Разница между лошадиными силами и крутящим моментом: Все, что вам нужно знать
Подробное объяснение разницы между лошадиными силами и крутящим моментом, историческое происхождение этих понятий, а также сравнение характеристик двигателей внутреннего сгорания и электрических моторов. Все это в понятной и наглядной форме.
Мощность vs. Крутящий момент: Понимание ключевых характеристик автомобильных двигателей
1. Что такое лошадиная сила и как она была изобретена?
Лошадиная сила была впервые изобретена шотландским инженером Джеймсом Уаттом в конце 18 века. Он проводил эксперименты, чтобы определить эффективность работы паровых машин, и установил, что одна лошадь способна поднять 75 килограммов на высоту 1 метр за одну секунду. Эту единицу измерения мощности Уатт и назвал лошадиной силой.
2. Почему лошадиные силы были вытеснены киловаттами?
Лошадиные силы были вытеснены киловаттами по двум основным причинам:
- Несоответствие понятий - лошадиная сила измеряет мощность, но сама по себе является силой. Это создавало путаницу и неточности.
- Архаичность понятия лошадиная сила - в 21 веке, когда мы строим отели в космосе, использование этой единицы измерения выглядит устаревшим.
3. Чем отличается мощность от крутящего момента?
Мощность - это величина, показывающая, какую работу способен совершить двигатель за определенный промежуток времени. Она измеряется в киловаттах (кВт). Крутящий момент - это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена. Он измеряется в ньютон-метрах (Н·м) и характеризует способность двигателя вращать колеса автомобиля. Мощность и крутящий момент взаимосвязаны: мощность = крутящий момент × частота вращения / константа (9549).
4. Почему дизельные двигатели имеют высокий крутящий момент, но низкую мощность?
Дизельные двигатели обладают высоким крутящим моментом, начиная с низких оборотов, но при этом имеют более низкую мощность по сравнению с бензиновыми двигателями. Это связано с тем, что дизельные двигатели менее оборотистые, а чем ниже обороты, тем меньше работа, совершаемая в единицу времени, что и объясняет более низкие показатели мощности. Однако высокий крутящий момент дизельных моторов позволяет им показывать отличные тяговые характеристики, хотя разгон до высоких скоростей у них хуже, чем у бензиновых машин, так как трансмиссия сложнее удерживает высокие обороты в пределах полки максимального момента.
5. Почему электрические двигатели имеют максимальный крутящий момент с нуля оборотов?
Электрические двигатели способны развивать максимальный крутящий момент практически с нуля оборотов. Это связано с особенностями их устройства:
- Через электродвигатель протекает ток, который создает вокруг него магнитное поле.
- Это магнитное поле заставляет вращаться якорь двигателя.
- Однако при увеличении скорости вращения якоря возникает обратная электродвижущая сила (ЭДС), которая противодействует напряжению питания.
- Таким образом, суммарная сила, передаваемая на колеса, снижается пропорционально росту оборотов, что объясняет падение крутящего момента электродвигателя на графике.