Сравнивать друг с другом значения характеристик различных предметов люди, видимо, начали тогда же, когда научились эти характеристики выражать с помощью чисел. Вот и автомобилисты любят мериться мощностью автомобилей и двигателей, как правило – на основе цифр, указанных фирмой-производителем. Проблема здесь в том, что мощность – это не такой простой параметр, как, скажем длина или масса (хотя и с последней тоже периодически возникают непонятки, например с “короткими” и “длинными тоннами” – но сейчас не об этом). И если сравнение идёт между двумя автомобилями разных стран и эпох – сравнение указанных для них характеристик “в лоб” нередко приводит к такой же ошибке, как если бы сравнивалась напрямую скорость в милях и километрах в час.
Какая мощность указана в характеристиках
В первую очередь, в характеристиках всегда указывается максимальная мощность двигателя (она же – мощность при полной нагрузке). Это очень важная оговорка, потому что на самом деле двигатель в эксплуатации может выдавать не какое-либо одно значение, а целый диапазон значений мощности, в зависимости от нагрузки и режима работы – от нуля до максимальной. Вообще, в технике обычно для описания возможностей двигателя используется не одно значение мощности, а график зависимости максимальных значений мощности и крутящего момента от числа оборотов – это называется “внешней скоростной характеристикой” двигателя:
Далее, во всех официальных характеристиках всех автомобилей, вне зависимости от времени и места их производства, всегда указывается максимальная мощность самого двигателя, “снятая” с его маховика. Мощность “с колёс” определяют в основном спортсмены и любители тюнинга, и в официальных документах она практически не фигурирует (она ниже мощности “на маховике” примерно на 15…25%).
Причин тому множество. Например, далеко не самой последней среди них является то, что иначе для одной и той же модели с одним и тем же двигателем, но оснащённым различными трансмиссиями, обуславливающими разную величину потерь при передаче мощности от двигателя к колёсам, пришлось бы указывать разные значения мощности, что только запутало бы покупателя. Сравнение же мощности двух двигателей, установленных в разные автомобили, при этом и вовсе стало бы бесполезным занятием.
Наконец, существуют различные способы определения максимальной мощности двигателя (на маховике), а также конкретные методики её определения тем или иным способом, описанные различными стандартами. Все они по сути сводятся к одному из двух вариантов:
- Без учёта потерь на привод навесных агрегатов (“брутто”)
При определении мощности этим способом двигатель испытывается без выпускной системы и навесного оборудования – “помпы” системы охлаждения, вентилятора, генератора, насоса ГУРа, и так далее; а если это невозможно без потери работоспособности двигателя — потери на его привод определяются отдельно и прибавляются к полученной в результате испытаний мощности двигателя. Конкретный перечень допустимого при испытаниях навесного оборудования определяется конкретной методикой. Охлаждение двигателя при таких испытаниях осуществляется от внешнего циркуляционного насоса.
Топливную аппаратуру часто допускается «подкручивать» до оптимальных мощностных параметров (в ущерб экономичности и экологичности), а опережение зажигания — настраивается на оптимальные углы, также отличающиеся от штатных заводских установок (как правило скорректированных в пользу экологических стандартов и иных задач). В общем — делается всё, чтобы двигатель показал абсолютный максимум того, на что он способен.
При таком способе определения получается так называемая мощность “брутто”, она же – лабораторная или стендовая мощность.
- С учётом потерь на привод навесных агрегатов (“нетто”)
При этом способе определения мощности двигатель испытывается в том виде, в котором он стоит на автомобиле: при заводских настройках всех систем, со всем положенным навесным оборудованием, воздушным фильтром и штатной выпускной системой. При этом теряется до 15…20% от значения мощности “брутто”.
При таком способе получается так называемая мощность “нетто”, и, разумеется, её величина всегда оказывается существенно меньше, чем мощность «брутто» (но всё равно заметно больше значения мощности, полученного на колёсах автомобиля, в который установлен тот же самый двигатель, так как не учитывает потери в трансмиссии).
Считать мощность “брутто” завышенной, или, наоборот, мощность “нетто” заниженной – вопрос философский. Важно понимать, что обе цифры являются объективными и повторяемыми при повторных испытаниях по соответствующей методике. Вообще, любая мощность – теоретическая характеристика, которая не измеряется, а рассчитывается на основе других; спорить какая именно мощность “более настоящая” – немного так глупо.
