Что такое свободное ускорение автомобиля

свободное ускорение

Свободное ускорение — разгон двигателя от минимальной до максимальной частоты вращения на холостом ходу.

Полезное

Смотреть что такое «свободное ускорение» в других словарях:

свободное ускорение — Увеличение оборотов двигателя автомобиля от минимальной до максимальной частоты вращения без внешней нагрузки при перемещении педали управления подачей топлива (далее педали) до упора. [ГОСТ Р 52160 2003] Тематики автотранспортная техника … Справочник технического переводчика

Свободное падение (физика) — Свободное падение. Вектор силы тяжести направлен вертикально вниз Свободное падéние движение, при котором на тело не действуют никакие силы (силы сопротивления, реактивные силы, и т. п.), кроме силы тяжести. В частности парашютист, в течении… … Википедия

СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ — движение тела, происходящее под действием только силы (см.) этого тела; является равноускоренным движением. Ускорение, с которым падают на Землю тела в безвоздушном пространстве, называется ускорением свободного падения (см. (4)) … Большая политехническая энциклопедия

Ускорение свободного падения — У этого термина существуют и другие значения, см. Ускорение (значения). Ускорение свободного падения на поверхности некоторых небесных тел, м/с2 Солнце 273,1 Меркурий 3,68 3,74 Венера 8,88 Земля 9,81 Луна 1,62 Церера 0,27 Марс 3,86 … Википедия

Ускорение силы тяжести — Ускорение свободного падения g (обычно произносится как «Жэ» или «Жи»), ускорение, сообщаемое телу под действием притяжения планеты или другого астрономического тела в безвоздушном пространстве вакууме. Его значение для Земли обычно принимают… … Википедия

Ускорение земного падения — Ускорение свободного падения g (обычно произносится как «Жэ» или «Жи»), ускорение, сообщаемое телу под действием притяжения планеты или другого астрономического тела в безвоздушном пространстве вакууме. Его значение для Земли обычно принимают… … Википедия

Свободное падение — У этого термина существуют и другие значения, см. Свободное падение (значения). Свободное падение. Вектор силы тяжести направлен вертикально вниз Свободное падéние равноускоренное движение, под действием силы тяжести. На поверхности Земли,… … Википедия

Графическое оборудование и Свободное программное обеспечение — Эта статья содержит незавершённый перевод с английского языка. Вы можете помочь проекту, переведя её до конца … Википедия

ГОСТ Р 52160-2003: Автотранспортные средства, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния — Терминология ГОСТ Р 52160 2003: Автотранспортные средства, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния оригинал документа: 3.9 дымность отработавших… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

РД 03-433-02: Инструкция о порядке организации и ведения контроля за обеспечением безопасных уровней выбросов отработавших газов горных машин с дизельным приводом на открытых горных работах — Терминология РД 03 433 02: Инструкция о порядке организации и ведения контроля за обеспечением безопасных уровней выбросов отработавших газов горных машин с дизельным приводом на открытых горных работах: Горная машина с дизелем механическое… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Ускорение автомобиля при раз гоне

Ускорение автомобиля при разгоне (приемистость) характериизует его способность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения.

Ускорение автомобиля определяют экспериментально или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твёрдым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колёс.

Минимальное значение скорости при разгоне V _{а min} соответствует минимальным устойчивым оборотам коленчатого вала двигателя n_{e min}. В интервале от 0 до V_{a min} автомобиль трогается с места при пробуксовке сцепления и постоянном увеличении подачи топлива.

Величину ускорения находим из уравнения, связывающего значения динамического фактора с условиями движения автомобиля:

где f_V – коэффициент сопротивления качению;

δ— коэффициент учёта вращающихся масс.

где f ₀ – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (f₀ = 0,007).

