В чем измеряют силу двигателя

Для расчета мощности двигателя применяется параметр, именуемый лошадиной силой. Каждый человек, приближенный к автомобильной тематике, знает, что в документах на транспортное средство обязательно указывается данный параметр. Однако далеко не всегда мощность определяют лошадиными силами. Так, мощность мотора можно измерить в киловаттах в час. Для получения точных расчетов понадобится кое-что знать.

В чем измеряют силу двигателя

Для разных видов измерений нужна своя точность. Размеры деталей обычно измеряют микрометром. Но что делать, если измерить нужно не саму деталь, а отверстие в ней? Сегодня, мы поговорим о малоизвестном инструменте для которого не составит труда дать значение с точностью до сотых миллиметров для блока цилиндров вашего автомобиля.

Инструменты для замера

Для того чтобы измерить компрессию двигателя понадобятся такие инструменты как:

• компрессометр
• ключ для откручивания свечей либо форсунок
• шприц
• машинного масла (30-20 мл)

Перед измерением компрессии двигателя в цилиндрах необходимо правильно выставить зазоры в цилиндрах, от этого зависят результаты измерений.

Как узнать что двигатель декомпрессирован?

Факторы, которые говорят о том, что мотор декомпрессирован:

• серый дым валит из глушителя.
• автомобиль нещадно «жрет» моторное масло ;
• увеличилось потребление топлива;
• не тянет двигатель;

Все вышеперечисленные факторы говорят о том, что сильно износились поршневые кольца . Причиной износа поршневых колец послужило потеря упругости и пригорание в канавках поршня. За обеспечение герметичности между цилиндром и поршнями, недопущения попадания масла — в камеру сгорания, а газов в картер отвечают поршневые кольца.

Методы проверки компрессии двигателя

Существует два метода проверки компрессии двигателя:

• вручную (результат будет приблизительным)
• точное измерение (с помощью компрессометра)

Конечно, для измерения компрессии двигателя с помощью точного метода требуется определенный навык, но по сути ничего трудного в этом процессе нет.

Как замерить компрессию двигателя своими руками?

И так как замерить компрессию двигателя вручную?

1. Для этого первым делом необходимо вывернуть свечи (свечу первого цилиндра не выкручиваем).
2. Далее проворачиваем коленчатый вал двигателя, пока такт сжатия не закончится в первом цилиндре (смотрим на совпадение меток).
3. Теперь ввертываем свечи в другие цилиндры и проворачиваем коленчатый вал.
4. Сравнивая усилия, прилагаемые для прокручивания коленчатого вала, можно понять, в каком цилиндре компрессия понижена.

Как замерить компрессию точным методом?

И так как замерить компрессию двигателя точным методом?

1. Проверка компрессии двигателя точным методом производится на горячем двигателе.
2. Для начала необходимо завести автомобиль и прогреть его до нужной температуры.
3. Далее выворачиваем свечи зажигания.
4. Для следующей стадии вам потребуется помощник, поскольку главное условие измерения это полностью открытая дроссельная заслонка.
5. Затем необходимо в отверстие свечи зажигания плотно вставить наконечник компрессометра (соединение должно быть надежным).
6. Теперь нужно проворачивать коленчатый вал, включив стартер , пока стрелка манометра не остановится (по времени 2-3 секунды).
7. Важное условие: скорость вращения коленчатого вала должна быть 100 оборотов в минуту (этого можно достичь только при исправном аккумуляторе).
8. Далее выключаем стартер и расшифровываем показания компрессометра. Эти процедуры проводятся для каждого цилиндра. Следует помнить, что после каждого замера необходимо удалять воздух из компрессометра или перемещать кассету диаграммы в исходное положение.

Как рассчитывается нормальная компрессия двигателя?

В случае если вы не знаете нормативных данных, нормальная компрессия двигателя рассчитывается по формуле:

Компрессия двигателя (кгс/см2) = коэффициент Х* степень сжатия

Для того чтобы узнать степень сжатия необходимо заглянуть в технические характеристики двигателя. Следующий показатель коэффициент Х зависит от типа двигателя.

Как рассчитать компрессию дизельного двигателя?