На основе этих двух способов было разработано множество конкретных методик определения мощности двигателя (национальных, международных, отраслевых, фирменных и т.п.), которые содержатся в том или ином стандарте и описывают конкретные требования к проведению данной процедуры. Соответственно, для разных моторов мощность может указываться по совершенно разным стандартам, и даже для одного и того же мотора могут указываться разные значения максимальной мощности – в зависимости от того, по какому стандарту или по какой методике они были получены.
Кстати, никакого способа перевести мощность из “брутто” в “нетто” нет и быть не может: можно только измерить мощность двигателя по обоим стандартам и сравнить полученные числа.
Стандарты: СССР и Россия
Самый близкий к нам пример – это методика испытания двигателей, включая определение их максимальной мощности, которая использовалась в СССР и России до начала 2000-х годов и была описана в последовательно сменявших друг друга стандартах ГОСТ 491-41, ГОСТ 491-55, ГОСТ 14846-69 и ГОСТ 14846-81.
Самое интересное – что как минимум в последнем стандарте приводились методики испытаний двигателя и по способу “брутто”, и по способу “нетто”, а также содержалась рекомендация в технической характеристике оба значения мощности. Но на практике практически и в характеристиках, и в документах на автомобили практически всегда указывалась мощность «брутто». Видимо, это был пережиток периода активного сотрудничества с американским автомобилестроением ещё до войны (о том, как дела обстояли в США – ниже).
В частности, именно так были определены мощности двигателей советских автомобилей, приведённые в книге “Тягово-скоростные качества автомобилей” 1978 года издания. Использованная методика описана следующим образом:
… Испытанию подвергают приработанный двигатель, в комплекте оборудования которого вентилятор системы охлаждения и глушитель шума выпуска отсутствуют. Следовательно, в полученных таким методом характеристиках двигателей не учтены потери мощности в глушителе и на привод вентилятора, которые будут иметь место в работе двигателя, установленного на автомобиле …
Цифры в ней приводятся по большей части очень знакомые – дублирующие всем известные характеристики из прочей советской литературы: 75 л.с. для двигателя “Москвича-412”, 95 л.с. для мотора 24Д автомобиля ГАЗ-24, 115 л.с. для двигателей ЗМЗ-53 и 66, и так далее. Так вот, всё это – именно максимальные мощности “брутто” по ГОСТ.
Кстати говоря – книга сама по себе интереснейшая: в ней приведены исключительно подробные характеристики всех основных советских легковых и грузовых автомобилей, включая полученные на стенде внешние скоростные характеристики двигателей и динамические паспорта (более подробные, чем даже в Справочниках НИИАТ).
Это – в теории. На практике же, один только АвтоВАЗ к концу восьмидесятых – началу девяностых годов использовал в своей технической документации четыре (!) разных стандарта мощности: “брутто” по ГОСТ, “нетто” по ГОСТ, международный ISO и почему-то немецкий DIN. Ещё хуже ситуация стала после того, как в Россию хлынул поток иномарок, в характеристиках которых мощность двигателя указывалась по различным иным стандартам, причём как правило именно “нетто” (например, для немецких машин – “нетто” по стандарту DIN).
Неразбериха с цифрами мощности в документах стала вызывать вопросы – особенно в учётом того, что по мощности в России рассчитывается транспортный налог. Поэтому с 1999 года Госстандарт России (ныне Росстандарт), заведующий в числе прочего процессом сертификации автомобилей и двигателей, решил навести в этом вопросе порядок и потребовал от производителей указывать в Одобрении типа транспортного средства (ОТТС) только мощность “нетто”, в соответствии с Правилом ЕЭК ООН ECE R85. И именно по этому стандарту – “нетто” по ГОСТ – должна быть указана мощности двигателя для автомобилей отечественного производства (включая собранные у нас иномарки), выпущенных с начала 2000-х годов.
Например, для моторов семейства ЗМЗ-406 могут указываться следующие цифры:
ЗМЗ-4062.10 ранней модификации со степенью сжатия 9,5:
- Максимальная мощность “брутто” – 150 л.с.
- Максимальная мощность “нетто” – не указывалась.
ЗМЗ-4062.10 наиболее массовой модификации (т.н. “Евро-0”):
- Максимальная мощность “брутто” – 145 л.с.
- Максимальная мощность “нетто” – 130,6 л.с. (или округлённо 131 л.с.)
ЗМЗ-40621.10 экологического стандарта “Евро-2”:
- Максимальная мощность “брутто” – 144 л.с.
- Максимальная мощность “нетто” – 130 л.с.
