кВт, л.с. и Нм: как читать показатели мощности грузовика

Строка технических характеристик седельного тягача выглядит примерно так: «390 кВт / 530 л.с., 2600 Нм». Три числа, два из которых — одно и то же число, и ни одно из них напрямую не говорит, удержит ли грузовик 85 км/ч на подъёме через Бреннер при полной массе 40 тонн. Все они полезны, но только если знать, что именно каждое из них измеряет и где именно оно измерено.

Два из трёх чисел — это одно и то же число

Киловатты и лошадиные силы — это одна и та же физическая величина в разных единицах. В ЕС законной единицей является киловатт: Council Directive 80/181/EEC устанавливает ватт как законную единицу мощности системы СИ, а любое другое обозначение рядом с ним — это «дополнительное указание», которое обязано печататься знаками не крупнее, чем у законной единицы. Документация по официальному утверждению типа ведётся в киловаттах. Показатель в лошадиных силах — это уступка рынку.

Существует также два вида лошадиной силы. Метрическая лошадиная сила — PS в Германии, ch во Франции, pk в Нидерландах — равна 735,5 Вт. Имперская тормозная лошадиная сила (bhp) равна 745,7 Вт. Так, 390 кВт — это 530 PS, но лишь 523 bhp; расхождение в семь единиц целиком объясняется тем, в какой стране напечатан рекламный буклет. Континентальные производители грузовиков используют метрическую лошадиную силу, и именно поэтому названия моделей выглядят именно так: Scania с индексом 560 выдаёт 412 кВт, MAN 640 — 471 кВт, Volvo FH 540 — 397 кВт, а Mercedes Actros L 1845 имеет 450 PS — 330 кВт, — причём 18 в начале индекса обозначает весовой класс, а вовсе не что-то, связанное с двигателем.

Если вы сравниваете грузовики с разных рынков, сначала переведите все показатели в киловатты. Это единственная величина, которая означает одно и то же в любом буклете.

Откуда берётся эта цифра и что исключает понятие «нетто»

Мощность двигателя для официального утверждения типа — это нетто-мощность, и её определение сформулировано точно. UN Regulation No 85 определяет её как мощность, получаемую на испытательном стенде на конце коленчатого вала, с установленным вспомогательным оборудованием, перечисленным в приложениях к правилам, и определяемую при стандартных атмосферных условиях. Для тяжёлых двигателей в ЕС измерение проводится согласно Annex XIV of Regulation (EU) No 582/2011, который применяет методику UNECE.

Отсюда следуют два вывода. Во-первых, эта цифра действительно сопоставима между производителями — это омологированное измерение, а не маркетинговое заявление, и потери на навешенном на двигатель оборудовании уже вычтены. Во-вторых, измерение проводится на коленчатом валу, то есть трансмиссия ещё не забрала свою долю. Ничто в спецификации не говорит о том, сколько мощности доходит до шины.

Крутящий момент — это исходная величина; мощность — это арифметика, произведённая над ним

Мощность не является независимой величиной. Она равна крутящему моменту, умноженному на частоту вращения:

P (кВт) = T (Нм) × n (об/мин) / 9549

Это значит, что два заглавных числа — это одна и та же кривая, снятая в двух разных точках. 13-литровый двигатель Scania Super развивает максимальный крутящий момент 2800 Нм начиная с 900 об/мин и свою номинальную мощность 412 кВт при 1800 об/мин. Произведём расчёт: при 900 об/мин эти 2800 Нм соответствуют 264 кВт. К номинальным оборотам двигатель выдаёт 412 кВт, но крутящий момент к этому моменту падает примерно до 2186 Нм. Момент снизился на пятую часть, тогда как мощность выросла более чем наполовину, — потому что обороты удвоились.

В этом и заключается вся суть взаимосвязи. Крутящий момент — это то, что в данный конкретный момент противостоит уклону. Мощность — это момент в сочетании с тем, как быстро вы вращаетесь, а значит, именно она определяет, насколько быстро выполняется работа — насколько быстро вы поднимаетесь в гору, а не поднимаетесь ли вы вообще.

Для магистрального тягача важен не пик той или иной кривой, а то, насколько широкое плато крутящего момента и с каких оборотов оно начинается. Mercedes указывает максимальный крутящий момент с 1100 об/мин по всей линейке Actros L, а функция Top Torque добавляет ещё 200 Нм на двенадцатой передаче. Эта последняя деталь значит больше, чем можно предположить по её масштабу: именно она позволяет грузовику удерживать высшую передачу на подъёме, вместо того чтобы переключаться вниз, теряя набранную скорость и затем сжигая топливо, чтобы её восстановить.

