Как определяется динамика разгона автомобиля, и как разгон влияет на расход топлива
Вот как официально измеряется разгон автомобиля с 0-100 км/час.
Вы смотрите на технические характеристики автомобиля перед покупкой? На что вы в первую очередь обращаете внимание? Конечно, большинство из нас после стоимости авто интересует динамика разгона машины и ее расход топлива. Но задумывались ли вы, как происходят замеры динамики автомобиля при разгоне с 0 до 100 км/ч? Как вы считаете, реальны ли цифры, указанные в технической спецификации на автомобиль? Давайте разбираться.
Каждый автопроизводитель, перед тем как запустить автомобиль в серию, проводит множество различных тестов, с помощью которых проверяет его на надежность, качество и безопасность. В случае выявления каких-то проблем инженеры вносят изменения в устройство машины. Далее перед самым серийным производством автомобили проходят тестирование для составления технических характеристик. Наибольший интерес, конечно, представляют тесты, которые замеряют расход топлива того или иного автомобиля в городском режиме и при движении по шоссе.
Затем производитель вычисляет средний расход топлива. Также для полных данных технической спецификации каждый автомобиль проходит тесты, определяющие динамику машины при разгоне с 0-100 км/час. В некоторых случаях, например для спорткаров, автомобили проходят тесты на скорости 0-200 км/час и даже 0-300 км/час.
Как определяется динамика автомобиля, и как она связана с расходом топлива?
Как правило, динамику разгона в большинстве случаев определяет автопроизводитель во время специальных тестов. Обычно испытание на скорость разгона проходит на специальной динаметрической автодороге. Во время этого испытания тестируемый автомобиль проезжает определенную дистанцию, разгоняясь до 100 км/час. Сначала движение осуществляется в одну сторону, затем в другую.
Естественно, показатель динамики разгона зависит и от класса автомобиля, и от мощности двигателя. Не последнюю роль играет и тип коробки передач, которая передает крутящий момент на колеса. Также на скорость разгона автомобиля влияют аэродинамические характеристики кузова.
Итак, мощность двигателя в первую очередь влияет на максимальный крутящий момент (сила). И, как правило, чем больше мощность мотора, тем выше в нем крутящий момент. Таким образом, автомобили с более мощными двигателями более динамичные.
Кстати, тип двигателя не влияет обычно на динамику разгона. То есть неважно, какой двигатель стоит под капотом вашего авто – дизель или бензин. Если мотор имеет большую мощность, то автомобиль будет более динамичным.
Что касаемо коробки передач, то раньше считалось, что механическая коробка передач быстрее автоматической передает крутящий момент от двигателя на колеса. Соответственно, раньше автомобили с МКПП разгонялись быстрее с 0-100 км/час.
Сегодня утверждать это нельзя. Дело в том, что современные автоматические или полуавтоматические трансмиссии – сложные электронные устройства, управляющиеся компьютером, который по реакции значительно опережает реакцию даже профессионального водителя. То есть современные АКПП быстрее переключают передачи, чем человек. Следовательно, многие новые автоматические трансмиссии опережают переключение передач в механических коробках.
Самыми быстрыми по разгону автомобилями, как правило, являются спорткары и различные люксовые седаны и внедорожники, которые зачастую комплектуются новейшими мощными моторами и сложными коробками передач. В основном в таких автомобилях мощность двигателей начинается от 200 л. с.
Особый класс автомобилей с мощными двигателями начинается с мощности 250 л. с. Правда, автомобили с такой мощностью подлежат немаленькому налогообложению. Например, ставка транспортного налога на автомобили мощностью более 250 л. с. самая высокая в стране. Но, как правило, тех, кто может себе позволить купить автомобиль мощностью 250 л. с., не особо волнует ставка транспортного налога. Ведь купить мощный люксовый автомобиль могут сегодня только состоятельные водители.
В большинстве своем автомобили мощностью более 250 л. с. имеют динамику разгона с 0-100 км/час в среднем от 4 до 7 секунд. Автомобили, которые разгоняются быстрее 4 секунд, имеют очень большую мощность и стоят огромных денег. В этом диапазоне разгона представлены в основном одни премиальные спорткары.
Что касаемо динамики разгона обычных автомобилей, которые массово используются большинством автолюбителей, то в среднем такие автомобили разгоняются с места до 100 км/час примерно от 9 до 11 секунд. В секундах это небольшая разница, если сравнивать с более дорогими премиальными автомобилями. Но на дороге это огромная разница. Хотя для среднестатистического движения в городе динамики разгона в 10 секунд вполне достаточно. Больше и не нужно.
