Чому дорівнює одна кінська сила? Особливості визначення потужності двигуна у різних автомобілів. Що таке кінська сила

Поняття "кінська сила автомобіля" було введено ще в 18 столітті Джеймсом Уаттом. Це параметр, що показує потужність автомобіля, що порівнюється із силою коня.

1 кінська сила або к.с. дорівнює потужності, яка потрібна для підйому 75-кілограмового вантажу на висоту один метр за 1 секунду. У деяких випадках прийнято перекладати к.с. в кіловати - тоді 1 кінська сила дорівнюватиме 735,5 Вт або 0,735 кВт.

Для визначення потужності у к.с. конкретного автомобіля, треба перевести кВт, зазначені у паспортних даних, до кінських сил. Робиться це так: наведені значення в кіловат просто діляться на 0,735. Підсумкове значення означатиме кінські сили певного автомобіля.

Декілька прикладів для порівняння.

1. Ніссан Мікра з двигуном об'ємом 1 л має показник потужності 48 кВт. Щоб визначити параметр у кінських силах, треба поділити 48/0,735. Виходить 65,3 або заокруглено - 65 коней.
2. Спортивна версія відомого Volkswagen Гольф з мотором TSI на 2.0 л має потужність 155 кВт. Розділивши число на 0,735, отримуємо значення к.с. - 210.
3. У паспортних даних вітчизняної «Ниви» зазначено 58 кВт, що дорівнює 79 л. Часто це значення округляють, і вказується значення 80 к.с.

Існує й інший спосіб обчислення коней. Практично на будь-якому великому СТО є спеціальна установка, що легко визначає, скільки кінських сил в автомобілі. Машину піднімають на платформу, фіксують, педаль акселератора вичавлюють до упору. За кілька хвилин комп'ютер розрахує значення.

Прийнято розрізняти дві системи виміру: вітчизняну та європейську. Обидві прирівнюють к.с. до 75 кг х м/с.

Таким чином, кінська сила в автомобілі дорівнює розділеному значенню кВт на 0,735. Кіловатт – це метрична одиниця виміру кінської сили. По-науковому вона можна порівняти з роботою, що проводиться за 1 секунду при піднятті вантажу масою 75 кг на висоту один метр. Все це з урахуванням земного тяжіння.

Сучасний автомобіль вважається високоефективним, якщо двигун має велику потужність по відношенню до маси транспортного засобу. Або так: що легше кузов, то більший параметр потужності дозволить прискорити автомобіль.

Це добре видно на прикладі високопродуктивних авто.

• Додж Віпер потужністю 450 к.с. має повну масу 3,3 т. Співвідношення потужність/вага становить 0,316, розгін до сотні - 4.1 с.
• Феррарі 355 Ф1 потужністю 375 л. - Повна маса 2,9 т, співвідношення - 0,126, розгін до сотні - 4,6 с.
• Шелбі Серіес 1 потужністю 320 к.с. - Повна маса 2,6 т, співвідношення - 0,121, розгін до сотні - 4,4 с.

Деякі автомобільні видання пишуть, що ціна автомобіля визначається лише "конячками" під капотом. Чи так це? І чому в техданих автомобіля прописують крутний момент чи КМ?

КМ - це наслідок впливу на важіль, знайомий усім з уроків фізики. Відповідно, виводиться термін виміру в Нм. У ДВС роль важеля виконує коленвал, а сила чи енергія народжується при згорянні пального. Вона діє поршень, що створює КМ.

Виходить, що величина КМ також має важливе значення, як і потужність. Тільки останній параметр має на увазі вже іншу роботу, виконану за одиницю часу. Вона показує, скільки разів за одиницю часу ДВС створює КМ. Потужність обумовлюється амплітудою обертання силової установки чи оборотами, отже, залежить від КМ. Саме тому вона і розраховується в кіловатах.

Тепер безпосередньо про вплив.

1. Потужність автомобіля потрібна для форсування певних опорів. Чим вона вища, тим більше машина здатна передюжити. У цьому випадку протидіючими силами виступають сили тертя та кочення коліс, опір зустрічного повітря тощо.
2. КМ впливає на можливості автомобіля безпосередньо, адже поруч із параметром «коней» завжди пишуться обороти, від яких залежить оптимальна потужність.

Таким чином, хвалені кінські сили автомобіля ніщо без моменту, що крутить, адже саме останній показник визначає динаміку розгону, впливає на досягнення двигуном апогею потужності.

