Cu ce ​​este egal un cal putere? Ce înseamnă cai putere într-o mașină? Câți kilowați sunt într-un cal putere și invers?

POVESTE

De fapt, totul a început cu invenția lui James Watt a motorului cu abur cu dublă acțiune, în 1782. Spre deosebire de primele motoare cu abur, acesta s-a dovedit a fi extrem de economic și ușor de controlat. Dar, ca orice invenție, mașina a rămas inutilă pentru inventator, dacă nu uz comercial mașini. Era nevoie de PR pentru inventie.

El a propus să folosească invenția sa pentru a pompa apă dintr-o mină. Dar cum le putem explica proprietarilor de mine cu pumnii strâns ce li se oferă să cumpere și care sunt avantajele acestui nou dispozitiv?

Observând sursa tradițională de energie, calul, Watt a concluzionat că un cal mediu ar putea ridica o sarcină de 180 de lire sterline la 181 de picioare pe minut. Rotunjind calculele în lire-picior pe minut, el a decis că puterea va fi egală cu 33.000 din aceleași lire-picior pe minut.

Calculele lui Watt se refereau la puterea medie în timp. Pe scurt, un cal poate dezvolta o putere de aproximativ 1000 kgf m/s, ceea ce corespunde la 9,8 kW sau 33.475 BTU/h (cai putere cazan).

Și așa, pentru a evalua puterea noilor motoare, am făcut următoarele. Au înhamat calul la o pompă obișnuită de ridicare a apei care funcționează tras de cai, și a văzut câtă apă va ridica într-o zi. Apoi au conectat un motor cu abur la aceeași pompă și au văzut care ar fi rezultatul într-o zi de funcționare. Au împărțit a doua cantitate la prima și au folosit aceste cifre pentru a explica proprietarilor de mine că pompa înlocuiește numărul N de cai. Puterea obținută în urma primului experiment a devenit o etapă și a fost numită „cai putere”.

De fapt, puterea pe care calul mediu este capabil să o producă este oricare pentru o lungă perioadă de timp, mai mică decât valoarea obținută de Watt. Fie șoferul a lucrat foarte bine, fie calul a fost foarte „antrenat”. Desigur, caii sunt diferiți și este imposibil de așteptat ca atât un cal de tracțiune, cât și un cal arab să dezvolte aceeași putere. Totuși, când creează un cal acest tip de putere? Pentru a răspunde la această întrebare în revista American Scientist, unul dintre autori a propus următoarea opțiune: puterea unui cal putere este dezvoltată de un cal care cântărește 750 de kilograme, sărind peste un obstacol de 183 de centimetri lățime și înălțime.

În acest caz, ar trebui să cunoașteți puțin istoricul problemei. Axul nu putea încăpea un cal de mărime normală. Pentru lucru s-au folosit ponei!

Ca unitate de putere, Watt a propus la un moment dat o astfel de unitate ca „cai putere”. Această unitate de putere se potrivea proprietarilor de mine, dar nu se potrivea deloc fizicienilor. În 1882, Asociația Britanică a Inginerilor a decis să numească o unitate de putere după el. Aceasta a fost prima dată în istoria tehnologiei când o unitate de măsură a primit propriul nume.

Variante ale definițiilor cailor putere

In majoritate tari europene, inclusiv în Rusia, cai putere este definit ca 75 kgf m/s, adică ca putere suficientă pentru a ridica o sarcină care cântărește 75 kg la o înălțime de 1 metru într-o secundă. În acest caz, 1 litru. Cu. este exact 735,49875 W, care se numește uneori cai putere metrică (desemnare germană. PS, fr. cap, Olanda pk), deși nu face parte din sistemul metric de unități.

În SUA și Marea Britanie, măsurile din industria auto echivalează adesea cai putere cu 745,69987158227022 W (desemnare în engleză. hp), care este egal cu 1,013869665424 cai putere metrici.

În SUA se folosesc și cai putere electrică și cai putere din cazan (utilizați în industrie și energie).