Номинальные обороты и почему низкое значение — это преимущество

Номинальные обороты — это частота вращения двигателя, при которой достигается пиковая мощность, и сравнение этого параметра между производителями информативнее, чем сравнение самой мощности. PACCAR MX-13 в DAF XG+ имеет номинал 1600 об/мин; 13-литровый двигатель Scania и MAN D38 — 1800 об/мин. Более низкие номинальные обороты при сопоставимой мощности означают, что работу выполняет больший крутящий момент, и обычно это сочетается с более «длинной» главной передачей.

Это и есть даунспидинг (downspeeding), и это доминирующая топливная стратегия в европейских магистральных перевозках: движение на 1000–1200 об/мин, где двигатель наиболее эффективен, с опорой на широкое плато крутящего момента и автоматизированную коробку передач с достаточным числом ступеней, чтобы удерживаться в этом диапазоне. Это работает только в том случае, если крутящий момент на этих оборотах действительно высок. Грузовик с впечатляющей пиковой мощностью, но узкой, высокооборотистой полкой момента, будет постоянно переключать передачи на холмистом рельефе и расходовать больше топлива, чем номинально более слабый.

Законный минимум: 5 кВт на тонну

Существует установленный законом минимум, и он ниже, чем предполагает большинство людей. Commission Regulation (EU) No 1230/2012, Annex I Part C, требует, чтобы транспортные средства категорий N2 и N3 обеспечивали не менее 5 кВт на тонну технически допустимой максимальной массы гружёного автопоезда. При 40 тоннах это 200 кВт; при 44 тоннах — 220 кВт. Для седельных тягачей, предназначенных для перевозки неделимых грузов, действует облегчённый минимум в 2 кВт на тонну. То же приложение требует, чтобы транспортное средство, предназначенное для буксировки прицепа, при полной массе автопоезда могло тронуться с места пять раз за пять минут на уклоне не менее 12%.

Любой тягач из основного европейского модельного ряда с запасом превышает 200 кВт — самые слабые из предлагаемых двигателей начинаются примерно от 240 кВт. Поэтому вопрос никогда не в том, законен ли грузовик, а в том, что именно вы покупаете, добавляя сверх этого минимума от 100 до 250 кВт.

Какое число важно для какой задачи

Для 40 тонн по дорогам с покрытием и обычным рельефом значение порядка 330–370 кВт — это не компромисс, а правильный ответ. Дополнительная мощность обходится в цену покупки, массу и, как правило, расход топлива, а взамен даёт запас по графику, который может вам и не понадобиться.

Перевозки, критичные по массе, требуют прямо противоположного подхода. Девяти- и одиннадцатилитровые варианты — MAN D15 мощностью 243–294 кВт, PACCAR MX-11, Mercedes OM 470 — существуют потому, что более лёгкий блок двигателя — это дополнительная полезная нагрузка, а для цистерны или самосвала-сыпучевоза, работающих у предела по массе, это прямая выручка.

Затяжные подъёмы, 44 тонны и выше, а также скандинавские автопоезда, идущие значительно дальше этого предела, — вот где большие блоки оправдывают себя. 16-литровый V8 в Scania S-series развивает до 566 кВт, MAN D38 — до 471 кВт, а Mercedes OM 473 — до 460 кВт при 3000 Нм. Их берут ради крутящего момента и теплового запаса на длинных подъёмах, а не ради максимальной скорости.

О чём цифра мощности ничего не говорит

Она ничего не говорит о расходе топлива. С 2019 года он сертифицируется отдельно для транспортного средства в целом согласно Regulation (EU) 2017/2400 с использованием симуляции VECTO, которая учитывает аэродинамику, шины, передаточное число главной передачи и трансмиссию наряду с двигателем. Два тягача с одинаковой мощностью в киловаттах могут иметь заметно разный заявленный расход.

Она также ничего не говорит о способности преодолевать уклон при вашей полной массе, поскольку это в той же мере функция трансмиссии, что и двигателя. Если причина, по которой вы подбираете грузовик, — это подъёмы, запрашивайте показатели трогания на уклоне и преодолеваемого уклона для конкретной трансмиссии, а не рейтинг двигателя.