Разгон и торможение автомобиля

Разгон и торможение

Разгон и торможение

Пассажир загружает зад байка, соответственно перед становится легче, особенно при движении в гору. Большие спортбайки и многие шестисотки в такой ситуации отрывают переднее колесо. В любом случае уменьшается сцепление переднего колеса с дорогой, увеличивается кастор и вынос, а значит, ухудшается управляемость. То есть при прочих равных мотоцикл шире проходит поворот. Чтобы сохранить траекторию, нужно снизить скорость.

При торможении дополнительный вес пассажира увеличивает тормозной путь и сильнее загружает переднее колесо. Лучше прочувствовать это заранее, а не во время аварийной ситуации. А вот задний тормоз становится эффективнее.

Разгон и торможение выводят пассажира из равновесия. Неплохо, если он привыкнет к вашей манере вождения, но еще лучше, если вы будете делать все плавнее. Пассажир не будет пугаться, а шлемы не будут стукаться.

Мускулы ног — самые сильные, поэтому их нужно заставить делать главную часть работы. Пассажир должен упереться ногами в подножки, чтобы получить максимальную связь с байком. Кроме того, для поддержания равновесия можно бедрами сжимать водителя.

При разгоне пассажир может держаться за живот или бока водителя, но именно держаться, а не хвататься. Можно держать руки на баке и поддерживать равновесие стискивая водителя ногами.

При торможении лучше всего опираться на бак или держаться за бугель, если байк им укомплектован. Можно упереться и в водителя, главное — сделать это в как можно более низкой точке. Если упереться в спину или плечи, то при торможении водителю придется напрячь руки, что снизит его способность точно дозировать усилие на рычаге.

Читайте также

Торможение автомобиля

Торможение автомобиля Надежные и эффективные тормоза позволяют водителю уверенно вести автомобиль с большой скоростью и вместе с тем обеспечивают необходимую безопасность движения.В процессе торможения кинетическая энергия автомобиля переходит в работу трения между

Торможение

Торможение Чем больший вес приходится на шину, тем лучшее сцепление она обеспечивает и тем сильнее можно тормозить. Поэтому при торможении главную роль играет передняя покрышка. Особенно это актуально для спортбайков, с их короткой базой и высоким центром тяжести.

Правильное торможение

Правильное торможение Теперь, когда мы знаем, что и как влияет на тормозной путь байка, давайте поговорим о том, как применять тормоза. Помните — все, что выводит подвеску из равновесия, ухудшает сцепление с дорогой. Поэтому нужно тормозить обоими тормозами одновременно

Переключение на повышенную передачу (то есть разгон)

Переключение на повышенную передачу (то есть разгон) Самое сложное – переключиться с первой передачи на вторую во время разгона. Двигатель раскручен на полную мощность и реагирует агрессивно. По мере того как вы переходите на более высокие передачи, становится

2.6. Торможение

2.6. Торможение Осознав, какие чудеса физики происходят на молекулярном уровне, когда вы выезжаете на дорогу, вы лучше понимаете роль, которую в этом процессе играете вы, водитель. Если бы не сцепление шин с покрытием дороги, вы бы никогда не уехали с парковки.

Торможение

Торможение Существует два типа торможения: обычное и экстренное. Если читатели этой книги начнут реализовывать второй тип на дороге, я не удивлюсь тому, что стоимость страховки вырастет до небес, а моя голова окажется на шпиле лондонского Тауэра.Я считаю, что всем

Торможение при наличии ABS

Торможение при наличии ABS Шестьдесят пять процентов машин оборудовано системой ABS, и в большинстве стран новые модели оснащаются этой системой в обязательном порядке. ABS расшифровывается как «антиблокировочная система», что неправильно, потому что система позволяет

Экстренное торможение

Экстренное торможение Согласно определению, при экстренном торможении необходимо давить на педаль тормоза с максимальным усилием, не допуская блокировки колес. Если при экстренном торможении колеса не заблокированы, автомобиль останавливается максимально быстро,

