După ce am trecut de la început în linie dreaptă. Teoria mișcării vehiculului: elemente de bază

• Studiind diverse mișcări, se poate selecta un tip relativ simplu și comun de mișcare - mișcare cu accelerație constantă. Să oferim o definiție și o descriere exactă a acestei mișcări. Pentru prima dată, mișcarea cu accelerație constantă a fost descoperită de Galileo.

Un caz simplu de mișcare neuniformă este o mișcare de accelerație constantă în care modulul și direcția de accelerație nu se modifică în timp. Poate fi drept și curbat. Un autobuz sau un tren se deplasează cu o accelerație constantă constantă la pornire sau la frânare, un puc alunecând pe gheață, etc. Acest lucru va fi discutat mai târziu. Vom studia în principal mișcarea cu accelerație constantă.

Când se deplasează cu accelerație constantă, vectorul viteză se schimbă în același mod pentru orice intervale de timp egale. Dacă intervalul de timp este înjumătățit, atunci modulul vectorului de schimbare a vitezei va fi, de asemenea, înjumătățit. Într-adevăr, în prima jumătate a intervalului, viteza se schimbă în același mod ca și în a doua. În acest caz, direcția vectorului de schimbare a vitezei rămâne neschimbată. Raportul dintre schimbarea ratei și intervalul de timp va fi același pentru orice interval de timp. Prin urmare, expresia pentru accelerație poate fi scrisă după cum urmează:

Să explicăm ceea ce s-a spus prin desen. Fie traiectoria curbilineară, accelerația este constantă și direcționată în jos. Apoi, vectorii vitezei se schimbă pe intervale egale de timp, de exemplu, în fiecare secundă, vor fi direcționați în jos. Să găsim modificările de viteză pe intervale de timp succesive egale cu 1 s. Pentru a face acest lucru, amânăm de la un punct A viteza 0, 1, 2, 3 etc., pe care corpul o dobândește în 1 s și scăzem viteza inițială din cea finală. Deoarece \u003d const, atunci toți vectorii creșterii vitezei pentru fiecare secundă se află pe aceeași verticală și au aceleași module (Fig. 1.48), adică modulul vectorului modificării vitezei A crește uniform.

Figura: 1,48

Dacă accelerația este constantă, atunci poate fi înțeleasă ca schimbarea vitezei pe unitate de timp. Acest lucru vă permite să setați unitățile pentru modulul de accelerație și proiecțiile sale. Să scriem o expresie pentru modulul de accelerație:

De aici rezultă că

În consecință, unitatea de accelerație este accelerația constantă a mișcării corpului (punct), la care pe unitate de timp se modifică modulul de viteză pe unitate de viteză:

Aceste unități de accelerație sunt citite ca un metru pe secundă pătrat și un centimetru pe secundă pătrat.

Unitatea de accelerație de 1 m / s 2 este o astfel de accelerație constantă la care modulul de schimbare a vitezei pe secundă este egal cu 1 m / s.

Dacă accelerația unui punct nu este constantă și în orice moment devine egală cu 1 m / s 2, aceasta nu înseamnă că modulul creșterii vitezei este de 1 m / s pe secundă. În acest caz, valoarea de 1 m / s 2 trebuie înțeleasă după cum urmează: dacă, pornind de la un moment dat, accelerația a devenit constantă, atunci pentru fiecare secundă modulul de schimbare a vitezei ar fi egal cu 1 m / s.

O mașină Zhiguli, atunci când accelerează din oprire, capătă o accelerație de 1,5 m / s 2, iar un tren - aproximativ 0,7 m / s 2. O piatră care cade la pământ se mișcă cu o accelerație de 9,8 m / s 2.

Dintre diferitele tipuri de mișcare neuniformă, am identificat cea mai simplă - mișcare cu accelerație constantă. Cu toate acestea, nu există mișcare cu o accelerație strict constantă, la fel cum nu există mișcare cu o viteză strict constantă. Toate acestea sunt cele mai simple modele de mișcări reale.

Exercițiu

1. Punctul se deplasează de-a lungul unei traiectorii curbate cu accelerație, al cărui modul este constant și egal cu 2 m / s 2. Asta înseamnă că în 1 s modulul vitezei punctului se schimbă cu 2 m / s?
2. Punctul se mișcă cu accelerație variabilă, al cărui modul la un moment dat este de 3 m / s 2. Cum să interpretăm această valoare a accelerației punctului în mișcare?