А как насчет минивэнов и внедорожников? Какой разгон у этого типа автомобилей? Большинство внедорожников и минивэнов не отличаются какой-то особо быстрой динамикой. В целом у реальных недорогих внедорожников и минивэнов разгон достаточно спокойный. Средний диапазон разгона до «сотни» – 11-13 секунд. Но этому классу автомобилей этого вполне достаточно, поскольку они предназначены для неторопливой езды в городе. Для внедорожников важна не динамика разгона, а возможности на бездорожье, по которому зачастую нужно передвигаться на небольшой скорости.
Правда ли, что стоимость обслуживания мощных автомобилей дороже?
Да, это действительно так. Большинство мощных машин обходятся владельцам намного дороже, чем менее мощные авто. Все дело в том, что более мощные автомобили оснащаются более сложными по конструкции двигателями. Также более мощные машины оснащаются более сложной тормозной системой, усиленной подвеской, более дорогими колесными дисками и резиной.
И самое важное, что большинству мощных автомобилей требуется более совершенное, дорогое моторное масло. А самое плохое то, что на более дорогих мощных автомобилях техническое обслуживание рекомендуется проходить чаще, чем на обычных современных авто.
Как динамика разгона влияет на расход топлива?
Как правило, в основное время мы не вжимаем педаль газа в пол, для того чтобы тронуться с места со светофора. Но если вам необходимо разогнаться с места за минимальное количество времени, то необходимо с большей силой надавить на педаль газа. В этом случае машина начнет разгоняться динамичнее. Но, как говорится, в жизни за все нужно платить. Помните, что при максимально возможной для вашей машины динамике разгона вы расплатитесь рублем. Нет-нет, мы не о штрафах за превышение скорости. Речь идет о расходе топлива, который вырастает чуть ли не в 2 раза при быстром разгоне с места.
Самое интересное, что производители в своих технических характеристиках стараются не указывать расход топлива при динамичном разгоне автомобиля с 0-100 км/ч, скрывая этот показатель своими обычными спецификациями потребления топлива в городе, на шоссе и в смешанном цикле.
Как динамика разгона автомобиля влияет на безопасность?
Как ни странно, динамика разгона автомобиля напрямую влияет на безопасность. Знаете, почему? Все дело в том, что очень часто на дороге происходят аварии по причине того, что какой-то автомобиль не успел завершить маневр. Но почему многие водители не успевают завершить маневр на дороге? Например, обгон. Как раз причина – в динамике разгона машины. Просто многие водители в момент начала обгона часто ошибочно полагают, что успеют его завершить, но в итоге их самоуверенность играет с ними злую шутку.
Да, быстрая динамика разгона в современном мире требуется не часто. Особенно в городе. Но чем мощнее и динамичнее автомобиль, тем меньше рисков аварии из-за маневров на дороге. Особенно при обгоне.
Кстати, в современном мире большинство автопроизводителей предлагают нам более широкий выбор автомобилей. Сегодня вы можете выбрать одну и ту же модель, но с разными моторами. Естественно, чем меньше мощность мотора, тем дешевле будет стоить машина. То есть в наши дни производители предлагают нам одинаковые модели под разный размер кошелька и разные предпочтения автолюбителей.
Так что при покупке автомобиля думайте, что вам важнее: экономичность или мощность. Ведь чем меньше мощность машины, тем меньше она будет расходовать топлива. Но за это вы расплатитесь динамикой разгона. Советуем вам при выборе автомобиля учитывать свой стиль вождения. Если вы предпочитаете более динамичный стиль управления транспортным средством, то советуем брать машину помощней. Если для вас неважна динамика разгона с 0 до 100 км/час и для вас самый важный показатель авто – это потребление топлива, то тогда покупайте автомобиль с немощным мотором. Он не только обойдется вам дешевле, но и сэкономит деньги при обслуживании и при заправке на АЗС.
Динамика автомобиля: от чего зависит и на что влияет?
Динамика автомобиля — это показатель, за которым гоняются многие любители эффектно стартовать со светофора и ценители драйва. У всех машин динамика разная, и влияет она не только на степень удовольствия от вождения, но, к сожалению, и на стоимость автомобиля. Давайте разберемся, что же это за показатель? Не будем сильно углубляться в теорию. В жизни, динамика разгона — это эксплуатационная характеристика, указанная в техпаспорте.