Кінська сила безпосередньо впливає і транспортний податок, який визначається законом країни. Чим вона вища, тим більше треба буде платити за машину.

Обчислити податок на автомобіль або ТН можна і самотужки, користуючись наступною формулою: л.с. автомобіля х актуальну ставку та компоненту, що виводиться відношенням терміну володіння транспортним засобом до загальної кількості місяців на рік.

приклад 1.

Лада Веста оснащена двигуном, що розвиває 105 к.с. Якщо власник проживає у Москві, то ставка податку на сьогодні становить 12 рублів. З цього виходить, що вартість ТН за 1 рік дорівнюватиме:

• 12х105 = 1260 рублів.

приклад 2.

Фольксваген Гольф, оснащений двигуном на 2.0 TSI GTI з КМ 152 кВт, має потужність 207 к.с. Розраховуємо податок:

• 12х207 = 2484 рубля.

приклад 3.

Топовий автомобіль Ferrari GTB купе має під капотом 270 коней. Відповідно, податок становитиме:

• 12х270 = 3240 рублів.

Короткочасно кінь може розвинути потужність 10 - 13 кінських сил, але за нормальної ритмічної роботи якраз близько однієї. Чому саме «кінську силу» стали використовувати як одиниця виміру потужності? І скільки це – одна кінська сила?

У цьому винен винахідник парової машини англієць Джеймс Уатт (1736-1819). Йому потрібно було наочно продемонструвати громадськості, що його машина може замінити багато коней, а для цього слід якось виміряти роботу, яку сам кінь може зробити в одиницю часу.

Описують таку історію. Джеймс Уатт запропонував на пивоварних виробництвах замість коней використати силу пари. Спостерігаючи за кіньми, Уатт зауважив, що кінь міг перетягнути вантаж вагою 14,774 кг на відстань 0.3 м за 1 хвилину. Округливши 14,774 кг до 15 кг, він запровадив одиницю виміру потужності “кінська сила”. Порівнявши продуктивність коня та парового двигуна за допомогою цієї одиниці, Уатт переконав пивоварів замінити коней на пару, і в результаті ефективність пивоварного процесу значно зросла.

Покінчено з цим «табуном» було у 1960 році – XI Генеральна конференція з мір і ваг прийняла єдину Міжнародну систему одиниць СІ (SI). У ній потужність виявляється у Ват на честь все того ж Джеймса Уатта.

Однак і зараз є поняття кінської сили. У свій час Уатт спостерігаючи за традиційним джерелом енергії - конем, дійшов висновку, що бочку масою 180 кг можуть витягувати з шахти двох коней зі швидкістю 2 милі/год (3,6 км/год). У цьому випадку кінська сила в англійських заходах набуває вигляду 1 л. с. = 1/2 бареля · 2 милі/год = 1 барель·миля/год (тут барель прийнято за одиницю сили, а чи не маси). Те саме в дрібніших одиницях становить 380 фунтів на 88 футів/хв. Округливши розрахунки в фунто-футах за хвилину, він вирішив, що кінська сила дорівнюватиме 33 000 фунто-футів за хвилину. Розрахунки Уатта належали до потужності коня, усередненого за велику годину. Короткочасно кінь може розвивати потужність близько 1000 кгс · м / с, що відповідає 9,8 кВт або 33475 BTU / год (котлова кінська сила)

Одиниці виміру у різних країнах різняться, і кінська сила у Швеції не зовсім те саме, що в Америці, наприклад. У Європі під однією кінською силою розуміється потужність, необхідна для підняття 75 кілограмів на один метр за секунду або 75 кілограм-сил-метрів за секунду (кгсм/с). У той же час у США одна кінська сила означає потужність, необхідну для підняття 550 фунтів на один фут за секунду, що відповідає 33 тисяч фунт-сил-футів за хвилину. У Росії її, як правило, під кінською силою мають на увазі так звана «метрична кінська сила», що дорівнює точно 735,49875 ватам.

До речі, фото на початку посту із бібліотеки Конгресу США, зроблене приблизно у 1890-х роках на лісоповалі у Мічигані.

У такий спосіб зазвичай перевозили ліс навесні та взимку замерзлим шляхом до найближчої залізниці або річки. Щоб рух саней з вантажем був гладкішим, дорогу поливали водою, а коням, як правило, одягали на копита спеціальне шиповане оснащення для кращого зчеплення з льодовим покриттям.

Автомобілі давно замінили дерев'яні карети, але ми продовжуємо вимірювати потужність двигуна в кінських силах. Звідки пішла ця дивна одиниця виміру і чому б нам не позбутися її?