Unul dintre cei mai importanți indicatori ai calităților dinamice ale unei mașini este intensitatea accelerației - accelerare.

Când viteza de deplasare se schimbă, apar forțe de inerție, pe care mașina trebuie să le depășească pentru a asigura accelerația specificată. Aceste forțe sunt cauzate atât de mase de vehicule în mișcare translațională mși momente de inerție ale părților rotative ale motorului, transmisiei și roților.

Pentru comoditatea efectuării calculelor, utilizează un indicator complex - forțe reduse de inerție:

unde δ vr - coeficientul de contabilizare a maselor rotative.

Rata de accelerare j \u003d dv / dt, pe care o mașină o poate dezvolta atunci când circulă pe o secțiune orizontală a drumului într-o treaptă dată și la o viteză dată, se găsește ca urmare a transformării formulei de determinare a rezervei de putere, care este cheltuită pe accelerație:

,

sau prin răspuns dinamic:

D \u003d f +
.

Prin urmare: j \u003d
.

Pentru a determina accelerația pe o urcare sau coborâre, utilizați formula:

Capacitatea unei mașini de a accelera rapid este deosebit de importantă în condițiile de condus urban. Accelerarea crescută a mașinii poate fi obținută prin creșterea raportului de transmisie tu 0 treapta principală și selecția corespunzătoare a caracteristicii schimbării cuplului motorului.

Accelerația maximă în timpul accelerației este în:

Pentru mașinile din prima treaptă 2.0 ... 3.5 domnișoară 2 ;

Pentru autoturisme cu transmisie directă 0,8 ... 2,0 domnișoară 2 ;

Pentru camioane cu treapta a doua 1.8 ... 2.8 domnișoară 2 ;

Pentru camioane cu antrenare directă 0,4 ... 0,8 domnișoară 2 .

Timpul și modul de accelerare a mașinii

Cantitatea de accelerație în unele cazuri nu este un indicator suficient de clar al capacității vehiculului de a accelera. În acest scop, este convenabil să se utilizeze indicatori precum timpul și calea de accelerațiela o viteză dată și grafice care arată dependența vitezei de timp și de calea de accelerație.

La fel de j \u003dapoi dt \u003d.

De aici, prin integrarea ecuației rezultate, găsim timpul de accelerație tîntr-un interval dat de variație a vitezei de la v 1 inainte de v 2 :

.

Determinarea căii de accelerație Sîntr-un interval dat de variație a vitezei se efectuează după cum urmează. Deoarece viteza este prima derivată a traseului în raport cu timpul, diferența de traseu dS \u003d v dt, sau calea de accelerație în intervalul de variație a vitezei de la v 1 inainte de v 2 este egal cu:

.

În condițiile de funcționare reală a vehiculului, timpul petrecut în operațiile de schimbare a vitezei și alunecarea ambreiajului măresc timpul de accelerație în comparație cu valoarea sa teoretică (calculată). Timpul necesar schimbării vitezelor depinde de designul cutiei de viteze. Cu o transmisie automată, acest timp este practic zero.

În plus, overclocking-ul nu apare întotdeauna când alimentare completă cu combustibilașa cum se presupune în metoda prezentată. De asemenea, crește timpul real de accelerație.

Atunci când utilizați o transmisie manuală, este important să selectați cele mai avantajoase viteze de schimbare a vitezelor. v 1-2 , v 2-3 etc. (vezi secțiunea „Calculul tracțiunii mașinii”).

Pentru a evalua capacitatea unei mașini de a accelera, timpul de accelerație după pornirea drumului la 100 și 500 este, de asemenea, utilizat ca indicator. m.

Trasarea graficelor de accelerație

În calculele practice, se presupune că accelerația are loc pe un drum pavat orizontal. Ambreiajul este cuplat și nu alunecă. Controlul modului motor este în poziția completă de combustibil. În același timp, aderența roților cu șoseaua este asigurată fără alunecare. De asemenea, se presupune că modificarea parametrilor motorului are loc în funcție de caracteristica de turație externă.

Se consideră că accelerația pentru autoturisme începe cu o viteză minimă susținută la cea mai mică treaptă de viteză v 0 = 1,5…2,0domnișoarăla valori v t = 27,8domnișoară(100km / h). Pentru camioane acceptați: v t = 16,7domnișoară(60km / h).