Динамика автомобиля определяется очень просто — это время, которое понадобится ему, чтобы с места достичь скорости 100 км/ч. У крупных производителей есть полигоны, где проводятся испытания новых машин и систем и, конечно, специальные трассы, где и определяют этот параметр.
Но здесь есть одна особенность: измерения проводятся в идеальных погодных условиях без ветра, на сухом и гладком асфальте и только с одним водителем, т.е. без груза. А какие сегодня показатели динамики у разных классов? Ведь они точно отличаются.
Бюджетные машины с двигателем 1,2 и 1,5 литра — это все-таки городские тихони, они разгоняются до сотни за 9-12 секунд. А вот машина подороже и помощнее — от 150 до 200 лошадиных сил, — это уже 7-9 секунд. Ну а 3-5 секунд — это спорткары или заряженные автомобили. Причем независимо от класса это может быть и легковушка, и внедорожник.
Так, от чего же зависит динамика? Может от навороченности мотора и вида топлива? Современные бензиновые и дизельные двигатели по показателям примерно одинаковые. Всё будет зависеть от мощности и наличия турбины или компрессора для нагнетания воздуха. Ну, а чем больше возможности двигателя, тем он дороже и время разгона меньше. Отсюда и выходит, что за каждую секунду приходится платить, и не мало.
А какой вариант коробки передач эффективнее? Ведь всегда считалось, что человек действует быстрее, а значит механика предпочтительнее? Не всё так однозначно. Современные автоматические коробки настолько совершенны, что именно они, а не механические коробки, дают возможность полностью раскрыть потенциал двигателя. Но это относится только к полноценным АКПП, вариаторы и роботы здесь точно не игроки.
Ну, а теперь о динамичном стиле езды. Он пришел к нам из автоспорта. Это не только резкий старт, но и быстрое ускорение во время движения. Но надо учитывать, что в таком режиме максимальные нагрузки испытывает весь автомобиль, в т.ч. двигатель и трансмиссия, сильно увеличивается расход топлива и изнашивается резина.
Резкий старт и ускорение в повседневных ситуациях, как правило, не нужны, да и невозможны. Это как с резвым, породистым скакуном, который раскрывается только на ипподроме, в городе ему делать нечего.
Автомобильный справочник
для настоящих любителей техники
Динамика автомобиля
Под динамикой автомобиля понимают его свойство перевозить грузы и пассажиров с максимально возможной средней скоростью при заданных дорожных условиях. Чем лучше динамика автомобиля, тем выше его производительность. Кроме того, динамика автомобиля в полной мере определяет безопасность его эксплуатации. Динамика автомобиля зависит от его тяговых и тормозных свойств.
Динамика прямолинейного движения
Общее сопротивление движению
Сопротивление движению вычисляется как (рис. «Силы сопротивления движению» ):
Мощность, которая должна поступить на ведущие колеса автомобиля для преодоления сопротивления движению (силы сопротивления движению), равна:
PW = FW v или PW = FWV /3600
Сопротивление качению
Сопротивление качению является следствием возникающих процессов деформации в зоне контакта шины с дорогой. При этом применимо следующее:
Fro =f G cosa — fmg cosa
Приближенный расчет сопротивления качению может быть выполнен путем использования коэффициентов, представленных в приведенной ниже таблице «Коэффициенты сопротивления качению» и на рис. «Сопротивление качению радиальных шин по ровной, горизонтальной дороге при нормальных нагрузке и внутреннем давлении».
Увеличение коэффициента сопротивления качению f прямо пропорционально уровню деформации и обратно пропорционально радиусу шины. Следовательно, коэффициент будет увеличиваться при увеличении нагрузки, скорости и при снижении давления в шине.
При прохождении поворотов сопротивление качению увеличивается за счет добавочного сопротивления повороту:
Fk=fкG
Коэффициент сопротивления повороту fк является функцией скорости движения автомобиля, радиуса поворота, геометрических характеристик подвески автомобиля, типа шин, давления в шинах и поведения автомобиля под действием поперечного ускорения.
Таблица.«Коэффициент аэродинамического сопротивления и мощность, затрачиваемая на преодоление аэродинамического сопротивления, для различных типов кузова»
Аэродинамическое сопротивление
Определяется по формуле:
FL = 0,5 p⋅ cw⋅ А (v + v0) 2
PL = FL = 0,5 р cw Av (v + v0) 2
Максимальное поперечное сечение автомобиля: А ≈0,9 х ширина колеи х высота.