Компрессия дизельного двигателя будет рассчитываться с другим коэффициентом (Х = 1,7-2). Для четырехтактного мотора с искровым зажиганием Х = 1,2-1,3.

Компрессия бензинового двигателя между цилиндрами не должна превышать десяти процентов от максимального показателя (1 кгс/см2). Падение компрессии на пятнадцать процентов говорит об износе клапанов, поршневых колец, цилиндра или поршня.

Приблизительно в 1789 году шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт ввел термин «лошадиная сила», чтобы показать, работу скольких лошадей способны заменить его паровые машины [4] . В частности утверждается, что одну из первых машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. [5]

В это время в Англии для поднятия из шахт угля, воды и людей использовались бочки (BARREL) объемом от 140,9 до 190,9 л. типовая barrel с грузом весила 400 фунтов (1 фунт — 0,4095 кг), т.е. 1 баррель = 163,8 кг. Естественно, что вытащить такую бочку могли только две лошади за канат, перекинутый через блок. Усилие средней рабочей лошади в течение 8 часов работы составляет 15% от ее веса или 75 кг при весе лошади в 500 кг. За 8 часов лошадь с таким усилием может пройти 28,8 км со скоростью 3,6 км/час (1 м/с). Наблюдая за традиционным источником энергии — лошадью, Уатт пришел к выводу, что бочку весом 160 кг могут вытягивать из шахты только две лошади со скоростью 2 мили/час (3,6 км/час). В этом случае лошадиная сила в английских мерах принимает вид 1 hp = 1/2 barrel * 2 mill/h = 1 barrel*mill/h. То же самое в более мелких единицах составляет 180 фунтов на 181 фут. Округлив расчеты в фунто-футах за минуту, он решил, что лошадиная сила будет равна 33 000 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). По другим данным — до 15 л.с. в пике.

На Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году была принята новая единица измерения мощности — Ватт (обозначение: Вт, W), названая в честь Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины. До этого при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы.

Почему именно 0,735 кВт

1 л. с. примерно равна значению в 75 кгс/м/с — это показатель усилия, необходимого, чтобы поднять груз массой в 75 кг на высоту 1 м за 1 секунду. В разных странах используются разные виды этой единицы с разным значением:

• метрическая = 0,735 кВт (применяется в Европе, используется при стандартном переводе из кВт в лс);
• механическая = 0,7457 кВт (раньше применялась в Англии и англоязычных странах, почти вышла из употребления);
• электрическая = 0,746 кВт (служит для маркировки электродвигателей);
• котловая = 9,8 кВт (используется в США в энергетике и промышленности);
• гидравлическая = 0,7457.

В России используется европейская, называемая метрической лошадиная сила, равная 0,735 кВт. Она формально выведена из употребления, но продолжает применяться при расчете налогов.

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.

Особенности определения брутто и нетто мощности двигателя

Благодаря своеобразной системе замера мощности двигателя, использовавшейся на заводах, производящих транспортные средства в Японии и некоторых, принадлежавших США, количество лошадиных силы в авто, изготовленных ими, отличалось от фактического при функционировании.

Дело в так называемой нетто-мощности и брутто-мощности. При измерении первого показателя учитывается расход энергии на работу сопутствующих агрегатов — системы охлаждения, генератора, ремней привода. В расчетах брутто-мощности их влияние не учитывается. Поэтому реальные показатели при разных способах замера могут существенно отличаться — на 10-25 процентов.

Машины, в документах которых мощность двигателя прописана исходя из брутто-показателя, будут слабее автомобилей с идентичными цифровыми значениями замеров нетто.

Так как в России от количества лошадиных сил в транспортном средстве зависит величина уплачиваемого за него налога, лучше выяснить реальные показатели двигателя, чтобы избежать переплаты, которая в определенных случаях может оказаться очень значимой. Особенно, если придется не просто приплюсовать несуществующие лошадиные силы для оплаты по идентичному тарифу, но и умножать их общее количество на повышенную ставку (такое может произойти в том случае, если теоретические и фактические показатели окажутся в разных ценовых группах расчета транспортной выплаты, например, по документам 155 л. с., а по факту менее 150 и т. п.).