Începând secvențial de la viteză v 0 = 1,5…2,0domnișoarăîn prima treaptă de viteză și treapta de viteză ulterioară, pe caracteristica dinamică (Fig. 1) pentru cei selectați de-a lungul axei abscisei vpunctele de proiectare (cel puțin cinci) determină rezerva factorului dinamic în timpul accelerației ca diferență de ordonate ( D - f)în diverse unelte. Coeficientul de contabilizare a maselor rotative ( δ vr) pentru fiecare treaptă de viteză se calculează prin formula:

δ vr \u003d 1,04 + 0,05 eu kp 2 .

Accelerația vehiculului este determinată de formula:

j \u003d
.

Graficele de accelerare sunt reprezentate grafic folosind datele obținute j \u003d f (v)(fig. 2).

Fig. 2. Caracteristică accelerațiilor vehiculului.

Când este corect calculată și reprezentată grafic, curba de accelerație din treapta superioară va traversa abscisa în punctul de viteză maximă. Viteza maximă este atinsă atunci când rezerva factorului dinamic este pe deplin utilizată: D - f \u003d 0.

Trasarea timpului de accelerațiet \u003d f (v)

Acest grafic este reprezentat grafic folosind un grafic de accelerare a mașinii j \u003d f (v)(fig. 2). Scara de viteză a graficului de accelerație este împărțită în secțiuni egale, de exemplu, la fiecare 1 domnișoară, și de la începutul fiecărei secțiuni, sunt trasate perpendiculare până se intersectează cu curbele de accelerație (Fig. 3).

Aria fiecăruia dintre trapezele elementare obținute pe scara acceptată este egală cu timpul de accelerație pentru o secțiune dată de viteză, dacă presupunem că în fiecare secțiune de viteză, accelerația are loc cu o accelerație constantă (medie):

j miercuri \u003d (j 1 + j 2 )/2 ,

unde j 1 , j 2 - accelerații, respectiv, la începutul și la sfârșitul secțiunii de viteză considerate, domnișoară 2 .

Acest calcul nu ia în considerare timpul pentru schimbarea vitezelor și alți factori care duc la o supraestimare a timpului de accelerație. Prin urmare, în loc de accelerația medie, accelerarea este luată j eu la începutul unei secțiuni luate aleatoriu (determinată pe o scară).

Având în vedere presupunerea făcută timpul de accelerarela fiecare secțiune a creșterii vitezei Δvdefinit ca:

t i \u003d Δv / j eu ,din.

Figura: 3. Construirea unui grafic al timpului de accelerație

Pe baza datelor obținute, este reprezentat un grafic al timpului de accelerație t \u003d f (v)... Timp complet de accelerare de la v 0 la valori v t este definit ca suma timpului de accelerare (cu un total cumulativ) pentru toate secțiunile:

t 1 =Δv / j 1 , t 2 =t 1 + (Δv / j 2 ) ,t 3 \u003d t 2 + (Δv / j 3 ) și tot așa până t t timpul de accelerare final:

.

Când construiți un grafic al timpului de accelerație, este convenabil să utilizați tabelul și să luați Δv= 1domnișoară.

Să ne amintim că programul de accelerație (teoretic) construit (Fig. 4) diferă de cel real prin faptul că timpul real pentru schimbarea vitezei nu este luat în considerare. În Fig. 4, timpul (1.0 din) la schimbarea vitezei este afișat condiționat pentru a ilustra momentul schimbării.

Atunci când se utilizează o transmisie manuală (pas) pe o mașină, graficul timpului de accelerație real se caracterizează printr-o pierdere de viteză în momentele schimbării vitezelor. De asemenea, crește timpul de accelerație. O mașină cu cutie de viteze cu sincronizatoare are o rată de accelerație mai mare. Cea mai mare intensitate este într-o mașină cu transmisie automată cu variație continuă.

Timpul de accelerare a automobilelor domestice de clasă mică, de la oprire la o viteză de 100 km / h(28domnișoară) este de aproximativ 13 ... 20 din... Pentru mașinile de clasă medie și mare nu depășește 8 ... 10 din.

Figura: 4. Caracteristica accelerării mașinii în timp.

Timp de accelerare a camioanelor la 60 km / h(17domnișoară) este de 35 ... 45 dinși mai sus, ceea ce indică dinamismul lor insuficient.

km / heste 500 ... 800 m.

Datele comparative privind timpul de accelerare a autovehiculelor de producție internă și externă sunt prezentate în tabel. 3.4.

Tabelul 3.4.

Timp de accelerare a autovehiculelor la o viteză de 100 km / h (28 m / s)

Notă: Deplasarea este indicată lângă tipul vehiculului ( l) și puterea (între paranteze) a motorului ( h.p.).

