Ускорение автомобиля: Чему равно ускорение автомобиля , если через 2 минуты после начала движения из состояния…

Ускорение автомобиля

Одним из важнейших показателей динамических качеств автомобиля является интенсивность разгона — ускорение.

При изменении скорости движения возникают силы инерции, которые автомобилю необходимо преодолеть для обеспечения заданного ускорения. Эти силы вызваны как поступательно движущимися массами автомобиля m, так и моментами инерции вращающихся деталей двигателя, трансмиссии и колес.

Для удобства проведения расчетов пользуются комплексным показателем — приведенными силами инерции:

где δ_вр — коэффициент учета вращающихся масс.

Величина ускорения j = dv/dt, которое может развить автомобиль при движении по горизонтальному участку дороги на заданной передаче и с заданной скоростью, находится в результате преобразования формулы для определения запаса мощности, которая расходуется на разгон:

,

или по динамической характеристике:

D = f +.

Отсюда: j = .

Для определения ускорения на подъеме или спуске пользуются формулой:

.

Способность автомобиля к быстрому разгону особенно важна в условиях городской езды. Увеличенные ускорения для автомобиля могут быть получены за счет увеличения передаточного числа u₀главной передачи и соответствующего выбора характеристики изменения крутящего момента двигателя.

Максимальное ускорение при разгоне находится в пределах:

— для легковых автомобилей на первой передаче 2,0…3,5 м/с²

;

— для легковых автомобилей на прямой передаче 0,8…2,0 м/с²;

— для грузовых автомобилей на второй передаче 1,8…2,8 м/с²;

— для грузовых автомобилей на прямой передаче 0,4…0,8 м/с².

Величина ускорения в ряде случаев не является достаточно наглядным показателем способности автомобиля к разгону. Для этой цели удобно применять такие показатели, как время и путь разгонадо заданной скорости и графики, отображающие зависимость скорости от времени и пути разгона.

Так как j = , тоdt =.

Отсюда путем интегрирования полученного уравнения находим время разгона tв заданном интервале изменения скоростей отv₁доv₂:

.

Определение пути разгона Sв заданном интервале изменения скоростей осуществляют следующим образом. Так как скорость является первой производной пути по времени, то дифференциал путиdS=v·dt, или путь разгона в интервале изменения скоростей отv₁доv₂равен:

.

В условиях реальной эксплуатации автомобиля затраты времени на операции переключения передач и буксование сцепления увеличивают время разгона по сравнению с теоретическим (расчетным) его значением. Время, затрачиваемое на переключение передач, зависит от конструкции коробки передач. При применении автоматической коробки передач это время практически равно нулю.

Кроме того, разгон не все время происходит при

полной подаче топлива, как это предполагается в изложенном методе. Это также увеличивает реальное время разгона.

При применении механической коробки передач важным моментом является правильный выбор наиболее выгодных скоростей переключения передач v_1-2, v_2-3и т.д. (см. раздел «Тяговый расчет автомобиля»).

Для оценки способности автомобиля к разгону в качестве показателя используют также время разгона после трогания с места на пути в 100 и 500 м.

Построение графиков ускорений

В практических расчетах принимают, что разгон происходит на горизонтальной дороге с твердым покрытием. Сцепление включено и не пробуксовывает. Орган управления режимом работы двигателя находится в положении полной подачи топлива. При этом обеспечено сцепление колес с дорогой без пробуксовывания. Предполагается также, что изменение параметров двигателя происходит по внешней скоростной характеристике.

Полагают, что разгон для легковых автомобилей начинается с минимально устойчивой скорости на низшей передаче порядка v₀= 1,5…2,0м/сдо значенийv_т= 27,8м/с(100км/ч). Для грузовых автомобилей принимают:v_т= 16,7м/с(60км/ч).

Последовательно, начиная со скорости v₀= 1,5…2,0м/сна первой передачи и последующих передачах, на динамической характеристике (рис. 1) для выбранных по оси абсциссvрасчетных точек (не менее пяти) определяют запас динамического фактора при разгоне как разность ординат (

D – f)на различных передачах. Коэффициент учета вращающихся масс (δ_вр) для каждой передачи подсчитывают по формуле:

δ_вр= 1,04 + 0,05·i_кп².

