиндра. Камерой сгорания называют расстояние от верха цилиндра до конца рабочей камеры, который отмечает нижняя мертвая точка хода поршня. Литраж двигателя это полный рабочий объем агрегата.
Рабочий объем многоцилиндрового двигателя является суммой объемов всех камер сгорания мотора.
Для подсчета объема можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, но и вручную это сделать совсем несложно. Определить рабочий объем цилиндра можно по формуле:
3,14 (число Пи) х D (диаметр цилиндра) х S (ход поршня).
Как узнать объем бензинового двигателя:
- Измерить диаметр цилиндра (при разобранном движке), или воспользоваться документацией на авто: диаметр поршня можно считать равным этому же показателю камеры сгорания.
- Умножить полученное число на 3,14.
- Узнать высоту от верха до конца рабочей камеры, который отмечает нижняя мертвая точка хода поршня и перемножить с найденным выше значением. При подсчете необходимо использовать одинаковые единицы измерения: если диаметр цилиндра указан в сантиметрах, то и величину хода поршня следует перевести в них же.
- Умножить результат на число цилиндров. Если все измерения производились в сантиметрах, вы получите объем двигателя в см 3 .
Чаще всего на вопрос, «В чем измеряется объем двигателя?», автовладельцы отвечают: «В литрах». Чтобы перевести в них полученный результат, его следует разделить на тысячу (1000 см 3 = 1 л).
Единственный в мире 16-цилиндровый ДВС на Bugatti Veyron (1001 л. с.).
Влияет ли объем движка на характер движения автомобиля
Главное, на что влияет объем двигателя легкового авто — это мощность и, соответственно, скорость: чем больше «лошадок» под капотом, тем сильнее способно разгоняться транспортное средство.
ДВС с турбонаддувом — исключение из правила: за счет дополнительной подачи воздуха, они способны развивать большую мощность даже при относительно скромной кубатуре.
На что влияет объем двигателя, помимо мощности:
- Срок службы мотора. Например, Рено Дастер имеет мотор 1,5 л мощностью 150 л. с., а Киа Оптима — двухлитровый движок аналогичной мощности. При одинаковом использовании ресурс Киа будет больше, потому что из 1,5-литрового заявленные лошадиные силы придется принудительно выжимать при помощи различных технологий, а для мотора объемом 2 л это естественная мощность.
- Динамика машины. Сильный движок способен быстрее разгоняться.
- Грузоподъемность и проходимость.
Общая тенденция большинства автоконцернов — уменьшение объема ДВС и одновременно увеличение их мощности приводит к уменьшению ресурса мотора и срока службы автомобиля.
Всегда ли большая кубатура гарантирует увеличение мощности
Объем двигателя непосредственно влияет на мощность только у легковых авто. Для КамАЗов и других грузовых машин крутящий момент — более значимый параметр, чем количество «лошадок». Например, литраж КамАЗ-54115 — 10,8 л, но его мощность около 240 л. с., а трехлитровый дизельный движок БМВ Х5 способен выдавать 218 л. с.
Самый мощный из КамАЗов — 65228, на нем установлен 600-сильный рядный шестицилиндровый дизельный ДВС Cummins ISX15.
Cummins ISX15 на КамАЗ 65228.
Классификация легковых авто по литражу
Рабочий объем двигателя — основной критерий, по которому классифицируют легковые машины. Для бензиновых моторов принято деление на:
- Микролитражные — до 1,1 л;
- Малолитражные — от 1,2 до 1,7 л;
- Среднелитражные — от 1,8 до 3,5 л;
- Крупнолитражные — больше 3,5 л.
Также существует европейская классификация с буквенными маркировками:
- В — компактные авто от 1,0 до 1,6 л;
- С — машины среднего ценового сегмента от 1,4 до 2,0 л;
- D — большие семейные автомобили от 1,6 до 2,5 л;
- Е — авто бизнес-класса с кубатурой движка от 2 л.
Машины классов J (внедорожники), М (минивены) и S (спорткары) не имеют ограничений по емкости ДВС.
Во многих странах от кубатуры зависит размер транспортного налога. В России за основу для налогообложения берется не литраж мотора, а лошадиные силы, но этот показатель также напрямую связан с объемом ДВС.
Как самому добавить объем мотору
Сделать больше физический объем камеры сгорания можно тремя способами:
- Приобрести поршни большего диаметра и произвести расточку цилиндра под эту величину.
