汽车加速性能和加速时间计算
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第一章汽车的动力性1.汽车动力性指标:最高车速、加速时间、最大爬坡度2.加速时间表示加速能力:原地起步加速时间和超车加速时间3.驱动力:地面驱动轮的反作用力F t=T t/r=T tq i g i oηT/r4.驱动轮的转矩: T t= T tq i g i oηT5.发动机转矩特性:节气门全开,发动机外特性曲线;节气门部分开启,部分负荷特性。
6.功率:Pe=T tq n/95507.使用外特性曲线:带上全部设备时的发动机特性曲线8.传动系功率损失:机械和液力损失9.自由半径:车轮处于无载时的半径10.静力半径Rs:汽车静止时,车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离11.滚动半径rr:车轮几何中心到速度瞬心的距离。
12.驱动力图:根据下列两个公式:Ua=0.377nr/i g i o F t=T t/r=T tq i g i oηT/r以及发动机外特性曲线,做出的F t - u a关系图,即驱动力图13.滚动阻力Ff产生的原因:轮胎(主要)、路面变形产生迟滞损失14.轮胎的迟滞损失:轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回,一部分能量消耗在轮胎部摩擦损失上,产生热量,这种损失称为轮胎的迟滞损失。
15.滚动阻力系数f:车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比,即单位车重所需的推力,Ft=Wf16.影响滚动阻力的因素:车速、轮胎结构、气压、路面条件、驱动力、转向17.地面切向反作用力Fx:是真正作用在驱动轮上的驱动汽车行驶的力,它的数值为驱动力减去驱动轮上的滚动阻力。
18.临界车速:超过后产生驻波现象,轮胎温度快速增加,大量发热导致轮胎破损或爆胎。
19.驻波现象:在高速行驶时,轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复,其残余变形形成了一种波20子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%~30%;21.气压:越高,轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小,滚动阻力也越小。
22.驱动力:Ft增大,胎面滑移增加,F f增大。
(1)汽车动力性设计计算公式3.1动力性计算公式3.1.1变速器各档的速度特性:h 疋n eU a i=O.377 上-I gi ×∣O其中: r k 为车轮滚动半径,m;由经验公式:r k =0.0254 - b(1- ■ )(m)[2d----轮辋直径,in b----轮胎断面宽度,inn e 为发动机转速,r/min ; i °为后桥主减速速比;I gi 为变速箱各档速比,i(i =1,2...p),P 为档位数,(以下同)3.1.2各档牵引力(N ) (2)其中:T tq (U a )为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩,N?m ; t 为传动效率。
汽车的空气阻力:其中:C d 为空气阻力系数,A 为汽车迎风面积,m 2汽车的滚动阻力:F f =G a f其中:G a = mg 为满载或空载汽车总重(N), f 为滚动阻尼系数 汽车的行驶阻力之和F r :F r=F f F W ( N )……⑸注:可画出驱动力与行驶阻尼平衡图(km/h )汽车的牵引力: 错误!未指定书签F ti (U a )=T tq (U a ) i gi ∣OFWC d A U 221.153.1.3 各档功率计算 汽车的发动机功率:T tq (U a M n ePei (Ua"th( kW )......⑹其中:P ei (U a )为第i(i =1,2...p)档对应不同转速(或车速)下发动机的功率 汽车的阻力功率:3.1.4 各档动力因子计算D i (Uar F ti (:)-F W (8)Ga各档额定车速按下式计算r k n ecu ac ∙i =0.377—( km/h ) (9)ig i i其中:n ec 为发动机的最高转速;D i (U a )为第i(i =1,2...p)档对应不同转速(或车速)下的动力因子。
对各档在[0, U acj ]内寻找U a 使得D i (U a )达到最大,即为各档的最大动力因子 Dg x注:可画出各档动力因子随车速变化的曲线3.1.5 最咼车速计算当汽车的驱动力与行驶阻力平衡时,车速达到最高。
加速度数据的几种解释方法1.瞬时加速度解释方法:瞬时加速度是指在其中一时刻测量到的加速度值。
通过测定物体在不同时刻的速度,可以计算瞬时加速度。
这种方法常用于分析物体在运动过程中的加速和减速情况。
例如,在汽车行驶过程中,通过测量汽车不同时刻的速度,可以计算出汽车的瞬时加速度,进而了解汽车的加速性能和行驶状态。
2.平均加速度解释方法:平均加速度是指在一段时间内的加速度平均值。
通过测量物体在两个时刻的速度差,并除以时间间隔,可以计算平均加速度。
这种方法常用于分析物体在较长时间内的整体加速情况。
例如,在自由落体运动中,通过测量物体下落的时间和下落距离,可以计算出平均加速度,了解物体受重力作用的加速度大小。
3.线性回归解释方法:线性回归是一种用于分析变量之间关系的统计方法。
对于加速度数据,可以利用线性回归分析有关物体运动的规律。
通过将时间作为自变量,加速度作为因变量,可以建立加速度关于时间的线性回归模型。
通过该模型,可以了解加速度随时间变化的趋势,并得到一些有关物体运动方式或受力情况的结论。
4.傅里叶变换解释方法:傅里叶变换是一种数学工具,用于将一个函数或信号分解成一系列不同频率的正弦和余弦函数的和。
对于加速度数据,可以利用傅里叶变换将其转换为频域表示,从而分析加速度信号中不同频率成分的贡献。
这种方法常用于振动分析和物体结构的动态特性研究。
例如,在建筑结构的地震响应分析中,可以利用加速度数据进行傅里叶变换,提取出不同频率的振动模态,以评估结构的稳定性和安全性。
5.时间序列分析解释方法:时间序列分析是一种用于处理时间序列数据的统计方法。
对于加速度数据,可以将其视为一个时间序列,通过分析序列中的趋势、周期性和随机性,了解加速度数据的特点和规律。
这种方法常用于预测和建模。
例如,在交通流量预测中,可以利用加速度数据进行时间序列分析,预测未来其中一时段的交通流量,以指导交通规划和管理。
