Метрическая и механическая лошадиная сила: почему PS и hp не равны
PS и CV равны 735,49875 Вт, mechanical hp равна 745,69987 Вт.
После этой статьи вы сможете понять обозначение в характеристиках автомобиля, привести разные данные к киловаттам и не принять различие единиц за прибавку мощности. Заодно отделим ещё одну путаницу: мощность двигателя на испытательном стенде и мощность на колёсах описывают разные точки измерения, даже когда рядом стоит одно и то же hp.
В статье вы узнаете:
Почему у лошадиной силы несколько значений
Лошадиная сила измеряет мощность, то есть скорость выполнения работы. В системе СИ мощность выражают в ваттах: один ватт равен одному джоулю в секунду. С киловаттами всё спокойно, 1 кВт всегда равен 1000 Вт. Путаница начинается со слова «лошадиная», под которым исторически закрепились несколько определений.
Механическая лошадиная сила задаётся как 550 фут-фунт-сил в секунду. Фут равен 0,3048 м, фунт-сила равен 4,4482216152605 Н. Подстановка даёт точный для практического пересчёта результат:
550 × 0,3048 × 4,4482216152605 = 745,699871582 Вт.
Метрическая лошадиная сила устроена похоже, но собрана из других величин. Она равна 75 килограмм-сила-метров в секунду. Килограмм-сила определяется через стандартное ускорение свободного падения 9,80665 м/с², поэтому:
75 × 9,80665 = 735,49875 Вт.
Коэффициенты и исходные преобразования подтверждает Национальный институт стандартов и технологий США в руководстве по применению единиц СИ [NIST SP 811]. Эти числа не зависят от марки автомобиля, года выпуска или метода округления в рекламном буклете.
Механическая единица крупнее метрической на 10,201121582 Вт, или примерно на 1,38697% от метрической. Отсюда следуют два полезных коэффициента: 1 mechanical hp = 1,01386967 PS, а 1 PS = 0,98632007 mechanical hp. В разговоре разница почти незаметна. В таблице характеристик она превращается в несколько «лошадей», которые легко приписать другому мотору.
Что означают PS, CV, hp и кВт
PS обычно обозначает метрическую лошадиную силу. Аббревиатура происходит от немецкого Pferdestärke. CV, от французского cheval-vapeur, обозначает ту же метрическую единицу. Встречается и подпись metric horsepower. Во всех трёх случаях один пункт равен 735,49875 Вт.
hp без пояснения часто означает механическую лошадиную силу в англоязычных характеристиках. Но сама пара букв не заменяет стандарт. Производитель, база объявлений или переводчик могли использовать hp как общее сокращение для любой «лошадиной силы». Если точность важна, ищите рядом PS, CV, metric, mechanical или исходное значение в кВт. Обозначения SAE и DIN относятся прежде всего к процедуре и условиям рейтинга, а не задают размер единицы сами по себе.
кВт удобнее всего использовать как общий знаменатель. Это единица СИ с однозначным коэффициентом, поэтому две машины из разных каталогов сначала лучше привести к киловаттам, а уже потом сравнивать. Такой порядок убирает различие PS и hp, но не исправляет другие несопоставимые условия измерения.
Русское «л. с.» само по себе тоже не сообщает определение. В русскоязычных характеристиках под ним чаще подразумевают метрическую единицу, однако перевод может сохранить число из источника, где применялась mechanical hp. Надёжный признак находится не в языке страницы, а в подписи исходного стандарта или в паре кВт и «лошадей».
Например, рядом указаны 100 кВт и 136 PS. Значения согласуются после округления, потому что 100 кВт равны 135,962 PS. Если возле тех же 100 кВт написано 134 hp, это тоже согласуется: механических лошадиных сил получится 134,102. Два разных целых числа описывают одну мощность.
В обоих конвертерах eCalc по умолчанию выбрана метрическая лошадиная сила. Поэтому без переключения пересчёт лошадиных сил в киловатты подходит для PS, CV и metric horsepower, а пересчёт киловатт в лошадиные силы возвращает метрический результат. Если источник явно использует mechanical hp, не вводите число как метрические л. с.: для получения киловатт умножьте его на 0,745699871582.
Насколько расходятся числа при пересчёте
Возьмём двигатель мощностью ровно 100 кВт. В ваттах это 100 000 Вт. Делим одно значение мощности на размер каждой единицы:
100 000 / 735,49875 = 135,9621617 PS.
100 000 / 745,699871582 = 134,1022089 hp.
После округления в одном каталоге появится 136 PS, в другом 134 hp. Разница составляет почти две единицы на бумаге, хотя двигатель в примере не изменился ни на ватт. Так рождается особенно убедительная иллюзия: число стало больше, значит, машина будто бы мощнее.
Теперь сравним две характеристики с одинаковым числом 150. Здесь направление меняется. 150 PS равны 110,3248125 кВт, а 150 mechanical hp равны 111,8549807 кВт. Механическая версия представляет на 1,5301682 кВт больше. При одинаковом числе тип единицы уже влияет на реальную мощность.