Trasarea traseului de accelerare a vehicululuiS \u003d f (v)

Integrarea grafică a dependenței construite anterior se realizează într-un mod similar. t = f(V) pentru a obține dependența căii de accelerație S viteza vehiculului. În acest caz, curba graficului timpului de accelerație al mașinii (Fig. 5) este împărțită în intervale de timp, pentru fiecare dintre care se găsesc valorile corespunzătoare. V c r k .

Fig. 5. Diagrama care explică utilizarea graficului timpului de accelerație a mașinii t = f ( V ) pentru a trasa calea de accelerareS \u003d f ( V ) .

Zona unui dreptunghi elementar, de exemplu, în interval Δ t 5 există o potecă pe care mașina o ia de la semn t 4 la semn t 5 deplasându-se cu o viteză constantă V c r 5 .

Aria unui dreptunghi elementar este determinată după cum urmează:

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

unde k \u003d eu ... m - numărul secvenței intervalului; m este ales în mod arbitrar, dar este considerat convenabil pentru calcul când m = n.

De exemplu (fig. 5), dacă V miercuri5 =12,5 domnișoară; t 4 =10 din; t 5 =14 dinapoi Δ S 5 = 12,5(14 - 10) = 5 m.

Calea de accelerare de la viteză V 0 pana la viteza V 1 : S 1 = Δ S 1 ;

pana la viteza V 2 : S 2 = Δ S 1 + Δ S 2 ;

pana la viteza V n : S n = Δ S 1 + Δ S 2 + ... + Δ S n =
.

Rezultatele calculului sunt introduse într-un tabel și prezentate sub forma unui grafic (Fig. 6).

Traseu de accelerație pentru mașini de până la 100 km / heste de 300 ... 600 m... Pentru camioane, calea de accelerare este de până la 50 km / heste egal cu 150 ... 300 m.

Fig. 6. Arte graficecăi de acceleraremașină.

Viteza unei mașini care accelerează de la punctul de plecare de-a lungul unui segment de linie dreaptă a unei lungimi a drumului de km cu o accelerație constantă km / h 2 este calculată prin formulă. Determinați cea mai mică accelerație cu care trebuie să se deplaseze mașina pentru a conduce un kilometru și pentru a dobândi o viteză de cel puțin km / h. Exprimă-ți răspunsul în km / h 2.

Soluția problemei

Această lecție demonstrează un exemplu de calcul al celei mai mici accelerații a unui vehicul în condiții date. Această soluție poate fi utilizată pentru a se pregăti cu succes pentru examenul de matematică, în special atunci când se rezolvă probleme precum B12.

Condiția specifică formula pentru determinarea vitezei vehiculului: cu o lungime a traseului cunoscută și o accelerație constantă. Pentru a rezolva problema, toate valorile cunoscute sunt substituite în formula de mai sus pentru determinarea vitezei. Ca rezultat, obținem o inegalitate irațională cu o necunoscută. Deoarece ambele părți ale acestei inegalități sunt mai mari decât zero, ele sunt pătrate în funcție de proprietatea principală a inegalității. Exprimând valoarea din inegalitatea liniară obținută, se determină intervalul de accelerație. În funcție de starea problemei, limita inferioară a acestui interval este cea mai mică accelerație dorită a mașinii în condițiile date.

Indiferent de cine conduce mașina - un șofer cu experiență cu douăzeci de ani de experiență sau un începător care tocmai ieri a primit permisul mult așteptat - o situație de urgență poate apărea pe drum în orice moment din cauza:

• încălcări ale traficului de către orice utilizator al drumului;
• starea defectă a vehiculului;
• apariția bruscă a unei persoane sau a unui animal pe drum;
• factori obiectivi (drum slab, vizibilitate slabă, căderea pietrelor, copaci etc.) pe drum.

Distanța de siguranță între vehicule

Conform clauzei 13.1 din Regulamentul de circulație rutieră, șoferul trebuie să păstreze o distanță suficientă de vehiculul din față, ceea ce îi va permite să frâneze la timp.

Nerespectarea distanței este una dintre principalele cauze ale accidentelor de circulație.

În cazul unei opriri bruște a vehiculului din față, șoferul mașinii care îl urmărește îndeaproape nu are timp să frâneze. Rezultatul este o coliziune de două sau, uneori, mai multe vehicule.

