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

Строка технических характеристик седельного тягача выглядит примерно так: «390 кВт / 530 л.с., 2 600 Нм». Три числа, два из которых — одно и то же число, и ни одно из них не говорит напрямую, как грузовик заберётся на затяжной подъём автомагистрали 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 величина в разных единицах. В ЕС законной единицей является киловатт: Council Directive 80/181/EEC перечисляет ватт среди законных единиц мощности, а показатель в любой другой единице, напечатанный рядом с ним, — это «дополнительное указание». Законная единица «должна преобладать», а другой показатель «должен печататься знаками не крупнее», чем она. Формы UN Regulation No 85, стандарта официального утверждения типа для мощности двигателя, содержат запись «Maximum net power: … kW».

Существует также два вида лошадиной силы. NIST даёт метрическую лошадиную силу — PS в таблицах MAN — как 735,4988 Вт, а имперскую лошадиную силу (550 фут·фунт-сила/с) — как 745,6999 Вт. Так, 390 кВт — это 530 метрических л.с., но лишь 523 имперских л.с.; расхождение в семь единиц целиком связано с единицей измерения (наша арифметика). Производители, упомянутые здесь, используют именно метрическую лошадиную силу, как бы они её ни называли. Scania печатает «560 hp (412 kW)», Volvo — «540 hp (397 kW)», MAN — «471 (640)» в столбцах «кВт (PS)», а спецификация 2024 года на Mercedes Actros L 1845 LS — «330kW (449hp)». Каждая из этих пар делится именно на метрическую лошадиную силу, а не на имперскую (наша арифметика). Лист MAN UK за май 2022 года называет свой тягач D38 полной массой (GVW) 26 000 кг и мощностью 640 PS «TGX 26.640»; спецификация Actros L 1845 LS за 2024 год даёт технически допустимую массу 18 000 кг и мощность 330 кВт (449 л.с.) (наше сопоставление названия и спецификации).

Поскольку «лошадиная сила» обозначает не одну единицу, а несколько, при сравнении грузовиков сначала переводите все показатели в киловатты.

Откуда берётся эта цифра и что исключает понятие «нетто»

Мощность двигателя для официального утверждения типа — это нетто-мощность, и её определение точное. UN Regulation No 85 определяет её как мощность, получаемую на испытательном стенде «на конце коленчатого вала или его эквивалента», при установленном вспомогательном оборудовании, перечисленном в приложениях к правилам, «определяемую при исходных атмосферных условиях». Для тяжёлых двигателей в ЕС измерение проводится согласно Annex XIV Regulation (EU) No 582/2011, которое применяет Section 5 UN Regulation No 85 «с исключениями, указанными в настоящем приложении». Страница технических характеристик Volvo для Великобритании обозначает показатели двигателя как «Net output according to: EC 582/2011».

Отсюда следуют два вывода. Во-первых, эта цифра — измеренная. Мощность, заявленная производителем для утверждения типа, «принимается, если она не отличается более чем на ±2 процента по максимальной мощности» от того, что измеряет техническая служба. На стенде устанавливается вспомогательное оборудование, необходимое двигателю для работы, тогда как оборудование, «необходимое только для эксплуатации транспортного средства и которое может устанавливаться на двигателе» — в регламенте в качестве примеров названы компрессор пневмосистемы тормозов и система кондиционирования воздуха — «должно быть снято». Там, где такое оборудование снять нельзя, потребляемая им в ненагруженном состоянии мощность «может быть определена и добавлена к измеренной мощности двигателя». Во-вторых, измерение проводится на коленчатом валу, то есть трансмиссия ещё не забрала свою долю.

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

Мощность не является независимой величиной. Regulation (EU) 2017/2400, Annex VI, point 3.1.1.11, определяет мощность как частоту вращения, умноженную на крутящий момент, P = N · T, где N — в рад/с, T — в Нм, а P — в Вт:

P (кВт) = T (Нм) × n (об/мин) / 9549

Коэффициент 9549 получается при переводе об/мин в рад/с (× 2π/60) и Вт в кВт (/ 1000) (наша арифметика). Ватт — это джоуль в секунду (Directive 80/181/EEC).

Это значит, что два заглавных показателя — это одна и та же кривая, снятая в двух разных точках. Брошюра Scania 2021 года даёт для Super 13-литрового двигателя 560 максимальный крутящий момент 2 800 Нм в диапазоне 900–1 400 об/мин и мощность 412 кВт при 1 800 об/мин. Произведём расчёт (наш): при 900 об/мин эти 2 800 Нм соответствуют 264 кВт. При 1 800 об/мин 412 кВт соответствуют 2 186 Нм. Крутящий момент там более чем на пятую часть ниже, а мощность более чем в полтора раза выше, потому что обороты удвоились.

Производители указывают не только величину максимального крутящего момента, но и обороты, при которых он достигается. Scania даёт для Super 13-литрового двигателя диапазон. Mercedes указывает единую частоту, 1 100 об/мин, для всех десяти вариантов мощности на странице Actros L. Апрельский 2022 года пресс-релиз Daimler Truck о двигателе OM 471 третьего поколения описывает расширенный диапазон Top Torque: для версий мощностью 330 кВт и 350 кВт с коробкой передач G281 «200 Нм крутящего момента доступны на коленчатом валу на передачах с 7-й по 12-ю в программе ‘A Standard’». В релизе в качестве примеров того, когда это помогает, названы разгон на въезде на автомагистраль и обгон.