Определяем коэффициенты учета вращающихся масс:

(3. 21)

где U_кп – передаточное число передачи в КП, ;

Значения динамического фактора D и соответствующие ему значения коэффициентов сопротивления качению берём из табл.3.1

Строим график ускорений автомобиля:

Особыми точками характеристики ускорений автомобиля являются:

Значения особых точек характеристики ускорений автомобиля приведены в таблице 3.5

Характеристики времени и пути разгона

Более удобными и наглядными оценочными измерителями интенсивности разгона автомобиля являются время t и путь S разгона автомобиля в заданном интервале скоростей. Эти параметры могут быть определены эксериментально или расчётным путём.

Путь и время разгона рассчитывают в предположении, что автомобиль разгоняется на ровной горизонтальной дороге при полной подаче топлива на участке длиной 2000 м (соответствует ГОСТ 22576 – 90. Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний).

Определение времени разгона

Трогание автомобиля с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автомобиля.

Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на 6 интервалов. Определим изменение скорости на этих промежутках:

где V_{i + 1} – скорость в конце рассматриваемого интервала;

Считаем, что в полученных промежутках автомобиль движется равноускоренно, тогда определим среднее ускорение:

a_i – ускорение автомобиля в начале интервала;

Время движения автомобиля Δ t_i, за которое его скорость возрастает на величину приращения скорости Δ V_i, определяется по закону равноускоренного движения:

где n – число интервалов скоростей на j-ой передаче.

Во время переключения передач с разрывом потока мощности автомобиль движется накатом. Время переключения передач зависит от квалификации водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя. Время движения автомобиля при нейтральном положении в коробке передач t _П для автомобилей с дизельным двигателем находится в пределах 0,8…2,5 с. При расчётах принимаем t _П=1с.

В процессе переключения передач скорость автомобиля уменьшается.

Величину уменьшения скорости V _{П j} за время движения автомобиля накатом в процессе переключения передач, можно найти по формуле:

Считаем, что за время переключения передач сила сопротивления качению автомобиля не изменяется, то есть коэффициент сопротивления качению f_v остаётся постоянным и равным коэффициенту сопротивления качению f_v, полученному при скорости, соответствующей моменту переключения передач.

Определение пути разгона

Путь разгона автомобиля до заданной скорости определяется суммированием элементарных путей Δ s_i на каждом интервале скоростей Δ V_i. Общий путь разгона автомобиля на j-той передаче S_j от скорости V_{a min},_{, j} до скорости V_{a max , j} находят суммированием значений пути разгона в интервалах, т.е.

(3.28)

где n- число интервалов скоростей при движении на j-той передаче

где V_{max j}— скорость, при которой начинается переключение на смежную высшую передачу, км/ч;

V _{П j}— скорость которая теряется за время переключения передач, км/ч;

t _П— время переключения передач, с.

В качестве минимальной (начальной) скорости, с которой начинается разгон на последующей передаче, принимается скорость:

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей передаче прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче т.е.

где н- номер передачи, с которой происходит трогание автомобиля с места; j- номер промежуточной передачи в коробке передач; k-номер высшей передачи.

Данные для построения графика времени и пути разгона автомобиля приведены в таблице 3.6.

Источник

Ускорение, разгон, инерция. Автомобиль набирает скорость

Красный свет светофора сменился желтым, затем зеленым. С напряженным ревом срываются с места машины, затем звук двигателей на мгновение стихает — это водители отпустили педаль подачи топлива и переключают передачи, снова разгон, снова момент затишья и опять разгон. Только метров через 100 после перекрестка поток машин как бы успокаивается и плавно катит до следующего светофора. Лишь один старый автомобиль «Москвич» прошел перекресток ровно и бесшумно. На рисунке видно, как он обогнал все автомобили и вырвался далеко вперед. Этот автомобиль подъехал к перекрестку как раз в тот момент, когда зажегся зеленый сигнал светофора, водителю не пришлось тормозить и останавливать машину, не пришлось после этого снова брать разгон. Как же получается, что один автомобиль (да еще маломощный «Москвич» старого выпуска) легко, без напряжения движется со скоростью около 50 км/час, в то время как другие с явным напряжением постепенно набирают скорость и достигают скорости 50 км/час далеко после перекрестка, когда «Москвич» уже приближается к следующему светофору? Очевидно, что для равномерного движения требуется значительно меньше усилий и расхода мощности, чем при разгоне или, как говорят, при ускоренном движении.

