Что такое лошадиная сила?

Что такое крутящий момент? Что такое лошадиная сила?

Автопроизводители всегда ищут преимущество над конкурентами. Чаще всего автомобильные компании обращают внимание на мощность автомобиля, пытаясь привлечь потенциального покупателя. Но мощность автомашины еще не говорит о том, что автомобиль в действительности является мощным. Так автомобиль, имеющий больше лошадиных сил может быть слабее автомобиля, имеющий меньше количество л.с., но у которого больший крутящий момент. В чем разница между этими измерениями? Что они означают? На удивление эти измерения совершенны разные по своему смыслу, но взаимосвязаны.

Некоторые транспортные средства, при небольшом объеме двигателя, имеют большую мощность. Так рекордсменом среди традиционных атмосферных двигателей является спортивный автомобиль Honda S2000, производство которого было прекращено несколько лет назад. Как лезвие самурайского меча, этот спортивный автомобиль был очень резким и очень быстрым.

Первые модели этой марки оснащались 2,0-х литровым бензиновым двигателем, мощностью 240 л.с. . Потрясает одно, что достигнуть такой мощности Японской компании удалось без использования турбонагнетателей (турбин). Мощность, которую выдавала S2000 была естественна, благодаря возможности работы двигателя почти на 9000 оборотах. Представляете, какой рев мотора был при максимальном ускорении машины?

Но если посмотреть подробнее технические характеристики этого автомобиля, то мы увидим, что крутящий момент составляет всего 208Нм (Ньютон-метр), что сопоставимо с маломощными автомобилями.

Не смотря на это, Honda S2000 была мощным автомобилем, но это достигалось только благодаря бешеным оборотам двигателя (который ревел, как звук сирены воздушной тревоги), которые постоянно находились около опасной красной черты тахометра.

Возьмем другой совершенно противоположный пример — автомобиль Dodge Ram 3500 Пикап. Покупатели могут выбрать супер-мощную комплектацию с дизельным двигателем компании Cummins, объемом 6,7 литра, который выдает мощность в 330 л.с. и крутящим моментом 895Нм. Это очень сильный автомобиль, который способен сдвинуть с места все что угодно (Примеч. авт. «или почти все»)

Происхождение лошадиных сил

Есть один поворотный момент в истории, когда один человек сыграл огромную роль и оказал содействие в развитии мира, в котором мы сейчас живем. Этот человек инженер-изобретатель Джеймс Уатт, положивший начало промышленной революции в Англии, а затем во всем мире в 1700-х годах. Самые знаменитые изобретения Джеймса это ножной стартер и улучшенный паровой двигатель, который инженер сделал более эффективным, мощным и производительным. Но это еще не все. Изобретатель, впервые в мире, создав паровой котел (паровой двигатель) придумал понятие мощности, которая выражается «Ваттах» (Ватт), в лошадиных силах и в крутящем моменте.

По сути, эти понятия и систему измерения мощности Джеймс Уайт придумал для того, чтобы при продаже своих паровых котлов (двигателей) более проще объяснить клиенту, какую мощность выдает его котел. Ведь согласитесь намного проще сказать покупателю котла: «паровой двигатель будет выполнять работу двух лошадей», чем сказать в 18-веке, что мощность парового двигателя составляет N-количество «Нм» или «Фунт-Футов» силы. Никто бы не понял.

Используйте силу

Сила эта главное, чтобы достичь какой-то скорости. Ведь без затрачивания сил не будет и скорости. Соответственно скорость будет зависеть от того, какой объем силы мы затратили для достижения скорости. Для примера: Если несколько метров пробежать за 5 секунд и 10 секунд, то соответственно сила, которую мы потратим для этой короткой пробежки, будет различна. Ведь для более быстрой пробежки необходима большая сила.

Другой пример: Если вы передвигаете мебель в доме, то если вы хотите быстрее ее передвинуть, вам необходима, куда большая сила, чем, если двигать мебель медленно и не спеша. И сила при такой работе куда важнее скорости.

Мощность и крутящий момент неразрывно взаимосвязаны. Так как лошадиная сила происходит из крутящего момента. Формула для расчета мощности двигателя очень проста.