В чем измеряется мощность электрического двигателя. Как определить мощность и обороты электродвигателя без его разборки

Мощность двигателя определяет его скоростные качества — чем более мощный мотор, тем большую скорость может развить автомобиль. Способы вычисления мощностей двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя разнятся. Рассмотрим их.

Обычно показатели мощности двигателя внутреннего сгорания указываются в технических характеристиках. Однако со временем ресурс вырабатывается и мощность ослабевает. Для этого можно ее проверить с помощью специалистов и определенного оборудования. Если же хотите поэкспериментировать и вычислить мощность мотора самостоятельно, для этого нужно узнать массу машины (из техпаспорта), определить массу топлива в баке и водителя. После этого стремительно разгоните авто до скорости 100 километров в час. Зафиксируйте время, которое вам понадобилось для разгона в секундах.

Чтобы определить мощность, нужно применить следующую формулу: P=27,78²*m/(2*t), то есть массу машины, топлива и водителя умножаем на 27,78 в квадрате, где последняя цифра — скорость 100 километров в час, переведенная в метры в секунду. Результат делим на время разгона в секундах, умноженное на 2. В итоге получаем мощность в ваттах. Если хотите перевести в киловатты, то по старой-доброй формуле умножьте полученное число на 1000. Чтобы получить значение в лошадиных силах, мощность в киловаттах нужно разделить на 0,735.

Если есть необходимость измерить мощность электродвигателя, нужно подключить мотор к источнику тока, напряжение которого вам достоверно известно. Силу тока в амперах каждой из обмоток следует измерить специальным тестером. Суммируйте полученные данные. Результат умножьте на напряжение источника тока. Полученное число и является мощностью электродвигателя.

Мощность мотора можно также вычислять по габаритам. Для этого определите в сантиметрах диаметр и длину сердечника статора. Измерьте синхронную частоту вращения вала и сети, в которую подключен мотор.

Далее вычислите постоянную полюсного деления. Диаметр умножаем на синхронную частоту и постоянное число 3,14. Результат делим на сумму частоты сети и 120. Используя полюсное деление и их количество, определите постоянную С для мотора. Для этого используйте таблицу. Мощность же рассчитываем по формуле P = C*D²*l*n*10^-6. Полученное число будет определять мощность в киловаттах.

Стоит заметить, что в реальной жизни мощность двигателя по большому счету зависит от оборотов. Поэтому для получения максимальной скорости имеет значение мощность мотора, а для ускорения — крутящий момент.

Электрические двигатели уже давно стали включаться в состав различных мотор-редукторов. Они находят свое применение как в трёхступенчатых типа МЦ3У , так и в двухступенчатых типа МЦ2У . Электромоторы имеют практически 90%-ный коэффициент полезного действия, не требуют постоянного обслуживания. Немаловажным параметром является и исключительная экологичность электрического мотора, вредные выхлопы отсутствуют вовсе, что делает его незаменимым при установке внутри помещения. Словом, в настоящее время электромоторы признаны в 3, а то и в 4 раза эффективнее традиционных двигателей внутреннего сгорания.

Но иногда, в случае выхода из строя электродвигателя, покупатель узнает, что абсолютно никакой сопроводительной документации к нему не прилагается. Маркировочные шильды, если и сохранились, могут находиться в изношенном потертом состоянии, так, что ничего на них рассмотреть попросту бывает невозможно. Как же в таком случае можно определить мощность двигателя и число его оборотов? Здесь поэтапно будут приведены советы, которые помогут это сделать.

Следует иметь в виду, что под числом оборотов подразумевается так называемая асинхронная скорость. Синхронная скорость это скорость вращения магнитного поля. Асинхронная скорость несколько ниже синхронной из-за наличия массы у вращательного элемента, а также воздействия сил трения, которые могут значительно понизить КПД мотора. Впрочем, на практике эти различия практически никогда не имеет решающего значения.

