Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах?
«В то время, как наши космические корабли бороздят просторы Вселенной…» мы продолжаем измерять мощность двигателя в лошадиных силах.
Откуда взялись эти «лошадиные силы» и почему в век высоких технологий, беспроводной передачи информации и покорения космоса мы продолжаем пользоваться этой единицей измерения?
Термин «horse power» (лошадиная сила) придумал в 1789 году шотландец Джеймс Уатт. В те времена для поднятия воды, которая скапливалась на дне шахт, использовали либо традиционную лошадиную силу, либо паровую машину Ньюкомена. Джеймсу Уатту удалось сконструировать машину, которая по своей эффективности значительно превосходила детище Ньюкомена и потребляла на 70% меньше топлива.
Несмотря на очевидные преимущества, консервативные хозяева шахт не спешили приобретать разработку Уатта. Для того, чтобы продать свою машину, необходимо было описать её преимущества. А это значит, сравнить её с тем, что использовало большинство владельцев шахт – с лошадью.
Перед Уаттом встала задача измерить, с какой силой лошадь может выполнять какую-либо работу. Для этого им и был придуман термин horse power. До сих пор неизвестно, как именно проводил свою эксперименты Уатт, но, возможно, он наблюдал за тем, как лошади вытаскивали бочку из шахты.
Проведя множество наблюдений, Джеймс установил, что средняя скорость вытаскивания лошадьми бочки объемом 160 л (≈1 баррель) составляет 3,6 км/ч (≈2 мили/ч). Умножив 2 мили/ч на ½ барреля (мы ведь считаем силу одной лошади), получаем результат 1 миля/ч × 1 баррель, что в более мелких измерениях равно 33 000 футо-фунтов*. Если перевести получившееся значение в Ватты (которые, кстати, и получили название в честь Джеймса Уатта), то выясним, что одна лошадиная сила равняется ≈745,699 Вт. Это значение получило название «Механическая лошадиная сила» и используется в США и Великобритании.
В России и Европе пользуются Метрической лошадиной силой, определяющую мощность, которую необходимо затратить на подъем груза в 75 кг на 1 метр. Её значение равняется ≈735,49 Вт.
Вычисления вычислениями, а что же было с Джеймсом Уаттом? С помощью нового термина он смог наглядно показывать хозяевам шахт, сколько лошадей смогут заменить его чудо-машины.
Результат не заставил себя ждать: инженер обрел популярность и положил начало индустриальной революции в Англии, а введенный им термин «лошадиные силы» стал настолько удачливым, что на столетия укоренился в языках по всему миру.
* Энергия, которую нужно затратить, чтобы поднять тело массой 1 фунт (453,6 г) на высоту 1 фут
Понятие «лошадиная сила» впервые использовал известный шотландский изобретатель, инженер и механик Джеймс Ватт (Уатт) в конце 18-го века. Принято считать, что оно обозначает мощность транспортного средства в сравнении с тягловой силой лошади. О том, какова история появления термина, а также как определяется мощность силовой установки, пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.
История происхождения термина. Чему действительно равна мощность одной лошади
Как уже говорилось выше, первым понятие «лошадиная сила двигателя» употребил Джеймс Уатт, а случилось это в 1789-м году. Целью изобретателя, в процессе достижения которой он, собственно, и ввел этот термин, было желание продемонстрировать тот факт, что для выполнения сложных задач, связанных с прикладыванием силы, целесообразнее использовать паровые машины, а не лошадей.
Механик пришел к выводу, что одна лошадь тратит огромное количество энергии на то, чтобы, к примеру, посредством элементарного подъемного механизма вытягивать из шахты тяжелые бочки с углем или приводить в действие насос для подачи воды. Путем несложных подсчетов Уатт определил, что груз весом в 75 кг одна лошадка может тащить со скоростью в 1 м/сек.