Рис. Сравнительно слабый автомобиль может обогнать более мощные, если он подходит к перекрестку в момент включения зеленого света и не затрачивает усилий на трогание с места и разгон.

Но прежде чем изучать разгон автомобиля, нужно вспомнить некоторые понятия.

Ускорение автомобиля

Если автомобиль проходит в каждую секунду одинаковое число метров, движение называется равномерным или установившимся. Если пройденный автомобилем путь в каждую секунду (скорость) изменяется, движение называется:

Приращение скорости в единицу времени называют ускорением, уменьшение скорости в единицу времени — отрицательным ускорением, или замедлением.

Ускорение измеряют приростом или убыванием скорости (в метрах в секунду) за 1 сек. Если за секунду скорость увеличивается на 3 м/сек, ускорение равно 3 м/сек в секунду или 3 м/сек/сек или 3 м/сек2.

Ускорение обозначают буквой j.

Ускорение, равное 9,81 м/сек2 (или округленно, 10 м/сек2), соответствует ускорению, которое, как известно из опыта, имеет свободно падающее тело (без учета сопротивления воздуха), и называется ускорением силы тяжести. Его обозначают буквой g.

Разгон автомобиля

Разгон автомобиля обычно изображают графически. На горизонтальной оси графика откладывают путь, а на вертикальной — скорость и наносят точки, соответствующие каждому пройденному отрезку пути. Вместо скорости на вертикальной шкале можно откладывать время разгона, как это показано на графике разгона отечественных автомобилей.

График разгона представляет собой кривую с постепенно убывающим углом наклона. Уступы кривой соответствуют моментам переключения передач, когда ускорение на какой-то момент падает, однако их часто не показывают.

Инерция

Автомобиль не может с места развить сразу большую скорость, потому что ему приходится преодолевать не только силы сопротивления движению, но и инерцию.

Инерция — это свойство тела сохранять состояние покоя или состояние равномерного движения. Из механики известно, что неподвижное тело может быть приведено в движение (или скорость движущегося тела изменена) только под действием внешней силы. Преодолевая действие инерции, внешняя сила изменяет скорость тела, иначе говоря, придает ему ускорение. Величина ускорения пропорциональна величине силы. Чем больше масса тела, тем большей должна быть сила для придания этому телу нужного ускорения. Масса — это величина, пропорциональная количеству вещества в теле; масса т равна весу тела G, деленному на ускорение силы тяжести g (9,81 м/сек2):

Масса автомобиля сопротивляется разгону с силой Pj, эту силу называют силой инерции. Чтобы разгон мог произойти, на ведущих колесах нужно создать дополнительно силу тяги, равную силе инерции. Значит, сила, необходимая для преодоления инерции тела и для придания телу определенного ускорения j, оказывается пропорциональной массе тела и ускорению. Эта сила равна:

Для ускоренного движения автомобиля требуется дополнительная затрата мощности:

Nj = Pj*Va / 75 = Gj*Va / 270*9,81 = Gj*Va / 2650, л.с.

Для точности расчетов в уравнения (31) и (32) следует включить множитель б («дельта») — коэффициент вращающихся масс, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля (особенно маховика двигателя и колес) на разгон. Тогда:

Рис. Графики времени разгона отечественных автомобилей.

Влияние вращающихся масс заключается в том, что, кроме преодоления инерции массы автомобиля, необходимо «раскрутить» маховик, колеса и другие вращающиеся части машины, затратив на это часть мощности двигателя. Величину коэффициента б можно считать приблизительно равной:

где ik — передаточное число в коробке передач.

Теперь, взяв для примера автомобиль с полным весом 2000 кг, нетрудно сравнить силы, необходимые для поддержания движения этого автомобиля по асфальту со скоростью 50 км/час (пока без учета сопротивления воздуха) и для трогания его с места с ускорением около 2,5 м/сек2, обычным для современных легковых автомобилей.