综上所述,加速度数据可以通过瞬时加速度、平均加速度、线性回归、傅里叶变换和时间序列分析等多种方法来解释和分析。
加速度和速度的计算引言:在物理学中,加速度和速度是两个非常重要的概念。
加速度描述了物体在单位时间内速度变化的快慢,而速度则是物体在某一时刻的位移变化情况。
本文将深入探讨加速度和速度的计算方法以及它们在实际应用中的重要性。
一、加速度的计算加速度(a)表示物体单位时间内速度的变化量。
我们可以通过以下公式来计算加速度:a = (v2 - v1) / t其中,v1和v2分别代表物体在时刻t1和t2的速度,t表示时间差。
举例来说,如果一个物体在t1时刻的速度是2m/s,在t2时刻的速度是6m/s,那么我们可以通过上述公式计算出加速度:a = (6 - 2) / t在实际应用中,加速度的计算可以帮助我们了解物体运动的特性。
例如,当我们知道一个物体的加速度是正值时,我们可以判断该物体正处于加速状态;反之,如果加速度为负值,则可以判断物体正处于减速状态。
二、速度的计算速度(v)是描述物体在某一时刻的位移变化情况。
在一维运动中,我们可以通过以下公式来计算速度:v = (s2 - s1) / t其中,s1和s2分别代表物体在时刻t1和t2的位移。
举例来说,如果一个物体在t1时刻的位移是2m,在t2时刻的位移是6m,那么我们可以通过上述公式计算出速度:v = (6 - 2) / t速度的计算在实际应用中非常常见。
例如,当我们需要计算汽车的速度时,可以通过测量汽车在单位时间内的位移来计算速度。
另外,速度的计算还可以帮助我们确定距离和时间之间的关系,从而更好地预测物体的到达时间和安排行程。
三、加速度和速度计算的实际应用1. 交通工具设计在交通工具的设计过程中,加速度和速度的计算是必不可少的。
通过计算加速度,我们可以确定车辆的加速性能,从而选择合适的发动机和传动系统。
而对于速度的计算,则可以帮助我们优化车辆的操控性能,提高行驶安全性。
2. 运动员训练对于运动员来说,了解加速度和速度的变化情况非常重要。
例如,通过计算运动员在短跑比赛中的加速度,我们可以判断出他们的起跑能力和爆发力。
课题研究——汽车的加速性能在物理学习中,加速度是由力、质量决定的。
但汽车的加速性能与很多因素有关。
一般来讲,在相同的车重情况下,发动机的最大扭矩越大,汽车的加速性能越好。
而在相同的发动机扭矩下,车重越小加速性能越好。
但是,这里忽略了很多可以比较的因素。
1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。
所以,汽车的最大扭矩往往与转速同时标记,例如甲车最大扭矩150牛顿米(4000转/分)、乙车最大扭矩150牛顿米(4500转/分),同样是150牛顿米的最大扭矩,两车在发动机转速相同的情况下,加速性能将有所区别。
2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。
发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭,然后作用于驱动轮,才会产生汽车加速所需要的力。
不同车型的传动系统不同,因此在发动机最大扭距相同的情况下,加速特性也不一定相同。
3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。
F=ma这个公式中的力 F 是合力,包括路面阻力、风阻……甚至还有为增加汽车势能而需要克服的引力。
4、最不可思议的是,汽车空调对车辆加速性能也有和大影响。
开空调对于加速能力的影响非常明显,如果是遇到满载或者爬坡的时候感觉会更加明显。
由于有这么多因素在起作用,那么想要求得汽车的百米加速度只能在理想条件下进行:假设汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动,阻力等于车重的0.1,如果要求在10秒内速度从0加速到100公里/小时,根据V =at,可以计算得到所需要的加速度为2.778(米/秒/秒),如果汽车的质量为1吨,根据F=ma,计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿,考虑阻力(1000牛顿)的影响,实际驱动力应是3778牛顿。
由于加速路段的长度S=at2/2=138.9米,加速全程耗费的功 FS=524764.2焦耳,功率为52476.4瓦。
如果在全过程中发动机的转速始终是4000转/分(实际上不可能),可以算得所需的扭矩为52476.4/(4000*2*3.14159/60)=125.3(牛顿米)。
汽车的加速度分析.各种汽车加速度性能的对比研究——武汉一中,高一(1)班研究性学习物理组成员:舒旷卢寅玺牛心妍桂靖恒汤菁荟程果胡峻国顾欣徐鹏飞一、课题背景在街道上,我们可以看到:许多车辆在等红灯,可在信号灯变绿后,为什么在同一条线上等待的车,有的首先冲到了前面,而有些车却被落在后面,除了司机精力是否集中外,主要是因为不同的车加速性能有所不同。
衡量一辆汽车的好坏标准中,加速性能是其中一个重要因素,更是跑车好坏的最重要因素。
如何评价汽车的加速性能,每一位车主、准车主都很关心。
实际上,汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。
很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系,但汽车的加速性能与很多因素有关。
汽车性能参数中有许多和性能有关的数据,如功率,扭矩,100km/h加速时间等等。
可是加速度是如何计算出来的呢?这不禁使我产生疑惑。
二、课题目的了解影响汽车加速性能的主要因素有哪些,在得到相关知识的同时,能够开发我们的创新思维,提高观察能力和动手能力。
三、课题研究方法1.查找资料:上网查找,翻阅书报,收集资料。
2.实地调查:对行人、司机的采访。
3.总结整理:整理资料,分析内容。
四、课题研究过程(一)资料收集据网上资料,影响加速度性能的因素有如下几个:1、汽车的重量2、发动机的扭矩3、发动机的转速4、空气阻力与地面的摩擦力等阻力①.扭矩扭矩是使物体发生转动的力。
发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。
在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。
启动时或在山区行驶时,扭矩越高汽车运行的反应便越好。
以同类型发动机轿车做比较,扭矩输出愈大承载量愈大,加速性能愈好,爬坡力愈强,换挡次数愈少,对汽车的磨损也会相对减少。