- Установить коленвал с большей высотой хода.
- Объединить оба вышеперечисленных метода.
Расточку невозможно сделать самостоятельно — за этим придется обращаться к специалистам. Чтобы не ошибиться с выбором фирмы, стоит обращать внимание на отзывы ее реальных клиентов.
Определяя новые размеры камеры сгорания, важно помнить, что слишком тонкие стенки цилиндров будут приводить к перегреву мотора, а излишне большая камера — к возникновению детонации.
Перед тем, как решиться на расточку движка, учитывайте, что, по заявлению большинства автопроизводителей, ДВС рассчитаны только на три капитальных ремонта, и после этого уже подлежат утилизации.
Плюсы и минусы двигателей с большой кубатурой
Разобравшись, что означает объем двигателя, посмотрим, чем хороши автомобили с мощными моторами, и какие у них могут быть недостатки.
Плюсы объемных силовых агрегатов:
- Быстрый набор скорости, что особенно удобно во время обгона при движении по трассе.
- Использование системы климат контроля, которая забирает часть мощности, незначительно влияет на динамику машин со значительной кубатурой.
- Нет необходимости приобретать авто с турбированным движком, который, зачастую бывает капризным и очень дорогим в обслуживании.
- Быстрый прогрев даже в очень холодную погоду.
К минусам ДВС большим литражом относятся:
- Повышенный расход топлива, преимущественно по городу. Большие камеры требуют больше горючего, к тому же, во время стояния в пробках емкий мотор на холостом ходу также активно расходует бензин. При движении по трассе ситуация лучше — мощный движок быстрее разгоняет автомобиль до необходимой скорости, сокращая время езды в неэкономичном режиме.
- Высокая цена. Сильные моторы требуют сложной электроники, а также надежной подвески и трансмиссии, что напрямую влияет на стоимость автомобиля.
- Дорогое обслуживание и большие, чем у малолитражек налоги.
Только ли от кубатуры зависит потребление топлива
На экономичность транспортного средства влияет не только объем двигателя, но и система подачи горючего:
- 8-клапанный ДВС будет расходовать больше бензина (или дизтоплива), чем 16-клапанный, за счет того, что у последнего более сбалансирована система подачи горючего и вывода отработки.
- Инжекторные силовые агрегаты менее прожорливы, чем карбюраторные, так как необходимое количество топлива в них отмеряет электроника.
- Вид трансмиссии, настройки впрыска и других систем, и даже манера вождения влияют на расход бензина или дизтоплива.
Чем сложнее система впрыска топлива, тем экономичнее, экологичнее (но и дороже) автомобиль.
Конечно, при всем желании расход горючего на ВАЗ-21214 (Нива) не сравнится с экономичностью Оки, но при правильных параметрах мотора и стиле вождения, можно снизить траты.
Достоинства ДВС с небольшим литражом
Машина, которая может похвастаться хорошей тягой на низких оборотах, но имеет небольшой объем ДВС, вполне подойдет для езды по городу. Такие автомобили менее «прожорливы», дешевле в обслуживании и, зачастую, имеют меньшую цену, а модели с трубированными движками способны выдавать мощность, превышающую возможности аналогичной кубатуры при стандартной подаче топлива.
1,5-литровый VTEC Turbo от Honda может выдавать до 177 л. с. (при испытаниях на стенде).
Включенный кондиционер «перетягивает» на себя часть мощности мотора, поэтому при движении на машине со слабым движком водителю в таком случае постоянно придется переключаться на более низкие передачи.
на что влияет объем двигателя автомобиля и лошадиные силы
Объем двигателя — как работает и что это такое,на что влияет
Двигатель – сердце автомобиля, поэтому при выборе авто покупатели часто обращают внимание на один немаловажный фактор – его объем. Однако мало кто представляет, что же такое рабочий объем двигателя и на что он влияет.
Начнем с определения – рабочий объем двигателя – это сумма всех объемов цилиндров автомобиля, где объем поршня – это произведение площади поршня на его ход, а ходом поршня называется расстояние от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Говоря простым языком, объем цилиндра – это объем камеры сгорания, где и происходит воспламенение и сгорание топлива.
Объём двигателя считают в кубических сантиметрах или литрах. Один литр – это 1000 кубических сантиметров. В зависимости от объема автомобили делятся на микролитражные – до 1,1 литра, малолитражные – 1,2-1,7 литра, среднелитражные – 1,8-3,5 литра и крупно литражные – свыше 3,5 литров. В основном такое разделение применяется для автомобилей с бензиновыми двигателями.