Для преодоления сопротивления инерции на высшей передаче (ik = 1) потребуется сила:

Такой силы на высшей передаче автомобиль не может развить, нужно включить первую передачу (с передаточным числом ik = 3).

Pj = 2000*2,5*1,5 / 9,81 = 760, кг

что для современных легковых автомобилей вполне возможно.

Итак, сила, необходимая для трогания с места, оказывается в 25 раз больше силы, необходимой для поддержания движения с постоянной скоростью 50 км/час.

Чтобы обеспечить быстрый разгон автомобиля, требуется устанавливать двигатель большой мощности. При движении с постоянной скоростью (кроме максимальной) двигатель работает не в полную мощность.

Из сказанного выше понятно, почему при трогании с места нужно включать низшую передачу. Попутно отметим, что на грузовых автомобилях обычно следует начинать разгон на второй передаче. Дело в том, что на первой передаче (ik примерно равно 7.) очень велико влияние вращающихся масс и тяговой силы не хватит, чтобы сообщить автомобилю большое ускорение; разгон получится очень медленным.

На сухой дороге при коэффициенте сцепления ф, равном около 0,7, трогание с места на низшей передаче не вызывает никаких затруднений, так как сила сцепления все еще превышает тяговую силу. Но на скользкой дороге может часто оказаться, что тяговая сила на низшей передаче больше силы сцепления (особенно при ненагруженном автомобиле), и колеса начинают буксовать. Из этого положения есть два выхода:

При разгоне особенно сказывается разгрузка передних колес и дополнительная нагрузка задних. Можно наблюдать, как в момент трогания с места автомобиль заметно, а иногда и очень резко «приседает» на задние колеса. Это перераспределение нагрузки происходит и при равномерном движении автомобиля. Оно объясняется противодействием вращающему моменту. Зубья ведущей шестерни главной передачи давят на зубья ведомой (коронной) и как бы прижимают заднюю ось к земле; при этом возникает реакция, отталкивающая ведущую шестерню вверх; происходит небольшое поворачивание всего заднего моста в направлении, обратном направлению вращения колес. Закрепленные на картере моста рессоры своими концами приподнимают переднюю часть рамы или кузова и опускают заднюю. Между прочим отметим, что именно вследствие разгрузки передних колес их легче повернуть во время движения автомобиля с включенной передачей, чем во время движения накатом, а тем более чем на стоянке. Это знает каждый водитель. Однако вернемся к дополнительно нагруженным задним колесам.

Дополнительная, прибавочная нагрузка на задние колеса Zd от передаваемого момента тем больше, чем больше момент Мк, подведенный к колесу и чем короче колесная база автомобиля L (в м):

Естественно, что эта нагрузка особенно велика при движении на низших передачах, так как подводимый к колесам момент увеличен. Так, на автомобиле ГАЗ-51 дополнительная нагрузка на первой передаче равна:

Во время трогания с места и разгона на автомобиль действует сила инерции Pj, приложенная в центре тяжести автомобиля и направленная назад, т. е. в сторону, обратную ускорению. Так как сила Pj приложена на высоте hg от плоскости дороги, она будет стремиться как бы опрокинуть автомобиль вокруг задних колес. При этом нагрузка на задние колеса увеличится, а на передние — уменьшится на величину:

Рис. При передаче усилий от двигателя нагрузка на задние колеса увеличивается, а на передние — уменьшается.

Таким образом, при трогании с места на задние колеса и шины приходится нагрузка от веса автомобиля, от передаваемого увеличенного вращающего момента и от силы инерции. Эта нагрузка действует на подшипники заднего моста и главным образом на шины задних колес. Чтобы сберечь их, нужно троганье с места осуществлять как можно более плавно. Следует напомнить, что на подъеме задние колеса еще более нагружены. На крутом подъеме при трогании с места, да еще при высоком расположении центра тяжести автомобиля, может создаться такая разгрузка передних колес и перегрузка задних, которая приведет к повреждению шин и даже к опрокидыванию автомобиля назад.

Рис. Кроме нагрузки от тягового усилия, при разгоне на задние колеса действует дополнительная сила от инерции массы автомобиля.