Торможение

Торможение Самое главное – просчитать все действия наперед. Если вы входите в поворот слишком быстро и потом пытаетесь скорректировать скорость, вас занесет. Тормозной путь на скользком покрытии примерно в десять раз больше обычного, поэтому планируйте этапы

Разгон

Разгон Не газуйте на входе в поворот, внутри поворота или на выходе из него. Плавно проходите повороты, сохраняя небольшое усилие на педали газа, чтобы поддерживать заданную скорость. Подождите, пока руль встанет прямо, и тогда впереееед… На снегу покрышки

Источник

Разгон и торможение

Итак, вы подготовили машину к началу движения (см. рис. 24), грамотно поработали ногами и начали плавное движение. Левая нога ушла отдыхать на арку переднего левого колеса, а правая нога удерживает педаль газа в позиции легкого «журчания» мотора – машина потихоньку движется. Что дальше?

Давайте попробуем разогнаться! Это очень просто, надо только чуть больше нажать «газ», и скорость движения автомобиля начнет плавно увеличиваться.

Разгон

Впроцессе разгона вам придется переключать передачи. Это является вынужденной технической мерой, обусловленной конструкцией автомобиля.

При увеличении скорости движения двигатель машины начинает работать «на повышенных тонах». Сначала он негромко «ворчит», потом «ворчит» уже громко и недовольно, а затем «кричит» во все горло – требует следующую передачу!

Дело в том, что для каждой передачи есть определенный интервал скоростей (рис. 43).

Рис. 43. Соответствие скорости и передачи

Только учтите, этот график ни в коем случае не претендует на руководство к действию по цифрам. Здесь показана лишь необходимость переключения передач по мере изменения скорости. Все цифры (в графике и далее в тексте) даны только для того, чтобы вы поняли, что невозможно использовать в этой жизни только 1-ю или только 3-ю передачу. Конкретные цифры для вашего автомобиля при вашей водительской квалификации определяются, исходя из реальных условий. Однако любой автомобиль имеет интервалы скоростей для каждой передачи, и наоборот, для каждой передачи есть определенный интервал скоростей. Поэтому, если вы выходите в другой интервал скоростей, необходимо переключиться на другую передачу.

Исходя из графика, для начала движения следует включить первую передачу. Затем, по достижении скорости, близкой к предельной для этой передачи, необходимо переключиться на следующую.

А нельзя ли продолжить ускорение на первой передаче или, допустим, включить вторую сразу же, только начав движение? Как узнать, что пора переключаться?

Ответы на все эти вопросы есть. Не вдаваясь в лишние подробности, могу сказать, что двигатель автомобиля может иметь как минимальные обороты коленчатого вала, так и максимальные. Устройство коробки передач таково, что уже на скорости около 40 км/ч (напоминаю, цифры даются приблизительно) на первой передаче двигатель развивает такие большие обороты, что всем слышно –по дороге едет «новичок». В то же время на скорости, близкой к нулю, на первой передаче автомобиль в состоянии двигаться без рывков и сотрясений.

Если у вас включена, к примеру, 3-я передача, то на скорости 40 км/ч это нормально, но на скорости, близкой к нулю, автомобиль так дергается, что того гляди, рассыплется.

Запомните:

• Двигатель автомобиля своим звуком (чаще ревом) и вибрациями «говорит» водителю о необходимости переключения на другую передачу.

Ачто получится, если мы попробуем увеличить скорость еще больше, не меняя первую передачу на вторую?

Да ничего у нас не получится! Можно утопить педаль газа в пол, двигатель будет дико реветь, а скорость выше предельной для первой передачи не увеличится, потому что не может! Единственно, чего мы можем добиться, это поломки двигателя.

А если мы включим вторую передачу, допустим, на скорости 5 км/ч?

Опять ничего хорошего из этого не выйдет. Если вы хотели продолжить разгон, то он у вас или вообще не получится (двигатель не в состоянии разгонять тяжелый автомобиль через маленькую шестеренку в коробке передач) или, содрогаясь всем телом, ваша машина будет разгоняться долго и нудно. Чего добьемся? Опять же поломки двигателя или (и) агрегатов трансмиссии автомобиля.

