Що таке крутний момент? Що таке кінська сила?

Кожен автовиробник завжди шукає перевагу над своїми конкурентами. Найчастіше автомобільні компанії звертають увагу саме на потужність автомобіля, намагаючись тим самим привернути до себе потенційного покупця. Але потужність автомашини не говорить ще про те, що автомобіль насправді таким є. Наприклад, автомобіль, який має велику потужність в кінських силах цілком може бути слабкіше іншого автомобіля, у якого менша кількість цих кінських сил, але більший крутний момент. У чому ж різниця між цими двома вимірами? Що вони означають? На Ваше здивування, ці, зовсім різні за своїм змістом вимірювання дуже між собою взаємопов'язані.

Деякі транспортні засоби при невеликому обсязі двигуна мають досить велику потужність. Так, рекордсменом серед традиційних атмосферних двигунів є спортивний автомобіль Honda S2000, виробництво якого було припинено кілька років тому. Цей спортивний автомобіль як лезо самурайського меча, був дуже різким і досить швидким.

Перші моделі цієї марки машини оснащувалися 2,0-х літровим бензиновим двигуном потужністю в 240 к.с. !!! Вражає тут тільки одне, що досягти такої потужності японської автокомпанії вдалося без використання в двигуні турбонаддува (турбін). Вся потужність, яку видавав двигун автомобіля Honda S2000, була природною, і все це завдяки можливості роботи двигуна майже на 9000 оборотах! Ви можете тепер уявити який шум мотора був при максимальному прискоренні автомашини?

Але якщо детальніше ознайомитися з технічними характеристиками цього автомобіля, то можна побачити, що сам крутний момент у двигуна складає всього 208Нм (Ньютон-метр), що можна порівняти з простими малопотужними автомобілями.

Але незважаючи на такі скромні дані Honda S2000 була потужним автомобілем, і це досягалося завдяки лише шаленим оборотами її двигуна, який ревів як звук сирени або повітряної тривоги, де ці обороти постійно перебували в небезпечній зоні червоної лінії тахометра.

Візьмемо для розгляду, наприклад, інший, абсолютно протилежний автомобіль, такий, як Dodge Ram 3500 пікап. Покупці можуть вибрати для себе суперпотужну комплектацію цієї машини з дизельним двигуном від компанії Cummins, обсяг якого складе 6,7 літра, який буде видавати потужність в 330 к.с. з обертовим моментом 895Нм. Це дуже потужний і сильний автомобіль, який здатний зрушити з місця все що завгодно (прим. авт. «або майже все»).

Походження кінських сил

Є один поворотний момент в історії, коли всього одна людина зіграла величезну і важливу роль в наданні сприяння у розвитку всього світу, в якому ми і продовжуємо жити по теперішній час. Цією людиною став інженер-винахідник - Джеймс Уатт, який поклав початок промислової революції в Англії, а потім, починаючи з 1700-их років і у всьому світі. Найзнаменитішими винаходами Джеймса стали, так званий ножний стартер і покращений паровий двигун, який інженер зробив більш ефективним, більш потужним і більш продуктивним. Але це ще не все. Даний винахідник вперше в світі, розробив і створив паровий котел (паровий двигун), а також, придумав поняття для потужності, яка виражається, в "Ватах" (Ватт), в кінських силах і в моменті, що крутить.

За своєю суттю, поняття і систему вимірювання потужності Джеймс Уайт придумав для того, щоб при продажі своїх парових котлів (двигунів) йому було б простіше пояснити потенційному клієнту, яку потужність може видавати його котел. Адже погодьтеся, набагато простіше сказати покупцеві котла наступне: - "паровий двигун буде виконувати роботу двох коней", ніж сказати, та ще й в 18-столітті, - потужність парового двигуна становить N-ну кількість «Нм» або «Фунт-футів» сили. Ніхто б його не зрозумів.

Використовуйте силу

Сила - це найголовніше, для того, щоб досягти якоїсь швидкості. Адже без витрати певних сил не буде і необхідної швидкості. Відповідно звідси випливає наступне, швидкість буде залежати від того, який обсяг сили ми витратили для досягнення швидкості. Для прикладу, якщо відстань в кілька метрів пробігти за 5 секунд або за 10 секунд, то відповідно і сила, яку ми витратимо для цієї короткої пробіжки буде різна одна від одної. Адже для більш швидкої пробіжки необхідна і велика сила.