Автомобиль двигается с ускорением, и скорость движения его увеличивается, пока тяговая сила больше силы сопротивления движению. С увеличением скорости сопротивление движению возрастает; когда установится равенство тяговой силы и сопротивления, автомобиль приобретает равномерное движение, скорость которого зависит от величины нажима на педаль подачи топлива. Если водитель до отказа нажимает на педаль подачи топлива, эта скорость равномерного движения является одновременно и наибольшей скоростью автомобиля.

Работа по преодолению сил сопротивления качению и воздуха не создает запаса энергии — энергия расходуется на борьбу с этими силами. Работа по преодолению сил инерции при разгоне автомобиля переходит в энергию движения. Эту энергию называют кинетической энергией. Создающийся при этом запас энергии можно использовать, если после некоторого разгона отсоединить ведущие колеса от двигателя, установить рычаг переключения коробки передач в нейтральное положение, т. е. дать возможность автомобилю двигаться по инерции, накатом. Движение накатом происходит до тех пор, пока запас энергии не израсходуется на преодоление сил сопротивления движению. Уместно напомнить, что на одном и том же отрезке пути расход энергии на разгон гораздо больше расхода на преодоление сил сопротивления движению. Поэтому за счет накопленной энергии путь наката может быть в несколько раз больше пути разгона. Так, путь наката со скорости 50 км/час равен для автомобиля «Победа» около 450 м, для автомобиля ГАЗ-51 — около 720 м, в то время как путь разгона до этой скорости равен соответственно 150—200 м и 250—300 м Если водитель не стремится ехать на автомобиле с очень большой скоростью, он может значительную часть пути вести автомобиль «накатом» и экономить таким образом энергию и, тем самым, топливо.

Источник

Управление автомобилем. Часть 5. Разгон

Последнее обновление: 17.07.2021
4 комментария

Основы управления автомобилем

Предыдущая, четвертая, часть раздела «Управление автомобилем» содержит очень важную тему – как трогаться с места. Необходимо научиться «стартовать» таким образом, чтобы покатиться, а не заскользить (т.е. не пробуксовать). В последствии это очень пригодится, например, на скользкой дороге.

В этой части рассмотрим не менее важную тему, как правильно разогнаться на автомобиле.

Вообще, разгон автомобиля, сам по себе, это не просто набор скорости. Это совокупность действий, включающих умение работать педалями управления и умение переключать передачи.

Если автомобиль оборудован «коробкой-автомат», то никаких вопросов с переключением возникнуть не должно. Автоматическая коробка все будет делать за вас. Но если автомобиль оборудован механической КПП, то понадобятся некоторые навыки.

До этого момента, для того, чтобы тронуться с места, было достаточно только первой передачи. Включение более высших передач так же не представляет большой сложности. Порядок их расположения есть в руководстве по эксплуатации автомобиля, и нанесен на рукоять КП. От вас потребуется запомнить лишь несколько правил:

А). Переключение выполняется только при полностью отключенном сцеплении (педаль сцепления необходимо нажать до пола).

Б). Передачи переключаются без лишнего усилия (не нужно заламывать рычаг, если он с первого раза «не нашел» свое место). Если передача не включилась с первого раза, требуется в нейтральном положении рычага отпустить педаль сцепления, нажать на нее снова, и повторить попытку.

В). При переключении передач целесообразно (но не обязательно) примерно на 0,5-1 секунду задерживать рычаг в нейтральном положении.

Вот такие требования к переключению передач. Со временем этот навык отработается до автоматизма.

Далее, необходимо понять, что в автомобиле отвечает за динамику разгона.

Другими словами, максимальный крутящий момент и максимальная мощность двигателя достигаются лишь при определенной частоте вращения коленчатого вала. Вы давите на «газ» — обороты двигателя увеличиваются. Соответственно, отпускаете «газ» — обороты снижаются.

Не нужно углубляться в анализ работы двигателя, надо просто запомнить, что в режиме ММ (максимальная мощность) двигатель развивает максимальную скорость, а в режиме МКМ (максимальный крутящий момент) – максимальное ускорение.