Ускорения автомобиля определяют по формуле:

j = .

По полученным данным строят графики ускорений j=f(v)(рис.2).

Рис.2. Характеристика ускорений автомобиля.

При правильном расчете и построении кривая ускорений на высшей передаче пересечет абсциссу в точке максимальной скорости. Достижение максимальной скорости происходит при полном использовании запаса динамического фактора: D – f = 0.

Построение графика времени разгона t = f(v)

Этот график строят, используя график ускорения автомобиля j=f(v)(рис.2). Шкалу скоростей графика разгона разбивают на равные участки, например, через каждый 1м/с, и из начала каждого участка проводят перпендикуляры до пересечения с кривыми ускорения (рис.3).

Площадь каждой из полученных элементарных трапеций в принятом масштабе равна времени разгона для данного участка скорости, если считать, что на каждом участке скорости разгон происходит с постоянным (средним) ускорением:

j_ср= (j₁ + j₂)/2,

где j₁ , j₂— ускорения соответственно в начале и в конце рассматриваемого участка скоростей,

м/с².

В данном расчете не учитывается время на переключение передач и другие факторы, приводящие к завышению времени разгона. Поэтому вместо среднего ускорения принимают ускорение j_iв начале произвольно взятого участка (определяют по шкале).

С учетом сделанного допущения время разгонана каждом участке приращения скоростиΔvопределится как:

t_i=Δv/j_i,с.

Рис. 3. Построение графика времени разгона

По полученным данным строят график времени разгона t = f(v). Полное время разгона отv₀до значенийv_т

определяют как сумму времени разгона (с нарастающим итогом) по всем участкам:

t₁=Δv/j₁ ,t₂=t₁ +(Δv/j₂),t₃= t₂ +(Δv/j₃)и так далее доt_тконечного времени разгона:

.

При построении графика времени разгона удобно пользоваться таблицей и принять Δv= 1м/с.

	Участки скорости vi , м/с
№ участков	1	2	3	4	5	6	7	и т.д.
ji , м/с2
ti , с
Врем разгона с нарастающим итогом

Напомним, что построенный (теоретический) график разгона (рис. 4) отличается от действительного тем, что не учтено реальное время на переключение передач. На рис.4 время (1,0 с) на переключение передач отображено условно для иллюстрации момента переключения.

При использовании механической (ступенчатой) трансмиссии на автомобиле действительный график времени разгона характеризуется потерей скорости в моменты переключения передач. Это также увеличивает время на разгон. У автомобиля с коробкой передач с синхронизаторами интенсивность разгона выше. Наибольшая интенсивность у автомобиля с автоматической бесступенчатой трансмиссией.

Время разгона отечественных легковых автомобилей малого класса с места до скорости 100 км/ч(28м/с) составляет порядка 13…20с. Для автомобилей среднего и большого класса оно не превышает 8…10с.

Рис. 4. Характеристика разгона автомобиля по времени.

Время разгона грузовых автомобилей до скорости 60 км/ч(17м/с) составляет 35…45си выше, что свидетельствует о недостаточной их динамичности.

Путь разгона для легковых автомобилей до скорости 100 км/чсоставляет 500…800м.

Сравнительные данные по времени разгона автомобилей отечественного и зарубежного производства приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4.

Время разгона легковых автомобилей до скорости 100км/ч (28 м/с)

Автомобиль	Время, с	Автомобиль	Время, с
ВАЗ-2106 1,6 (74)	17,5	Alfa Romeo-156 2,0 (155)	9,0
ВАЗ-2121 1,6 (74)	25	Audi A6 Tdi 2,5 (150)	9,5
Москвич 2,0 (113)	11,5	BMW-320i 2,0 (150)	9,9
ЗИЛ-117	13	Cadillac Sevilie 4,6 (395)	7,2
ГАЗель-3302 D 2,1 (95)	24	Mercedes S 220 CD (125)	11,0
ЗАЗ-1102 1,1 (51)	16,2	Peugeot-406 3. 0 (191)	7,9
ВАЗ-2110 1,5 (94)	12,0	Porsche-911 3,4 (300)	5,2
Ford Focus 2,0 (130)	9,2	VW Polo Sdi 1,7 (60)	17,4
Fiat Marea 2,0 (147)	8,8	Honda Civic 1,6 (160)	8,0

Примечание: Рядом с типом автомобиля указан рабочий объем (л) и мощность (в скобках) двигателя (л.с.).