尤其在轿车零速启动时,更显示出扭矩高者提升速度快的优越性。
在活塞发动机中,活塞做往复运动,曲轴做旋转运动,他们之间由连杆相连。
在做工冲程我们可以发现,其实可以把连杆和曲轴的连接轴中心到曲轴旋转中心的距离看做是力臂,气缸做工向下运动就是力,力经过连杆施加到曲轴上,驱动曲轴旋转,也就成了我们所说的扭矩。
汽车的加速性能如何评价汽车的加速性能,相信每一位车主、准车主都很关心。
实际上,汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。
很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系,但汽车的加速性能与很多因素有关,有些网友希望在汽车发动机的扭距、车量与加速度之间求得确定的关系,这实际上是很困难的,因为这三方并不能代表问题的全部,简单的计算是包含很多误差的。
一般来讲,在相同的车重情况下,发动机的最大扭矩越大,汽车的加速性能越好。
而在相同的发动机扭矩下,车重越小加速性能越好。
但是,这里忽略了很多可以比较的因素。
1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。
所以,汽车的最大扭矩往往与转速同时标记,例如甲车最大扭矩150牛顿米(4000转/分)、乙车最大扭矩150 牛顿米(4500转/ 分),同样是150牛顿米的最大扭矩,两车在发动机转速相同的情况下,加速性能将有所区别。
2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。
发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭,然后作用于驱动轮,才会产生汽车加速所需要的力。
不同车型的传动系统不同,因此在发动机最大扭距相同的情况下,加速特性也不一定相同。
3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。
F=ma这个公式中的力F是合力,包括路面阻力、风阻……可能还有为增加汽车势能而需要克服的引力。
由于有这么多因素在起作用,又要用网友能够理解的方式进行计算,我只能在假想的基础上回答这个问题:设想汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动,任何时候所有阻力的综合效应相当于车重的0.1 ,任何时刻阻力都与汽车的行驶方向成180 度,任何时候发动机的转速都相同。
如果要求在10秒内速度从0加速到100公里/小时,根据V =at,可以计算得到所需要的加速度为2.778 (米/秒/秒),如果汽车的质量为1吨,根据F=ma计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿,考虑阻力(1000牛顿)的影响,实际驱动力应是3778牛顿。
时速计算公式
时速(速度)是指单位时间内所走过的距离。
时速的计算公式可以通过以下方式获得:
假设已知:距离(D)以及所用时间(T)
时速(V)可以通过以下公式计算:
V=D/T
其中,V代表时速,D代表距离,T代表所用时间。
举例说明:
如果一辆汽车行驶了200公里,并在4个小时内完成了这段行程,我们可以使用上述公式计算其时速:
V=200公里/4小时=50公里/小时
因此,汽车的时速为50公里/小时。
这个公式可以适用于其他单位的距离和时间。
例如,如果将距离单位换算为英里,时间单位换算为分钟,得到的结果将是英里/分钟。
请注意,这个公式只适用于平均速度的计算。
如果在不同的时间段内速度有所变化,或者存在其他因素影响速度,那么实际的速度可能会有所不同。
同时,这个公式也假设了速度是恒定的,而实际情况中速度可能会有起伏和变化。
因此,在实际应用中,需要对具体情况进行综合考虑。
汽车性能指标及参数在选择购买一辆汽车时,消费者通常会参考各种汽车性能指标和参数,以便做出最佳的选择。
下面将介绍一些重要的汽车性能指标和参数。
1.动力性能:包括最大功率、最大扭矩和0-100公里/小时加速时间。
最大功率是发动机在单位时间内产生的最大功率,通常以马力(或千瓦)为单位表示。
最大扭矩是发动机输出的最大扭矩,通常以牛顿米为单位表示。
0-100公里/小时加速时间是车辆从静止到100公里/小时的时间,在一定程度上反映了车辆的加速性能。
2.燃油经济性:包括综合工况油耗、市区工况油耗和高速工况油耗。
综合工况油耗是车辆在模拟城市和高速混合行驶情况下的平均油耗。
市区工况油耗是车辆在城市路况下的油耗,高速工况油耗是车辆在高速公路等高速条件下的油耗。
3.悬挂系统:包括前后轮悬挂形式、减震器类型和悬挂系统调校。
前后轮悬挂形式通常有独立悬挂和非独立悬挂两种,独立悬挂可以提供更好的悬挂性能和车辆控制性能。
减震器类型主要有液压减震器和气压减震器,不同类型的减震器在舒适性和悬挂控制方面有所差异。
悬挂系统调校是指调整车辆悬挂系统的硬度和阻尼,以实现最佳的悬挂性能和驾驶舒适性。
4.制动系统:包括前后轮刹车盘直径、刹车盘材料和刹车系统类型。
刹车盘直径越大,刹车能力越强。
刹车盘材料通常有铁、碳陶瓷和碳纤维等,不同材料具有不同的制动性能和耐用性。
刹车系统类型主要包括盘式制动和鼓式制动,盘式制动在制动性能和热耐受性方面更好。
5.安全配置:包括主动安全和被动安全。
主动安全包括安全辅助系统,如自动紧急刹车、车道保持辅助和盲点监测等。
被动安全包括车身结构、安全气囊和安全带等,车辆的被动安全配置决定了在发生碰撞时乘车人员的保护程度。
6.空气动力学性能:包括空气阻力系数和空气动力学技术。
空气阻力系数越小,车辆在高速行驶时的空气阻力越小,降低了燃油消耗和提高了驾驶稳定性。
空气动力学技术包括车辆外形设计、风阻系数优化和排气系统设计等,可以改善车辆的空气动力学性能。
汽车动力性设计计算公式3.1 动力性计算公式3.1.1 变速器各档的速度特性:377.0i i n r u gi e k ai ⨯⨯=( km/h ) (1)其中:k r 为车轮滚动半径,m;由经验公式:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)1(20254.0λb d r k (m) d----轮辋直径,in b----轮胎断面宽度,inλ---轮胎变形系数e n 为发动机转速,r/min ;0i 为后桥主减速速比; gii 为变速箱各档速比,)...2,1(p i i =,p 为档位数,(以下同)。
