Мощность двигателя автомобиля: в чём она измеряется и чем отличается от крутящего момента

Мы уже рассказывали про крутящий момент ДВС. От него зависит ещё одна важная характеристика — мощность мотора. И она может быть даже более значимой — ведь именно её указывают в документах на машину. А ещё мощность фигурирует в расчёте транспортного налога и полиса ОСАГО. Поэтому подробно разбираем, как измеряется мощность двигателя внутреннего сгорания и от чего зависит мощность автомобиля.

В отличие от крутящего момента, объяснить суть мощности мотора не так просто. Если первый — величина, характеризующая действие на механический объект силы, которая может вызвать его вращательное движение, то для мощности физики дают не слишком наглядное определение: это величина, равная скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. Или так: мощность — физическая величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от одной физической системы к другой. 

Представьте себе едущего по дороге велосипедиста. Крутящий момент характеризует усилие, с которым тот давит на педали. А мощность — оно же, но помноженное на скорость, с которой он их вращает. То есть, когда велосипедист буквально встаёт на педали, но вращает их еле-еле — его крутящий момент максимален, а мощность при этом низкая. И наоборот, если педали крутятся быстро, но очень легко, крутящий момент минимален, и из-за этого мощность тоже невелика. В обоих случаях велосипед в итоге едет медленно. 

Применительно к автомобилю объяснение будет звучать так: крутящий момент двигателя определяет, с какой нагрузкой машина ещё может разогнаться. А мощность показывает, как быстро она способна это сделать.

Мы привыкли к тому, что мощность двигателя — это лошадиные силы (л.с.). Величина условная, которая на деле и к автомобильному двигателю внутреннего сгорания, и к самой лошади отношение имеет весьма косвенное.

Появилась она в эпоху промышленной революции конца XVIII века, а придумал эту новую единицу измерения шотландский инженер Джеймс Уатт. Человек, именем которого по иронии судьбы названа и официальная единица измерения мощности — ватт (Вт), равный одному джоулю в секунду (Дж/с). 

Джеймс Уатт приблизительно подсчитал, сколько энергии может вырабатывать среднестатистическая лошадь, и выяснил, что за минуту — примерно 45 килоджоулей. Так и получил одну лошадиную силу. А для большей наглядности её смысл можно представить так: мощность в 1 л.с. необходима, чтобы поднять груз массой 75 кг на высоту 1 метр за 1 секунду.

Кроме того, мощность двигателя внутреннего сгорания измеряется и в самих киловаттах (кВт). Обе величины измерения мощности, киловатты и лошадиные силы, разумеется, взаимосвязаны. Хотя тут есть некоторые разногласия между странами. Так, в России и большинстве европейских стран приняли так называемую метрическую лошадиную силу, которую ещё обозначают ps (от немецкого Pferdestärke) или hp (от английского Horsepower). Она равна 735,5 Вт, то есть 1 кВт = 1,36 л.с. (ps). 

А, например, в Великобритании и ещё ряде стран за тамошнюю механическую (или, иначе, индикаторную) лошадиную силу приняты 745,7 Вт. Следовательно, 1 кВт = 1,34 bhp (British Horsepower). 

У автомобиля тяговые характеристики непостоянны, то есть зависят от числа оборотов коленвала двигателя. Как правило, мощность ДВС растёт с их увеличением. Но не постоянно — после прохождения пика она начинает падать (или просто перестаёт расти). У электромоторов график отличается: они относительно быстро выходят на максимальные значения мощности и сохраняют их в широком диапазоне оборотов.  

От величины крутящего момента зависит время достижения двигателем максимальной мощности, а мощность двигателя авто, в обратном порядке, зависит от момента. Есть и формула расчёта мощности в зависимости от крутящего момента и оборотов двигателя, которая выглядит так:

P = M_кр х N/К

где Р — мощность, M_кр — крутящий момент, N — обороты мотора, а К — это постоянный коэффициент. Для расчёта мощности в лошадиных силах К=7025, а в киловаттах — 9550.

Какая мощность двигателя достаточна для комфортной езды? Это зависит от многих параметров: веса автомобиля, типа его привода, темперамента водителя. Для городских компактов с АКПП вполне достаточно и 100 сил, но это не значит, что с 80 л.с. машина «не поедет». Просто чаще будут возникать ситуации, когда придётся учитывать относительно небольшую мощность двигателя (например, на обгонах). 

Характеристики двигателя можно менять в небольших пределах. Их улучшение — одна из основных задач тюнинга. Как проверить мощность двигателя после такой модернизации? Только на мощностном стенде. Услуга стоит около 3000 рублей в Москве. Важно помнить: дополнительная мощность не только улучшает разгон автомобиля, но и дополнительно нагружает все его узлы и агрегаты. В первую очередь — сам мотор, ресурс которого от этого снижается. Порой до критично малого.