Номинальные обороты

Номинальные обороты — это частота вращения двигателя, указываемая рядом с максимальной мощностью, — форма UN Regulation No 85 запрашивает «Maximum net power: … kW at … min⁻¹» (максимальную нетто-мощность в кВт при … мин⁻¹), — и у разных производителей она разная. Инфолист DAF модельного года 2025 для двигателя PACCAR MX-13, одного из моторов DAF XG+, даёт 1 600 об/мин для версий 315 и 355 кВт и 1 675 об/мин для версии 390 кВт. Брошюра Scania даёт 1 800 об/мин для всех четырёх версий Super 13-литрового двигателя. Лист MAN UK за май 2022 года для тягача TGX D38 6×4 даёт 1 800 об/мин для версий 540, 580 и 640 PS. Страница технических характеристик Volvo для Великобритании вместо этого даёт диапазон: максимальная мощность при 1 458–1 700 об/мин для 540-сильного D13. По формуле выше та же мощность при меньших оборотах означает больший крутящий момент (наша арифметика).

Более лёгкие грузовики из числа упомянутых здесь имеют более высокие номинальные обороты. Лист MAN UK за май 2022 года для 12-тонного MAN TGL даёт для двигателей D0834 номинал 2 300 об/мин; технический лист MAN по TGM и TGL указывает D0834 как рядный четырёхцилиндровый двигатель. Страница Mercedes по дистрибьюторским грузовикам приводит для всех семи версий Atego номинал 2 200 об/мин — как для четырёх-, так и для шестицилиндровых двигателей — с максимальным крутящим моментом при 1 200–1 600 об/мин.

Scania представляет крутящий момент при низких оборотах как топливную стратегию. Её брошюра Super называет двигатель «очередным шагом в нашей философии низких оборотов». В брошюре говорится, что двигатель развивает максимальный крутящий момент при более низких оборотах двигателя, «что обеспечивает оптимальную топливную экономичность». Это утверждение производителя.

Законный минимум: 5 кВт на тонну

Существует законодательно установленный минимум. Commission Implementing Regulation (EU) 2021/535, Annex XIII, Part 2, Section D, распространяется на транспортные средства категорий N2 и N3. Он требует, чтобы они «обеспечивали мощность двигателя не менее 5 кВт на тонну технически допустимой максимальной массы гружёного автопоезда». При массе автопоезда 40 тонн это 200 кВт; при 44 тоннах — 220 кВт (наша арифметика). Для «автомобиля-тягача или седельного тягача для полуприцепа, предназначенного для перевозки неделимых грузов» действует сниженный порог «не менее 2 кВт на тонну». Ни один из этих показателей не применяется к чисто электрическому режиму движения гибридных электромобилей. Тот же раздел требует, чтобы транспортное средство, предназначенное для буксировки прицепа, при массе, гружёной до этой массы автопоезда, было «способно трогаться с места пять раз за пять минут на уклоне не менее 12 %».

Regulation (EU) No 1230/2012 устанавливал те же 5 и 2 кВт на тонну до тех пор, пока Regulation (EU) 2019/2144 не отменил его с 6 июля 2022 года. С этой даты требование содержится в приложении к 2021/535.

Самая слабая версия на странице технических характеристик MAN TGX, 9,0-литровый D15 мощностью 243 кВт, превышает порог 200 кВт для 40 тонн. На верхней границе диапазонов, упомянутых здесь, 16-литровый V8 в Scania S-series достигает 566 кВт. MAN D38 достигает 471 кВт, а Mercedes OM 473 в Actros L — 460 кВт при 3 000 Нм.

О чём не говорит показатель мощности

Он не говорит о расходе топлива. Regulation (EU) 2017/2400 распространяется на средние грузовики, тяжёлые грузовики и тяжёлые автобусы, но не на внедорожные или специальные транспортные средства. Согласно этому регламенту производитель «определяет выбросы CO2 и расход топлива каждого нового транспортного средства», предназначенного для «продажи, регистрации или ввода в эксплуатацию в Союзе», с исключениями для отдельных технологий. Делает он это с помощью симуляционного инструмента Комиссии VECTO. Исходные данные инструмента охватывают, среди прочих компонентов, двигатели, трансмиссии, мосты, аэродинамическое сопротивление и шины. Обязательство впервые начало применяться с 1 января 2019 года к транспортным средствам групп 4, 5, 9 и 10, произведённым с этой даты: грузовикам и тягачам 4×2 массой свыше 16 тонн и грузовикам и тягачам 6×2. Результат относится к транспортному средству в заданной комплектации, а не к двигателю.

Не говорит рейтинг двигателя и о том, на каком уклоне грузовик сможет тронуться с места при вашей полной массе. MAN UK указывает это отдельно для каждой трансмиссии: лист тягача D38 6×4 за май 2022 года даёт, «при 44000 кг», показатель «Starting Grade» (уклон трогания) «33%+» для каждого двигателя в сочетании с его коробкой передач и главной передачей 3,08:1. Если причина, по которой вы подбираете грузовик, — это подъёмы, именно этот показатель уклона трогания для конкретной трансмиссии и нужно запрашивать.

Калькуляторы кВт в л.с. и Н·м в кгс·м пересчитывают единицы, в которых производители указывают мощность и крутящий момент.