Как работает автомобильный двигатель?
Для начала, чтобы было понятнее, о чем пойдет речь, давайте рассмотрим, как происходит рабочий процесс в автомобильном двигателе, и за счет чего машина может двигаться.
Представьте себе замкнутую камеру, в которой одна стенка является подвижным поршнем. Туда через специальный патрубок поместили смесь топлива (бензина) и воздуха, а затем подожгли ее при помощи специального устройства – свечи зажигания. Смесь вспыхивает и мгновенно сгорает, по сути – взрывается. Раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания, толкает поршень.
С обратной стороны поршень прикреплен к коленчатому валу, через который сила толчка передается на колесную ось, приводящую автомобиль в движение. Чем больше сгорит топлива, тем сильнее будет толчок.
Соответственно, большая камера сгорания обеспечит бОльшую мощность двигателя, чем маленькая. Это, конечно, очень упрощенное объяснение, на практике на мощность влияет множество факторов.
Что такое объем двигателя?
Камера, где сгорает топливно-воздушная смесь, другими словами называется цилиндром двигателя. В современных автомобильных двигателях этих цилиндров (камер цилиндрической формы) обычно несколько – четыре, шесть, восемь или даже двенадцать.
Объем двигателя определяется как суммарный объем всех цилиндров, или же как объем одного цилиндра, умноженный на их количество. Объем одного цилиндра определяется в момент, когда поршень опущен до упора, в самую нижнюю точку. Объем двигателя может быть выражен в кубических сантиметрах или в литрах (литраж автомобиля).
Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя
В модельном ряду каждого производителя присутствуют продукты, которые отличаются по классам, массе, габаритным размерам и другим характеристикам. Что касается легковых авто, во время тотального доминирования атмосферных бензиновых двигателей существовало условное деление на: субкомпактные и компактные микролитражные и малолитражные автомобили с рабочим объемом до 1.2 литра; авто малого класса с двигателями от 1.2 до 1.8 литра; средний класс с объемом от 1.8 до 3.5 литров. мощные гражданские и спортивные версии автомобилей с моторами от 3.5 литров и более; версии высшего класса, кторые могут иметь различный объем ДВС. Давайте взглянем, на что влияет объем двигателя.
Установка того или иного мотора на конкретную модель напрямую зависит от того, какие характеристики должна демонстрировать машина (разгонная динамика, крутящий момент, максимальная скорость и т.д.). От объема двигателя показатель мощности имеет зависимость по причине того, что чем больше топлива сгорит в камере сгорания за цикл, тем больше энергии высвобождается и передается на поршень. Другими словами, чем больше камеры сгорания, тем больше топливно-воздушной смеси туда можно подать и вместить. Динамика разгона и «максималка» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее мотор, тем большую скорость сможет развить автомобиль.
Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива. Нужно добавить, что от объема двигателя сильно зависит и цена автомобиля. Например, для производства мощного двигателя V12 с объемом 5.5 л. требуются намного большие затраты сравнительно с изготовлением трехцилиндрового мотора с объемом 0.8 л. Параллельно с этим следует учитывать, что установка под капот мощного силового агрегата повлечет необходимость серьезной доработки трансмиссии, системы охлаждения, впуска, выпуска, тормозной системы и т.д. Исходя из вышесказанного, небольшие бюджетные городские малолитражки зачастую оснащены ДВС с самым маленьким объемом, так как подобные двигатели просты в изготовлении, обеспечивают приемлемую динамику и отличаются небольшим расходом топлива. При этом цена на такие серийные авто остается приемлемой.
На что влияет объем двигателя?
Зачастую двигатели большего объема оказываются гораздо более экономичными: не приходится слишком сильно давить на педаль газа, чтобы разогнать машину. Расход топлива не увеличивается, в то время, как малолитражные двигатели под нагрузкой сжигают гораздо больше топлива.
Чем больше объем, тем больше сам двигатель, тем больше машина. Скажем так: большие объемы используются на машинах более высокого класса, потому двигатель и все другие системы дороже в обслуживании. Цена на такой автомобиль заведомо выше.
Для того, чтобы понять, какой именно автомобиль вам более подходит, следует усвоить, что микро- и малолитражные автомобили лучше всего подходят для движения в больших городах с пробками на дорогах. Их расход будет в городском потоке минимален по сравнению с другими авто, но, в свою очередь, такие авто не подходят для дальних путешествий, так как на скорости свыше 100 км/ч им явно не хватает мощности. Много груза они перевозить также не смогут.
Автомобили с объемом от 1,8 до 3 литров отлично подходят как для городского движения, так и для дальних поездок, их мощности хватает для разгона и движения на большой скорости, для перевозки грузов, причем расход бензина у таких автомобилей не так уж и велик.
Автомобили оснащенные двигателями от 3 литров — это либо внедорожники, либо микроавтобусы и минивэны, предназначенные для перевозки большего количества пассажиров или груза.
Увеличение рабочего объема двигателя
Физическое увеличение объема камеры сгорания является одним из способов форсирования мотора в целях повышения мощности. Начнем с того, что сильно увеличить объем не получается, так как блок цилиндров двигателя обычно рассчитан на расточку самих цилиндров строго до определенных пределов. Такие пределы предполагают 3 капитальных ремонта, во время которых изношенные цилиндры растачиваются для возвращения им правильной формы перед установкой ремонтных поршней, поршневых колец и других элементов увеличенного размера. Поршни и другие детали двигателя, которые доступны в продаже, также встречаются исключительно в трех ремонтных размерах. По этой причине во время глубокого тюнинга двигателя автомобиля лучше сразу менять мотор, то есть устанавливать другой двигатель с изначально большим рабочим объемом, который потом можно дополнительно расточить во второй или последний ремонтный размер.
Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото
Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение
Датчик расхода воздуха: принцип работы,виды,неисправности,фото
Обратный клапан топливной системы:функции,виды,устройство и принцип действия
Что такое лошадиная сила в автомобиле
Понятие «лошадиная сила автомобиля» было введено ещё в 18 веке Джеймсом Уаттом. Это параметр, показывающий мощность автомобиля, сравниваемую с силой лошади.
Сколько лошадиных сил в автомобиле
1 лошадиная сила или л.с. равна мощности, необходимой для подъёма 75-килограммового груза на высоту один метр за 1 секунду. В некоторых случаях принято переводить л.с. в киловатты — тогда 1 лошадиная сила будет равна 735,5 Вт или 0,735 кВт.
Для определения мощности в л.с. конкретного автомобиля, надо перевести кВт, указанные в паспортных данных, в лошадиные силы. Делается это так: приведённые значения в киловаттах просто делятся на 0,735. Итоговое значение и будет означать лошадиные силы определённого автомобиля.
Несколько примеров для сравнения.
Как узнать лошадиные силы автомобиля
Существует и другой способ вычисления лошадей. Практически на любом крупном СТО имеется специальная установка, легко определяющая, сколько лошадиных сил в автомобиле. Машину поднимают на платформу, фиксируют, педаль акселератора выжимают до упора. За несколько минут компьютер рассчитает значение.
Принято различать 2 системы измерения: отечественную и европейскую. Обе приравнивают л.с. к 75 кг х м/с.
Чему равна лошадиная сила в автомобиле
Таким образом, лошадиная сила в автомобиле равна разделённому значению кВт на 0,735. Киловатт — это метрическая единица измерения лошадиной силы. По-научному она сравнима с работой, производимой за 1 секунду при поднятии груза массой 75 кг на высоту один метр. Всё это с учётом земного притяжения.
Современный автомобиль считается высокоэффективным, если его двигатель имеет большую мощность по отношению к массе транспортного средства. Или так: чем легче кузов, тем больше параметр мощности позволит ускорить автомобиль.
Это хорошо видно ниже на примере высокопроизводительных авто.
На что влияют лошадиные силы в автомобиле
Некоторые автомобильные издания пишут, что цена автомобиля определяется только «лошадками» под капотом. Так ли это? И почему в техданных автомобиля прописывают крутящий момент или КМ?
КМ — это следствие оказания воздействия на рычаг, знакомый всем по урокам физики. Соответственно, выводится и термин измерения в Нм. В ДВС роль рычага исполняет коленвал, а сила или энергия рождается при сгорании горючего. Она действует на поршень, создающий КМ.
Получается, что величина КМ тоже имеет важное значение, как и мощность. Только последний параметр подразумевает уже другую работу, совершённую за единицу времени. Она показывает, сколько раз в единицу времени ДВС создаёт КМ. Мощность обусловливается амплитудой вращения силовой установки или оборотами, а значит, зависит от КМ. Собственно поэтому она и рассчитывается в киловаттах.
Теперь непосредственно о влиянии.
Таким образом, хвалёные лошадиные силы автомобиля ничто без крутящего момента, ведь именно последний показатель определяет динамику разгона, влияет на достижение двигателем апогея мощности.
Лошадиная сила непосредственно влияет и на транспортный налог, определяемый законом страны. Чем она выше, тем больше надо будет платить за машину.
Вычислить налог на автомобиль или ТН можно и своими силами, пользуясь следующей формулой: л.с. автомобиля х актуальную ставку и компоненту, выводимую отношением срока владения транспортным средством к общему количеству месяцев в году.
Лада Веста оснащена двигателем, развивающим 105 л.с. Если владелец проживает в Москве, то ставка налога на сегодня составляет 12 рублей. Из этого получается, что стоимость ТН за 1 год будет равна:
Фольксваген Гольф, оснащенный двигателем на 2.0 TSI GTI с КМ 152 кВт, обладает мощностью 207 л.с. Рассчитываем налог:
Топовый автомобиль Феррари GTB купе имеет под капотом 270 лошадей. Соответственно, налог будет составлять:
Интересная познaвательная статья для любителей ездить на автомобилях с дизельным двигателем.
Лошадиные силы решают всё – такой вывод можно сделать, читая иные автомобильные издания, а также рекламные буклеты и техпаспорта. Так ли это? Зачем тогда в технических характеристиках указывают еще и крутящий момент?
Что определяют ньютон-метры? Что важнее – «лошади» или «ньютоны»?
ТЕОРИЯ
Для начала стоит разобраться с определениями. Вспоминаем школьный учебник физики. Крутящий момент
– это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена, Мкр = F х L. Сила измеряется в ньютонах, рычаг – в метрах. 1 Нм – крутящий момент, который создает сила в 1 Н, приложенная к концу рычага длиной 1 м.
В двигателе внутреннего сгорания роль рычага исполняет кривошип коленвала. Сила, рождаемая при сгорании топлива, действует на поршень, через который и создает крутящий момент. Выходит, что главная характеристика двигателя – величина крутящего момента на коленчатом валу. Понятно, что момент создается не постоянно, а только в период действия силы – то есть, только во время рабочего хода.
Разберемся теперь с мощностью. Все там же – в школьном пособии и про нее сказано предельно ясно. Мощность – это работа, совершенная в единицу времени. Формула банальная – Р = A/t. А так как работу в двигателе совершает именно та сила, которая создает крутящий момент, то мощность, говоря простыми словами, показывает, сколько раз в единицу времени двигатель создает крутящий момент. Не надо быть семи пядей во лбу, чтобы понять – количество «крутящих моментов», то есть мощность, зависит от количества оборотов двигателя. Чтобы нам было уже совсем просто, физики-математики напряглись и вывели наглядную формулу: P = Mкр*n/9549, где Mкр – крутящий момент двигателя (Нм), n – обороты коленвала двигателя (об./мин.). (Мощность получается в киловаттах. Чтобы преобразить ее в «скакунов», умножаем результат на 1,36).
Вроде бы с печкой все понятно. Попробуем от нее станцевать. На что влияет мощность, а на что – крутящий момент? Начнем с мощности. Мощность двигателя при движении автомобиля расходуется на преодоление различных сил сопротивления – это силы трения в трансмиссии и качения колес, силы аэродинамического сопротивления и т.д. Чем больше мощность, тем большее сопротивление автомобиль может преодолеть и большей скорости достичь. Повторимся, мощность мотора – величина не постоянная, а зависящая, прежде всего, от оборотов двигателя. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, на которых она достигается. На других оборотах мощность иная – более низкая. Какая именно – можно узнать, взглянув на график внешних скоростных характеристик того или иного мотора. Важно другое – при разгоне двигатель не развивает оборотов максимальной мощности сразу (во всяком случае в обычных условиях). Машина стартует обычно с оборотов чуть выше холостого хода. Поэтому, чтобы мобилизовать весь «табун», мотору нужно время на раскрутку. Вот здесь-то и играет решающую роль крутящий момент. Именно от него зависит время достижения двигателем максимальной мощности, а значит и вожделенная динамика разгона. И получается, что забытые некоторыми ньютон-метры значат не меньше, чем хваленые лошадиные силы.