Трішки історії

Історія створення поняття "кінської сили" бере свій початок наприкінці 18 століття. У 1760-х р. відомий шотландський фізик і винахідник Джеймс Ватт вирішив модифікувати парову машину Ньюкомена, що діє. Парова установка, створена кількома десятиліттями раніше, використовувалася для відкачування води із шахт. Ватт зрозумів, що машину можна суттєво покращити та зробити більш продуктивною. У ході численних експериментів Ватт замінив металевий поршневий циліндр на дерев'яний, змащеним лляльним маслом. Також вчений зменшив цикл ходу води та вніс значні зміни до конструкції парової машини. В результаті покращений двигун Ватта виявився вчетверо ефективнішим за парову установку Ньюкомена. Винахід вченого започаткував промислову революцію спочатку в Англії, а потім і в усьому світі.

Маркетинговий хід

У той час в Англії для підняття води із шахти використовувалися бочки об'ємом 1 барель (приблизно 159 л.). Таку вагу могли витягнути лише два середні тягові коні із середньою швидкістю 2 милі/годину. Таким чином, один кінь дорівнював одному барелю, помноженому на одну милю/годину. Якщо це значення перевести в енергію, ми отримаємо приблизно 45 тисяч джоулів або 746 ватів. Так і пішло, що 1 л. почала дорівнювати приблизно 746 ватам. Звичайно, ця величина дуже умовна, адже всі коні різні, та й кут підйому та сила тертя в дослідах не враховувалася. Дивно, але після придуманої Ваттом величини його парові двигуни справді стали продаватися набагато ефективніше. У 1882 р. було прийнято світова одиниця виміру потужності - «Вт», але досі, за звичкою, люди продовжують вимірювати потужність двигуна у кінських силах. Погодьтеся, так набагато зручніше?

Кінська сила

Кінська сила(К. с.) - позасистемна одиниця потужності.

У світі є кілька одиниць виміру під назвою «кінська сила». У Росії її, як правило, під кінською силою мається на увазі так звана « метрична кінська сила», рівна приблизно 735 ватів.

Нині у Росії формально кінська сила виведено з вживання, проте досі застосовується до розрахунку транспортного податку. У Росії її і багатьох інших країнах вона ще дуже поширена серед, де використовуються двигуни внутрішнього згоряння (автомобілі, мотоцикли, тракторна техніка, мотокоси, тримери).

У Міжнародній системі одиниць (СІ) офіційно встановленою одиницею вимірювання потужності є ват.

В англійській («Імперській») системі заходів одиницею вимірювання потужності вважається фунто-фут на секунду, але в реальності в Англії він уже не використовується, а в США - використовується виключно рідко.

Варіанти кінської сили

У більшості європейських країн, у тому числі в Росії, кінська сила визначається як 75 кгс · /, тобто, як потужність, що витрачається для підняття вантажу масою 75 кг на висоту 1 метр за 1 секунду при стандартному прискоренні вільного падіння (9,80665) м/с²). У такому разі 1 л. с. складає рівно 735,49875 Вт, що іноді називають метричною кінською силою (позначення ньому). PS, фр. chнідерл. pk), хоча вона не входить до метричної системи одиниць.

У США та Великобританії в автомобільній галузі найчастіше досі прирівнюють кінські сили до 745,69987158227022 Вт (позначення англ. hp), що дорівнює 1,013869665424 метричної кінської сили.

У США також використовуються електрична кінська сила та котлова кінська сила (використовуються в промисловості та енергетиці).

Співвідношення

Для обчислення потужності двигуна в кіловатах слід використовувати співвідношення 1 кВт = 1,3596 л. (1 л.с. = 0,73549875 кВт)

Історія

Приблизно в 1789 році шотландський інженер і винахідник Джеймс Уатт ввів термін «кінська сила», щоб показати роботу кількох коней здатні замінити його парові машини. Зокрема стверджується, що одну з перших машин Уатта купив пивовар, щоб замінити нею кінь, який приводив у дію водяний насос.