Разница растёт пропорционально значению. У 50 «лошадей» расхождение между двумя определениями соответствует 0,5100561 кВт, у 500 «лошадей» уже 5,1005608 кВт. Процент остаётся тем же. Поэтому для маломощного двигателя округление может скрыть эффект, а в характеристиках мощного автомобиля он становится заметным даже без десятых долей.
Округление создаёт дополнительный шум. Производитель может перевести исходные киловатты и показать целые PS, каталог затем округлит их повторно, а другой сайт пересчитает полученное целое обратно. Например, 100 кВт сначала превращаются в 136 PS. Обратный пересчёт уже округлённого числа даёт 100,02783 кВт. Лишние 0,02783 кВт появились только из-за промежуточного округления.
Практический вывод простой: храните и сравнивайте исходное значение с максимальной доступной точностью, а округляйте лишь результат для показа. Если в паспорте есть кВт, берите их. Если есть только «лошади», сначала установите их тип.
Где измеряют мощность двигателя
Даже без ошибки в единицах две цифры могут быть несопоставимы. Причина в месте и условиях измерения. Мощность двигателя обычно определяют на испытательном стенде, а мощность на колёсах измеряют уже через трансмиссию автомобиля. Коробка передач, дифференциал, приводы и шины находятся между этими точками.
Правило ООН № 85 определяет чистую мощность двигателя как мощность, полученную на стенде на конце коленчатого вала или его эквиваленте при заданной частоте вращения, с оговорённым набором вспомогательного оборудования и при эталонных атмосферных условиях [UNECE Regulation No. 85]. Это определение полезнее расплывчатой фразы «мощность мотора», потому что называет точку измерения и условия.
Стенд с беговыми барабанами измеряет то, что дошло до ведущих колёс. Такое значение обычно ниже мощности на коленчатом валу из-за потерь между двигателем и дорогой. Но вычитать универсальные 10%, 15% или 20% нельзя. Потери меняются с типом трансмиссии, передачей, температурой масла и шин, скоростью, настройкой стенда и процедурой испытания.
Обратный расчёт мощности двигателя по колёсному стенду поэтому остаётся моделью, а не новым измерением на коленчатом валу. Если программа стенда показывает оба числа, проверьте, какое из них измерено, а какое оценено через коэффициенты. Красивое число с двумя знаками после запятой от этого не становится точнее.
Условия окружающей среды тоже имеют значение. Температура, давление и влажность влияют на работу двигателя, поэтому стандарты задают процедуры коррекции. Сравнивать результат одного стенда без коррекции с паспортной чистой мощностью можно лишь как ориентир. Для честного вывода нужны одинаковый стандарт, одна точка измерения и понятные условия.
Ещё одна граница скрыта в слове «максимальная». Паспорт сообщает пиковую мощность при определённых оборотах, а не постоянную мощность во всех режимах. Два двигателя с одинаковыми 100 кВт могут выдавать пик при разных оборотах и иметь разную форму кривой мощности. Одна цифра годится для сравнения пика, но не пересказывает поведение автомобиля целиком.
Как честно сравнить две характеристики
Сначала найдите исходную единицу. PS, CV и metric horsepower переводятся через 735,49875 Вт. Mechanical hp переводится через 745,699871582 Вт. Подпись «л. с.» без контекста требует проверки по исходному каталогу или значению в кВт.
Затем приведите обе мощности к кВт. Не сравнивайте 136 PS и 134 hp по величине чисел. После пересчёта обе характеристики могут оказаться теми же 100 кВт. Киловатты здесь работают как общий язык, а не как ещё один вариант маркетинговой подписи.
Проверьте точку измерения. Мощность на коленчатом валу сравнивают с мощностью на коленчатом валу, колёсный результат с колёсным. Если один источник даёт паспортную чистую мощность, а второй результат стенда на колёсах, разница не показывает преимущество двигателя.
Сопоставьте стандарт и режим. В характеристике должны совпадать хотя бы тип мощности, условия коррекции и смысл максимума. Для электромобиля также важно, говорит ли источник о кратковременном пике или о мощности, доступной продолжительно. Одна подпись hp этот вопрос не закрывает.
Оцените точность исходника. Целые «лошади» подходят для витрины, но плохо переживают несколько пересчётов. Значение в кВт с разумным числом знаков обычно ближе к первичным данным. Если методика не названа, честнее оставить диапазон неопределённости, чем дорисовывать десятые доли.
Лошадиная сила выглядит одной знакомой единицей, пока рядом не оказываются два каталога. После этого главное не запомнить ещё один коэффициент, а научиться задавать два вопроса: какая именно лошадиная сила указана и где измерена мощность. Ответы убирают и фантомные две «лошади», и куда более крупную путаницу между двигателем и колёсами.
Есть что добавить?
Напишите своё мнение, комментарий или предложение.