3.1.2 各档牵引力 汽车的牵引力:tkgi a tq a ti r i i u T u F η⨯⨯⨯=)()( ( N ) (2)其中:)(a tq u T 为对应不同转速(或车速)下发动机输出使用扭矩,N •m ;t η为传动效率。
汽车的空气阻力:15.212ad w u A C F ⨯⨯=( N ) (3)其中:d C 为空气阻力系数,A 为汽车迎风面积,m 2。
汽车的滚动阻力:fG F a f ⨯=( N ) (4)其中:a G =mg 为满载或空载汽车总重(N),f 为滚动阻尼系数汽车的行驶阻力之和r F :wf r F F F +=( N ) (5)注:可画出驱动力与行驶阻尼平衡图3.1.3 各档功率计算 汽车的发动机功率:9549)()(ea tq a ei n u T u P ⨯=(kw ) (6)其中: )(a ei u P 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速(或车速)下发动机的功率。
汽车的阻力功率:taw f r u F F P η3600)(+=(kw ) (7)3.1.4 各档动力因子计算awa ti a i G F u F u D -=)()( (8)各档额定车速按下式计算.377.0i i n r u i g c e k i c a = (km/h ) (9)其中:c e n 为发动机的最高转速;)(a i u D 为第)...2,1(p i i =档对应不同转速(或车速)下的动力因子。
汽车理论第一章汽车的动力性汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度;汽车的动力性指标汽车动力性主要由汽车的最高车速、加速时间和最大的爬坡度三个指标来评定;一.最高车速汽车的最高车速是指汽车在无风的条件下,在水平、良好的路面混凝土或沥青上所能达到的最高行驶速度;以符号uamax表示,单位为km/h;二.汽车的加速时间汽车的加速时间t反映汽车的加速能力;常用汽车原地起步加速时间与超车加速时间来表明;原地起步加速时间:在无风的条件下,由停车状态起步后以最大加速强度连续换到最高档后,到某一预定的距离或车速所需的时间;预定距离常用400m 或1000m,预定车速常用100km/h或80km/h;超车加速时间:在无风的条件下,用最高档或次高档,由一预定车速全力加速到某一高速所需的时间;没有一致的规定,多用由30km/h或40km/h加速到某一高速;三.最大爬坡度汽车的最大爬坡度imax反映汽车的爬坡能力;是指汽车在满载或某一载质量无风的条件下,在良好的路面上以最低前进档所能爬的最大坡度;一般越野车imax可达60%即31°左右;一些国家还规定汽车在常遇的坡道上能以一定的速度行驶来表明汽车的爬坡能力;如要求单车在3%的坡度上能以60km/h的车速行驶;汽车的驱动力与行驶阻力确定汽车的动力性,首先要分析沿行驶方向作用于汽车的各种外力,即驱动力与行驶阻力;根据这些力的关系,建立汽车行使方程式,就可以估算汽车的最高车速,加速度和最大爬坡度.汽车的行驶方程式为:汽车的驱动力如图1-2;作用在驱动轮上的转矩Tt,对地面作用一圆周力F0,此时地面对驱动轮的反作用力Ft,即是驱动汽车行驶的外力,定义为汽车的驱动力;Ft = Tt / r驱动力公式若以Ttq表示发动机的输出扭矩,ig表示变速器的传动比,i0表示主减速器的传动比,ηT表示传动系的机械效率,则作用在驱动轮上的转矩Tt为Tt=Ttqigi0ηT NmFt=Ttqigi0ηT /r N由上式可知,汽车的驱动力Ft与发动机转矩、传动系机械效率和传动比及车轮半径有关;一.发动机的转矩在进行汽车动力估算时,发动机的转矩和功率一般利用在稳定工况下由发动机台架试验测定的使用外特性曲线求得;发动机特性曲线:发动机外特性曲线:如图1-3使用外特性曲线:在缺少试验数据时,可用近似公式来估算;3二.传动系的机械效率发动机所发出的功率Pe经传动系传至驱动轮的过程中,存在功率损失;如以PT表示传动系的功率损失,则传动系的机械效率为ηT=Pe-PT/ Pe=1- PT/ Pe传动系功率损失分为机械损失和液力损失;传动系效率是在专门的试验台上测得的;在进行动力性估算时,把ηT看作一个常数;采用有级变速器的轿车ηT 取~;货车、客车ηT取~;越野车ηT取~;也可按表1-1对ηT进行估算;三.车轮的半径车轮的工作半径和轮胎的结构、气压、承受的载荷及转速等因素有关;车轮充气后,未承受任何载荷时的半径称为自由半径;汽车静止时,轮胎因承受载荷产生径向变形,车轮中心至路面与轮胎接触面间的距离称为静力半径rs;若除径向载荷外,车轮上还作用有转矩,此时车轮中心至路面与轮胎接触面间的距离称为动力半径rd;车轮半径如以车轮转动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系来换算,则可求得车轮的滚动半径rr;由于静力半径、动力半径和滚动半径三者差别很小,在一般工程计算时,常不计它们的差别,统称为车轮半径r,认为rs≈rd≈rr≈r四.汽车的驱动力特性图汽车的驱动力Ft与车速ua的函数关系曲线称为汽车的驱动力特性图;驱动力Ft的计算公式:Ft=Ttqigi0ηt /r N车速ua 的计算公式:ua=igi0 km/h该图能全面地表示出汽车各档驱动力与车速的关系;二、汽车的行驶阻力汽车行驶时需要不断地克服所遇到的各种阻力;当汽车在水平道路上等速行驶时,需克服来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw;当汽车在坡道上行驶时,还需克服汽车的重力沿坡道的分力,称为坡度阻力或上坡阻力Fi;当汽车加速时,还需克服汽车的惯性阻力,称为加速阻力Fj;因此汽车行驶时所遇到的总阻力为∑F=Ff+Fw+Fi+Fj一.滚动阻力车轮的轮胎接近绝对弹性体,图1-10为轮胎在硬路面上受径向载荷时的变形曲线;面积0CADE为加载与卸载过程的能量损失,称为弹性物质的迟滞损失;迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶;地面法向反作用力的分布,前后不对称;合力Fz相对于法线前移一个距离a;合力Fz与法向载荷W大小相等,方向相反;将法向反作用力Fz平移至与通过车轮中心的垂线重合,有滚动阻力偶矩Tf=Fza ;对从动轮而言,为克服滚动阻力偶矩,使其等速滚动,必须在车轮中心加一推力Fp1,它与地面切向反作用力构成一力偶矩;由平衡条件得:Fp1r=Tf Fp1=Tf/r=Fza/r=Wa/r令f=a/r,f 称为滚动阻力系数;即单位车重所需的推力;车轮滚动时的滚动阻力即等于滚动阻力系数与车轮负荷之乘积;Ff=Wf=Tf/r分析汽车滚动阻力时,只要知道f 值;F 值由试验方法确定;影响f值的因素:轮胎、道路、行驶速度等;进行动力性分析时,取良好硬路面的f值;滚动阻力驱动轮在硬路面上等速滚动的受力分析:如图1-12;Fx2r=Tt-TfFx2=Ft-Ff真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为Fx2;Ft和Ff在受力图上是画不处来的,只是一种定义;二.