Конечно, все эти поломки происходят не сразу, не моментально. Вы имеете возможность поиздеваться некоторое время над двигателем и автомобилем в целом, но потом они все равно «обидятся» и выйдут из строя. А ведь машина нужна для того, чтобы ездить по своим делам, а не между станциями техпомощи на буксире. Поэтому лучше еще раз посмотреть на рисунок 43 и сделать для себя некоторые выводы о том, что следует делать при плавном увеличении или снижении скорости:

•Если продолжать увеличение скорости движения,то, не дожидаясь затяжного рева двигателя (а только услышав недовольное его ворчание или самое начало рева), следует переключиться на следующую вышестоящую передачу.

• Если скорость движения автомобиля снижается,то, не дожидаясь страшных сотрясений двигателя и всего автомобиля (а только почувствовав намек на это или первые слабые подергивания), следует поменять передачу на нижестоящую.

А при необходимости значительногоизменения скорости?

В этом случае рекомендации не нужны.

Водитель «со стажем» заранее «чует», в какой момент и какую передачу следует включить.

Поскольку «новичкам» до «чутья» еще надо набраться некоторого опыта, то напрашивается вывод – первые сотни километров следует избегать резкого изменения скорости.

При плавном изменении скорости движения у вас появляется определенный запас времени для того, чтобы прислушаться к двигателю и к своим собственным ощущениям, хотя и первые километры не мешало бы планировать свои действия.

«Что-то нам ничего не рассказали о хвостиках в графике на рисунке 43?» – должны были бы спросить заинтересованные читатели.

С хвостиками все очень просто. Достигнув скорости около 20 км/ч на первой передаче, двигатель своими «повышенными тонами» весьма ощутимо намекает вам о второй передаче. Вы нажимаете педаль сцепления и отпускаете педаль газа (см. рис. 34 б и 35 б). Затем, ваша правая рука меняет передачу с первой на вторую (см. рис. 18). Далее с помощью газа и сцепления вы «подхватываете» машину (делаете «баланс» – см. рис. 34 а и 35 а) и продолжаете движение.

А что происходит с вашим автомобилем в промежуток времени, когда педаль сцепления находится внизу?

Он движется по инерции! Разумеется, запас инерции не бесконечен, и поэтому машина начинает терять скорость (хвостик в графике). Чем быстрее вы сделаете «баланс» («газ» + сцепление), тем меньше потеряете скорость.

И, конечно, этот хвостик в графике по мере приобретения навыков вождения становится все короче и короче, двигатель остается без нагрузки все меньше и меньше. Автогонщики в состоянии менять передачу, не теряя ни «грамма» скорости, хвостик у них практически отсутствует.

Ну а для «новичка» наличие этого «хвоста» абсолютно нормальное явление. Не пытайтесь сразу от него избавиться, все равно не получится! Но в дальнейшем следует учесть, что автомобиль без связи двигателя с колесами (когда педаль сцепления находится внизу) получает слишком большую свободу и весьма неустойчив на дороге!

Теперь пора от слов переходить к делу. Итак, вы включили первую передачу, правой ногой сделали небольшой «газ» и левой ногой отпускаете педаль сцепления в 4 этапа (см. рис. 32 и 33). Сначала машина чуть вздрогнет, напряжется, затем поползет и, наконец, поедет.

Что дальше? А дальше надо разгоняться! Для этого следует немного «придавить» педаль газа, и скорость движения машины начнет увеличиваться. Затем, как только вы услышите, что двигатель «попросил» вторую передачу, вам надо быстро нажать педаль сцепления до конца ее хода и сразу же отпустить педаль газа.

Пока машина будет двигаться по инерции, вы меняете первую передачу на вторую, а затем правой и левой ногой делаете «баланс».

Сейчас вы на второй передаче, машина движется плавно, и мотор уже не «кричит», а мирно урчит.

Ну так надо его нагрузить! Продолжайте разгон.

Вы нажимаете на педаль газа, скорость увеличивается, мотор начинает немного «ворчать», а площадка. кончается!

Значит, пора тормозить и готовиться к повороту. Отпускаем педаль газа, и машина начинает терять скорость (рис. 44).

