Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах

Что такое лошадиная сила

Чему равна 1 лошадиная сила? Если взять любую энциклопедию и посмотреть в ней, что такое лошадиная сила, то мы прочитаем, что это внесистемная единица измерения мощности, которая в России не используется. Хотя на любом сайте дилерских автосалонов мощность двигателя указывается именно в лошадиных силах.

Что же это за единица, чему она равна?

Говоря о лошадиных силах двигателя, большинство из нас представляет простую картину: если взять табун из 80-ти лошадей и автомобиль с мощностью двигателя 80 л.с., то силы их окажутся равными и никто не сможет перетянуть канат.

Если попытаться воссоздать такую ситуацию в реальной жизни, то победит все же табун лошадей, поскольку для того, чтобы двигатель смог развить такую мощность, ему нужно раскрутить коленчатый вал до определенного количества оборотов в минуту. Лошади же рвануться с места и потащат автомобиль за собой, сломав ему таким образом коробку передач.

К тому же нужно понимать, что лошадиная сила — это стандартная единица мощности, тогда как каждая лошадь — индивидуальна и некоторые особи могут быть намного сильнее других.

В оборот лошадиные силы были введены еще в 1789 году. Известный изобретатель Джеймс Уатт хотел продемонстрировать, насколько выгоднее использовать паровые машины, а не лошадей для выполнения работы. Он просто взял и посчитал, сколько энергии тратит лошадь, чтобы с помощью простейшего подъемного механизма — колеса с закрепленными на нем веревками — вытаскивать из шахты бочки с углем или выкачивать воду с помощью насоса.

Оказалось, что одна лошадь может вытаскивать груз весом 75 килограмм со скоростью 1 м/с. Если перевести эту мощность в ватты, то получится, что 1 л.с. составляет 735 ватт. Мощность же современных автомобилей измеряют в киловаттах, соответственно 1 л.с. = 0,74 кВт.

Чтобы убедить владельцев шахты перейти с лошадиной тяги на паровую, Уатт предложил простой способ: измерить, какую работу смогут за день проделать лошади, а потом подключить паровой двигатель и посчитать, скольких лошадей он сможет заменить. Понятно, что паровой двигатель оказался более выгодным, потому что смог заменить определенное количество лошадей. Владельцы шахты поняли, что им дешевле содержать машину, чем целую конюшню со всеми вытекающими последствиями: сено, овес, навоз и так далее.

Стоит также сказать, что Уатт неправильно рассчитал силу одной лошадки. Поднимать вес 75 кг со скоростью 1 м/с способны только очень крепкие животные, кроме того долго работать в таких условиях они не смогут. Хотя есть свидетельства того, что кратковременно одна лошадь может развивать мощность до 9 кВт ( 9/0,74 кВт = 12,16 л.с.).

Виды лошадиных сил

• Метрическая лошадиная сила равна подъёму 75 кг в секунду на 1 метр. Применяется в Европе
• Механическая лошадиная сила равна 745.7. очень редко используется как единица измерения в англоязычных странах
• Электрическая лошадиная сила равна 746 Вт., иногда обозначается табличках электродвигателей.
• Котловая лошадиная сила равна 1000 кгс·м/с. или 9,8 кВт или 33 475 Btu/час. (единица измерений используется в США)
• Гидравлическая лошадиная сила равна 745.7 Вт.

Как определяется мощность двигателя

На сегодняшний момент самый простой способ замерить реальную мощность двигателя — с помощью диностенда. Автомобиль загоняют на стенд, надежно его укрепляют, затем водитель разгоняет двигатель до максимальных оборотов и на табло отображается реальная мощность в л.с. Допустимая погрешность — +/- 0,1 л.с. Как свидетельствует практика, часто оказывается, что паспортная мощность не соответствует реальной, а это может говорить о наличии самых различных неисправностей — от некачественного топлива, до падения компрессии в цилиндрах.

Стоит сказать, что в силу того, что лошадиная сила — единица несистемная, в разных странах ее рассчитывают по-разному. В США и Англии, например, одна л.с. составляет 745 Ватт, а не 735 как в России.

Как бы там ни было, но все уже привыкли именно к этой единице измерения, поскольку она удобная и простая. Кроме того л.с. используется при расчете стоимости ОСАГО и КАСКО.