Эмпирическое определение коэффициентов аэродинамического сопротивления и сопротивления качению
Этот метод применим для скоростей движения автомобиля до 100 км/ч.
Сопротивление движению автомобиля на подъем и силы, действующие на автомобиль при движении под уклон
Сопротивление движению на подъем (Fst со знаком плюс) и силы, действующие на автомобиль при движении под уклон (Fst со знаком минус) рассчитываются следующим образом:
Fst = G sinа = m g sina
Fst ≈ 0,01 m g p
Эти уравнения применимы с уклонами до р ⩽ 20%, поскольку при малых углах применимо следующее:
sina ≈ tana (погрешность менее 2 %).
Мощность, затрачиваемая на преодоление подъема, равна:
Pst = Fst v или если Pst измеряется в кВт, Fst в Н и v в км/ч:
Pst = Fst v/3600 = m g v sina/3600
Pst = m g p v / 3600
Продольный уклон дороги равен:
р = (h/l)⋅100 % или р = (tanа) ⋅100 %
где h соответствует проекции наклонной поверхности l на вертикальную ось.
Например, при р =50% отношение 1 к 2.
Пример вычисления силы тяги и мощности, затрачиваемой на преодоление подъема
Для преодоления подъема с уклоном р = 21 %, автомобилю массой 1500 кг потребуется сила тяги на колесах приблизительно 1,5 x 2000 Н = 3000 Н (значение из табл. «Угол уклона и сопротивление движению на подъем» ) и при v = 40 км/ч мощность, затрачиваемая на преодоление подъема, приблизительно 1,5 х 22 кВт = 31 кВт (значение из табл. «Сопротивление движению на подъем и мощность, затрачиваемая на преодоление подъема» ).
Сила тяги
Чем больше крутящий момент двигателя М и общее передаточное число трансмиссии i между двигателем и ведущими колесами, и чем ниже потери мощности в трансмиссии, тем выше сила тяги F на ведущих колесах автомобиля.
F = (Mi/r)⋅η или F = P η / v
Сила тяги частично затрачивается на преодоление сопротивления движению. При большом сопротивлении движению, имеющем место на подъемах, следует включать в коробке передач пониженную передачу (т. е. увеличивать передаточное число трансмиссии).
Частота вращения коленчатого вала двигателя и скорость автомобиля
Частота вращения коленчатого вала вычисляется как:
n = 60vi / 2 πr
n = 1000vi / 2π·60r
Ускорение
Избыточная сила F-Fw вызывает ускорение автомобиля. Или замедление, когда Fw превышает F
a = (F-Fw) / km m
a = (P η — Pw) / v km m
Коэффициент учета вращающихся масс km (рис. «Определение коэффициента учета вращающихся масс km» ) позволяет учесть дополнительное увеличение инерционных масс автомобиля из-за наличия вращающихся частей (колеса, маховик, коленчатый вал и т. п.).
Сила тяги и скорость автомобилей с автоматической трансмиссией
Когда уравнение силы тяги применяется для автомобилей с автоматической трансмиссией с гидротрансформатором или гидромуфтой, крутящий момент двигателя заменяется крутящим моментом турбины гидротрансформатора, а частота вращения коленчатого вала двигателя — частотой вращения турбины гидротрансформатора. Используя кривую характеристики гидротрансформатора, можно определить зависимость между
и скоростной характеристикой двигателя
Силовой баланс для отдельных передач в функции скорости движения может быть определена из диаграммы силы тяги/сопротивления движению. На диаграмме можно увидеть точки излома, типичные для гидротрансформатора, возникающие вследствие мультипликации крутящего момента. Максимальную скорость в каждом случае для данной передачи можно определить по точкам пересечения линий тягового усилия с линиями сопротивления движению.
Динамика или «приёмистость» автомобиля
Современные автомобили достаточно скоростные, ведь даже у самых маленьких моделей этот показатель вполне на уровне. Но в России, даже на платных магистралях с хорошим покрытием, скорость все равно ограничивается 130 км/ч, поэтому её максимальное значение – не самая главная характеристика автомобиля. Другое дело динамика или «приёмистость». Давайте обсудим, как она замеряется, для чего нужна, и как влияет на состояние всего автомобиля.
Время разгона или – параметр, указанный в технических характеристиках авто. Определяется он очень просто. Это количество секунд, которое требуется машине для достижения с места скорости 100 км/ч. Соответственно, чем меньше это значение, тем машина резвее.
Но не стоит думать, что динамика нужна только спорткарам. На самом деле этот показатель важен и для повседневной езды, например чтобы обогнать поток или безопасно совершить обгон, не создавая при этом аварийных ситуаций для других участников движения.