Нас интересует именно это ускорение, потому что от крутящего момента зависит тяга двигателя, и следовательно, интенсивность разгона.

Итак, выяснили, что за динамику разгона автомобиля отвечает крутящий момент двигателя, который вы можете регулировать, нажимая на педаль газа и переключая передачи. Чем выше передача, тем ниже обороты коленчатого вала на одной и той же скорости.

Момент переключения передач

Как выбрать момент переключения передач для разгона? На автомобилях с АКПП переключение происходит автоматически. Умный «автомат» сам знает, когда ему переключаться. На автомобиле с механической КПП вы должны быть уверены, что после переключения передачи у мотора будет хорошая тяга.

Если после переключения передачи тяги двигателя окажется недостаточно, то разгон будет «вялый», и на него потребуется больше времени, чем было нужно (иначе, для чего тогда нужно было разгоняться?!). Соответственно, увеличится расход топлива.

Чтобы правильно подобрать момент переключения передачи, существует значение МКМ (максимального крутящего момента).

Нормальный рабочий разгон происходит, когда вы включаете следующую передачу по достижении двигателем максимального крутящего момента. Применительно к автомобилю Lada Priora, который был взят для примера в начале статьи, это означает, что стрелка тахометра должна подняться до отметки 3500—4000 об/мин.

Можно, конечно, переключаться и на меньших оборотах, но не целесообразно это делать на отметке ниже 3000 об/мин. Потому что после переключения передачи обороты двигателя «упадут», и он будет тянуть слабо, ему не хватит крутящего момента для последующего «рывка».

Если же нужен максимально интенсивный разгон, например при обгоне, то можно смело поднимать обороты двигателя до ММ.

Разгон автомобиля

Теперь представьте, как будете разгоняться на авто с механической коробкой переключения передач. Вы плавно тронулись с места, и двигаетесь на первой передаче.

Чтобы остановиться, не переключая передачи плавно нажимаете на педаль тормоза и снижаете скорость. Когда стрелка тахометра снизится почти до холостых оборотов (1000—1200 об/мин), выжимаете педаль сцепления, чтобы двигатель не заглох, и продолжаете тормозить до полной остановки.

Небольшой комментарий к перечисленным выше действиям.

Какие ошибки в управлении могут быть допущены во время разгона автомобиля?

Самая распространенная из них – резкое отпускание педали сцепления. Это выглядит как почти «бросить» педаль. К чему это может привести?

Главная задача во время разгона и переключения передач – добиться плавности хода. Автомобиль не должен дергаться ни на старте, ни в движении.

«Бросание» педали сцепления непременно приведет к некоторому рывку, т.е. автомобиль «дернется». На сухой дороге это будет маленький неприятный момент, а на скользкой дороге такой рывок может привести к проскальзыванию колес, что может перейти в снос или занос с дальнейшей потерей управления.

По этой причине педаль сцепления нужно отпускать плавно, и обязательно с кратковременной задержкой в момент схватывания.

Другая ошибка (в основном у начинающих) – левая нога во время разгона «стоит» на педали сцепления. Необходимо привыкнуть убирать ногу на площадку, этот вопрос обсуждался в статье Управление автомобилем. Часть 3. Педали.

Еще одна ошибка у начинающих – они «ищут» глазами рычаг КП или смотрят на него во время переключения. В этом случае теряется контроль за дорогой. Чтобы не совершать такие ошибки во время движения, следует «проработать» все действия на стоящем на месте автомобиле.

А когда руки и ноги «запомнят» эти действия, их последовательность, то можно будет выезжать на площадку для дальнейшей отработки этих действий в движении.

Основам безопасности за рулем на дорогах общего пользования посвящен раздел «Вождение автомобиля». Это следующий этап после изучения ПДД, и освоения основных принципов управления автомобилем.

Будьте внимательны за рулем.

Автор: Сергей Довженко
Последняя редакция: 17.07.2021

Если есть желание поделиться прочитанным, ниже кнопки на выбор. Жмем, не стесняемся.

Источник