Рис. 44. Разгон, торможение и поворот на второй передаче:А – старт и остановка; А–Б – разгон; 1→2 (Б–В) – переключение с первой передачи на вторую; В–Г и Е–Ж – разгон; Г–Д и Ж–З – торможение; Д–Е и З–А – два поворота

Если вы видите, что скорость движения все еще велика, то можно слегка нажать педаль тормоза. Когда скорость уменьшится до приемлемой для безопасного поворота, правую ногу надо будет перенести обратно на педаль газа.

Далее вы передаете инициативу рукам и делаете поворот (см. рис. 37). При этом часть вашего сознания все же должна контролировать правую ногу, которая отвечает за скорость прохождения поворота.

Если полностью отпустить «газ», то машина остановится, а если неконтролируемо надавить на педаль газа, то можно «улететь» на газон.

Будем надеяться, что, сделав два поворота, вы благополучно добрались до точки «Е» (рис. 44). Далее надо опять увеличивать скорость и одновременно с этим планировать последующее торможение (точки «Ж» – «З»), повороты (точки «З» – «А») и остановку (точка «А»).

Достигнув исходной точки, следует плавно остановиться и затем повторить все сначала: старт – разгон – переключение на вторую передачу – короткий разгон – торможение – поворот и т.д.

После приобретения некоторого навыка вождения автомобиля в динамике, задание можно и нужно усложнить (рис. 45). Теперь перед каждым поворотом будем снижать скорость до скорости пешехода. Это означает, что вследствие перехода в другой интервал скоростей вам придется переключать вторую передачу на первую (см. рис. 43 и 16–18).

Рис. 45. Разгон, торможение и поворот на первой передаче:2→1 – переключение со второй передачи на первую

Когда вы «проползете» два поворота и выйдете на прямую, надо будет опять разгоняться и переключаться на вторую передачу. Затем снова небольшой разгон, потом торможение, переключение и т.д.

Поскольку площадки имеют ограниченные размеры, использовать четвертую и пятую передачу на них вы не сможете, этим займетесь позже, уже на дороге. Но отработать третью передачу на площадке можно (рис. 46). Только не забывайте о том, что переключение передач является не самоцелью, а лишь вынужденной мерой. Переключать передачи надо тогда, когда двигатель автомобиля «попросит» вас об этом.

Рис. 46. Разгон до третьей передачи, торможение и поворот на второй передаче:2→3–переключение со второй передачи на третью; 3→2 – переключение с третьей передачи на вторую

Кстати, снижение скорости и переключение на вторую передачу перед поворотом не очередная прихоть автора. Подавляющее большинство поворотов на реальных перекрестках вы будете делать на той скорости, которой соответствует именно вторая передача.

После того, как разгон, торможение и левые повороты (рис. 44–46) станут получаться более или менее неплохо, имеет смысл проделать то же самое с поворотами направо.

Если вы последовательно и добросовестно выполните все предложенные вам упражнения, то с динамикой движения, переключением передач и поворотами все у вас будет в порядке.

Что же касается четвертой и пятой передачи, то при движении по дороге они сами когда-нибудь о себе напомнят. Или вы, взглянув на спидометр, обратите внимание на то, что скорость, с которой движется ваш автомобиль, уже не соответствует третьей передаче, и пора переключаться на четвертую.

Главное, не забывайте о том, что у машины есть передачи, каждой из которых соответствует определенный интервал скоростей.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 13 ; Нарушение авторских прав

Источник

Разгон и торможение автомобиля

В условиях эксплуатации машины редко работают в установившемся режиме. Значительную часть времени современные машины работают с частым изменением скоростного и нагрузочного режимов, с чередованием разгона и торможения. Поскольку неустановившийся цикл движения машины заканчивается ее остановкой, то часто предъявляются определенные требования не только к разгону машины, но и к времени и пути ее останова, а также к величине ускорений и нагрузок, с которыми он осуществляется. Для удовлетворения этих требований конструктору приходится проводить динамический расчет, который основывается на энергетических соотношениях процессов, протекающих в машинах при останове. Рассмотрим подробнее идеализированный неустановившийся режим с постоянными моментами при разгоне и торможении, состоящий из циклов разгона и следующего за ним торможения машины (рис. 4.4).

Поскольку при останове машины скорость и кинетическая энергия в конце равны нулю, то величина изменения последней будет равна величине запаса кинетической энергии в начале торможения

где./_х, со_нач = со_КО|1 – начальные значения соответственно суммарного приведенного момента инерции и скорости перед торможением.

Рис. 4.4. Идеализированный цикл движения МА разгон-торможение

Торможение машины может осуществляться различными способами, например, переключением двигателя в режим генератора с рекуперацией вырабатываемой энергии. Такой возможностью обладают электрические двигатели. В этом случае двигатель (М_т = 0) переключается в режим динамического торможения, а работа прикладываемого тормозного момента М может быть аккумулирована и полезно использована. Иногда применяют режим выбега, т.е. торможения силами внутреннего сопротивления. Если при торможении отключается двигатель (М_1В = 0), то суммарный момент принимает вид

где M_conj) = М_т + М__р – момент сопротивления, вклю- чающий вредную и полезную составляющие.

Суммарная работа при останове будет отрицательной, равной работе всех сил (моментов):

Модули работ при разгоне и при останове А_торм должны быть равны между собой:

где М_1разг = М_дв + М_сопр– суммарный приведенный момент при разгоне; М_лв – приведенный момент двигателя.

Делая допущение (см. рис. 4.4), что разгон и торможение осуществляются при постоянных значениях приведенных моментов сил и моментов инерции, можно найти связь между движущим моментом при разгоне и моментом торможения при останове, а также угловую координату ф (или момент времени) переключения с разгона на торможение:

При рассмотренных допущениях движение в цикле разгон-торможение является равноускоренным или равнозамедленным с постоянным ускорением

Максимальная скорость оо_тах в цикле может быть найдена из условия равенства максимального значения кинетической энергии и работы движущих сил, например, по уравнению движения в энергетической форме

где со_тах =—- максимальная скорость в цикле.

Найденные т_разг и т_Т0рм позволяют определить связь максимальной скорости со_тах и проходимого в цикле пути при разгоне и торможении

У реальных транспортных машин мощность двигателя намного меньше мощности тормозных устройств, поэтому динамика цикла разгон-торможение в значительной степени определяется временем разгона, зависящего от избыточной мощности двигателя и заданной максимальной скорости. Зависимость времени разгона машины, представлена на рис. 4.5, как

Рис. 4.5. Зависимость динамических качеств машины V T mi„ 0Т ДОЛИ ИзбыТОЧ-

ного момента М_?разг/Мд_В двигателя при разгоне

но возможное время разгона МА без нагрузки; м _Цтг = м„ + М_сопр – избы- точный момент двигателя при разгоне.

Анализ свойств цикла разгон-торможение позволяет сделать следующие выводы.

Наиболее высокими динамическими качествами обладает цикл разгон-торможение при постоянных моментах сил, в котором «мгновение» переключения определяется условием равенства работ при торможении величине накопленной кинетической энергии. Однако накопленная кинетическая энергия при торможении будет потеряна, что существенно увеличивает расход энергии в цикле. Применение рекуперации энергии при торможении позволяет не только сохранить высокие динамические качества цикла, но и значительно повысить его экономичность.

экс-автогонщик, тренер
и судья I категории по автоспорту

«Ему/ей легко, у него/у нее 4WD», – слышишь порой в разговорах автомобилистов. Так рассуждает человек, не знающий об (или мало разбирающийся в) особенностях полного привода. Обо всех прелестях и недостатках «полноприводников» написано и рассказано немало (в том числе в «Турбо», 2006, №5). Здесь коснемся только некоторых особенностей в поведении автомобилей с 4WD. Автомобилисты обращаются в редакцию и, описывая сходные ситуации, задают по сути одни и те же вопросы. Мол, еду; все как обычно, поворачиваю и тут… Р-разз – и понесло! Я его и так и эдак, а он меня и так и сяк… Хорошо, что обошлось! Так что же произошло?!