Rapoarte

Puterea motorului

Pentru puterea motorului mașinii, există nu numai diferite unități de măsură, ci și diferite metode de măsurare care dau rezultate diferite. Modul standard de măsurare a puterii în Europa este în kilowați. Dacă puterea este dată în cai putere, atunci metodele de măsurare sunt în tari diferite poate diferi (chiar dacă se folosește aceeași putere).

SUA și Japonia folosesc propriile standarde pentru a determina puterea motorului, dar au fost mult timp aproape complet unificate cu altele. Atât în ​​America, cât și în Japonia, există două tipuri de indicatori:

Măsurarea netă

Măsurarea puterii nete a motorului netto, net) prevede testarea pe banc a unui motor echipat cu toate echipamentele auxiliare necesare funcționării vehicul unități: generator, toba de eșapament, ventilator etc.

Măsurare brută

Indicat prin engleză. bhp. Măsurarea puterii brute a motorului brutal, brut) presupune testarea pe banc a unui motor care nu este echipat cu toate unitățile suplimentare necesare funcționării vehiculului: un generator, o pompă a sistemului de răcire etc.

Un astfel de indicator de putere poate da o valoare mai mare decât puterea netă cu 10-20% sau mai mult decât la un moment dat (înainte de stabilirea unui nou standard federalîn 1972) au fost utilizate pe scară largă de producătorii de automobile nord-americani pentru a umfla puterea motorului.

Printre altele, este necesar să se țină cont de faptul că producătorii de motoare măsoară puterea folosind tipul de combustibil pentru care este proiectat motorul. Adică, dacă în timpul proiectării motorul a fost proiectat pentru combustibilul de lucru AI-95, atunci va produce puterea declarată pe AI-95 (desigur, nu este fabricat în Rusia).

Și producătorii japonezi de motoare testează și măsoară puterea combustibilului cu numărul octanic maxim disponibil pe piață. Iar în Japonia, la benzinării, combustibilul cu o valoare octanică de 100 este disponibil gratuit!

ÎNTREBARE: Pe ce CAI plătim impozite?

În practică, acest lucru este evident. Dar cum poți calcula puterea unui motor de mașină într-un alt mod? Este foarte simplu: dacă vrei să afli câți cai putere are motorul unei mașini, conectezi motorul la un dinamometru special. Un dinamometru plasează o sarcină asupra motorului și măsoară cantitatea de energie pe care o poate dezvolta motorul față de sarcină. Dar, cu toate acestea, pentru a calcula puterea motorului, mai este un pas care trebuie depășit și despre asta vom vorbi acum.

Cuplu

Imaginează-ți că ai un capăt mare cheie cu un mâner pe el de 1 metru lungime și vei apăsa pe el cu o greutate de 100 de grame. Ceea ce faceți se numește aplicare, care are și propria unitate de măsură, iar în acest caz se calculează ca 1 newton*metru (N*m) deoarece apăsați 100 de grame (care este aproximativ egal cu 1 Newton) cu un „levier” „1 metru. Puteți obține același 1 Nm dacă, de exemplu, apăsați o greutate de 1 kg pe o cheie tubulară cu o lungime a mânerului de 10 cm.

De asemenea, dacă atașați un arbore motor în loc de o cheie tubulară, motorul va furniza un anumit cuplu arborelui. Un dinamometru măsoară acest cuplu. Și apoi puteți converti cu ușurință cuplul în cai putere folosind o formulă simplă și, astfel, puteți calcula puterea mașinii. Această formulă arată astfel:

Puterea motorului = (Rotații pe minut * Cuplu)/5252.

Vă puteți face o idee despre cum funcționează un dinamometru astfel: Imaginați-vă că porniți motorul mașinii în neutru și apăsați pedala de accelerație pe podea. Motorul va merge atât de repede încât poate exploda. Acest lucru nu este bine, dar cu ajutorul unui dinamometru puteți măsura cuplul motorului la diferite turații. Puteți conecta motorul la un dinamometru, puteți apăsa pedala de accelerație și puteți pune suficientă sarcină asupra motorului în dynometru pentru a-l menține să funcționeze, să zicem, la 7.000 rpm. Scrieți pe hârtie ce sarcină maximă poate suporta motorul. Apoi începeți să aplicați sarcină suplimentară pentru a reduce turația motorului la 6.500 rpm și înregistrați din nou sarcina într-un mod nou. Apoi veți încărca motorul până la 6.000 rpm și așa mai departe. Puteți face același lucru până la 500 sau 1.000 rpm. Ceea ce fac dinamometrele este de fapt să măsoare cuplul și apoi să transforme cuplul în cai putere, calculând cai putere.