Согласитесь, если вы читаете в характеристиках автомобиля — мощность двигателя 150 л.с. — вам легче сориентироваться, на что он способен. А запись типа 110,33 кВт мало, что скажет. Хотя перевести киловатты в л.с. достаточно просто: 110,33 кВт делим на 0,74 кВт, получаем искомые 150 л.с.

Хотелось бы также напомнить, что само по себе понятие «мощность двигателя» не очень показательное, нужно еще учитывать и другие параметры: максимальный крутящий момент, обороты в минуту, вес автомобиля. Известно, что дизельные двигатели являются низкооборотистыми и максимальная мощность достигается на 1500-2500 об/мин, тогда как бензиновые разгоняются дольше, но на длинных дистанциях показывают лучшие результаты.

Почему мощность автомобилей измеряется в лошадиных силах?

Мир обязан происхождением широко известной единицы измерения мощности шотландскому инженеру, создателю универсальной паровой машины Джеймсу Уатту. Впрочем, этим его заслуги не ограничиваются.

Для широких народных масс лошадиные силы – это самая лучшая характеристика крутизны автомобиля, а также источник боли и страданий в области кошелька из-за специфики российского налогообложения. А знаете ли вы, откуда пошло это понятие?

Термин гораздо старше, чем можно себе представить и датируется 1789 годом. Уатт ввел сравнительно доступную для обывателей величину, чтобы сразу было понятно, какое количество лошадей могут заменить его паровые машины. “Лошади” характеризуют мощность, то есть работу за единицу времени и Уатту пришлось использовать свою отправную точку для определения подходящих критериев. В ту далекую эпоху на Туманном Альбионе в ходу были бочки объемом от 140,9 до 190,9 л. Наблюдая за работой величественных и могучих животных, шотландец отметил, что бочку массой 180 кг из шахты вытягивают две лошади со скоростью около 3,6 км/ч (2 морские мили/ч).

Паровая машина Уатта

До 1882 года в ходу были лошадиные силы, но на Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации была принята новая единица измерения мощности – ватт, названная в честь Уатта и увязанная с л.с. Не станем загружать вас математическими расчетами под завязку, а подытожим известными фактами – 1 лошадиная сила равна 735,49875 Вт или 75 кгс x м/с. По наблюдениям инженера, среднестатистическая лошадь в течение восьми часов развивала усилие, равное 15% от ее веса, что эквивалентно 75 кгс при массе животного в полтонны. За восемь часов лошадь могла пройти 28,8 км со скоростью 3,6 км/ч или 1 м/с.

Мощность в лошадиных силах бывает разная. В Штатах до 1972 года производители практиковали замеры брутто без навесного оборудования, что давало прибавку до 20% отдачи. Затем прежнюю систему сменили замеры нетто, при которых во время стендовых испытаний на агрегате присутствуют все необходимое оснащение вплоть до глушителя.

Вообще способы замера мощности заслуживают отдельного упоминания. Автопроизводители выясняют отдачу своих детищ с помощью моторного измерительного стенда. Процедура определения мощности в данном случае достаточно длительная хотя бы потому, что агрегат нужно разместить на “станке”, подключить специальные адаптеры, задействовать систему охлаждения… Вариант попроще – колесный стенд, при использовании которого мотор снимать не нужно, поскольку он определяет мощность на колесах автомобиля. Здесь следует учитывать потери (обычно 18-28%) от отдачи на маховике, поскольку мощность растрачивается в коробке передач и на вращение элементов трансмиссии.

Часто бывает путаница между метрической лошадиной силой и brake horse power, которая в ходу у американских автопроизводителей. Последняя показывает, какое усилие нужно приложить, чтобы двигатель удерживал фиксированные обороты при полностью открытом дросселе. 1 bhp равна 746 Вт против 735 Вт у метрической л.с.

Почему мощность двигателя измеряется в лошадиных силах?

Подпишитесь пожалуйста на канал и поставьте лайк! Вам не трудно, а мне очень поможет в развитии канала! Всем большое спасибо!

«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

Источники:

http://calcsbox.com/post/cto-takoe-losadinaa-sila.html
http://autorambler.ru/fan/pochemu-moshnost-mashin-izmeryaetsya-v-loshadinykh-silakh.htm
http://zen.yandex.ru/media/id/5abe1a4ad7bf2113e95d9636/5aeeb948d7bf21571528319f