После перевода этой цифры в эквивалент в ваттах будет получена цифра в 735 ватт. Если говорить о мощность современных авто, то она измеряется в киловаттах, это значит, что 1 лошадиная сила соответствует показателю в 0,74 кВт.
Потом ученый сопоставил два полученных показателя, и выяснилось, что паровая установка гораздо более выгодна, ведь она способна заменить сразу несколько лошадей. Стало понятно, что купить машину будет дешевле, чем держать целую конюшню, поэтому затея Уатта оказалась успешной.
Поэтому говоря о методике определения количества лошадиных сил, следует обратить внимание на тот факт, что в разных уголках мира к этому вопросу подходят по-разному.
В России и во многих европейских государств лошадиные силы считаются мощностью, необходимой для поднятия 75-ти кг груза в сек. на высоту в 1 м.
В результате получается: 1 л.с. равна 735,5 Вт, и называется этот показатель метрической лошадиной силой.В Великобритании и Соединенных Штатах 1 л.с. составляет 745,7 Вт, что немногим больше, чем принято в российской и европейской автомобильной отрасли.
Соотношение лошадиной силы и Ватта
В некоторых странах считают правильным измерение мощности силовых агрегатов не в лошадиных силах, а в ваттах, есть даже специальные калькуляторы для пересчета киловатт в лошадиные силы и наоборот. Формула перевода достаточно проста: нужно разделить показатель в киловаттах на 0,74, полученная цифра и будет соответствовать количеству л.с.
Методика определения мощности мотора
Узнать, сколько лошадиных сил развивает то или иное авто, можно посредством диностенда. Это специальное устройство, позволяющее определить точную мощность мотора транспортного средства.
Методика определения предельно проста: машину завозят на стенд, закрепляют, мотор разгоняют до предельно допустимых оборотов и смотрят на табло, где истинная мощность демонстрируется в лошадиных силах. Погрешность минимальна, находится она на уровне 0,1 л.с., поэтому можно говорить о предельной точности полученных данных.
Влияние на транспортный налог
Высвечивая тему нашего разговора, нельзя не упомянуть так называемый «налог на лошадиные силы». Он был введен в 2003-м году и взимается до сих пор. Определяется налоговая ставка с учетом мощности силовой установки. К примеру, легковое авто с двигателем до 100 л.с. облагается налогом из расчета 12 руб. за каждую лошадиную силу.
Владельцы машин помощнее (100-125 л.с.) вынуждены платить уже по 25 руб. за каждую «лошадку». Автолюбители, катающиеся на авто мощностью в 151-175 л.с., платят налог в размере 45 руб./л.с.
Данные налоговых ставок приведены для города Москвы, по регионам они могут отличаться, а также существуют всевозможные льготные ставки для различных категорий граждан и существует достаточно большой повышающий коэффициент для VIP- автомобилей.
Для грузового транспорта действуют следующие нормы:
И, наконец, для автобусов:
| Мощность двигателя, л. с. | Норма транспортного налога, руб / л.с. |
|---|---|
| До 110 (до 80,9 кВт) | 15 |
| Свыше 110 л.с. до 200 л.с. (свыше 80,9 кВт до 147,1 кВт) | 26 |
| Свыше 200 л.с. (свыше 147,1 кВт) | 55 |
Некоторые автовладельцы считают неправильным рассчитывать налоговую ставку, опираясь на лошадиные силы, по их мнению, ориентироваться нужно на объем силовой установки. Это подтолкнет производителей к изготовлению более современных агрегатов, которые при меньшем объеме демонстрировали бы большую мощность, сжигали меньшее количество топлива, не засоряли окружающую среду и были бы куда эффективнее. Действующая схема налогообложения неоднократно подвергалась жесточайшей критике.
Заключение
В заключение важно отметить, что лошадиная сила является несистемной единицей, которая везде рассчитывается по-разному. Выше мы приводили пример того, как рознятся аналогичные показатели в РФ и Соединенных Штатах.