Для начала необходимо силу, которая выражается в Ньютон-метрах (Н.м.) умножить на 0,7376 для того, чтобы перевести значения в Британскую и Американскую единицу измерения силы (Фунт-Фут), а далее воспользовавшись выше указанной формулой умножить на количество оборотов двигателя (RPM), а далее разделить полученное значение на число 5252 . В итоге мы получим примерное значение мощности двигателя, которое выражается в лошадиных силах. На примере, нижеуказанной формулы, сделан расчет мощности двигателя при силе 100 фунт-фут (1000 оборотов в минуту двигателя). На примере получилось, что при силе в 100 фунт-футах и оборотах 1000 в минуту, мощность двигателя составила приблизительно около 19 л.с.

Разницу между мощностью и силой легко понять на еще одном примере. Если вы на автомобиле буксируете, какой-то груз в гору, то вам будет необходим низкий крутящий момент, но больше силы для более легкого буксирования. Если же вы хотите максимально быстро разогнать автомобиль с 0 до 100 км/час, то вам необходимо максимальное количество оборотов двигателя и не очень много силы для разгона автомашины за короткий промежуток времени. Но чем больше будет мощность, тем быстрее вы разгоните автомашину до 100 километров.

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

Вот почему 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 килограмм (на прицепе). Это 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, 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, выраженная в Ньютон-метрах (Н.м.). Но такие двигатели не имеют большое количество лошадиных сил. Такие двигатели созданы не для разгона транспортного средства до высокой скорости, а созданы для перевозки тяжелых грузов. Некоторые такие тракторы оснащены 10 ступенчатыми коробками переключения передач.

Так мощность и крутящий момент близко связаны непосредственно 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), тем больше мощность автомобиля, которая выражается в лошадиных силах.

Автомобиль, который может с места проехать 1,5 километра за 4 секунды нуждается в большей мощности, чем автомашина проезжающая этот же отрезок за 12 секунд.

Что такое Лошадиная сила ?

— Что такое одна лошадиная сила?

— Это сила одной лошади высотой один метp и весом один килограмм.

— Позвольте, да где же вы видели такую лошадь?

— Ее трудно увидеть. Она хранится в палате мер и весов под Парижем!

На самом деле все началось с того, как Джеймс Уатт в 1782 году изобрёл паровую машину двойного действия. В отличии от первых паровых машин — эта получилась на редкость экономичной и легко управляемой. Но как любое изобретение — машина оставалась бесполезной для изобретателя, если нет коммерческого использования машины. Необходим был пиар изобретения.

Свое изобретение он предлагал использовать для выкачивания воды из шахты. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить и в чем преимущества этого нового приспособления?

Наблюдая за традиционным источником энергии — лошадью, Уатт пришел к выводу, что в среднем за минуту она поднимает груз в 180 фунтов на 181 фут. Округлив расчеты в фунто-футах за минуту, он решил, что лошадиная сила будет равна 33 000 этих самых фунто-футов в минуту.

Расчёты Уатта относились к мощности лошади, усреднённой за большое время. Кратковременно лошадь может развивать мощность около 1000 кгс·м/с, что соответствует 9,8 кВт или 33 475 BTU/ч (котловая лошадиная сила).

И вот для того чтобы оценить мощность новых двигателей, предприняли следующее. Запрягли лошадь в обычный водоподъемный насос, работающий на конной тяге, и посмотрели, сколько она поднимет за день воды. Затем присоединили к этому же насосу паровой двигатель и посмотрели, какой результат получится за день его работы. Поделили второе количество на первое и на этих цифрах объяснили шахтовладельцам, что насос заменяет N-ное число лошадей. Полученная в результате первого эксперимента мощность стала мерилом и получила название «лошадиная сила».

На самом деле мощность, которую средняя лошадь способна развивать сколько-нибудь долгое время, меньше полученной Уаттом величины. Или погонщик работал очень хорошо, или лошадь попалась очень «натренированная». Конечно, лошади бывают разные и невозможно ожидать, что и тяжеловоз и арабский скакун разовьют одинаковую мощность. И все же, когда лошадь создает такую мощность? На этот вопрос в журнале «American scientist» один из авторов предложил следующий вариант: мощность в одну лошадиную силу развивает лошадь массой 750 килограммов, перепрыгивающая через препятствие шириной и высотой в 183 сантиметра.

При этом следует немного знать историю вопроса. В шахту не могла поместиться полноразмерная лошадь. Для работ использовались пони !

В качестве единицы мощности Уатт в свое время предложил такую единицу, как «лошадиная сила». Данная единица мощности устраивала шахтовладельцев, но совершенно не устраивала физиков. В 1882 году Британская ассоциация инженеров решила присвоить его имя единице мощности. Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения.