Cu toate acestea, deși cuplul crește odată cu puterea pe măsură ce crește viteza, valoarea puterii nu este întotdeauna direct proporțională cu cuplul. Da, da Dacă reprezentați puterea și cuplul față de turația motorului în trepte de 500 rpm, veți obține o curbă de putere a motorului. O curbă tipică de putere pentru un motor de înaltă performanță ar putea arăta astfel (folosind un Mitsubishi 3000 de 300 de cai putere ca exemplu):

Acest grafic indică faptul că orice motor are putere de vârf, care poate fi calculată cu un dinamometru - valoarea rotațiilor pe minut la care puterea motorului atinge maximul. Motorul are, de asemenea, un cuplu maxim într-un anumit interval de turații. Puteți vedea adesea în specificațiile tehnice ale mașinilor o indicație precum „123 CP la 4.600 rpm, 155 Nm la 4.200 rpm”. De asemenea, atunci când oamenii spun că un motor este „de viteză mică” sau „de viteză mare”, ceea ce înseamnă că cuplul maxim al motorului este atins la o valoare de turație destul de mică sau, respectiv, mare (de exemplu, sunt viteză mică în natură și, prin urmare (dar nu numai din acest motiv) sunt adesea folosite pe camioane și tractoare, dar motoarele pe benzină, dimpotrivă, sunt de mare viteză).

Acest calculator, transformând prin înmulțirea puterii motorului exprimată în kW cu un factor de 1,3596 (adică folosind un factor de conversie de 1 CP = 1,35962 kW), convertește caii putere din mașină în puterea exprimată în kW, folosind coeficientul general acceptat.

Câți kilowați sunt într-un cal putere și invers?

• 1 kW = 1,3596 CP (pentru calculul metric);
• 1 kW = 1,3783 CP (standard englez);
• 1 kW = 1,34048 CP („cal” electric).

După cum puteți vedea, există mai multe unități de măsură numite „cai putere”, dar, de regulă, ceea ce se înțelege este așa-numitul „cai putere”, care este egal cu ≈0,7354 kW. Dar în SUA și Marea Britanie, puterea în mașini este egală cu 0,7456 kW, adică 75 kgf m/s, ceea ce este de aproximativ 1,0138 metric. Dacă convertim puterea unui cai putere în kilowați în industrie sau energie, atunci ≈0,746. Prin urmare, pentru acuratețea rezultatului, înainte de a utiliza convertorul nostru de putere kW la CP, decideți ce standard de cai trebuie să alegeți.

Cum să utilizați un convertor de putere kW în CP

1. Pentru a converti „cai putere în kilowați” sau invers, mai întâi trebuie să alegeți unul dintre cele trei standarde.
2. Apoi selectați unitatea de convertit în kW/W sau HP.
3. Introduceți o valoare în câmpul pe care doriți să îl convertiți.

De ce puteți folosi un convertor online de cai putere

Acest calculator pentru conversia unităților de putere din sistemul internațional de numere în cel utilizat în standardele CSI și rusești va ajuta nu numai să aflați câți CP. în 1 kW, dar și pentru a converti corect kilowați în cai putere, care sunt utilizați în diverse documentații, inclusiv pentru calcularea taxei de transport și asigurarea obligatorie de răspundere civilă auto.

Pentru o scurtă perioadă de timp, un cal poate dezvolta o putere de 10 - 13 cai putere, dar în timpul lucrului ritmic normal este doar aproximativ unul. De ce a fost folosit „cai putere” ca unitate de măsură pentru putere? Și cât costă un cal putere?