Противостояние «л.с. – Нм»
логично выливается в противостояние «бензин – дизель». Серийные бензиновые двигатели развивают не самый большой крутящий момент. К тому же максимального значения он достигает только на средних оборотах (обычно 3000-4000). Зато эти моторы могут раскручиваться до 7-8 тыс. об./мин., что позволяет им развивать довольно большую мощность. Ведь согласно приведенной выше формуле, мощность численно от оборотов зависит гораздо больше, чем от момента.
По этой же причине тихоходные дизели (развивают не более 5 000 об./мин.), обладая внушительным моментом, доступным практически с самых «низов», в максимальной мощности проигрывают бензиновым.
Однако мощность важна не только максимальная. Как уже было сказано, мощность, которую развивает двигатель на оборотах ниже предельных, как правило, так же далека от максимальной заявленной. Ключом к пониманию характера любого мотора являются кривые его характеристик: мощности и момента.
Приводим графики двух двигателей марки Mercedes-Benz. Один – объемом 1,8 л, дизельный (с турбонаддувом). Другой – двухлитровый бензиновый. Заявленные мощности – 109 л.с. и 136 л.с. соответственно. Моменты – 250 и 185 Нм. Мы сравнили мощность этих моторов во всем диапазоне оборотов, а не только максимальную. И получилось, что от 1000 до 4000 об./мин. (а это практически весь «городской» спектр) дизель мощнее «бензина» максимум на 34 л.с., а в среднем – на 17. О превосходстве в моменте даже говорить не стоит.
Ради интереса мы сравнили также характеристики аналогичных двухлитровых моторов Volkswagen: 2,0 TDI (140 л.с. и 320 Нм) и 2,0 FSI (150 л.с. и 200 Нм). Результат тот же – выигрыш в максимальной мощности оборачивается проигрышем до отметки в 4 500 об./мин. Интересная картина.
Измерение мощности в лошадиных силах широко распространено только в автомобильной сфере. Причина – неоднозначное определение этой единицы. Мерить мощь моторов по поголовью рысаков впервые предложил Джеймс Уатт (в специальной литературе для этих целей используют его фамилию). Он предположил, что лошадь может поднимать 33 000 фунтов груза (14 968,55 кг) со скоростью 1 фут (30 см) в минуту, что равняется 745,7 Вт. Именно эту единицу до сих пор применяют в Англии (обозначение BHP). В остальных европейских странах лошадиная сила определяется как 735,49875 Вт и обозначается pferdestarke – PS (нем.), cheval – ch (фр.) или просто – л.с.
Наращивать мощность моторов можно по-разному. Самый «примитивный» способ – увеличение рабочего объема – слава богу, свое, похоже, отжил. Теперь в чести более продвинутые методы.
Увеличение максимального числа оборотов позволяет поднять мощность без серьезного изменения крутящего момента. Пример – BMW M5/M6, двигатель которых крутится до 8250 об./мин.
Турбо- и механический наддув резко повышают крутящий момент мотора. К примеру, двигатель 2,0 FSI (VW, Audi) выдает 150 л.с. и 200 Нм. Он же, но с турбиной (2,0 TFSI) – 200 л.с., 280 Нм.
Изменение фаз газораспределения (VTEC, VVTi, bi-VANOS) позволяет поднять момент и сдвинуть его в зону «нужных» оборотов. Самый изощренный способ – возможность изменения степени сжатия. Так, на 1,6-литровом турбо-двигателе SAAB, благодаря подвижной головке блока, она варьируется от 8:1 до 14:1. Результат – 308 Нм и 225 л.с.
Понять, что значат на практике «лишние» ньютон-метры и лошадиные силы, мы решили на примере двух новейших Volkswagen Passat с упомянутыми двухлитровыми моторами – турбо-дизелем и бензиновым атмосферником. У первого – 140 л.с. и 320 Нм, у второго – 150 л.с. и 200 Нм. Для кристальной чистоты эксперимента обе машины были с шестиступенчатыми механическими коробками (разницу передаточных отношений главной пары в данном случае считаем несущественной).