Варианты определений лошадиной силы

В большинстве европейских стран, в том числе в России, лошадиная сила определяется как 75 кгс·м/с, то есть, как мощность, достаточная для поднятия груза массой в 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду. В таком случае 1 л. с. составляет ровно 735,49875 Вт, что иногда называют метрической лошадиной силой (обозначение нем. PS , фр. ch , нидерл. pk ), хотя она не входит в метрическую систему единиц.

В США и Великобритании мер в автомобильной отрасли чаще до сих пор приравнивают лошадиные силы к 745,69987158227022 Вт (обозначение англ. hp ), что равно 1,013869665424 метрической лошадиной силы.

В США также используются электрическая лошадиная сила и котловая лошадиная сила (используются в промышленности и энергетике).

Что такое "лошадиная сила"? Чему равна?

Лошадиная сила (л.с.) – это внесистемная единица измерения мощности.

Первым придумал «лошадиную силу» тот, в честь кого в дальнейшем и была названа единица мощности — знаменитый шотландский механик-изобретатель Джеймс Уатт (или Ватт): он, наблюдая за работой на угольных копях, где лошадей использовали для подъема породы, решил, что лошадь обладает некоторой мощностью и эту мощность можно подсчитать, если соотнести выполненную лошадью работу с временем выполнения этой работы. Раз дело происходило на угольных копях, то и для расчета была взята масса угля, поднимаемого с глубины в 30 метров за одну минуту. Не знаю как (поскольку ученые потом определили, что ни одна лошадь не способна поднять указанный вес со скоростью 1 м/с), но ученый муж определил, что мощность одной лошади (т.е. та самая лошадиная сила) равна 150 кг*м/с. Потом британцы для измерения мощности ввели ватт и сказали, что лошадиная сила равна 745,7 Вт (сейчас эту величину называют механической л.с).

Но, кроме указанной, существуют следующие разновидности лошадиных сил:

  • метрическая — равна мощности, которая необходима для подъема 75 кг груза со скоростью 1 м/с: 1 л.с. = 735,5 Вт (именно эта л.с. используется в России при характеристике мощности автомобилей);
  • электрическая — та, что используется у нас в электросчетчиках: 1 эл.л.с. = 746 Вт;
  • котловая — используется в промышленности и энергетике: 1 к.л.с. = 9,809 кВт

Что такое лошадиная сила?

Все началось с далекого 1782-го года, когда Джеймс Уатт произвел паровую машину двойного действия, которая получилась, в отличие от первых паровых машин, наиболее экономичной и легко управляемой. Но эта машина оставалась бесполезной, так как не было ее коммерческого использования, поэтому он решил провести пиар своей паровой машины. Джеймс Уатт внес предложение по использовании своего изобретения для выкачивания воды из шахты. Но как разъяснить шахтовладельцам, в чем преимущества изобретения и что им предлагают приобрести?

Наблюдая за лошадью, изобретатель пришел к заключению, что она в среднем за минуту может поднять груз в 180 фунтов на 181 фут. При этом, округлив расчеты, он принял, что одна лошадиная сила будет составлять 33000 фунто-футов за минуту. Эти расчеты были отнесены к мощности лошади. Кратковременная лошадь имеет возможность развивать мощность приблизительно 1000 кг·м/с, и это соответствует 33 475 BTU/ч (котловая лошадиная сила) или 9,8 кВт. Такое сравнение он решил применить и к своей паровой машине.

Для того чтобы дать оценку мощности двигателя, было предпринято следующее. Лошадь запрягли в обычный водоподъемный насос, который работал на конной тяге, и наблюдали, сколько за день она сможет поднять воды. Потом к этому насосу присоединили паровой двигатель и уже наблюдали за его возможностями. Получив оба результата, ученый поделил второй количество на первое, объяснив этими цифрами шахтовладельцем, сколько лошадей заменяет один насос. В результате эксперимента полученная мощность получила название «лошадиная сила».

Однако «лошадиная сила», как единица мощности не является определенной и четкой. Например, автомобиль произведений в Японии, обладающий мотором 200 лошадиных сил, не тождественен французскому автомобилю с такой мощностью. Поэтому в разных странах, при ответе на вопрос, что такое лошадиная сила, получали схожие цифры, которые отличались между собой в сотых и тысячных долях.

В результате таких неразберих в 1960 году приняли систему измерения мощности, в которой единицей измерения стали Ватты и Киловатты. Казалось бы, проблема решена, но люди консервативны, и сравнивать свой автомобиль с замечательным скакуном им куда приятнее, чем просто с цифрой и обозначением. Вот почему термин «лошадиная сила» существует до сих пор.