Однако люди уже привыкли к данной единице измерения, так как она знакома и предельно понятна, используется в различных сферах жизни, в том числе даже при расчете цены полиса автострахования. Следует помнить, что термин «мощность двигателя» сам по себе не столь показателен, ведь на него влияют прочие факторы, такие как вес машины, крутящий момент и т.д.
Лошадиная сила в автомобиле
Лошадиная сила и другие единицы измерения мощности двигателя
Лошадиная сила (л. с.) — это внесистемная единица измерения мощности. В настоящее время в России она официально выведена из употребления (стандартной единицей СИ для выражения мощности является ватт), но все равно продолжает широко использоваться в автоиндустрии как показатель мощности двигателей.
В 1789 году шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт ввел термин «лошадиная сила», чтобы показать, работу скольких лошадей способны заменить его паровые машины.
Следует знать, что лошадиная сила — это не максимальный, а усредненный показатель мощности лошади, которую она может поддерживать длительное время. Кратковременно среднестатистическая лошадь может развивать мощность около 1000 кг*м/с, то есть мощность одной лошади равна 13,3 лошадиных сил.
Основные единицы измерения мощности двигателей и их обозначение
1. Лошадиная сила (735,49875 Вт). Обозначается как: hp (это netto мощность двигателя, измеряется с использованием вспомогательных агрегатов двигателя, таких как: глушитель, генератор), bhp (это брутто мощность двигателя, измеряется без использования дополнительных агрегатов).
Также можно встретить и другие обозначения: PS (нем.), CV (фр.), pk (нид.).
В англоязычных странах чаще до сих пор приравнивают лошадиные силы к 745,6999 Вт, что примерно равно 1,014 европейской лошадиной силы.
2. Ватт
Поскольку описание ватта выходит за рамки данной статьи, то здесь мы его касаться не будем.
Как рассчитывается лошадиная сила
Лошадиная сила является условной и неоднозначной единицей измерения мощности.
В России и почти во всех европейских странах, лошадиная сила определяется как 75 кг*м/с (метрическая лошадиная сила), 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.
Максимальную мощность, которую способна развивать лошадь, принято называть котловой лошадиной силой. Вы можете с легкостью рассчитать и свою максимальную мощность. Для этого нужно замерить время t, за которое вы вбежите на лестницу высотой h и подставить в формулу: m*h/t, где m — масса вашего тела.
Для определения мощности двигателя используются специальные стенды, подробнее об этом написано ниже.
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).
Шкала, дающая примерное представление о диапазоне мощности двигателей
Для того, чтобы иметь представление о диапазоне мощности двигателей, ознакомьтесь со следующим рисунком:
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:
Сколько лошадок должно быть в современном авто – выбираем по мощности
Автор: Дмитрий Сапко
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.
Японский флагман в этом сегменте, Toyota Corolla, продается с базовым двигателем 99 лошадиных сил, но он не просто маленький, он крохотный для этого автомобиля. Зато агрегаты на 122 и 140 лошадок просто идеально выполняют свои функции. Интересно, что малые агрегаты не экономят топливо, расход практически такой же, как на взрослых двигателях.
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:
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.
Для сравнения мы возьмем среднеразмерные кроссоверы, такие как Toyota RAV4. У этого представителя класса базовый двигатель развивает 146 лошадиных сил, а также есть агрегаты на 150 и 180 лошадок. Это оптимальные показатели, которые поддерживают все лидеры класса. Поэтому в диапазоне от 140 до 200 и нужно выбирать силовой агрегат. Такой двигатель сможет выполнить следующие задачи:
Для кроссовера двигатель на 105 лошадиных сил, как часто случаестя в китайских решениях, слишком слаб. Он не сможет поднять автомобиль на крутую гору и не даст нормально обогнать попутный транспорт. Это закрывает свободу передвижения и делает покупку кроссовера совершенно неинтересной идеей. Так что лучше отдать предпочтение более мощным моторам.
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:
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:
