Pagreitis, pagreitis, inercija. Automobilis padidina greitį

Ant automobilio, nepriklausomai nuo to, ar jis juda, ar stovi, gravitacijos jėga (svoris), nukreipta vertikaliai žemyn.

Gravitacija stumia automobilio ratus į kelią. Šios jėgos rezultatas yra svorio centre. Automobilio svorio pasiskirstymas išilgai ašių priklauso nuo svorio centro vietos. Kuo svorio centras yra arčiau vienos iš ašių, tuo didesnė tos ašies apkrova. Lengvuosiuose automobiliuose ašies apkrova paskirstoma maždaug vienodai.

Didelę reikšmę automobilio stabilumui ir valdomumui turi svorio centro vieta ne tik išilginės ašies, bet ir aukščio atžvilgiu. Kuo aukštesnis svorio centras, tuo automobilis bus mažiau stabilus. Jei automobilis yra ant horizontalaus paviršiaus, gravitacija nukreipta vertikaliai žemyn. Ant nuožulnaus paviršiaus jis skyla į dvi jėgas (žr. pav.): viena jų prispaudžia ratus prie kelio dangos, o kita linkusi apversti automobilį. Kuo didesnis svorio centras ir kuo didesnis transporto priemonės pasvirimo kampas, tuo greičiau praras stabilumą ir automobilis gali apvirsti.

Judėjimo metu, be gravitacijos, automobilį veikia daugybė kitų jėgų, kurioms įveikti išleidžiama variklio galia.

Paveikslėlyje parodyta jėgų, veikiančių automobilį vairuojant, schema. Jie apima:

• pasipriešinimo riedėjimui jėga, išnaudojama padangos ir kelio deformacijai, padangų trinčiai ant kelio, varomųjų ratų guolių trintis ir kt.;
• kėlimo pasipriešinimo jėga (neparodyta paveikslėlyje), priklausomai nuo transporto priemonės svorio ir pakilimo kampo;
• oro pasipriešinimo jėga, kurios vertė priklauso nuo automobilio formos (supaprastinimo), santykinis greitis jo judėjimas ir oro tankis;
• išcentrinė jėga, atsirandanti automobiliui judant posūkyje ir nukreipta priešinga kryptimi nei posūkis;
• judėjimo inercijos jėga, kurios dydis susideda iš jėgos, reikalingos pagreitinti automobilio masę jame judėjimas į priekį, ir jėgos, reikalingos automobilio besisukančių dalių kampiniam pagreičiui.

Automobilio judėjimas įmanomas tik su sąlyga, kad jo ratai pakankamai sukibs su kelio danga.

Jei traukos jėga yra nepakankama (mažesnė už varomųjų ratų traukos jėgą), tada ratai slys.

Sukibimo jėga priklauso nuo rato svorio, kelio dangos būklės, oro slėgio padangose ​​ir protektoriaus rašto.

Kelio sąlygų įtakai traukos jėgai nustatyti naudojamas sukibimo koeficientas, kuris nustatomas automobilio varomųjų ratų traukos jėgą padalijus iš šiems ratams priskiriamo automobilio svorio.

Sukibimo koeficientas priklauso nuo kelio dangos tipo ir jos būklės (drėgmės, purvo, sniego, ledo buvimo); jo reikšmė pateikta lentelėje (žr. pav.).

Asfaltbetonio dangos keliuose sukibimo koeficientas smarkiai sumažėja, jei ant paviršiaus yra šlapio purvo ir dulkių. Tokiu atveju nešvarumai sudaro plėvelę, kuri smarkiai sumažina sukibimo koeficientą.

Keliuose su asfaltbetonio danga karštu oru ant paviršiaus susidaro riebi išsikišusio bitumo plėvelė, mažinanti sukibimo koeficientą.

Ratų sukibimo su keliu koeficiento sumažėjimas taip pat pastebimas didėjant judėjimo greičiui. Taigi, padidinus judėjimo greitį sausu keliu su asfaltbetonio danga nuo 30 iki 60 km/h, sukibimo koeficientas sumažėja 0,15.

Pagreitis, pagreitis, apsivertimas

Variklio galia sunaudojama automobilio varomiesiems ratams suktis ir transmisijos mechanizmuose įveikti trinties jėgas.

Jeigu jėgos, kuria sukasi varantieji ratai, sukurianti traukos jėgą, dydis yra didesnis už bendrą pasipriešinimo judėjimui jėgą, tai automobilis judės su pagreičiu, t.y. su pagreičiu.

Pagreitis yra greičio padidėjimas per laiko vienetą. Jei traukos jėga lygi pasipriešinimo judėjimui jėgoms, tai automobilis judės be pagreičio vienodu greičiu. Kuo aukštesnis maksimali galia variklis ir kuo mažesnė bendrųjų pasipriešinimo jėgų reikšmė, tuo greitesnis automobilis pasieks nustatyti greitį.

Be to, pagreičio dydžiui įtakos turi automobilio svoris, pavarų dėžės perdavimo skaičius, pagrindinė pavara, pavarų skaičius ir automobilio supaprastinimas.

Judėjimo metu susikaupia tam tikras kiekis kinetinės energijos, automobilis įgauna inerciją. Dėl inercijos automobilis kurį laiką gali judėti išjungus variklį. Degalams taupyti naudojamas važinėjimas.

Transporto priemonės stabdymas

Automobilio stabdymas turi didelę reikšmę eismo saugumui ir priklauso nuo jo stabdymo savybių. Kuo geresni ir patikimesni stabdžiai, tuo greičiau galėsite sustabdyti judantį automobilį ir greičiau judėti, todėl jo vidutinis greitis bus didesnis.

Transporto priemonei judant, sukaupta kinetinė energija sugeriama stabdant. Stabdyti padeda oro pasipriešinimo, pasipriešinimo riedėjimui ir pasipriešinimo lipimui jėgos. Nuokalnėje nėra pasipriešinimo įkalnėje, o prie automobilio inercijos pridedamas gravitacijos komponentas, dėl kurio sunku stabdyti.

Stabdant tarp ratų ir kelio atsiranda stabdymo jėga, priešinga traukos jėgos krypčiai. Stabdymas priklauso nuo santykio tarp stabdymo jėgos ir traukos jėgos. Jei ratų sukibimo su keliu jėga yra didesnė už stabdymo jėgą, tada automobilis sulėtėja. Jei stabdymo jėga didesnė už traukos jėgą, stabdant ratus jie slys kelio atžvilgiu. Pirmuoju atveju stabdant ratai rieda, palaipsniui sulėtindami sukimąsi, o automobilio kinetinė energija paverčiama šilumine energija, šildymu. stabdžių kaladėlės ir diskai (būgnai). Antruoju atveju ratai nustoja suktis ir slys kelyje, todėl didžioji dalis kinetinės energijos pavirs į kelyje esančių padangų trinties šilumą. Stabdymas sustojus ratams blogina automobilio valdymą, ypač įjungus slidus kelias, ir veda į pagreitėjęs nusidėvėjimas padangos.

Didžiausią stabdymo jėgą galima gauti tik tada, kai ratų stabdymo momentai yra proporcingi jų apkrovoms. Jei tokio proporcingumo nesilaikoma, vieno iš ratų stabdymo jėga nebus visiškai išnaudota.

Stabdymo efektyvumas vertinamas pagal stabdymo kelias ir lėtėjimo dydis.

Stabdymo kelias – tai atstumas, kurį automobilis nuvažiuoja nuo stabdymo pradžios iki visiško sustojimo. Automobilio lėtėjimas – tai dydis, kuriuo automobilio greitis sumažėja per laiko vienetą.

Transporto priemonių valdymas

Pagal automobilio valdymą supraskite jo gebėjimą keisti kryptį.

Važiuojant tiesia linija labai svarbu, kad vairuojami ratai savavališkai nesisuko ir vairuotojui nereikės dėti pastangų, kad ratai būtų tinkama kryptimi. Automobilis užtikrina vairuojamų ratų stabilizavimą vairavimo padėtyje kryptis į priekį, kuris pasiekiamas išilginis kampas sukimosi ašies posvyris ir kampas tarp rato sukimosi plokštumos ir vertikalės. Dėl išilginio pasvirimo ratas nustatomas taip, kad jo atramos taškas sukimosi ašies atžvilgiu būtų pasislinkęs atgal. A ir jo darbas yra kaip volelis (žr. paveikslėlį).

Esant skersiniam pasvirimui, pasukti ratą visada yra sunkiau nei grąžinti jį į pradinę padėtį – judėti tiesia linija. Taip yra dėl to, kad pasukus ratą automobilio priekis tam tikra dalimi pakyla b(vairuotojas santykinai didesnę jėgą veikia vairą).

Norint grąžinti vairuojamus ratus į tiesią padėtį, automobilio svoris padeda pasukti ratus, o vairuotojas vairą veikia nedidele jėga.

Transporto priemonėse, ypač tose, kurių oro slėgis padangose ​​yra žemas, atsiranda šoninis slydimas. Šoninis slydimas dažniausiai atsiranda veikiant šoninei jėgai, kuri sukelia šoninį padangos įlinkį; šiuo atveju ratai rieda ne tiesia linija, o, veikiami skersinės jėgos, pasislenka į šoną (žr. pav.).

Abu priekinės ašies ratai turi tokį patį slydimo kampą. Nuėmus ratus pasikeičia posūkio spindulys, kuris didėja, mažėja automobilio vairavimas, o važiavimo stabilumas nesikeičia.

Kai vairuojami galinės ašies ratai, posūkio spindulys sumažėja, tai ypač pastebima, jei vairavimo kampas galiniai ratai labiau nei priekiniai, sutrinka judėjimo stabilumas, automobilis ima „šlifuoti“ ir vairuotojas visą laiką turi koreguoti judėjimo kryptį. Siekiant sumažinti slydimo poveikį automobilio valdymui, oro slėgis priekinių ratų padangose ​​turėtų būti šiek tiek mažesnis nei galinių. Kuo didesnis ratų slydimas, tuo didesnė šoninė jėga veiks automobilį, pvz. staigus posūkis kur yra didelės išcentrinės jėgos.

Automobilio slydimas

Slydimas yra šoninis galinių ratų slydimas, kai transporto priemonė toliau juda į priekį. Kartais dėl slydimo automobilis gali apsisukti aplink vertikalią ašį.

Slydimas gali atsirasti dėl kelių priežasčių. Staigiai pasukus vairuojamus ratus gali paaiškėti, kad inercijos jėgos tampa didesnės už ratų sukibimo su keliu jėgą, ypač dažnai tai nutinka slidžiame kelyje.

Esant nevienodoms traukos ar stabdymo jėgoms, veikiančioms dešinės ir kairės pusės ratus, veikiančius išilgine kryptimi, atsiranda posūkio momentas, dėl kurio atsiranda slydimas. Tiesioginė slydimo stabdymo metu priežastis – nevienodos vienos ašies ratų stabdymo jėgos, nevienodas dešinės ar kairės pusės ratų sukibimas su keliu arba netinkamas krovinio išdėstymas transporto priemonės išilginės ašies atžvilgiu. Automobilio slydimo posūkyje priežastis taip pat gali būti jo stabdymas, nes tokiu atveju prie šoninės jėgos pridedama išilginė jėga ir jų suma gali viršyti sukibimo jėgą, kuri neleidžia slysti (žr. pav.).

Kad transporto priemonė neslystų, būtina: nustoti stabdyti neatjungus sankabos (automobiliuose su mechanine pavarų dėže); pasukite ratus slydimo kryptimi.

Šie metodai atliekami nedelsiant, kai tik prasideda dreifas. Sustabdžius slydimą reikia sulyginti ratus taip, kad slydimas neprasidėtų kita kryptimi.

Dažniausiai slydimas įvyksta tada, kai stiprus stabdymasšlapiame ar apledėjusiame kelyje slydimas ypač greitai padidėja važiuojant dideliu greičiu, todėl slidžiame ar apledėjusiame kelyje bei posūkiuose reikia mažinti greitį nestabdant.

Transporto priemonės pravažumas

Automobilio praeinamumas yra jo galimybė judėti toliau blogi keliai ir bekelės sąlygomis, taip pat įveikti įvairias kelyje pasitaikančias kliūtis. Pralaidumas nustatomas:

• gebėjimas įveikti pasipriešinimą riedėjimui naudojant ratų traukos jėgas;
• bendrieji transporto priemonės matmenys;
• transporto priemonės gebėjimas įveikti kelyje pasitaikančias kliūtis.

Pagrindinis veiksnys, apibūdinantis gebėjimą visureigti, yra santykis tarp didžiausios varomųjų ratų traukos jėgos ir pasipriešinimo judėjimui jėgos. Daugeliu atvejų automobilio pravažumą riboja nepakankamas ratų sukibimas su keliu ir dėl to nesugebėjimas panaudoti maksimalios traukos jėgos. Norint įvertinti transporto priemonės pralaidumą ant žemės, naudojamas sukibimo svorio koeficientas, kuris nustatomas padalijus svorį ant varomųjų ratų iš bendros transporto priemonės masės. Didžiausias pralaidumas turi automobilius, kuriuose varomi visi ratai. Jei naudojamos priekabos, kurios padidina bendrą svorį, bet nesikeičia sukibimo svoris, pralaidumas smarkiai sumažėja.

Varomųjų ratų sukibimo su keliu dydžiui didelę įtaką daro specifinis padangų slėgis kelyje ir protektoriaus raštas. Konkretus slėgis nustatomas pagal svorio slėgį ant rato pagal padangos pėdsaką. Purioje dirvoje automobilio pralaidumas bus geresnis, jei savitasis slėgis bus mažesnis. Kietuose ir slidžiuose keliuose plūdimas pagerėja esant didesniam specifiniam slėgiui. Padanga su dideliu protektoriaus raštu ant minkšto dirvožemio turės didesnį pėdsaką ir turės mažesnį specifinį slėgį, o ant kietų dirvožemių šios padangos pėdsakas bus mažesnis ir savitasis slėgis padidės.

Transporto priemonės visureigis gebėjimas bendri matmenys nustato:

• išilginis pravažumo spindulys;
• skersinis pralaidumo spindulys;
• mažiausias atstumas tarp žemiausių automobilio taškų ir kelio;
• priekyje ir galinis kampas praeinamumas (įėjimo ir išėjimo kampai);
• horizontalaus pravažumo posūkių spindulys;
• bendri automobilio matmenys;
• transporto priemonės svorio centro aukštis.

Šviesoforo raudona šviesa pasikeitė į geltoną, vėliau į žalią. Įtemptai riaumodami jie atitrūksta nuo automobilio, tada variklių garsas akimirkai nutyla – štai vairuotojai atleido degalų pedalą ir perjungia pavaras, vėl įsibėgėjimas, vėl ramybės akimirka ir vėl įsibėgėjimas. Vos 100 metrų nuo sankryžos automobilių srautas tarsi nurimsta ir sklandžiai rieda iki kito šviesoforo. Tik vienas senas automobilis„Moskvič“ sankryžą pravažiavo sklandžiai ir tyliai. Paveikslėlyje parodyta, kaip jis aplenkė visus automobilius ir patraukė toli į priekį. Šis automobilis į sankryžą privažiavo kaip tik tuo momentu, kai užsidegė žalias šviesoforo signalas, vairuotojui nereikėjo sulėtinti greičio ir stabdyti automobilio, po to nebereikėjo dar kartą spausti akceleratoriaus. Kaip būna, kad vienas automobilis (ir net senos gamybos mažo galingumo „Moskvič“) lengvai, be įtampos juda apie 50 km/h greičiu, o kiti su akivaizdžia įtampa pamažu didina greitį ir pasiekia greitį 50 km/h toli po sankryžos, kai Moskvič jau artėja prie kito šviesoforo? Akivaizdu, kad už vienodas judesys reikia žymiai mažiau pastangų ir energijos sąnaudų nei įsibėgėjant ar, kaip sakoma, judant pagreitėjus.

Ryžiai. Palyginti silpnas automobilis gali aplenkti galingesnius, jei artėja prie sankryžos tuo metu, kai dega žalia šviesa ir neskiria jėgų startui ir greitėjimui.

Tačiau prieš tyrinėdami automobilio pagreitį, turite atsiminti kai kurias sąvokas.

automobilio pagreitis

Jei automobilis kas sekundę pravažiuoja tiek pat metrų, judėjimas vadinamas vienodu arba pastoviu. Jeigu keičiasi automobilio kas sekundę nuvažiuotas atstumas (greitis), judėjimas vadinamas:

• didėjant greičiui – įsibėgėja
• mažinant greitį – lėtas

Greičio padidėjimas per laiko vienetą vadinamas pagreitis, greičio sumažėjimas per laiko vienetą - neigiamas pagreitis, arba sulėtėjimas.

Pagreitis matuojamas greičio padidėjimu arba sumažėjimu (metrais per sekundę) per 1 sekundę. Jei greitis padidėja 3 m/s per sekundę, pagreitis yra 3 m/s per sekundę arba 3 m/s/s arba 3 m/s2.

Pagreitis žymimas raide j.

9,81 m/s2 pagreitis (arba suapvalintas 10 m/s2) atitinka iš patirties žinomą laisvai krintančio kūno pagreitį (nepaisant oro pasipriešinimo) ir vadinamas sunkio pagreičiu. Jis žymimas raide g.

Automobilio pagreitis

Automobilio pagreitis dažniausiai vaizduojamas grafiškai. Horizontalioje grafiko ašyje brėžiamas kelias, o vertikalioje – greitis, o taškai, atitinkantys kiekvieną nueito kelio atkarpą. Vietoj greičio vertikalioje skalėje galite atidėti įsibėgėjimo laiką, kaip parodyta buitinių automobilių pagreičio grafike.

Ryžiai. Pagreičio kelio diagrama.

Pagreičio grafikas yra kreivė su palaipsniui mažėjančiu nuolydžiu. Kreivės briaunos atitinka poslinkio taškus, kuriuose pagreitis tam tikru momentu sumažėja, tačiau jie dažnai nerodomi.

Inercija

Automobilis negali iš karto vystytis iš vietos puikus greitis, nes jam tenka įveikti ne tik pasipriešinimo judėjimui jėgas, bet ir inerciją.

Inercija yra kūno savybė palaikyti ramybės būseną arba vienodo judėjimo būseną. Iš mechanikos žinoma, kad nejudantį kūną galima pajudinti (arba pakeičiamas judančio kūno greitis) tik veikiant išorinei jėgai. Įveikdama inercijos veikimą, išorinė jėga pakeičia kūno greitį, kitaip tariant, suteikia jam pagreitį. Pagreičio dydis yra proporcingas jėgos dydžiui. Kuo didesnė kūno masė, tuo didesnė turi būti jėga, suteikianti šiam kūnui pageidaujamą pagreitį. Svoris yra kiekis, proporcingas medžiagos kiekiui kūne; masė m yra lygi kūno G svoriui, padalytam iš gravitacijos pagreičio g (9,81 m/s2):

m = G / 9,81, kg/(m/s2)

Automobilio masė priešinasi pagreičiui jėga Pj, ši jėga vadinama inercijos jėga. Kad įsibėgėtų, turi būti sukurta papildoma varomųjų ratų traukos jėga, lygus jėgai inercija. Tai reiškia, kad jėga, reikalinga kūno inercijai įveikti ir kūnui suteikti tam tikrą pagreitį j, yra proporcinga kūno masei ir pagreičiui. Ši jėga yra:

Pj = mj = Gj / 9,81, kg

Norint pagreitinti automobilio judėjimą, reikia papildomos galios:

Nj \u003d Pj * Va / 75 \u003d Gj * Va / 270 * 9,81 \u003d Gj * Va / 2650, AG

Skaičiavimų tikslumui koeficientas b („delta“) turėtų būti įtrauktas į (31) ir (32) lygtis - sukimosi masių koeficientą, kuriame atsižvelgiama į automobilio (ypač variklio) besisukančių masių įtaką. smagratis ir ratai) įsibėgėjant. Tada:

Nj = Gj*Va*b / 2650, h.p.

Ryžiai. Buitinių automobilių įsibėgėjimo laiko grafikai.

Besisukančių masių įtaka slypi tame, kad, be automobilio masės inercijos įveikimo, reikia „pasukti“ smagratį, ratus ir kitas besisukančias automobilio dalis, sunaudojant dalį variklio galios. ant šito. Koeficiento b reikšmė gali būti laikoma maždaug lygi:

b = 1,03 + 0,05*ik^2

kur ik yra pavarų dėžės perdavimo skaičius.

Dabar, pavyzdžiui, automobilį, kurio bendras svoris yra 2000 kg, nesunku palyginti jėgas, reikalingas išlaikyti šio automobilio judėjimą asfaltu 50 km/h greičiu (iki šiol neatsižvelgiant į oro pasipriešinimą ) ir pradėti jį pagreičiu maždaug 2,5 m/sek2, įprasta šiuolaikiniams automobiliai.

Pagal lygtį:

Pf \u003d 2000 * 0,015 \u003d 30, kg

Norėdami įveikti inercijos pasipriešinimą aukščiausia pavara(ik = 1) reikalinga jėga:

Pj \u003d 2000 * 2,5 * 1,1 / 9,81 \u003d 560, kg

Automobilis negali sukurti tokios jėgos aukščiausia pavara, reikia įjungti pirmą pavarą (su pavaros santykis ik = 3).

Tada gauname:

Pj \u003d 2000 * 2,5 * 1,5 / 9,81 \u003d 760, kg

kas visiškai įmanoma šiuolaikiniams automobiliams.

Taigi jėga, reikalinga norint pradėti, yra 25 kartus didesnė už jėgą, reikalingą judėjimui palaikyti pastovus greitis 50 km/val.

Norint užtikrinti greitą automobilio įsibėgėjimą, būtina sumontuoti variklį Aukšta įtampa. Važiuojant pastoviu greičiu (išskyrus didžiausią), variklis neveikia visa galia.

Iš to, kas pasakyta, aišku, kodėl pradedant važiuoti reikia įjungti žemesnę pavarą. Praeidami pažymime, kad sunkvežimiuose greitėjimas paprastai turėtų būti pradedamas antrąja pavara. Faktas yra tas, kad važiuojant pirmąja pavara (ik apytiksliai lygus 7.) besisukančių masių įtaka yra labai didelė, o traukos jėgos nepakanka, kad automobilis galėtų pasakyti apie didelį pagreitį; pagreitis bus labai lėtas.

Sausame kelyje, kurio trinties koeficientas φ yra apie 0,7, važiavimas žema pavara nesukelia jokių sunkumų, nes sukibimo jėga vis tiek viršija traukos jėgą. Tačiau slidžiame kelyje dažnai gali pasirodyti, kad traukos jėga įjungus žemą pavarą yra didesnė už traukos jėgą (ypač esant nepakrautam automobiliui), ir ratai pradeda slysti. Yra du būdai išeiti iš šios situacijos:

1. Sumažinkite traukos jėgą pradėdami važiuoti esant mažam degalų tiekimui arba įjungę antrą pavarą (pvz sunkvežimiai- trečia);
2. padidinti sukibimo koeficientą, t.y., berti smėlį po varomaisiais ratais, dėti šakas, lentas, skudurus, ant ratų uždėti grandines ir pan.