Pentru a determina distanța de siguranță dintre mașini în timp ce conduceți, se recomandă să luați o valoare numerică întreagă a vitezei. De exemplu, viteza unei mașini este de 60 km / h. Aceasta înseamnă că distanța dintre el și vehiculul din față ar trebui să fie de 60 de metri.

Consecințele posibile ale coliziunilor

Conform rezultatelor testelor tehnice, un impact puternic al unei mașini în mișcare împotriva unui obstacol în vigoare corespunde unei căderi:

• la 35 km / h - de la o înălțime de 5 metri;
• la 55 km / h - 12 metri (de la 3-4 etaje);
• la 90 km / h - 30 de metri (de la etajul 9);
• la 125 km / h - 62 metri.

Este clar că o coliziune a unui vehicul cu un alt vehicul sau alt obstacol, chiar și cu viteză redusă, amenință oamenii cu răni și, în cel mai rău caz, moartea.

Prin urmare, în caz de urgență, este necesar să se facă tot posibilul pentru a preveni astfel de coliziuni și pentru a evita obstacolul sau frânarea de urgență.

Care este diferența dintre distanța de oprire și distanța de oprire?

Distanță de oprire - distanța pe care o va parcurge mașina în perioada din momentul în care șoferul detectează obstacole în calea opririi finale a mișcării.

Include:

Ce determină distanța de frânare

Câțiva factori îi afectează lungimea:

• viteza sistemului de frânare;
• viteza vehiculului în momentul frânării;
• tipul de drum (asfalt, murdărie, pietriș etc.);
• starea suprafeței drumului (după ploaie, gheață etc.);
• starea anvelopelor (noi sau cu banda de rulare uzată);
• presiunea cauciucului.

Distanța de frânare a unui autoturism este direct proporțională cu pătratul vitezei sale. Adică, cu o creștere a vitezei de 2 ori (de la 30 la 60 de kilometri pe oră), distanța de frânare crește de 4 ori, de 3 ori (90 km / h) - de 9 ori.

Frânarea de urgență

Frânarea de urgență (de urgență) este utilizată atunci când există pericol de coliziune sau coliziune.

Nu trebuie să apăsați frâna prea brusc și puternic - în acest caz, roțile sunt blocate, mașina pierde controlul, începe să alunece de-a lungul pistei „derapând”.

Simptomele roților blocate în timpul frânării:

• apariția vibrațiilor roților;
• reducerea frânării vehiculului;
• apariția unui sunet de răzuire sau scârțâit din anvelope;
• mașina a derapat, nu reacționează la mișcările de direcție.

IMPORTANT: Dacă este posibil, este necesar să faceți o frânare de avertizare (o jumătate de secundă) pentru mașinile care urmează în spate, eliberați momentan pedala de frână și începeți imediat frânarea de urgență.

Tipuri de frânare de urgență

1. Frânare intermitentă - acționați frâna (fără a permite blocarea roților) și eliberați complet. Deci, repetați până când mașina se oprește complet.

În momentul eliberării pedalei de frână, direcția de deplasare trebuie să fie aliniată pentru a evita deraparea.

Frânarea intermitentă este, de asemenea, utilizată atunci când conduceți pe drumuri alunecoase sau neuniforme, frânând în fața gropilor sau a zonelor înghețate.

2. Frânarea în trepte - apăsați frâna până când una dintre roți se blochează, apoi eliberați imediat presiunea pe pedală. Repetați acest lucru până când mașina încetează să se miște complet.

În momentul slăbirii presiunii pe pedala de frână, este necesar să aliniați direcția de mișcare cu volanul pentru a evita derapajul.

3. Frânarea motorului la vehiculele cu transmisie manuală - apăsați ambreiajul, treceți la o treaptă de viteză inferioară, din nou la ambreiaj etc., coborând alternativ la cea mai mică.

În cazuri speciale, puteți downshift nu în ordine, ci mai multe simultan.

4. Frânarea în prezența ABS: dacă mașina are o transmisie automată, în timpul frânării de urgență, este necesar să se acționeze frâna cu forță maximă până când se oprește complet, iar la mașinile cu transmisie manuală, se aplică simultan o presiune puternică asupra pedalelor de frână și ambreiaj.

Când ABS este activat, pedala de frână se va smuci și se va produce un sunet clar. Acest lucru este normal și trebuie să continuați să apăsați pedala cu toată puterea până când vehiculul se oprește.

INTERZIS: În timpul frânării de urgență, utilizați frâna de parcare - acest lucru va duce la o întoarcere a mașinii și la deraparea necontrolată din cauza blocării complete a roților mașinii.