Inventatorul mașinii cu abur, englezul James Watt (1736–1819), este „de vină” pentru acest lucru. Trebuia să demonstreze în mod clar publicului că mașina lui poate înlocui mulți cai și pentru aceasta trebuia să măsoare cumva munca pe care calul însuși o putea produce pe unitatea de timp.

Ei descriu o astfel de poveste. James Watt a propus folosirea puterii aburului în locul cailor în fabricile de bere. În timp ce observa caii, Watt a observat că un cal ar putea trage o sarcină de 14,774 kg pe o distanță de 0,3 m în 1 minut. Rotunjind 14,774 kg la 15 kg, el a introdus unitatea de măsură a puterii „cai putere”. Comparând performanța unui cal și a unui motor cu abur folosind această unitate, Watt i-a convins pe producătorii de bere să înlocuiască caii cu abur și, ca urmare, eficiența procesului de fabricare a berii a crescut semnificativ.

Această „turmă” a fost oprită în 1960 - Conferința a XI-a Generală pentru Greutăți și Măsuri a adoptat un Sistem Internațional unificat de unități SI (SI). În ea, puterea este exprimată în wați în onoarea aceluiași James Watt.

Cu toate acestea, chiar și acum există un concept de cai putere. La un moment dat, Watt, observând o sursă tradițională de energie - un cal, a ajuns la concluzia că un butoi cu o greutate de 180 kg poate fi scos dintr-un ax de doi cai cu o viteză de 2 mph (3,6 km/h). În acest caz, cai putere în măsurile engleze iau forma 1 litru. Cu. = 1/2 baril · 2 mph = 1 baril · mph (aici butoiul este luat ca unitate de forță, nu de masă). Același lucru în unitățile mai mici este de 380 lbs la 88 ft/min. Rotunjind calculele la lire-picior pe minut, a decis că puterea va fi de 33.000 de lire-picior pe minut. Calculele lui Watt se refereau la puterea medie în timp. Pentru o perioadă scurtă de timp, un cal poate dezvolta o putere de aproximativ 1000 kgf m/s, ceea ce corespunde la 9,8 kW sau 33.475 BTU/h (cai putere cazan)

Unitățile de măsură variază de la țară la țară, iar puterea în Suedia nu este chiar aceeași ca în America, de exemplu. În Europa, un cal putere se referă la puterea necesară pentru a ridica 75 de kilograme cu un metru pe secundă sau 75 de kilograme-forță metri pe secundă (kgfm/s). În același timp, în SUA, un cal putere înseamnă puterea necesară pentru a ridica 550 de lire sterline un picior pe secundă, ceea ce corespunde la 33 de mii de lire-picior pe minut. În Rusia, de regulă, cai putere se referă la așa-numita „cai putere metrică”, egală cu exact 735,49875 wați.

Apropo, fotografia de la începutul postării este de la Biblioteca Congresului, făcută în jurul anilor 1890 la un loc de exploatare forestieră din Michigan.

În acest fel, lemnul era de obicei transportat primăvara și iarna de-a lungul unei căi înghețate până la cea mai apropiată calea ferata sau râuri. Pentru a face mișcarea saniei încărcate mai lină, drumul a fost udat, iar caii, de regulă, aveau pe copite echipament special cu împânzire pentru o mai bună aderență pe suprafața gheții.

Termenul „cai putere” a fost inventat de inginerul James Watt. Watt a trăit între 1736 și 1819 și este unul dintre cei mai faimoși și onorați oameni de știință pentru munca sa în îmbunătățirea eficienței motoarelor cu abur. Îi spunem și numele de familie aproape în fiecare zi când vorbim despre becuri de 60 de wați.

Povestea spune că Watt a lucrat într-o mină de cărbune unde cărbunele a fost ridicat din puț folosind ponei. Watt a vrut să găsească o modalitate de a valida și de a vorbi despre puterea produsă de acest animal. El a descoperit că un ponei mediu ar putea munci 22.000 de kilograme-picior într-un minut. Apoi a crescut acest număr cu 50 la sută și a fixat măsurarea unui cal putere la 33.000 de kilograme-picior de lucru într-un minut. Această unitate de măsură arbitrară și-a făcut drum de-a lungul secolelor și este folosită acum pentru a măsura performanța mașinii, mașinii de tuns iarba, ferăstrăului cu lanț și chiar, în unele cazuri, a aspiratorului.