На умеренной скорости в обычных дорожных условиях 3 типа автомобилей (задний, передний и полный привод) различаются совсем незначительно. Но стоит оказаться на скользкой или неровной дороге – причем на повышенной скорости (а здесь еще и поворот, когда необходимо экстренно тормозить и маневрировать), – как сразу же проявляются особенности его поведения, связанные с заносом автомобиля и грамотной работой педалью «газа».

Занос – это боковое смещение (скольжение) задней оси автомобиля относительно направления движения.

Задний привод: надо отпустить педаль «газа».

Передний привод: необходимо нажать на «газ».

Полный привод: нельзя полностью отпустить и нажать, а следует слегка приотпустить. Можно сначала отпустить и сразу – без паузы – нажать.

Вывод: в управлении автомобилем заложены особенности заднего, переднего и вместе взятое, своё – полноприводное. Короче говоря, у автомобиля три лица.

На носу зима, поэтому поговорим о движении по льду и снегу. При разгоне на зимней дороге важно исключить длительное прокручивание колес, поскольку буксующая резина плавит лед и превращает его в воду. А за нее не зацепишься.

Опытные водители при разгоне часто используют два приема. Первый – прибавляют «газ» ступенчато: «чуть-чуть», «побольше», «еще больше» и так до полного. Второй – «на сброс газа», применяется на снегу и грязи. При трогании дается легкая пробуксовка – и мгновенный сброс «газа», что позволяет протектору очиститься от грязи или снега. Таким образом автомобиль набирает скорость медленно, поэтому водитель вынужден, приотпуская педаль «газа», добиваться зацепления колес за ходовую поверхность. Приемы годятся для автомобилей с любым типом привода.

Так что же происходит при трогании? Переднеприводник, как бы вгрызаясь в дорогу, утыкается носом, приподнимает корму, и лишь спустя мгновение, задрав нос, резко устремляется вперед. Заднеприводник («классика») при разгоне приседает, приподнимая нос, и лихо устремляется вперед. У автомобиля с полным приводом проще. Не забывайте, что ему свойственны особенности и передне-, и заднеприводных машин. Передний мост вгрызается в дорогу, а задний в то же время толкает машину вперед. Что происходит? Автомобиль цепляется за ходовую поверхность враз 4-мя колесами, и начинается динамичный разгон.

Вывод: у автомобиля с полным приводом разгон наилучший, поскольку работают обычно оба моста. За ним следуют соответственно задний и передний привод. С разгоном все понятно, теперь о торможении. Вы уже разогнались? Пора притормозить.

Сравнивая поведение автомобилей с разными типами привода при экстренном торможении, отметим стабильность полноприводников – благодаря антиблокировочному эффекту на всех 4-х колесах в режиме торможения двигателем (не берем в расчет возможности ABS и систем курсовой устойчивости). Отсюда не следует, что ваш автомобиль остановится как вкопанный. Нет, у него такой же тормозной путь, как и у всех, а поведение лучше: на все 4 ножки приседает. Тормозните и проверьте…

А как же наш любимец поведет себя в повороте? Еще раз напомню: тормозните перед поворотом (не стесняйтесь перетормозить, давите на педаль «от души») – и сразу «газу», но немного. На дуге поворота нельзя полностью прекращать работу акселератором («газом»). Наш полноприводник на сброс тяги в повороте может отреагировать заносом, проявляется реакция на вынос автомобиля на внешнюю сторону поворота («потеряется» перед автомобиля). Опять же, если «газовать», грозит другая крайность – занесет корму. Не забываем, что у полноприводника три лица. Как быть? Что делать?

Вот здесь нужна дозированная тяга; в автоспорте у раллистов такой прием работы акселератором называется «нулевой» или «уравновешивающий газ». Исключительно важно не только поддерживать тягу на дуге поворота, но и уметь сделать это своевременно – тотчас после поворота колес. Мгновенно, без паузы. Это один из приемов, применяемых опытными водителями при управлении WD’овыми авто.

Удачи вам на дорогах! Как говорится, ни льда, ни жезла!

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