Įsibėgėjimo metu ypač nukenčia priekinių ratų išsikrovimas ir papildoma apkrova galiniams ratams. Galite stebėti, kaip pajudėjimo metu automobilis pastebimai, o kartais ir labai staigiai „tupsta“ galiniai ratai. Šis apkrovos perskirstymas vyksta net ir vienodai judant automobiliui. Taip yra dėl priešpriešinio sukimo momento. Pagrindinės pavaros pavaros krumpliaračiai spaudžia varomos (karūnėlės) dantis ir tarsi presuoja galinė ašisį žemę; šiuo atveju įvyksta reakcija, kuri stumia pavaros pavarą aukštyn; yra nedidelis sukimasis galinė ašis priešinga ratų sukimosi krypčiai. Ant ašies karterio pritvirtintos spyruoklės savo galais pakelia priekinę rėmo arba kėbulo dalį, o nuleidžia galinę. Beje, pastebime, kad būtent dėl ​​priekinių ratų apkrovimo juos lengviau pasukti automobiliui važiuojant įjungta pavara nei važiuojant rieda, o juo labiau nei stovėjimo aikštelėje. Kiekvienas vairuotojas tai žino. Tačiau grįžkime prie papildomai apkrautų galinių ratų.

Papildoma, perteklinė apkrova galiniams ratams Zd nuo perduodamas momentas daugiau nei daugiau akimirkos Mk, atvežtas prie vairo ir trumpesnis ratų bazė transporto priemonė L (m):

Natūralu, kad ši apkrova yra ypač didelė važiuojant žemesnėmis pavaromis, nes padidėja momentas, tiekiamas į ratus. Taigi, automobilyje GAZ-51 papildoma apkrova pirmąja pavara yra:

Zd \u003d 316 / 3,3 \u003d 96, kg

Užvedimo ir įsibėgėjimo metu automobilį veikia inercinė jėga Pj, veikiama automobilio svorio centre ir nukreipta atgal, t.y., priešinga pagreičiui kryptimi. Kadangi jėga Pj veikiama aukštyje hg nuo kelio plokštumos, ji linkusi apversti automobilį aplink galinius ratus. Tokiu atveju padidės galinių ratų apkrova, o priekinių – sumažės:

Ryžiai. Varikliui perduodant galią, padidėja galinių ratų apkrova, mažėja priekinių ratų apkrova.

Taigi, pradedant važiuoti, galinius ratus ir padangas apkrauna automobilio svoris, padidėjęs perduodamas sukimo momentas ir inercijos jėga. Ši apkrova veikia galinės ašies guolius ir daugiausia galinių ratų padangas. Norėdami juos išsaugoti, turite pradėti kuo sklandžiau. Reikia priminti, kad kylant galiniai ratai dar labiau apkraunami. Įjungta staigus įkopimas pajudėjus ir net esant aukštam automobilio svorio centrui gali įvykti toks priekinių ratų apkrovimas ir galinių ratų perkrovimas, dėl kurio gali būti pažeistos padangos ir net automobilis nuvirs atgal.

Ryžiai. Be apkrovos iš traukos pastangos, įsibėgėjimo metu galinius ratus veikia papildoma jėga nuo automobilio masės inercijos.

Automobilis juda su pagreičiu, o jo greitis didėja tol, kol traukos jėga yra didesnė už pasipriešinimo jėgą. Didėjant greičiui, didėja pasipriešinimas judėjimui; nustačius traukos jėgos ir pasipriešinimo lygybę, automobilis įgauna tolygų judėjimą, kurio greitis priklauso nuo degalų pedalo spaudimo dydžio. Jei vairuotojas iki galo nuspaudžia degalų pedalą, šis vienodas greitis kartu yra ir didžiausias automobilio greitis.

Riedėjimo pasipriešinimo ir oro jėgų įveikimo darbas nesukuria energijos rezervo – energija eikvojama kovai su šiomis jėgomis. Inercijos jėgų įveikimo darbas automobilio pagreičio metu pereina į judėjimo energiją. Ši energija vadinama kinetine energija. Tokiu atveju susikurtą energijos rezervą galima panaudoti, jei po tam tikro įsibėgėjimo atjungiami varantieji ratai nuo variklio, pavarų perjungimo svirtis nustatoma į neutralią padėtį, t.y., leidžia automobiliui judėti pagal inerciją, riedant. Riedėjimas vyksta tol, kol išnaudojamas energijos rezervas pasipriešinimo judėjimui jėgoms įveikti. Tikslinga priminti, kad tame pačiame tako atkarpoje energijos sąnaudos įsibėgėjimui yra daug didesnės nei sąnaudos pasipriešinimo judėjimui jėgoms įveikti. Todėl dėl sukauptos energijos važiavimo kelias gali būti kelis kartus ilgesnis nei pagreičio kelias. Taigi, riedėjimo kelias nuo 50 km/h greičio automobiliui „Pobeda“ yra apie 450 m, automobiliui GAZ-51 – apie 720 m, o pagreičio kelias iki šio greičio yra 150–200 m ir 250–300 m. m, atitinkamai Jei vairuotojas nesiekia vairuoti automobilio su labai didelis greitis, jis gali paleisti transporto priemonę nemažą kelio dalį ir taip sutaupyti energijos, taigi ir degalų.

Pagreitis – kūno greičio pokyčio dydis per laiko vienetą. Kitaip tariant, pagreitis yra greičio kitimo greitis.

A – pagreitis, m/s 2
t - greičio keitimo intervalas, s
V 0 - pradinis kūno greitis, m / s
V – galutinis kūno greitis, m/s

Formulės naudojimo pavyzdys.
Automobilis nuo 0 iki 108 km/h (30 m/s) įsibėgėja per 3 sekundes.
Pagreitis, kuriuo automobilis įsibėgėja, yra:
a \u003d (V-V o) / t \u003d (30 m / s - 0) / 3c \u003d 10 m / s 2

Kita, tikslesnė formuluotė skamba taip: pagreitis yra lygus kūno greičio išvestinei: a=dV/dt

Pagreičio terminas yra vienas svarbiausių fizikoje. Pagreitis naudojamas atliekant greitėjimo, stabdymo, metimų, metimų, kritimų užduotis. Tačiau tuo pat metu šis terminas yra vienas iš sunkiausiai suprantamų, visų pirma dėl matavimo vieneto m/s 2(metras per sekundę per sekundę) kasdieniame gyvenime nenaudojamas.