Сейчас на рынке представлено 3 основные категории асинхронных электродвигателей. Первая категория каталога — моторы, работающие при 1000 оборотах. На практике это число составляет порядка 950-970 оборотов, но для наглядности все-таки округляют до тысячи. Вторая категория моторы, выдающие 1500 об/мин. Это также округлено, так как в действительности диапазон лежит в пределах 1430-1470. Третья 3000 оборотов в минуту. Хотя реально такой мотор выдает 2900-2970 вращений.

Способы определения характеристик электромотора.

Чтобы определить, к какой из этих групп относится двигатель, не нужно разбирать его, как это советуют некоторые

Настоящая мощность Лады Весты: результаты замеров на стенде

Чуть-чуть теории и истории

Давайте для начала вспомним, что такое «лошадиная сила» и ньютон, умноженный на метр. И начнём мы со второго вопроса.

Ньютон – это единица измерения силы. И представить её достаточно легко: возьмите килограммовую гирьку и сдвиньте её за одну секунду из состояния покоя на метр в сторону. Для придания ускорения один метр в секунду потребуется как раз один ньютон, правда, в нашем эксперименте мы не учитываем силу трения и другие силы, которыми можно пренебречь. Но приблизительно представить такую силу можно. Теперь чуть усложним. Представьте обычную ручную мясорубку, но с метровой рукояткой. Если к крайней точке такого рычага приложить силу, равную одному ньютону, то на шнеке мясорубки возникнет момент, равный 1 Нм (ньютон, умноженный на метр). Думаю, теперь понятие «крутящий момент» стало более понятным, причём без всяких формул, которые всё равно никто читать бы не стал. Теперь вернёмся к нашим « лошадям».

В лошадиных силах измеряют мощность, то есть работу, совершённую за единицу времени. В Международной системе единиц СИ лошадиных сил нет, для обозначения мощности используется ватт. Один ватт – это та мощность, которая необходима для того, чтобы за одну секунду совершить работу в один джоуль, то есть сдвинуть точку приложения силы в один ньютон на расстояние одного метра. Представить это чуть сложнее, чем крутящий момент, но это и понятно: вещь довольно условная. Собственно, сам Джеймс Уатт, в честь которого позже назвали единицу мощности ваттом, тоже так и не мог себе представить мощность в таком виде, поэтому обратился к лошадям. История вопроса заслуживает более подробного упоминания.

Шотландский изобретатель прославился своими паровыми машинами. Естественно, он имел желание их продавать, но для этого надо было наглядно объяснить людям преимущества своей техники, а именно – дать им возможность «пощупать» ту самую пресловутую мощность. Один из покупателей машины Уатта приобрёл её для того, чтобы вытаскивать из шахты гружёные бочки, для чего раньше пользовался парой лошадок.

И тут Уатта осенило: если всю работу делают лошади, то почему бы не измерять мощность своих машин в этих животных? И он принялся за ними наблюдать. Сейчас уже никто не скажет, сколько он смотрел на бедных лошадей, но в итоге пришёл к выводу, что бочку массой 180 килограммов (бочка по-английски «barrel», печально известный за последнее время баррель) две лошади тянут со средней скоростью две мили в час. Изобретатель перевёл баррели и мили в более мелкие величины и решил, что лошадиной силой отныне будут 380 фунтов, перемещённых на 88 футов за одну минуту.

Теперь посмотрим вот на что. Дюймовые величины неоднократно округляли, потом переводили в метрические значения и снова округляли. Работа получалась мучительная, поэтому в «метрических» странах решили, что одна лошадиная сила – это приблизительно 75 килограммов, поднятых за одну секунду на один метр вверх, причём ускорение свободного падения равно 9,80665 м/с². Последнюю величину тоже округляли все по-разному (хотя большинство из курса физики помнит число 9,8 м/с²), отчего в итоге лошадиные силы стали разниться. Сейчас они используются в России только для расчета налогов, ОСАГО и для впаривания покупателям машин с мощными (вроде бы) моторами. Собственно, последнее – это то, чего и добивался Джеймс Уатт.

Наша российская лошадиная сила – это 735,499 Вт. А вот в США и Великобритании лошади, скорее всего, были круче наших, поэтому их лошадиная сила чуть больше – 745,69988145 Вт, то есть одна наша лошадиная сила – это 1,014 их «лошадки».