Так от чего зависит приёмистость авто? В первую очередь от двигателя, причем современные дизели в этом плане, ничуть не уступают бензиновым моторам. И дело тут не только в количестве лошадиных сил. Основной показатель приёмистости двигателя – его крутящий момент. Кстати, в зависимости от передаточного числа шестерен, действует разный крутящий момент, и машина по-разному разгоняется на разных передачах, а значит, важен и тип трансмиссии.
Ещё недавно считалось, что механика для динамичной езды предпочтительнее. Но в современных машинах двигателем и автоматом управляет компьютер, и их связка настолько совершенна, что они срабатывают быстрее ручного переключения. Кроме того, уже никого не удивляют 8-ми, и даже 9-ти ступенчатые АКПП, и почти у всех у них есть так называемый спортивный режим «S», повышающий резвость.
Помимо всего прочего, на приёмистость авто влияет тип привода. Моноприводная машина при прочих равных будет заметно быстрее. Имеет значение также и всё, что связано с техническим состоянием автомобиля, и даже с качеством топлива. Не стоит забывать и о том, что включенное дополнительное оборудование заметно притормаживает разгон. Например, работающий кондиционер забирает у двигателя до 8% мощности.
Но самое главное, во время движения в динамичном режиме весь автомобиль: двигатель, трансмиссия, подвеска, тормозная система и даже шины испытывают максимальные нагрузки, что, конечно, отражается на их долговечности. Кстати, расход топлива и масла при этом увеличиваются в разы. Поэтому ездить динамично нужно в меру и лишь по необходимости. Хотя, хорошая динамика автомобиля это часть удовольствия от вождения. Но за него, как известно, нужно платить.
Как динамика влияет на характеристики автомобиля
Давайте разберемся, каким образом определяется динамика автомобиля, как она связана со стоимостью, безопасностью и расходом топлива, и какие варианты двигателя динамичнее остальных?
Представляя автомобиль, производители показывают практически все его характеристики, в том числе и динамику. Но мы почему-то не всегда обращаем на неё внимание, а ведь показатель этот не менее важный, чем расход топлива.
Динамику определяют во время испытаний на динаметрической трассе, когда автомобиль несколько раз проезжает дистанцию с замером времени разгона до 100 км/ч сначала в одну сторону, затем в другую. Показатель динамики зависит и от класса, и от мощности двигателя, и от типа трансмиссии.
Сначала о двигателях. Чем больше лошадиных сил, тем выше у него крутящий момент, а значит и показатель динамики. А вот тип: бензиновый или дизельный двигатель значений не имеет. Важна и трансмиссия. Раньше считалось, что ручной вариант быстрее. Но сегодня связка: коробка, компьютер, двигатель опережает реакцию человека.
Динамичнее всего в обычной жизни заряженные версии, машины бизнес-класса и люксовые внедорожники с двигателями мощностью от 250 л.с. и больше с разгоном от 4 до 7 секунд. Для обычных легковушек этот показатель составляет 9-11 секунд, чего в городе вполне достаточно для среднестатистического движения.
Минивэни и покорители бездорожья, внедорожники, хоть и обладают мощными моторами, но разгон у них, скажем так, спокойный – в диапазоне 11-13 секунд. Это и понятно, ведь все-таки они предназначены для спокойной степенной езды или преодоления препятствий, где динамика совершенно не нужна.
А как обстоят дела с обслуживанием таких авто? Есть ли отличия по стоимости? Конечно, у машин помощнее обслуживание будет подороже. Это связано с более сложной конструкцией мотора. У них усиленная подвеска, коробка, более мощные тормоза и даже другая резина, да и масло им требуется более совершенное, а значит и дорогое.
Кстати, ТО на таких автомобилях тоже нужно проводить чаще. Всё это удовольствие обходится в копеечку. Расход топлива при динамичном режиме значительно увеличивается и может превышать средний более чем в 2 раза, причем производители это почему-то не указывают.
Связана динамика, как не странно, и с безопасностью. В первую очередь, она нужна чтобы завершить маневр. Требуется это, правда, не часто, но такая возможность поможет избежать аварии.
Сегодня производители предоставляют нам широкий выбор. Одна и та же модель может быть представлена с разными моторами попроще или помощнее. Самое главное, подобрать его под свой стиль вождения. Кому-то важнее выиграть несколько дорогих секунд, а кому-то спокойная безопасная езда.