空气阻力汽车所受空气力分为空气阻力Fx、侧向力Fy、升力Fz三个方向的空气力,和由空气力引起的三个方向的空气力矩,即侧倾力矩Mx、纵倾力矩My和横摆力矩Mz;根据空气动力学的理论,在汽车行驶的速度范围内,空气力通常与气流相对速度的动压力成正比;公式:Fi=ρur²i=x、y、z空气阻力Fw :汽车直线行驶时受到的空气力在行驶方向的分力称为空气阻力;空气阻力的组成:形状阻力:是汽车表面压差阻力,占气动阻力的58%左右;摩擦阻力:是空气的粘滞性在车身表面产生的摩擦力,占气动阻力的9%左右;诱导阻力:是气动升力产生的纵向水平分力,占气动阻力的7%左右;干扰阻力:是汽车外部附件阻力,占气动阻力的14%左右;内部阻力:是汽车内循环阻力,占气动阻力的12%左右;空气阻力空气阻力Fw的公式:Fw=ρua²=CDAua² /根据公式,空气阻力与空气阻力系数CD及汽车迎风面积A成正比;空气阻力系数可通过风洞试验求得;迎风面积A可直接在投影面上测得,也可估算;三.坡度阻力如图1-19,汽车重力沿坡道的分力表现为汽车坡度阻力Fi,即Fi=Gsinαα-道路的坡度道路坡度除了以角度表示外,道路工程通常用坡高与底长之比的百分率来表示,即i=h/s=tgα在坡度较小时:Fi=G sinα≈G tgα=Gi在坡度较大时,近似公式误差较大,按等式计算;三坡度阻力滚动阻力和坡度阻力都与道路有关,而且与汽车重力成正比,故二者之和通常用道路阻力Fψ来表示,即Fψ=Ff+Fi=fGcosα+G sinαNα小于10°-15°时:Fψ=Gf+Gi=Gf+i=Gψψ—道路阻力系数;四.加速阻力汽车加速行驶时,需要克服其质量加速运动时的惯性力,就是加速阻力Fj;汽车质量分为平移质量和旋转质量;汽车加速时,平移质量加速运动产生惯性力,旋转质量产生惯性力矩;为了便于计算,通常把旋转质量的惯性力矩转化为当量的平移质量的惯性力;Fj公式:Fj=δmdu/dt旋转质量换算系数δ为大于1的数,其值为:初步计算时,也可利用图1-21确定δ;汽车行驶方程式根据上面逐项分析的汽车行驶阻力和力的平衡条件,可以得到汽车的行驶方程式为Ft=Ff+Fw+Fi+Fj将前述公式代入:Ttqigi0ηT/r =fGcosα+CDAua²/ +G sinα+δmdu/dt汽车列车的行驶阻力汽车列车的行驶阻力仍然可以用上述公式计算,但汽车的总重力应为汽车列车总重力;汽车列车的空气阻力较单车空气阻力大15%左右;换算系数δ应考虑汽车列车所有车轮的旋转质量;汽车列车的行驶方程式:Ttqigi0ηT/r =fG'cosα+²/+G'sinα+δG' du/gdtG' -汽车列车总重力;汽车驱动力平衡图与动力特性图利用汽车行驶方程进行汽车的动力性能分析的方法:图解法:利用汽车驱动力平衡图解析法:利用公式计算汽车驱动力平衡图:把汽车行驶时的滚动阻力和空气阻力与车速的关系叠加地画在汽车的驱动力特性图上;汽车驱动力平衡图如图1-23确定最高车速:Fi=Fj=0 即Ft=Ff+Fw确定加速能力:Fi=0 由Ft-ua图画出a-ua图,如图1-24 ,再画出1/a-ua图,如图1-25,求出曲线下的面积即为加速过程的加速时间,如图1-26;最大的加速强度:如图1-24 ;在加速度曲线交点处换档;如果和Ⅱ档加速度曲线无交点,应在Ⅰ档加速到发动机最大值时换入Ⅱ档;确定爬坡能力:F j=0动力特性图为评定汽车的动力性应拟定与汽车重力和空气阻力无关的评价参数,通常采用汽车动力因数D来表征汽车动力性指标;D=Ft-Fw/G汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图;动力特性图只要D相等,便能克服同样的坡度和加速阻力;利用汽车动力特性图分析汽车的动力性,如图4-2-9:确定最高车速:D=f 时临界车速:各档的最大动力因数对应的车速;车速大于临界车速,汽车行驶稳定,反之,不稳定;直接档的临界车速越低越好;确定加速能力确定爬坡能力汽车行驶条件与功率平衡图一、汽车行驶条件汽车行驶的第一个条件-驱动条件:Ft ≥Ff+Fw+Fi汽车行驶的第二个条件-附着条件:Fx2 ≤Fz2φ近似写成:Ft ≤Fz2φ汽车行驶的必要与充分条件,也称为汽车行驶的驱动-附着条件:Ff+Fw+Fi ≤Ft ≤Fz2φ附着率定义为:Cφ2= Fx2 / Fz2 Cφ2 ≤φ汽车行驶条件在一般动力性分析中只取附着系数的平均值;驱动轮地面法向反作用力主要决定于汽车的结构参数、行驶状态和道路条件等因素;受力图如图1-29;见公式1-13;汽车功率平衡图在汽车行驶时,发动机发出的功率始终等于机械传动损失与全部运动阻力所消耗的功率;利用汽车功率平衡方程式,通过图解法同样可以分析汽车的动力性能;汽车功率平衡图:汽车动力性能分析如图1. 确定最高车速2. 确定加速能力3. 确定爬坡能力汽车的后备功率:后备功率越大,汽车所加速能力越好,爬坡能力越大,汽车的动力性能越好;汽车功率平衡图不能直接评定不同汽车的动力性,需用比功率来评价;汽车的比功率:发动机发出的最大功率与汽车总重力的比值;影响汽车动力性的主要因数影响汽车动力性的主要因素有结构因素和使用因素;结构因素:发动机特性参数、传动系的设计、汽车的总质量等;使用因素:道路条件、气候和海拔高度等;一发动机特性参数对动力性的影响影响参数主要有:发动机最大功率、最大转矩以及发动机外特性曲线的形状;二主减速器传动比对动力性的影响图3-4-6为直接档行驶时的功率平衡图;适当的主减速器传动比可使汽车获得较大的最高车速,同时在低速有一定的后备功率,汽车有较好的动力性和燃料经济性;三变速器的档数和传动比对动力性的影响四汽车总质量对动力性的影响五使用因素对动力性的影响汽车的燃油经济性在保证动力性的条件下,汽车以尽量小的燃油消耗量经济行驶的能力,称为汽车的燃料经济性;汽车的燃油经济性主要讨论其评价指标、汽车的燃油经济性的计算方法、燃油经济性测定方法以及提高经济性的途径等;汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标用行驶单位里程的燃油消耗量或用单位燃油消耗量的汽车行驶里程数来表示;一. 燃油经济性指标的表示法A. 