Pagreičio matavimo prietaisas vadinamas akselerometru. Miniatiūrinių mikroschemų pavidalo akselerometrai naudojami daugelyje išmaniųjų telefonų ir leidžia nustatyti jėgą, kuria vartotojas veikia telefoną. Duomenys apie smūgio jėgą įrenginiui leidžia sukurti mobiliosios programos, kurios reaguoja į ekrano sukimąsi ir drebėjimą.

Reakcija mobiliuosius įrenginius pasukti ekraną, tai suteikia būtent akselerometras – mikroschema, matuojanti įrenginio pagreitį.

Pavyzdinė akselerometro grandinė parodyta paveikslėlyje. Didžiulis svoris su staigiais judesiais deformuoja spyruokles. Deformacijos matavimas naudojant kondensatorius (arba pjezoelektrinius elementus) leidžia apskaičiuoti svorio ir pagreičio jėgą.

Žinodami spyruoklės deformaciją, naudodamiesi Huko dėsniu (F=k∙Δx), galite rasti jėgą, veikiančią svorį, o žinodami svorio svorį, naudodami antrąjį Niutono dėsnį (F=m∙a), galite rasti svorio pagreitį.

„IPhone 6“ plokštėje esantis akselerometras telpa į mikroschemą, kurios matmenys yra tik 3 mm x 3 mm.

Vienas iš svarbiausių automobilio dinaminių savybių rodiklių yra pagreičio intensyvumas - pagreitis.

Keičiant judėjimo greitį, atsiranda inercijos jėgos, kurias automobilis turi įveikti, kad suteiktų tam tikrą pagreitį. Šias jėgas sukelia tiek laipsniškai judančios automobilio masės m, bei variklio, transmisijos ir ratų besisukančių dalių inercijos momentus.

Skaičiavimų patogumui naudojamas sudėtingas rodiklis - sumažintos inercinės jėgos:

Kur δ vr- besisukančių masių apskaitos koeficientas.

Pagreičio dydis j = dv/dt, kurį automobilis gali sukurti važiuodamas horizontalia kelio atkarpa tam tikra pavara ir tam tikru greičiu, randamas pakeitus pagreičiui išleidžiamo galios rezervo nustatymo formulę:

,

arba pagal dinamines charakteristikas:

D=f+
.

Iš čia: j =
.

Norėdami nustatyti pagreitį kylant arba nusileidus, naudokite formulę:

Transporto priemonės gebėjimas greitas pagreitis ypač svarbu vairuojant mieste. Didesnį automobilio pagreitį galima gauti padidinus pavaros santykį u 0 pagrindinė pavara ir atitinkamas variklio sukimo momento keitimo charakteristikos pasirinkimas.

Didžiausias pagreitis įsibėgėjimo metu yra:

Automobiliams pirma pavara 2.0 ... 3.5 m/s 2 ;

Lengviesiems automobiliams su tiesiogine pavara 0,8 ... 2,0 m/s 2 ;

Sunkvežimiams su antra pavara 1,8 ... 2,8 m/s 2 ;

Sunkvežimiams su tiesiogine pavara 0,4 ... 0,8 m/s 2 .

Automobilio pagreičio laikas ir kelias

Pagreičio dydis kai kuriais atvejais nėra pakankamai aiškus automobilio gebėjimo įsibėgėti rodiklis. Šiuo tikslu patogu naudoti tokius rodiklius kaip pagreičio laikas ir kelias iki nurodyto greičio ir grafika, rodanti greičio priklausomybę nuo laiko ir pagreičio kelio.

Nes j =, Tai dt =.

Iš čia, integruodami gautą lygtį, randame pagreičio laiką t tam tikrame greičio pokyčių diapazone nuo v 1 prieš v 2 :

.

Pagreičio kelio nustatymas S tam tikrame greičio diapazone keičiami taip. Kadangi greitis yra pirmoji kelio išvestinė laiko atžvilgiu, tai kelio skirtumas dS=v dt, arba pagreičio kelias greičio diapazone keičiasi nuo v 1 prieš v 2 lygus:

.

Faktinio automobilio eksploatavimo sąlygomis laikas, sugaištas pavarų perjungimo operacijoms ir sankabos slydimui, padidina įsibėgėjimo laiką, palyginti su jo teorine (skaičiuojama) reikšme. Pavarų perjungimo laikas priklauso nuo pavarų dėžės konstrukcijos. Naudojant automatinę pavarų dėžę, šis laikas praktiškai lygus nuliui.

Be to, įsijungimas ne visada įvyksta pilnas kuro padavimas, kaip manoma nurodytame metode. Tai taip pat didėja realiu laikuįsijungimas.

Naudojant mechaninę pavarų dėžę, svarbus dalykas yra teisingas palankiausių pavarų perjungimo greičių pasirinkimas. v 1-2 , v 2-3 ir tt (žr. skyrių „Transporto priemonės traukos skaičiavimas“).

Norint įvertinti automobilio gebėjimą įsibėgėti, kaip rodiklis taip pat naudojamas įsibėgėjimo laikas pajudėjus kelyje iki 100 ir 500. m.

Pagreičių braižymas

Praktiniuose skaičiavimuose daroma prielaida, kad įsibėgėjimas vyksta horizontaliame asfaltuotame kelyje. Sankaba įjungta ir neslysta. Variklio valdiklis yra pilno kuro padėtyje. Taip užtikrinamas ratų sukibimas su keliu neslystant. Taip pat daroma prielaida, kad variklio parametrai keičiasi priklausomai nuo išorinės greičio charakteristikos.

Manoma, kad lengvųjų automobilių įsibėgėjimas prasideda nuo minimalaus pastovaus greičio esant žemiausia užsakymo pavara v 0 = 1,5…2,0m/s iki vertybių v T = 27,8m/s(100km/val). Sunkvežimiams priimti: v T = 16,7m/s(60km/val).

Paeiliui pradedant nuo greičio v 0 = 1,5…2,0m/s ant pirmos ir vėlesnių pavarų, pagal dinamines charakteristikas (1 pav.) abscisėms, pasirinktoms išilgai abscisės v skaičiuojami taškai (ne mažiau kaip penki) nustato dinaminio faktoriaus rezervą pagreičio metu kaip ordinačių skirtumą ( D-f)įvairiose transmisijose. Sukimosi masės koeficientas ( δ vr) kiekvienam perdavimui apskaičiuojamas pagal formulę:

δ vr= 1,04 + 0,05 i kp 2 .