Построение графика пути разгона автомобиля S = f(v)

Аналогичным образом проводится графическое интегрирование раннее построенной зави­симости t = f(V) для получения зависимости пути разгона S от скорости автомобиля. В данном случае кривая графика времени разгона автомобиля (рис. 5) разбивается на интервалы по вре­мени, для каждого из которых находятся соответствующие значения V_{cр k}.

Рис.5. Схема, поясняющая использование графика времени разгона автомобиля t = f(V) для построения графика пути разгона S = f(V).

Площадь элементарного прямоугольника, например, в интервале Δt₅есть путь, который проходит автомобиль от отметки t₄ до отметки t₅, двигаясь с постоянной скоростью V_{cр 5}.

Величина площади элементарного прямоугольника определяется сле­дующим образом:

ΔS_k = V_{cр k} (t _k — t _k-1) = V_{cр k} · Δt _k .

где k = l…m — порядковый номер интервала, m выбирается произвольно, но считается удобным для расчета, когда m = n.

Например (рис. 5), если V_ср5 =12,5 м/с; t ₄ =10 с; t₅=14 с, то ΔS₅ = 12,5(14 — 10) = 5 м.

Путь разгона от скорости V₀до скорости V₁ : S₁ = ΔS₁;

до скорости V₂ : S₂ = ΔS₁ + ΔS₂;

…

до скорости V_n : S_n = ΔS₁ + ΔS₂ + … + ΔS_n = .

Результаты расчета заносятся в таблицу и представляются в виде гра­фика (рис. 6).

Путь разгона для легковых автомобилей до скорости 100 км/чсоставляет 300…600м. Для грузовых автомобилей путь разгона до скорости 50км/чравен 150…300м.

Рис.6. Графика пути разгона автомобиля.

Какое ускорение может выдержать человек

По неизвестной нам причине производители автомобилей буквально одержимы временем разгона с места до 100 км/ч, словно это самый важный параметр на свете. И это заставляет всерьёз задуматься — насколько быстрый разгон способно выдержать человеческое тело? Вдруг мы уже находимся на пределе возможностей?

Александр Пономарёв

Как известно, ускорение — это физическая величина, определяющая изменение скорости со временем. Обычно мы измеряем его с точки зрения ускорения свободного падения, которое численно равно силе тяжести на поверхности Земли. Ускорение свободного падения обозначается буквой g и варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах. Стандартное значение g, определённое как «среднее» по всей планете, составляет 9,8 м/с².

Соответственно, 1 g считается эквивалентом силы земной гравитации. Когда мы говорим об ускорении в автомобиле, мы подразумеваем силу g, действующую на пассажиров в линейной горизонтальной оси. Давайте же выясним, сколько именно g мы испытываем в тех или иных машинах. Для того, чтобы продемонстрировать ускорение в 1 g, автомобиль должен разогнаться до 100 км/ч за 2,8 секунды. Ускорение до «сотни» за 10 секунд, довольно медленное по нынешним временам, составляет лишь 0,28 g.

Дрэгстеры категории Top Fuel умеют разгоняться не хуже, чем ракеты — с нуля до 100 км/ч за невероятные 0,5 секунды! Такого рода ускорение величиной 5,6 g весьма ощутимо для тела, но убить человека оно не может. В принципе, можно потерять сознание или даже умереть, если испытать ускорение порядка 6 g продолжительностью несколько секунд, но известны случаи, когда человек выживал и при воздействии 100 g — правда, чрезвычайно кратковременном.