升/公里;B. 升/百公里;C. 公里/升;D. 英里/加仑;E. 千克/公里;F. 升/百吨公里or 千克/百吨公里;二.汽车耗油量的测定测定汽车的耗油量必须确定是在什么工况下进行的;1. 等速行驶工况油耗测定等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标;汽车在一定载荷我国标准规定轿车为半载、货车为满载下,以最高档在良好的水平道路上以某一车速匀速行驶,通过1km路段的耗油量叫做该车速下的等速耗油量;车速从10km/h开始,每隔10km/h做一次,直到该档最高车速的80%,每种车速试验往返各一次,利用燃油流量计测量耗油量;绘制等速百公里燃油消耗量曲线,如图3-5-12.循环行驶试验工况油耗测定各国都制定一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车运行状况;货车六工况:考虑汽车实际行驶的变速工况,在1075m的行驶过程中有加速、减速和不同车速的匀速行驶,六个行驶工况的具体安排如图3-5-2;汽车满载,用最高档,测量全程的耗油量,往返共进行四次,取平均值,并折算成百公里燃油消耗量;汽车燃油经济性的计算在汽车设计与开发工作中,常常利用发动机的万有特性图与汽车功率平衡图,对汽车燃油经济性进行估算;计算时假设汽车在水平路面上行驶;1. 等速行驶工况燃油消耗量的计算根据车速和阻力功率,求出发动机的功率;Pe=Pf+PW/ηT根据Pe 和ua 在万有特性图上,利用插值法,确定燃油消耗率b, 如图2-3 ;等速行驶工况燃油消耗量的计算求出车速ua下单位时间内的燃油消耗量Qt;Qt=Pb/ρg求出等速过程的燃油消耗量;Q=Pbs/102uaρg利用公式求出等速百公里燃油消耗量QsQs=Pb/ρg2.加速行驶工况燃油消耗量的计算根据行驶阻力求出发动机提供的功率;如图2-4,将加速过程按速度增加1km/h等分为若干区间;求出各点车速对应的单位时间内的燃油消耗量Qt;求出汽车行驶速度每增加1km/h所需时间△t;求出各区间的燃油消耗量Qn;求出整个加速过程的燃油消耗量Qa;求出整个加速过程的行驶距离;等减速行驶工况燃油消耗量的计算汽车减速行驶时,发动机处于强制怠速状态;求出减速时间t;发动机的怠速燃油消耗率Qi;减速过程燃油消耗量为:Qd=Qi×t求出整个减速过程的行驶距离;怠速停车时的燃油消耗量若怠速时间为tss,则燃油消耗量QidmL为:Qid=Qi ts5. 整个试验循环工况的百公里燃油消耗量Qs为:Qs =100ΣQ/s提高汽车燃油经济性的因素使用方面的措施1. 管理措施:优先选用柴油车;专业运输公司应倾向于重型车辆和列车运输;加强对油料的管理;2. 行驶车速:经济车速:在等速百公里油耗曲线上,耗油量最低点对应的车速; 经济车速随道路情况和汽车载质量而变化;3.档位的使用在换档过程中,相邻两档之间有车速的重叠区,尽量使用高档行驶;发动机的负荷率在70%-80%时油耗率最低;4. 正确的维修:保证汽车的滑行性能;保持发动机的技术状况;保证轮胎的气压等;5. 提高驾驶技术:加速-滑行技术;缓慢加速;预热保温;保持正常的冷却水温度等; 结构方面的措施1. 减轻车辆的重量;2. 缩减汽车的总体尺寸,改善其外形;3. 发动机的结构具有较高的压缩比等;4. 传动比的选择应保证汽车在常用工况油耗低;5. 尽量采用子午线轮胎;6. 采用节油装置等;汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数是指发动机功率、传动系的传动比;选择原则:根据汽车行驶时需要的功率来选择发动机的功率;按照尽量发挥发动机功率的原则确定传动系的参数;在确定参数时,要考虑参数对燃油经济性的影响;满足驾驶性的要求;发动机功率的选择设计中常从保证汽车预期的最高车速来选择发动机应有的功率;虽然最高车速仅仅是动力性中的一个指标,但现有轿车的统计数据证实了最高车速与爬坡能力、加速能力的一致性;如图3-1和图3-2;发动机功率的估算1、给出期望的最高车速,选择的发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和;公式为3-1)761403600(13max max a D a T e u A C u Gf P +=η2 、实际工作中还利用汽车统计数据估计汽车比功率 来确定发动 机应有功率; 根据书中图3-1 ,利用车重求出功率;根据图3-2 ,利用预定的最高车速和车重求出功率;传动比的选择汽车的最小传动比当汽车最小传动比为主减速器传动比i0 的选择;主减速器传动比i0 选择到汽车的最高车速相当于发动机最大功率时的车速时,最高车速是最大的;如图;适当减小最小传动比,可以得到较高的燃油经济性;考虑驾驶性能:最小传动比过小,发动机在重负荷下工作,加速性不好,出现噪声与振动;反之,燃油经济性差,发动机高速运转噪声大;二、最大传动比的选择确定最大传动比应考虑汽车的最大爬坡度、汽车的附着力和汽车的最低稳定车速三个因素;根据汽车的最大爬坡度,由行驶方程式确定最大传动比;验算附着条件,若不满足条件时,调整汽车总布置增强附着力;越野汽车的最大传动比应保证汽车能在最低稳定车速下行驶;轿车的最大传动比常常根据加速能力确定;传动系档数与各档传动比的选择一传动系档数增加档位数会改善汽车的动力性和燃油经济性;档位数的多少会影响相邻传动比比值;比值过大会造成换档困难;在变速器中,档位数过多,会使结构复杂;二各档传动比的选择一般汽车各档传动比大致符合相邻传动比比值相同;公式为:公比q一般小于~;相邻档传动比采用等比级数的优点:1. 驾驶员换档时,容易做到使离合器无冲击地接合;如图3-5;2. 充分利用发动机的功率,提高汽车的动力性;如图3-6;3. 便于和副变速器结合构成更多档位的变速器;实际上,各档传动比之间的比值并不是按等比级数来分配的;原因有:各档利用率差别很大; 传动系中齿轮的齿数必须是整数;换档过程中,速度有下降;利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数初步选定参数后,通常利用燃油经济性-加速时间曲线,综合考虑各方面因素,最终确定动力装置的参数;燃油经济性-加速时间曲线:曲线大体呈C形,有称之为C曲线的;主减速器传动比的确定在动力装置的其它参数不变的条件下,i0变化的C 曲线如图3-8;变速器传动比的确定装用不同变速器的C 曲线如图3-10;发动机、传动比与主减速器传动比的确定汽车的制动性汽车的制动性:汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力;制动性的评价指标主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三个方面来评价;制动性的评价指标一、制动效能:是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力;它是制动性能最基本的评价指标,它是由一定初速度下的制动距离,制动减速度和来评定,也常用来评价;二、制动效能的恒定性主要是指制动抗热衰退性能;它是指汽车高速制动、短时间多次重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性;三指制动时汽车的方向稳定性;通常用汽车制动时,维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力来评价;制动车轮的制动力一. 