На дизельном Passat мы уже ездили, а потому хорошо знакомы с его неординарной натурой. На холостых и малых оборотах мотор не проявляет особого энтузиазма, но по достижении 1750 об./мин. (уже с этой отметки водителю доступны все 320 Нм момента) в корне преображается. На кривой хорошо видно, что амплитуда крутящего момента составляет 110 Нм, больше трети максимального значения! Эту разницу двигатель успевает преодолеть в промежутке между 1000 и 2000 об./мин. Уже под конец второй тысячи мотор мощно бросает Passat вперед. Ускорение не ослабевает вплоть до максимальных 4500 об./мин., следует переключение – и вновь изобилие тяги до самого верха. Еще переключение – все повторяется. Словно невидимый силач-великан тащит машину тросом, потом перехватывает руки и тащит снова – бурный разгон идет на каждой передаче, даже на пятой и шестой он остается впечатляющим. Если не мешкать при переключениях и не выпадать из диапазона 2000-4000 оборотов (а это не сложно благодаря исключительно точному приводу переключения), то дизельный Passat позволяет перемещаться в пространстве очень и очень интенсивно. Спортивно. Единственный минус, он же плюс – при разгоне «в пол» стрелка тахометра в мгновения пролетает короткую шкалу. Только успевай работать ручкой КПП.
Пора пересаживаться в бензиновую машину. Ее характер спокойнее. Passat реагирует на действия акселератора точно и отзывчиво. Мотор тянет уверенно с самого низа и до максимальных оборотов, но без подхватов и волнующих ускорений. Посмотрите, разница между моментом на холостом ходу и максимальным – всего 50 Нм, так что подхватам взяться просто неоткуда. Но управляться с такой динамикой удобнее – передачи длинные, с прогнозируемой тягой во всем рабочем диапазоне. Пока мотор перегоняет стрелку тахометра из левого нижнего угла в правый нижний, можно немного передохнуть, не надо строчить рычагом коробки. Ага, есть 6 500 – переключаемся. Но эмоции, эмоции от разгона: Они есть, но не такие, как в случае с дизелем. Здесь уже не чудо-силач тянет машину, а какой-то механический робот-ускоритель, с постоянным, точно тарированным усилием. Теперь самое сладкое. Машины стоят бок о бок на одной линии. Напомним, что у бензинового Passat превосходство в максимальной мощности на 10 л.с. Но проявляется оно только после 4 500 оборотов. А у дизеля превосходство в моменте, которое проявляется во всем диапазоне. Ну, любители дрэг-рэйсинга, ваши ставки?
Синхронный старт. Первые секунды машины идут ноздря в ноздрю. Затем дизель уступает четверть корпуса – мотор быстро выкрутился, надо менять передачу. Из-за более редких переключений бензиновый Passat выходит вперед почти на корпус. С набором скорости этот отрыв уменьшается. По паспорту в упражнении «до сотни» дизель проигрывает своему противнику всего 0,4 секунды. Это разница в пределах водительской погрешности. И максимальная скорость меньше лишь чуть-чуть – 209 км/ч против 213.
Но это на зачетной прямой. Там водители бросают сцепление, уже раскрутив моторы. А в городе, чтобы угнаться за дизелем, «бензину» приходится постоянно держать обороты близко к красной зоне. Вспомните графики – там, где дизельный двигатель уже почти набрал свои 140 л.с. (3500 об./мин.), у бензинового под педалью пока только сотня. Чтобы набрать столько же, ему нужно еще 1 500 оборотов. При этом первый набирает обороты максимальной мощности почти моментально (вот оно, превосходство момента!), а второй – значительно дольше. И на шоссе, двигаясь со скоростью 120 км/ч, «дизелю» для ускорения не потребуется переключение, а бензиновый Passat попросит передачу пониже.
В общем, на практике все получилось так, как предсказывала теория. Максимальная мощность двигателя прежде всего определяет максимальную скорость автомобиля. А крутящий момент – быстроту достижения мотором этой максимальной мощности. Таким образом, при сопоставимой мощности пресловутый разгон до «сотни» будет даваться более «моментному» двигателю меньшей кровью – он требует меньшей раскрутки перед стартом машины. В «мирных» условиях повседневного вождения это весомый фактор. Но и мощность крайне важна: момент не может разгонять автомобиль бесконечно – только до определенной скорости, которая, естественно, ограничивается мощностью. Вот и получается, что «лошади» и «ньютоны» тесно взаимосвязаны, и разить ими по отдельности оппонента в споре о моторах – дилетантство.