Інший приклад: якщо Ви пересуваєте в будинку меблі, а Ви хочете її пересунути якомога швидше, то Вам необхідна куди більша сила, якщо ці ж меблі пересувати повільніше і не поспішаючи. Виходить, що сила при такій роботі куди важливіша, ніж та ж швидкість.

К.с. і Н. м

Потужність і крутний момент в моторі нерозривно між собою пов'язані, так як ця кінська сила відбувається з крутного моменту. Формула для розрахунку потужності двигуна дуже проста.

Спочатку необхідно силу, яка виражається в Ньютон-метрах (Н. м) треба помножити на 0,7376, все це для того, щоб перевести значення в Британську і Американську одиницю виміру сили (Фунт-Фут), далі, скориставшись вищевказаною формулою помножити такі дані на кількість обертів двигуна (RPM), і, отримане після множення значення необхідно розділити на число 5252. В результаті ми отримаємо приблизне до точності значення потужності самого двигуна, яке і буде виражатися в кінських силах. На прикладі нижче приведеної формули нами був зроблений розрахунок потужності двигуна при силі 100 фунт-фут (1000 оборотів в хвилину двигуна). З цього прикладу видно, що при силі в 100 фунт-футів і 1000 оборотів в хвилину потужність двигуна склала приблизно близько 19 к.с.

Різницю між потужністю і силою легко зрозуміти ще на одному прикладі. Припустимо, що Ви на автомобілі буксируєте якийсь вантаж в гору, значить Вам буде необхідний низький крутний момент, але звісно потрібно і більше сили для більш легкого буксирування. А якщо ж Ви хочете максимально швидко розігнати свій автомобіль з 0 до 100 км / год, то йому буде потрібно вже максимальна кількість обертів двигуна, а сили для такого розгону за короткий проміжок часу вже буде потрібно не так багато. Але чим більше буде потужність двигуна, тим швидше Ви розженете свою автомашину до 100 кілометрів.

Тому різна вантажна і підйомна техніка завжди, як правило оснащується дизельними двигунами, які мають велику тягу і невисоку максимальну кількість обертів двигуна, якщо їх порівнювати з бензиновими силовими агрегатами. Дизельні двигуни здатні пересувати транспортні засоби, які мають величезну вагову масу. Але такий автотранспорт через невелику кількість к.с. дуже повільно рушає і розганяється.

Ось чому, такий автомобіль як Honda S2000 може зірватися з місця і розігнатися до 100 кілометрів на годину приблизно за 6 секунд, Dodge RAM 3500 може буксирувати вантаж вагою понад 8000 тис. кілограм (на причепі). Це і є абсолютна відмінність між крутним моментом і кінської силою.

У транспортних засобах є ще один елемент, який допомагає автомобілю передавати крутний момент на колеса - це коробка перемикання швидкостей передач, яка призначена для передачі максимального крутного моменту при певній швидкості. Наприклад, тракторні тягачі і трактори для перевезення важких вантажів в причепах оснащуються великими дизельними двигунами, у яких великий крутний момент і велика сила, яка виражається в Ньютон-метрах (Н. м). Але такі двигуни не мають великої кількості кінських сил. Такі двигуни створені не для розгону транспортного засобу до високої швидкості, як правило, вони потрібні в основному для перевезення важких вантажів. Деякі такі трактори оснащені 10 ступінчастими коробками передач.

Так потужність і крутний момент безпосередньо близько пов'язані один з одним. Кінська сила залежить від крутного моменту (сили Н. м) і від кількості оборотів в хвилину двигуна.

Крутний момент по своїй суті, - це сила і потужність, з якою можна зробити певну роботу. І чим менше витрачається часу для виконання (або набору певної швидкості) такої роботи, тим більше потужність самого автомобіля, яка виражається в кінських силах.

Автомобіль, який з місця може подолати 1,5 кілометра всього за 4 секунди, потребує більшої потужності, ніж та автомашина, яка проїжджає цю ж відстань за 12 секунд.

Джерело: 1gai.ru