地面制动力:汽车在制动过程中是人为地使汽车受到一个与汽车行驶方向相反的外力,汽车在这一外力的作用下迅速地降低车速以至停车,这个外力称为汽车的制动力;一般为地面制动力;制动车轮受力如图4-4-1,公式为:Tμ+Tf-Tj-Fxbr=0 近似为Fxb=Tμ/ r地面制动力决定于制动器摩擦力矩,其极限值受轮胎与路面间附着力的限制;在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力;公式为:Fμ=Tμ/ r制动器的制动力决定于制动器的结构参数;如制动器的结构型式、结构尺寸、摩擦副的摩擦系数和车轮半径等参数;一般情况其数值大小与制动踏板力成正比;制动器制动力曲线如图4-4-2;制动力的极限值由计算公式知:地面制动力和制动器制动力有相同的数值,随着踏板力的增长而增长;但是,地面制动力受到制动车轮和路面的附着条件的限制;其极限值不能超过附着力,公式为:Fxb ≤Fφ=FzφFxbmax =Fzφ地面制动力、制动器制动力及附着力的关系如图4-4-3;汽车制动时,只要当制动器制动力足够大,同时提高附着力数值,才能获得足够的地面制动力;硬路面上的附着系数汽车制动过程时,从车轮滚动到抱死拖滑是一个渐变的过程;如图4-4;经过大量试验,发现在这个过程中附着系数实际上是有很大变化的;随着制动强度的增加,车轮滚动成分越来越小,而滑动成分越来越大,一般用滑动率s来说明滑动成分的多少;滑动率的定义如公式4-5:不同滑动率时,制动力系数是不同的;如图4-5;峰值附着系数、滑动附着系数;影响附着系数的因素附着系数的数值主要决定于道路的材料、路面的状况与轮胎结构、胎面花纹、材料以及汽车运动的速度等因素;如表4-2表示各种路面上的平均附着系数;速度越高,附着系数越低;在潮湿路面上,水起润滑作用,附着系数显著降低;增大轮胎与路面的接触面积会提高附着性能,等等;汽车的制动效能及其恒定性制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力;评价制动效能的指标有制动距离,制动减速度、制动时间和制动力;汽车的制动过程如图3-6-3;驾驶员反应时间制动系反应时间制动减速度的增长时间持续制动时间制动释放时间制动减速度用减速度仪测出并画出整个制动过程的减速度曲线;最大减速度公式:jmax=Φbg 特点:最大制动减速度由路面的附着系决定;制动初速度的偏差对测试影响不大;不能反映各车轮的制动性能,而是整车性能指标;测试精度较低;制动力一般在制动试验台上测试制动力;特点:可以测出各车轮的制动力;附着系数稳定;测试精度可以提高;制动距离制动距离是指汽车以一定的初速度紧急制动,从驾驶员踩下制动踏板开始到汽车停住为止所驶过的距离;它是评价汽车制动性能最直观的参数;制动距离公式如4-6 :特点:不能单独反映各车轮的制动状况,它是一个整车制动性能参数;要严格控制初速度;采用五轮仪测试,有较高的准确度;制动效能的恒定性制动效能的恒定性是指制动器抗热衰退能力;制动效能指标是指制动器工作温度在100°c以下的冷制动状态下的指标;当制动器温度常在300°c以上时,制动器的摩擦力矩显著降低,制动效能指标明显下降,这种现象称为制动器的热衰退现象;标准要求:以一定的车速连续制动15次、每次j=3m/s²、最后的制动效能不低于冷制动。
汽车动力性计算汽车的动力性是指其加速性能和行驶速度的表现。
它直接反映了汽车的动力输出和驱动系统的效率。
动力性的计算可以通过以下几个方面进行:引擎功率、扭矩、车辆重量、传动系统效率、空气阻力、轮胎滚动阻力、汽车动力重量比等。
首先,引擎的功率对汽车的动力性有很大的影响。
引擎排量大、燃料燃烧效率高的汽车能够输出更大的功率,从而提高汽车的动力性能。
引擎功率通常以千瓦(kW)或马力(HP)来表示。
其次,扭矩也是衡量汽车动力性的重要指标之一、扭矩代表引擎输出的力矩大小,能够影响汽车的加速性能。
通常以牛顿米(Nm)来表示。
同时,车辆的重量也会对动力性产生影响。
较重的汽车在加速时需要克服更大的惯性力,因此其加速性能通常较差。
重量较轻的车辆则更容易实现快速加速。
传动系统效率也是影响汽车动力性能的重要因素。
不同的传动系统,如手动变速器、自动变速器、CVT等,其效率各有差异。
传动系统的效率越高,越能将引擎的动力传递到车轮,从而提高汽车的动力性。
空气阻力是汽车行驶时产生的阻碍力之一,对动力性的影响也很大。
空气阻力随着汽车速度的增加而增大,因此高速行驶时汽车的动力性能会受到较大影响。
轮胎滚动阻力是轮胎与道路接触时产生的阻力,同样会影响汽车的动力性。
滚动阻力越小,汽车在行驶过程中消耗的动力越小,动力性能也就越好。
最后,汽车的动力重量比也是衡量其动力性的重要指标。
动力重量比代表单位质量的汽车所能提供的动力大小。
动力重量比越大,汽车的动力性能越好。
综上所述,汽车的动力性能是一个综合性能指标,涉及引擎功率、扭矩、车辆重量、传动系统效率、空气阻力、轮胎滚动阻力和动力重量比等多个方面。
通过对这些因素的分析和计算,可以准确评估汽车的动力性能。
汽车制造商在设计汽车时,通常会根据这些指标进行优化,以提供更好的动力性能。
汽车的加速性能如何评价汽车的加速性能,相信每一位车主、准车主都很关心。
实际上,汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。
很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系,但汽车的加速性能与很多因素有关,有些网友希望在汽车发动机的扭距、车量与加速度之间求得确定的关系,这实际上是很困难的,因为这三方并不能代表问题的全部,简单的计算是包含很多误差的。
一般来讲,在相同的车重情况下,发动机的最大扭矩越大,汽车的加速性能越好。