Automobilio pagreitis nustatomas pagal formulę:

j =
.

Remiantis gautais duomenimis, sudaromi pagreičio grafikai j=f(v)(2 pav.).

2 pav. Automobilio pagreičio charakteristikos.

Teisingai apskaičiavus ir sukonstruojant, pagreičio kreivė įjungus aukščiausią pavarą kirs abscisę didžiausio greičio taške. Maksimalus greitis pasiekiamas visiškai išnaudojant dinaminio faktoriaus rezervą: D–f=0.

Pagreičio laiko braižymast = f(v)

Šis grafikas sudarytas naudojant automobilio pagreičio grafiką j=f(v)(2 pav.). Pagreičio grafiko greičio skalė yra padalinta į lygias dalis, pavyzdžiui, kas 1 m/s, o nuo kiekvienos atkarpos pradžios brėžiami statmenys iki sankirtos su pagreičio kreivėmis (3 pav.).

Kiekvienos gautos elementarios trapecijos plotas priimtoje skalėje yra lygus pagreičio laikui tam tikroje greičio ruože, jei manysime, kad kiekvienoje greičio ruože pagreitis vyksta esant pastoviam (vidutiniam) pagreičiui:

j trečia = (j 1 + j 2 )/2 ,

Kur j 1 , j 2 - pagreičiai, atitinkamai, nagrinėjamos greičio ruožo pradžioje ir pabaigoje, m/s 2 .

Šiame skaičiavime neatsižvelgiama į pavarų perjungimo laiką ir kitus veiksnius, dėl kurių pervertinamas įsibėgėjimo laikas. Todėl vietoj vidutinio pagreičio imkite pagreitį j i savavališkai paimtos atkarpos pradžioje (nustatoma pagal skalę).

Atsižvelgiant į padarytą prielaidą pagreičio laikas kiekvienoje greičio didinimo dalyje Δv apibrėžtas kaip:

t aš = Δv/j i ,Su.

Ryžiai. 3. Pagreičio laiko braižymas

Remiantis gautais duomenimis, sudaromas pagreičio laiko grafikas. t = f(v). Pilnas laikas pagreitis nuo v 0 iki vertybių v T apibrėžiamas kaip visų ruožų pagreičio laiko suma (su bendra suma):

t 1 =Δv/j 1 , t 2 =t 1 +(Δv/j 2 ) ,t 3 = t 2 +(Δv/j 3 ) ir taip toliau iki t T galutinis pagreičio laikas:

.

Braižant pagreičio laiko grafiką patogu naudotis lentele ir imti Δv= 1m/s.

	Greičio siužetai v i , m/s
Sklypų Nr
j i , m/s 2
t i , Su
Pakilimo laikas

Primename, kad sukonstruotas (teorinis) pagreičio grafikas (4 pav.) skiriasi nuo tikrojo tuo, kad neatsižvelgiama į realų pavarų perjungimo laiką. 4 pav. laikas (1,0 Su) prie pavarų perjungimo rodomas sąlygiškai, kad iliustruotų perjungimo momentą.

Kai automobilyje naudojama mechaninė (greičio) pavarų dėžė, faktinio pagreičio laiko grafikas apibūdinamas greičio praradimu pavarų perjungimo momentais. Tai taip pat padidina pagreičio laiką. Automobilis su pavarų dėže su sinchronizatoriais turi didesnį įsibėgėjimo greitį. Didžiausias intensyvumas automobilyje su automatine nuolat keičiama pavarų dėže.

Mažos klasės buitinių lengvųjų automobilių įsibėgėjimo laikas nuo sustojimo iki 100 greičio km/val(28m/s) yra apie 13…20 val Su. Vidutiniams ir didelė klasė neviršija 8…10 Su.

Ryžiai. 4. Automobilio pagreičio charakteristikos laikui bėgant.

Sunkvežimių įsibėgėjimo laikas iki 60 greičio km/val(17m/s) yra 35–45 Su ir didesnis, o tai rodo jų nepakankamą dinamiškumą.

km/val yra 500–800 m.

Lentelėje pateikti palyginamieji vidaus ir užsienio gamybos automobilių įsibėgėjimo laiko duomenys. 3.4.

3.4 lentelė.

Lengvųjų automobilių įsibėgėjimo laikas iki 100 km/h (28 m/s) greičio

Automobilis	Laikas, Su	Automobilis	Laikas, Su
VAZ-2106 1.6 (74)		Alfa Romeo-156 2.0 (155)
VAZ-2121 1.6 (74)		Audi A6 Tdi 2,5 (150)
Moskvich 2.0 (113)		BMW-320i 2.0 (150)
		„Cadillac Sevilie 4.6“ (395)
GAZelle-3302 D 2.1 (95)		Mercedes S 220 CD (125)
ZAZ-1102 1.1 (51)		Peugeot-406 3.0 (191)
VAZ-2110 1.5 (94)		Porsche-911 3.4 (300)
„Ford Focus 2.0“ (130)		VW Polo Sdi 1.7 (60)
„Fiat Marea 2.0“ (147)		Honda Civic 1.6 (160)

Pastaba: Darbinis tūris nurodytas prie transporto priemonės tipo ( l) ir variklio galia (skliausteliuose) ( hp).

Automobilio pagreičio kelio grafiko sudarymasS = f(v)

Panašiai atliekama anksčiau sukonstruotos priklausomybės grafinė integracija t = f(V) gauti pagreičio kelio priklausomybę S dėl transporto priemonės greičio. IN Ši byla automobilio pagreičio laiko grafiko kreivė (5 pav.) yra padalinta į laiko intervalus, kurių kiekvienam randamos atitinkamos reikšmės V c R k .

5 pav. Diagrama, paaiškinanti transporto priemonės pagreičio laiko grafiko naudojimą t = f ( V ) sukurti pagreičio kelio grafikąS = f( V ) .