Pentru a spune simplu, caii putere se măsoară după cum urmează: conform măsurătorilor lui Watt, un cal poate lucra 33.000 de kilograme-picior în fiecare minut. Așadar, imaginați-vă un cal ridicând cărbune dintr-o mină de cărbune, așa cum se arată în imagine. Un cal cu un cal putere poate ridica 330 de lire sterline (~150 kg) de cărbune la 100 de picioare (30,5 metri) în fiecare minut sau 33 de lire sterline (15 kg) de cărbune de 1000 de picioare (305 de metri) pe minut - Puteți crea orice combinație de greutate și înălțimea pentru o perioadă care îți place. În timp ce se lucrează cu 33.000 ft-lbs pe minut, aveți exact un cai putere.

Ați putea încerca o combinație, cum ar fi, de exemplu, încărcarea a 33.000 de lire (15 tone) de cărbune într-un container uriaș și a cere unui cal să-l ridice cu 30 de centimetri pe minut, doar pentru a descoperi că calul nu se poate mișca dintr-un loc cu o asemenea greutate. Probabil vă puteți imagina că puneți 450 de grame de cărbune într-o găleată și cereți unui cal să-l ridice cu 33.000 de picioare (aproximativ 838 de metri) pe minut, atingând astfel o viteză de 1183 km/h, iar calul, desigur , nu va putea dezvolta o asemenea viteză. Totuși, dacă ai citit Arhimede și pur și simplu dacă ai peste 10-12 ani, atunci știi ce este o pârghie și că poți schimba cu ușurință raportul dintre masă și viteză folosind o pârghie. Așadar, puteți crea un bloc și rezolva un sistem care nu pune o cantitate confortabilă de greutate pe cal sau nu permite calului să se miște cu o viteză confortabilă, indiferent de cât de multă greutate trebuie să vă mișcați.

Acum, tu și cu mine știm ce înțelegea James Watt prin cai putere. Cu toate acestea, astăzi puterea este măsurată într-un mod ușor diferit și poate fi convertită în alte unități. Mai mult, în Rusia termenul „cai putere” este utilizat oficial doar la calcularea taxei de transport, în timp ce în alte zone unitatea oficială de măsură este considerată a fi wați. Astăzi există și o măsurare metrică a cailor putere - fără a intra în detalii, este egală cu aproximativ 735,5 wați, sau 75 kgf m/s (lucrarea care se face atunci când se ridică o sarcină care cântărește 75 kg la o înălțime de 1 metru în 1). în al doilea rând, și asta e tot ținând cont de valoarea pământească a accelerației gravitației).

Acum puțin despre practica utilizării termenului „cai putere” și performanța generală a mașinii.

O mașină este considerată „foarte eficientă” dacă are mai multă putere sub capotă față de masa totala mașină. Acest lucru are sens, pentru că ce greutate mai mică Ai, cu atât mai multă putere va accelera mașina. Pentru o anumită cantitate de energie, doriți să minimizați greutatea pentru a maximiza accelerația.

Următorul tabel arată raporturile cai putere-greutate ale mai multor dintre cele mai faimoase mașini de performanță. Înțelegi deja că cu cât raportul putere-greutate este mai mare, cu atât mai bine și vei vedea că acest lucru nu afectează întotdeauna direct prețul mașinii.

Puteți observa o corelație foarte clară între raportul putere/greutate și timpul de accelerație în majoritatea cazurilor, un raport mai mare indicând o mașină mai rapidă. Interesant este că există o corelație semnificativ mai mică între viteză și preț. Acest lucru se explică printr-un număr mare de factori, de la marca mașinii până la specificațiile specifice.

Dacă vrei o mașină rapidă, ai nevoie de un raport putere-greutate bun.