Например, «американские горки» могут обеспечить вам до 6 g, но длительность ускорения настолько мала, что это совершенно не опасно для здоровья. Лётчики в специальных костюмах переносят 9 g, но абсолютный рекорд принадлежит офицеру ВВС США Джону Стаппу, который испытал ужасающие 46,2 g, пилотируя ракетные сани на авиабазе Эдвардс в Калифорнии. Впрочем, едва ли обычный человек выдержал такую перегрузку без подготовки.

К тому же подполковник Стапп в ходе испытаний реактивных саней успел перенести и несколько значительно менее удачных для здоровья заездов. Однажды при ускорении в 35 g Джон потерял несколько пломб, сломал рёбра и испытал некоторые другие пикантные неудобства, на которые вряд ли согласятся покупатели дорогих и мощных автомобилей. Имея это в виду, давайте установим 30 g как предел для ускорения без телесных повреждений.

В привычных нам величинах это означает разгон с 0 до 100 км/ч за невероятные пока 0,093 секунды. Если мы готовы пойти на выпавшие пломбы, сломанные рёбра и испорченный салон автомобиля, можно рискнуть катапультироваться до «сотни» за 0,08 секунды. Наконец, в ходе рекордного заезда бывалый испытатель Джон Стапп перенёс ускорение в 0,06 секунды до 100 км/ч. Что ж, на сегодняшний день мы весьма далеки от опасного для жизни разгона. Хорошая новость, не так ли?

Параметры ускорения и торможения автомобиля

Параметры ускорения и торможения автомобиля

Дом

Радар скорости Системы синхронизации (тактирование) Шаг Ошибка косинуса

камеры красного света Минимальный диапазон Радар в подвижном режиме

Доплеровский радар Режим движения Луч антенны Конфигурации Тест и калибровка Операционные проблемы Отражение автомобиля Проблемы с режимом движения Помехи Другие ситуации Испытание радара DOT США Фоторадар

Введение Операция Эксплуатационные проблемы

Советы по вождению Мошенничество Радар-детекторы Детектор Детекторы Глушители Дорожный суд

Полосы частот Электромагнитные волны Радиочастотные биологические эффекты Радиационные стандарты Морские радиоканалы

(x) Параметры ускорения Константы/преобразования Полиция 10 кодов Всемирное время (UTC) Ссылки

Блог

предыдущий | Следующий Содержание — Ускорение под действием силы тяжести | Ускорение и торможение автомобиля | Общие уравнения

Ускорение под действием силы тяжести

Объекты, падающие под действием силы тяжести при свободном падении, увеличивают скорость со временем и расстоянием. Точная скорость ускорения немного варьируется в зависимости от того, где именно на земле падает объект. Земля не идеальная сфера, и гравитация немного меняется в зависимости от местоположения. По международному определению 9,80665 метров в секунду в секунду (с ² ) — это постоянная гравитационного ускорения, 1g = 9,80665 метров в секунду в секунду (м/с ² ) точно.

Гравитационная постоянная (g)

9,80665 м/с 2 32.17405 футов/с 2 21.93685 миль/ч/с 35.30394 км/ч 19.06260 узлов/сек

Ускорение по сравнению с ускорением свободного падения g не является силой. Сила есть произведение массы на ускорение. Термин «g» представляет собой фиксированную базовую линию ускорения для целей сравнения.

Рекламные ссылки

Ускорение и торможение автомобиля

Максимальное торможение зависит от веса автомобиля и сцепления шин, ширины и диаметра. Максимальное ускорение автомобиля зависит от шин и мощности. Топовые серийные маслкары могут разгоняться от 0 до 60 миль в час за 5 секунд. Среднее ускорение составляет 60 миль в час за 5 секунд, что равно 12 милям в час в секунду и соответствует +0,55 g.

От 0 до 60 миль/ч за 5 секунд (+0,55g)

Время 0 1 2 3 4 5 секунд Скорость 0 12 24 36 48 60 миль в час Расстояние 0 9 35 79 141 220 футов

Системы адаптивного круиз-контроля, автомобильный радар автоматически тормозят при приближении к другим автомобилям. Максимальное торможение варьируется от -3 до -5 м/с2 (от -7 до -11 миль/ч/с) или примерно от -0,3 до -0,5 g. Резкое торможение происходит около -0,55g.