而在相同的发动机扭矩下,车重越小加速性能越好。
但是,这里忽略了很多可以比较的因素。
1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。
所以,汽车的最大扭矩往往与转速同时标记,例如甲车最大扭矩150牛顿米(4000转/分)、乙车最大扭矩150 牛顿米(4500转/分),同样是150牛顿米的最大扭矩,两车在发动机转速相同的情况下,加速性能将有所区别。
2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。
发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭,然后作用于驱动轮,才会产生汽车加速所需要的力。
不同车型的传动系统不同,因此在发动机最大扭距相同的情况下,加速特性也不一定相同。
3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。
F=ma这个公式中的力F是合力,包括路面阻力、风阻……可能还有为增加汽车势能而需要克服的引力。
由于有这么多因素在起作用,又要用网友能够理解的方式进行计算,我只能在假想的基础上回答这个问题:设想汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动,任何时候所有阻力的综合效应相当于车重的0.1,任何时刻阻力都与汽车的行驶方向成180度,任何时候发动机的转速都相同。
如果要求在10秒内速度从0加速到100公里/小时,根据V =at,可以计算得到所需要的加速度为2.778 (米/秒/秒),如果汽车的质量为1吨,根据F=ma,计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿,考虑阻力(1000牛顿)的影响,实际驱动力应是3778牛顿。
由于加速路段的长度S=at2/2=138.9米,加速全程耗费的功FS=524764.2焦耳, 功率为52476.4瓦。
动力学中的加速度与速度关系分析动力学是研究物体运动的力学分支之一,其中加速度与速度是两个重要的物理量。
加速度表示物体的速度变化率,而速度则表示物体在单位时间内所移动的距离。
在动力学中,加速度和速度之间存在一定的关系,本文将对这种关系进行分析。
一、加速度与速度的定义与公式在动力学中,我们首先需要明确加速度和速度的概念及其计算公式。
1. 加速度的定义与公式加速度(a)可以定义为物体在单位时间内速度的变化量。
加速度的计算公式为:a = (v2 - v1) / t其中,v2为物体的最终速度,v1为物体的初始速度,t为时间。
2. 速度的定义与公式速度(v)表示物体在单位时间内所移动的距离。
速度的计算公式为:v = (s2 - s1) / t其中,s2为物体的最终位置,s1为物体的初始位置,t为时间。
二、加速度与速度的关系在动力学中,加速度与速度之间存在一定的关系。
当物体的加速度发生变化时,速度也会相应地发生变化。
下面我们将分析几种情况下加速度与速度的关系。
1. 加速度与速度方向相同当物体的加速度与速度方向相同时,物体的速度会逐渐增加。
例如,当一个运动员跑步加速时,他的速度会逐渐增加。
此时,加速度与速度之间存在正相关关系。
2. 加速度与速度方向相反当物体的加速度与速度方向相反时,物体的速度会逐渐减小。
例如,当一个自由落体物体受到上升的阻力时,它的速度会逐渐减小。
此时,加速度与速度之间存在负相关关系。
3. 加速度为零当物体的加速度为零时,表示物体的速度保持不变。
例如,当物体做匀速直线运动时,其加速度为零,速度将保持不变。
三、应用举例在现实生活中,加速度与速度的关系可以应用于许多领域。
1. 汽车行驶在汽车行驶中,加速度与速度的关系决定了汽车的加速性能。
加速度越大,汽车的速度变化越快。
2. 运动竞赛在体育游戏或竞赛中,运动员需要控制自己的加速度,以提高速度并超越对手。
3. 弹道学在弹道学中,加速度与速度的关系对于炮弹或导弹等飞行物体的轨迹和速度起着重要作用。
汽车的加速性能
如何评价汽车的加速性能,相信每一位车主、准车主都很关心。
实际上,汽车技术性能指标上的加速性能只是一个参考值。
很多人都知道力、质量与加速度加速之间的关系,但汽车的加速性能与很多因素有关,有些网友希望在汽车发动机的扭距、车量与加速度之间求得确定的关系,这实际上是很困难的,因为这三方并不能代表问题的全部,简单的计算是包含很多误差的。
一般来讲,在相同的车重情况下,发动机的最大扭矩越大,汽车的加速性能越好。
而在相同的发动机扭矩下,车重越小加速性能越好。
但是,这里忽略了很多可以比较的因素。
1、发动机的扭矩是随着转速的变化而变化的。
所以,汽车的最大扭矩往往与转速同时标记,例如甲车最大扭矩150牛顿米(4000转/分)、乙车最大扭矩150牛顿米(4500转/分),同样是150牛顿米的最大扭矩,两车在发动机转速相同的情况下,加速性能将有所区别。
2、最大扭矩指标对应的是发动机的转速而不是汽车的速度。
发动机输出的动力要通过传动系统减速增扭,然后作用于驱动轮,才会产生汽车加速所需要的力。
不同车型的传动系统不同,因此在发动机最大扭距相同的情况下,加速特性也不一定相同。
3、发动机的动力不是全部用于汽车的加速。
F=ma这个公式中的力 F 是合力,包括路面阻力、风阻……可能还有为增加汽车势能而需要克服的引力。
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由于有这么多因素在起作用,又要用网友能够理解的方式进行计算,我只能在假想的基础上回答这个问题:设想汽车在平直路面上由静止开始做匀加速运动,任何时候所有阻力的综合效应相当于车重的0.1,任何时刻阻力都与汽车的行驶方向成180度,任何时候发动机的转速都相同。
如果要求在10秒速度从0加速到100公里/小时,根据V =at,可以计算得到所需要的加速度为2.778(米/秒/秒),如果汽车的质量为1吨,根据F=ma,计算得到需要的平均驱动力为2778牛顿,考虑阻力(1000牛顿)的影响,实际驱动力应是3778牛顿。
由于加速路段的长度S=at2/2=.9米,加速全程耗费的功 FS=524764.2焦耳,功率为52476.4瓦。
如果在全过程中发动机的转速始终是4000转/分(实际上不可能),可以算得所需的扭矩为52476.4/(4000*2*3.14159/60)=125.3(牛顿米)。
如果前面的假设不变,由上述计算过程可知,所需的扭矩与车重成正比。
即车重增加或减少,所需扭距成正比增减。
对于其他车重,网友可以自行计算。