ЗМЗ-4063.10 (карбюраторный для “ГАЗели” и “Соболя”):
- Максимальная мощность “брутто” – 110 л.с.
- Максимальная мощность “нетто” – 98 л.с.
Как видно – объяснение того, почему мощность ЗМЗ-406 внезапно “сдулась” со 150 до 130 л.с., на самом деле элементарно и сводится к смене используемой методики её определения. Разумеется, были и более мелкие изменения мощности, возникавшие при внесении в конструкцию двигателя тех или иных изменений, но они не нашли отражения в технических характеристиках, поскольку ради изменения мощности, укладывающегося в погрешность измерения, никто заново стратифицировать двигатель не стал бы.
С машинами, ввезённым в Россию уже подержанными… получилось нехорошо. В теории в их документах тоже должна быть мощность “нетто”, но, увы, на самом деле во всех этих тонкостях таможня не разбирается, и разбираться не хочет. А мощность указывает ту, которая указана в документах на ввозимую машину, или вообще по справочнику (причём внутриведомственному, которого не видел никто, кроме “лиц особо приближённых”). В настоящее время уже сложилась практика, согласно которой при предоставлении в органы МРЭО ГИБДД информации, подтверждающей, что мощность двигателя “нетто” ниже, чем указанная в ПТС – например, официального письма от завода-изготовителя – в документы автомобиля вносится исправление, для владельца означающее небольшую, но приятную скидку к величине транспортного налога. Однако, работает эта схема не всегда и не везде.
Наконец, в 2020 году была даже принята новая редакция стандарта – ГОСТ 14846-2020, которая, правда, минимально отличается от ГОСТа 1981 года.
США и Канада
В США до 1972 модельного года официальный рейтинг мощности для двигателей всех автомобилей приводился также “брутто”, по методике SAE Gross, заданной стандартами SAE J245 и J1996.
Изначально это всех устраивало, но ко второй половине шестидесятых годов начало копиться недовольство, связанное во-первых с махинациями производителей, которые завышали (в рекламных целях) или занижали (в угоду лобби за безопасность дорожного движения и для уменьшения страховой премии) мощности своих двигателей, а также тем, что из-за установки на новые двигатели большого количества дополнительного оборудования (включая экологическое) разрыв между их мощностью “брутто” – демонстрируемой на испытательном на стенде – и “нетто” – в установленном на автомобиль виде – составлял уже десятки “лошадей”, а то и “за сотню”. Среди законодателей и инженерно-технических работников стало зреть мнение о том, что указание мощности “брутто” начинает устаревать, и вообще – пора бы, чёрт возьми, навести во всём этом бардаке порядок. И порядок навели.
Первым стал штат Калифорния, законодательно потребовавший с 1972 модельного года указывать во всех официальных спецификациях исключительно мощность “нетто”, как более близкую к реальным показателям установленного на автомобиль мотора. Так как указание различной мощности для одного и того же двигателя в различных штатах могло иметь самые неприятные последствия, вплоть до массовых исков от покупателей за недобросовестную рекламу и продажу продукта, не соответствующего объявленным характеристикам, американские автомобилестроители посчитали это поводом вообще полностью отказаться от указания мощности “брутто”. В 1971 модельном году для новых автомобилей часто указывались оба показателя (или мощность вообще тактично не упоминалась в рекламной литературе), а с 1972 — уже только мощность “нетто”. Это продолжается до настоящего времени.
Правда, “есть один нюанс”. Резкое падение указанной в официальных характеристиках мощности американских моторов между 1970 и 1971 модельными годами было обусловлено не только изменением стандарта, по которому эта мощность измерялась, но и массовым снижением степени сжатия с 9…10 до 8,2…8,5 для работы на низкооктановом неэтилированном бензине, что привело к чувствительному “проседанию” их реальной максимальной мощности.
Например, 8,2-литровый мотор Cadillac Eldorado в 1970 модельном году по заявлениям производителя развивал 400 л.с. “брутто”, а в 1971 его рейтинг мощности, приведённый по новому стандарту, упал сразу до 235 л.с. “нетто” – то есть, больше, чем на 40%. На самом деле, мощность “брутто” этого мотора в 1971 году составляла 365 л.с. – то есть, почти 10% от изначального значения мощности “отожрало” именно снижение степени сжатия, а на новый стандарт приходились оставшиеся чуть больше 30%. И эти 10% реальной потери мощности очень удачно удалось замаскировать за счёт 30% потери “виртуальной”. Если, конечно, рейтинг в 400 л.с. не был “дутым” изначально…
В общем – сравнивать более или менее “в лоб” можно только мощность советских автомобилей и американских, выпущенных до 1971 модельного года. А для более поздних нужно делать скидку на различные методики её определения. Именно в этом заключается, в частности, “секрет” довольно неплохо едущих сравнительно маломощных (если смотреть на официальные характеристики) американских моторов семидесятых – восьмидесятых годов: “заокеанские” 100 л.с. SAE Net и советские 100 л.с. “брутто” – это всё же немного разные вещи.