Pavyzdžiui, elementaraus stačiakampio plotas intervale Δ t 5 yra kelias, kuriuo automobilis pravažiuoja nuo ženklo t 4 iki žymos t 5 , juda pastoviu greičiu V c R 5 .

Elementaraus stačiakampio plotas nustatomas taip:

Δ S k = V c R k (t k - t k -1 ) = V c R k · Δ t k .

Kur k=l... m- intervalo eilės numeris, m pasirenkamas savavališkai, bet laikomas patogiu skaičiuoti, kai m = n.

Pavyzdžiui (5 pav.), jei V žr. 5 =12,5 m/s; t 4 =10 Su; t 5 =14 Su, Tai Δ S 5 = 12,5(14 - 10) = 5 m.

Pagreičio kelias nuo greičio V 0 iki greičio V 1 : S 1 = Δ S 1 ;

iki greičio V 2 : S 2 = Δ S 1 + Δ S 2 ;

iki greičio V n : S n = Δ S 1 + Δ S 2 + ... + Δ S n =
.

Skaičiavimo rezultatai suvedami į lentelę ir pateikiami grafiko pavidalu (6 pav.).

Greitėjimo kelias automobiliams iki 100 greičio km/val yra 300–600 m. Sunkvežimiams pagreičio kelias iki greičio 50 km/val lygus 150…300 m.

6 pav. Grafikos menaipagreičio takaiautomobilis.

• studijuojant įvairūs judesiai, galime išskirti vieną gana paprastą ir įprastą judėjimo tipą – judėjimą su pastoviu pagreičiu. Pateiksime šio judėjimo apibrėžimą ir tikslų aprašymą. Galilėjus pirmasis atrado judesį su nuolatiniu pagreičiu.

Paprastas netolygaus judėjimo atvejis yra judėjimas su pastoviu pagreičiu, kai pagreičio modulis ir kryptis laikui bėgant nekinta. Jis gali būti tiesus ir kreivinis. Autobusas ar traukinys važiuoja maždaug pastoviu pagreičiu, kai leidžiasi ar stabdo, ritulys slysta ant ledo ir pan. Visi kūnai, veikiami traukos į Žemę, krenta šalia jos paviršiaus su pastoviu pagreičiu, jei galima nepaisyti oro pasipriešinimo. Tai bus aptarta toliau. Daugiausia tirsime judėjimą su pastoviu pagreičiu.

Judant pastoviu pagreičiu, greičio vektorius bet kuriais vienodais laiko intervalais keičiasi taip pat. Jei laiko intervalas sumažinamas perpus, tada greičio kitimo vektoriaus modulis taip pat bus sumažintas perpus. Iš tiesų, pirmoje intervalo pusėje greitis keičiasi lygiai taip pat, kaip ir antroje. Šiuo atveju greičio kitimo vektoriaus kryptis išlieka nepakitusi. Greičio pokyčio ir laiko intervalo santykis bus vienodas bet kuriam laiko intervalui. Todėl pagreičio išraišką galima parašyti taip:

Paaiškinkime tai paveikslėliu. Tegul trajektorija yra kreivinė, pagreitis pastovus ir nukreiptas žemyn. Tada greičio kitimo vektoriai vienodais laiko intervalais, pavyzdžiui, kiekvienai sekundei, bus nukreipti žemyn. Raskime greičio pokyčius nuosekliais laiko intervalais, lygiais 1 s. Tam iš vieno taško A atidedame greičius 0, 1, 2, 3 ir kt., kuriuos kūnas įgyja po 1 s, ir iš galutinio atimame pradinį greitį. Kadangi = const, tai visi greičio prieaugio vektoriai kiekvienai sekundei guli ant tos pačios vertikalios ir turi tuos pačius modulius (1.48 pav.), t.y., greičio kitimo vektoriaus A modulis didėja tolygiai.

Ryžiai. 1.48

Jei pagreitis pastovus, tai jį galima suprasti kaip greičio pokytį per laiko vienetą. Tai leidžia nustatyti pagreičio modulio ir jo projekcijų vienetus. Parašykime pagreičio modulio išraišką:

Iš to išplaukia

Todėl pagreičio vienetas yra pastovus kūno (taško) judėjimo pagreitis, kuriame greičio modulis keičiasi greičio vienetu per laiko vienetą:

Šie pagreičio vienetai skaitomi kaip vienas metras per sekundę kvadratu ir vienas centimetras per sekundę kvadratu.

Pagreičio vienetas 1 m/s 2 yra toks pastovus pagreitis, kuriam esant kiekvienos sekundės greičio kitimo modulis yra 1 m/s.

Jei taško pagreitis nėra pastovus ir tam tikru momentu tampa lygus 1 m/s 2, tai nereiškia, kad greičio prieaugio modulis yra 1 m/s per sekundę. Šiuo atveju 1 m / s 2 reikšmė turėtų būti suprantama taip: jei nuo šio momento pagreitis taptų pastovus, tada kiekvieną sekundę greičio pokyčio modulis būtų lygus 1 m / s.

Automobilis „Žiguli“, įsibėgėdamas iš vietos, įgyja 1,5 m/s 2 pagreitį, o traukinys – apie 0,7 m/s 2. Ant žemės nukritęs akmuo juda 9,8 m/s 2 pagreičiu.

Iš įvairių nelygaus judėjimo rūšių išskyrėme paprasčiausią – judėjimą su pastoviu pagreičiu. Tačiau nėra judėjimo su griežtai pastoviu pagreičiu, kaip nėra judėjimo su griežtai pastoviu greičiu. Visa tai yra paprasčiausi tikrų judesių modeliai.

Atlikite pratimus

1. Taškas juda kreivine trajektorija su pagreičiu, kurios modulis yra pastovus ir lygus 2 m/s 2 . Ar tai reiškia, kad per 1 s taško greičio modulis pasikeičia 2 m/s?
2. Taškas juda kintamu pagreičiu, kurio modulis tam tikru momentu yra 3 m/s 2 . Kaip interpretuoti šią judančio taško pagreičio reikšmę?