У цей час в Англії для підняття з шахт вугілля, води та людей використовувалися бочки (BARREL) об'ємом від 140,9 до 190,9 л. типова barrel з вантажем важила 400 фунтів (1 фунт - 0,4095 кг), тобто. 1 барель = 163,8 кг. Природно, що витягти таку діжку могли лише два коні за канат, перекинутий через блок. Зусилля середнього робочого коня протягом 8 годин роботи становить 15% від його ваги або 75 кг при вазі коня 500 кг. За 8 години кінь з таким зусиллям може пройти 28,8 км зі швидкістю 3,6 км/год (1 м/с). Спостерігаючи за традиційним джерелом енергії - конем, Уатт дійшов висновку, що бочку вагою 160 кг можуть витягувати з шахти лише два коні зі швидкістю 2 милі/годину (3,6 км/година). У цьому випадку кінська сила в англійських заходах набуває вигляду 1 hp = 1/2 barrel * 2 mill/h = 1 barrel*mill/h. Те саме в дрібніших одиницях становить 180 фунтів на 181 фут. Округливши розрахунки в фунто-футах за хвилину, він вирішив, що кінська сила дорівнюватиме 33 000 фунто-футів за хвилину.

Розрахунки Уатта належали до потужності коня, усередненого за велику годину. Короткочасно кінь може розвивати потужність близько 1000 кгс · м / с, що відповідає 9,8 кВт або 33475 BTU / год (котлова кінська сила). За іншими даними – до 15 л.с. у піку.

На Другому Конгресі Британської Наукової асоціації у 1882 році була прийнята нова одиниця виміру потужності - Ватт (позначення: Вт, W), названа на честь Джеймса Уатта (Ватта), творця універсальної парової машини. До цього за більшості розрахунків використовувалися введені Джеймсом Уаттом кінські сили.

Потужність двигуна

Для потужностей автомобільних двигунів є не лише різні одиниці виміру, а й різні способи виміру, що дають різні результати. Стандартний спосіб вимірювання потужності, прийнятий у Європі, використовує кіловати. Якщо ж потужність дана в кінських силах, то способи вимірювання в різних країнах можуть відрізнятися (навіть якщо використовуються ті самі кінські сили).

У США та Японії використовують свої стандарти визначення кінських сил двигуна, але вони вже давно практично повністю уніфіковані з іншими. І в Америці, і в Японії існують два види показників:

Вимірювання нетто

Вимірювання потужності двигуна нетто (англ. netto, net) передбачає стендове випробування двигуна, обладнаного всіма допоміжними, необхідними для експлуатації транспортного засобу агрегатами: генератором, глушником, вентилятором та ін.

Вимірювання брутто

Якщо потужність менша за 100 л. с., то, наприклад, у Московській області платиться 7 рублів/л. с. на рік, а якщо трохи більше – вже 29 рублів/л. с. на рік. Причому, від 101 л. до 150 л.с. ставка податку однакова. Таким чином, через різні значення потужності ціна змінюється з менш ніж 700 до декількох тисяч рублів на рік. Цей факт призводить до прикрих курйозів. Так, потужність південнокорейського автомобіля Hyundai Accent дорівнює 75 кВт, тобто 102 л. с. Для американського автовласника вийшла б ще образливіша цифра 100,7 hp, але в США податок не залежить від кінських сил. У США деякі податки (дорожній, екологічний) включені у ціну бензину, крім того, щорічно треба платити personal property tax, прямо пропорційний ціні автомобіля.

У минулому в деяких країнах (наприклад, у Великій Британії, Німеччині, Бельгії, Франції, Іспанії) транспортний податок залежав від потужності в кінських силах. В одних країнах відмовилися від використання потужності при оподаткуванні (наприклад, у Великій Британії в сорокових роках замість потужності стали використовувати розміри автомобіля), в інших (наприклад, у Франції), замість кінських сил почали використовувати кіловати. Від того часу залишилися вирази «Caballo fiscal» і «Cheval fiscal».

У Росії багато автовласників, в основному далекобійники, у своїх техпаспортах занижували реальну потужність двигуна, щоб знизити податкові витрати. Однак, в даний час податкові органи зазвичай беруть інформацію про потужність не з техпаспортів, а із загальних баз даних (у яких, втім, відсутні дані про багато порівняно екзотичних моделей або комплектацій автомобілів, чим і користуються їх власники).

Див. також

Примітки

Історія

У світі існує кілька одиниць виміру під назвою "кінська сила". У європейських країнах, Росії та СНД, як правило, під кінською силою мається на увазі так звана «метрична кінська сила», що дорівнює приблизно 735 ватів (75 кгс·м/с).

В автомобільній галузі Великобританії та США найчастіше к.с. прирівнюють до 746 Вт, що дорівнює 1014 метричної кінської сили. Також у промисловості та енергетиці США використовуються електрична кінська сила (746 Вт) та котлова кінська сила (9809,5 Вт).