При этом стоит отметить, что в технической литературе мощность SAE Net указывалась и задолго до 1971 года – вот, например, внешняя скоростная характеристика шестицилиндрового двигателя Chevrolet 235 Hi-Thrift из набора фирменной документации к автомобилям «Шевроле» 1959 модельного года, приведённая сразу и Gross, и Net:
Максимальная мощность “брутто” составляет 135 л.с. при 4000 об/мин, а «нетто», измеренная на моторе в том виде, в каком он стоял в автомобиле — уже всего лишь 115 л.с. при 3700 об/мин. Итого, с дополнительной нагрузкой от навесных агрегатов, впуском и выпуском мотор не только “недобирает” 20 л.с. по величине максимальной мощности (~15%), но и достигает её при на 300 об/мин меньших оборотах.
Иногда чтобы отличить мощность, указанную по стандарту SAE Net, от указанной по стандарту SAE Gross, для последней указывают единицу измерения bhp (тормозная лошадиная сила), что технически не особо корректно (на тормозном динамометре можно определять мощность по любому стандарту), но является в достаточной степени устоявшейся конвенцией.
Германия
В Германии и многих странах Центральной Европы до европейской унификации стандартов в начале 1990-х годов использовалась методика определения мощности, описанная в семействе стандартов DIN 70020 (Deutsches Institut für Normung), первая редакция которого была принята в августе 1954 года. В них мощность двигателя определялась “нетто” – на маховике мотора, укомплектованного воздушным фильтром, выпускной системой, вентилятором, водяным насосом, топливным насосом и генератором (без нагрузки), которые должны во время испытаний приводиться от самого двигателя.
Как правило мощность, определённую по этому стандарту, можно опознать по немецкому указанию названия единицы измерения – PS (Pferdestärke – “сила лошади”). Результаты он даёт плюс-минус те же самые, что и SAE Net, хотя полученные по ним значения могут отличаться на несколько л.с. из-за различных требований к процедуре, включая температуру и давление в помещении.
Как мощность определяли в Германии до 1954 года – не вполне понятно, но подозреваю, что тоже “нетто”.
Италия
В Италии действовал свой национальный стандарт CUNA (Commissione Tecnica per l’Unificazione nell’Automobile), согласно которому мощность определялась на моторе в такой комплектации, которая минимально необходима для его устойчивой работы в течение испытаний – включая, например, водяной насос – а вот воздушный фильтр, генератор, вентилятор системы охлаждения и выпускная система могли быть убраны. По другим данным (или, вероятно, в другой редакции стандарта) – мощность определялась со всеми вспомогательными агрегатами (“помпа”, вентилятор , генератор, и т. п.), но без воздушного фильтра и системы выпуска.
В любом случае, получается странная мощность, находящаяся примерно на полпути между “брутто” и “нетто”. Этот же стандарт мог использоваться в Швейцарии и Австрии.
Примеры:
- Fiat 850 Speciale 1968 г.в. – 47 л.с. CUNA / 45 PS DIN
- Fiat 850 Sport Coupé 1968 г.в. – 54 л.с. CUNA / 52 PS DIN
- Fiat 127 1971 г.в. – 47 л.с. CUNA / 45 PS DIN
Где-то с конца 1960-х итальянцы стали переходить на стандарт DIN.
Япония
По тому, какая мощность указывается для японских двигателей, информации на “нормальных” языках очень мало. Местный стандарт JIS D 1001 содержит методики испытаний двигателей для определения их мощности как “брутто”, так и “нетто”. Судя по всему, до конца 1980-х годов для автомобилей внутреннего японского рынка указывалась почти исключительно мощность “брутто”. А для экспортных – по тому стандарту, который был принят в стране-импортёре.
И это ещё не всё…
Увы, нет. Ещё есть мощность индикаторная, налоговая во французских “паровых лошадях” CV, налоговая британского RAC, и так далее, и тому подобное…