Поэтому тут тяжело не вспомнить слова великого Энцо Феррари: «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки». Лошадиная сила – это условность, а вот момент – это дело другое, то, что действительно можно замерить. Впрочем, холивары на тему «момент или мощность» можно устраивать бесконечно, а может, даже и нужно. Пока перейдём ко второй части Марлезонского балета с измерением мощности.

Стенды, брутто и нетто

Наверное, многие уже поняли, что замерить непосредственно можно лишь момент, реально существующую величину, и уж только потом рассчитать мощность. Но и это далеко не всё.

В мире есть только один признанный метод определения параметров мотора: установка его на стенде отдельно от автомобиля. Только так можно снять показания с маховика, во всех остальных случаях момент считывается по результатам замеров ускорения и торможения роликов динамометрического стенда. Конечно, снимать двигатель, подключать его к стенду, затем возвращать обратно – дорого и долго, поэтому такими вещами занимаются очень редко. Да и в этом случае иногда возникают разночтения: кто-то проводит измерения со снятым навесным оборудованием (генератором, помпой и пр.), получая завышенные показания. Другой случай – это замер двигателя со всем установленным оборудованием, что даёт, конечно, несколько иные значения. В этом заключаются различия в измерении мощности нетто и брутто.

Общепринятой практикой остаётся замер на колёсном стенде. В этом случае полученная характеристика – это момент, а мощность, как мы уже поняли, можно рассчитать, зная момент и скорость. При этом таким способом можно узнать момент только на колёсах, а не на маховике двигателя. Исходя из ускорения замедлений и разгонов, высчитываются потери в трансмиссии и тот самый нужный момент на маховике.

Стенды тоже работают по разным принципам, но в тонкости их различий мы углубляться не будем, потому что у меня опасения, что и до этого абзаца добрались далеко не все. Лучше перейдём к Весте.

Долой «шиповку»

Хотя декабрь в этом году в Петербурге и похож на апрель, машина у нас «обута» в зимнюю резину. Стуча шипами по мокрому асфальту, я подъехал к боксу станции. И сразу попал в шиномонтажку: проводить замеры на установленной «шиповке» нельзя. На барабанах стенда Весту будут «разгонять» до максимальной скорости, которая по паспорту составляет 178 километров в час.

При такой частоте вращения колёс есть вероятность того, что не все шипы захотят оставаться на месте, а это чревато последствиями. Приходится «переобувать» автомобиль в летнюю резину, за что и принимаются мастера. Я в это время пользуюсь отсутствием передних колёс и разглядываю то, что ими обычно скрыто, в первую очередь – тормозные механизмы.

Ничего инопланетного я там не нахожу (кроме колодок TRW), поэтому перехожу к следующему эксперименту: хлопаю дверьми, пока машина стоит на обычных подкатных домкратах. Двери закрываются с благородными «чпоками», что радует: помнится, были в истории АВТОВАЗа (да и не только в его) машинки, которые перекашивались так, что дверь даже открывалась с трудом. Кстати, подробно о тонкостях обслуживания и ремонта Весты вы можете прочитать в соответствующей статье – это интересно.

Тем временем мастера вкручивают буксировочный крюк. Работа несложная, но вот открыть заглушку в бампере сложнее, чем бозон Хиггса. Однако через несколько минут с этим делом справились, машину загоняют на стенд. Теперь остаётся её закрепить ремнями, что и делает мастер. Последнее приготовление – подсоединение через разъем OBD. Разъём, кстати, находится в традиционном месте – под панелью со стороны водителя. Итак, устанавливаем соединение и «едем».

Крутим, вертим

Ещё до начала замера возникло опасение, связанное с роботизированной коробкой передач. Дело в том, что у некоторых автомобилей после срабатывания отсечки обороты сразу падают, и в этом случае замер не отражает действительную картину. При этом он производится, естественно, в ручном режиме «робота». Веста такой глупости не сделала и показала всё, что могла.

Итак, первый замер. Двигатель прогрет, но не слишком горячий. Специалист «разгоняет» машину на стенде и давит на педаль газа. После нескольких минут визга мотора на предельных оборотах первое испытание закончено, и мы бежим к монитору.