Замедление g
г	миль/ч / сек	Торможение
0,30	6,6	Сейф
0,35	7,7	Сейф
0,47	10,3	Средний водитель Макс
0,62	13,6	Достаточно квалифицированный водитель Макс
0,66	14,3	Опытный водитель Макс.
0,70	15,4	Транспортное средство Макс
1	21,9

Максимальное торможение для некоторых автомобилей Год выпуска 1991 — 1995. Торможение до остановки измерено на сухой ровной поверхности при скорости 60 миль/ч. Автомобиль г фут/с 2 миль/ч/с БМВ М3 1,0 32,3 22,0 Тойота Селика ГТ 0,94 30,2 20,6 Линкольн Континенталь 0,92 29,6 20,2 Ниссан Максима 0,85 27,3 18,6 Шевроле Блейзер 0,76 24,5 16,7 Додж Кольт ГЛ 0,72 23,2 15,8

‘ + ‘‘ + ‘‘ + ‘ ‘ + ‘‘ + ‘ Преобразование единиц измерения ускорения g’sft/s*sm/s*smph/seckph/secknots/sec ‘ + первыйтусклый + ‘ ‘ + второй + ‘ ‘ + секундомер + ‘ ‘ + третий + ‘ ‘ + третиймер + ‘ ‘ + четвертый + ‘ ‘ + четвертый + ‘ + пятый + ‘ ‘ + пятый + ‘ ‘ + шестой + ‘ ‘ + шестой + ‘ ‘ ; } // закончили скрывать —> g, фут/с*с, м/с*с, миль/ч/с, км/с, узла/с.

Многие эксперты по безопасности используют 15 фут/с ² (0,47g) как максимальное замедление, безопасное для среднего водителя для сохранения контроля, хорошие или отличные шины, сухая поверхность. Достаточно опытный водитель может остановиться на скорости 20 футов/сек ² (0,62 г). Большинство серийных уличных автомобилей имеют максимальное торможение около 0,8g.

Рекламные ссылки

Общие уравнения

Скорость и расстояние с учетом ускорения

v = v _о + а т
d = v _o t + 0,5 а t ²

t = время v = скорость в момент времени t v o = скорость при t = 0

a = ускорение (-a для замедления) d = расстояние, пройденное за время t

---

CopRadar. com
Информационный центр полицейских радаров
Параметры ускорения
Предыдущий | Топ | Следующий

Ускорение автомобиля | Фургон физики

Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 30.04.2009

Q:

не могли бы вы объяснить силы, которые заставляют автомобиль двигаться…….так как если бы только силы трения отвечали за ускорение автомобиля, то каждый автомобиль будет иметь то же самое максимальное ускорение, что и ug ( mu * g ), это делает BMW, FERRARI, PORSCHE одинаковыми, но на самом деле каждая машина имеет разное соответствие. ……….как это объяснить………большое спасибо
— любовь (17 лет)
Индия

A:

Вы правы в том, что ускорение будет ограничено мкг, и этот предел зависит от шин и дороги, а не от двигателя. Когда автомобиль трогается с места, начальная мощность (Fv) очень мала, потому что скорость v изначально равна нулю, поэтому разные автомобили стартуют с одним и тем же пределом. Однако, как только автомобиль начал движение, ему требуется много энергии, чтобы еще больше разогнаться. Все машины будут разгоняться меньше, чем мкг, и насколько меньше будет зависеть от того, насколько мощная машина.

Mike W.

(опубликовано 30.04.2009)

Дополнение #1: ускорение автомобиля

Q:

вы имеете в виду максимальное соотв. возможно на земле. уг…… но u, как правило, очень меньше, поэтому ug не будет много … но некоторые автомобили утверждают: 0-100 км / ч всего за 4-5 секунд. во-вторых, сколько мощности может быть обеспечено за счет обтекания. Так как хороший спортивный автомобиль, такой как ferrari, и все должны быть оптимизированы..еще раз спасибо
— luv (возраст 17)
Индия

A:

Вы правы в том, что максимальное ускорение некоторых автомобилей может быть около g, 9,8 м/с ² .