Как бы то ни было, практический итог этого противостояния противоречит общепринятому автолюбительскому мировоззрению. Мы однозначно признаем победителем турбо-дизель. Именно он больше подойдет водителям, ценящим динамику и азарт разгона. К тому же на его стороне экономичность и дешевизна топлива. А педанты, оценивающие превосходство динамики по голым цифрам, и любители ровных характеристик найдут свою правду в более привычном пока для России «бензине». И еще – у него правильный звук, если для кого-то это имеет большое значение.
Между прочим, результат нашего небольшого исследования отвечает мировым тенденциям автопрома – современные турбо-дизели, догнав бензиновые моторы по мощности, склонили чашу весов в свою сторону, благодаря большему моменту. Так что от солярки россиянам, похоже, все равно не уйти.
В выводе напишим старую поговорку: Покупаем лошадиные силы, а ездим на моменте.
Как мы переплачиваем за мощность двигателя и можно ли перехитрить автопроизводителя
Моторы одинакового объема могут выдавать разное количество лошадиных сил, причем те, что мощнее, стоят значительно дороже. Рассказываем, как и где можно «докупить» мощности на порядок дешевле.
За счет чего наращивают мощность автомобиля?
Те, кто привык перед покупкой автомобиля изучать каталоги с техническими характеристиками, часто удивляются: объем двигателей одинаковый, диаметр цилиндров, ход поршня тоже, на обоих стоит турбонаддув… А мощность при этом указана разная, причем разница может достигать 20-30%. В чем секрет?
А секрет в программе управления. У каждого современного мотора есть электронный блок управления, который заставляет мотор работать по определенному алгоритму. Регулируется зажигание, объем подаваемого топлива, степень открытия дроссельной заслонки для подачи большего или меньшего количества воздуха… Изменение этих параметров существенно влияет на выдаваемую мощность и крутящий момент.
Но сильнее всего влияет давление турбонаддува. Условно говоря, чем больше турбина или механический нагнетатель (в чем разница между ними, мы недавно писали) подает воздуха в цилиндры, тем больше там можно будет сжечь топлива. А значит, получить заветную прибавку в «лошадках».
Изменение давления наддува способно буквально творить чудеса, и это обстоятельство вовсю используют автопроизводители. Согласитесь, выгодно. Изменил программу в блоке управления и получил из одного двигателя два, а может быть, даже три. Затраты на разработку моторов снижаются, а покупатель получает выбор и стимул покупать дороже.
Тут есть свои нюансы (о них — ниже), но, по большому счету, затраты производителя на наддувный мотор мощностью 180 сил почти не отличаются от затрат на 200-сильный. Тем не менее второй можно продавать на 10-20% дороже. Потому что товар – это не двигатель, товар – это мощность. Таковы законы потребительского рынка.
Чип-тюнинг — альтернатива?
Если производители меняют программу управления и повышают мощность, может быть, можно сделать это самостоятельно? Конечно, при условии, что вы имеете задатки программиста и немного — радиоэлектронщика. Крупные (и не очень крупные) компании, занимающиеся тюнингом автомобилей, создают собственные версии прошивок электронных блоков управления и могут поднять мощность безо всяких доработок двигателя. Достаточно «залить» в блок новую программу.
О тонкостях этого процесса мы расскажем далее, а пока представляем вашему вниманию сравнительную таблицу, позволяющую оценить разницу в переплате.
Какой параметр важнее в авто: лошадиные силы или объем двигателя?
Может я не о том, но на динамику авто влияют многие показатели. Ни объем двигателя, ни лошадиные силы — это не главный показатель характеризующий динамику автомобиля. Вот пример: Skoda Octavia III 1.2 tsi, 105 л.с. до 100 км/ч разгоняется за 8,9 сек, Hyundai Solaris 1.6 атм, 123 л.с. разгон до 100 км/ч — 9,2 сек., но вот максимальный крутящий момент в первом случае — 175 Н*м, а во втором 155 Н*м… Так, что все эти Л.С. и объемы условность…
Это по-разному бывает, просто покупателю нужно объяснить разницу! да вы правы, двигатель меньшего объема может иметь больше лошадиных сил и что также важно — крутящий момент. Это как правило касается двигателей с турбонаддувом. Турбина дает больше мощности и момента.
Я думаю, что все важно! ведь невозможно же например воткнуть в 1,4-литровый мотор 500 кобыл, а уже в 3-литровый уже можно. Так что важно учитывать некоторое сочетание, а не только один параметр, так скажем общую картину видеть!