Warum ist bei manchen Autos eine Zeit von 5−60mph5−60mph5-60mph langsamer als eine 0−60mph0−60mph0-60mph Zeit?

Ok, aus dem Link von @count_to_10 denke ich, dass die Antwort aus dieser Antwort klar ist :

Sie können bei jeder gewünschten Drehzahl von einem toten Punkt aus starten, während bei 5 MPH davon ausgegangen wird, dass das Auto bereits bei niedrigen Drehzahlen einen Gang eingelegt hat.

Wenn Sie aus dem Stand starten, können Sie den Motor auf jede gewünschte Drehzahl drehen, bevor Sie die Kupplung betätigen, um die Achse einzurücken. Vielleicht könnte man die Haftreibung der Oberfläche anpassen, um die maximal mögliche Beschleunigung zu erreichen. Wenn sie bei 5 mph beginnen, macht eine andere Antwort auf dieser Seite deutlich, dass sie davon ausgehen, dass Ihre Drehzahlen an Ihre Bewegung angepasst sind:

„Wie wäre es, mit 5 km/h zu rollen und die Kupplung wie bei einem normalen Start fallen zu lassen? Würde das nicht helfen?“
Ja, aber so testen sie nicht 5-60 oder andere rollende Beschleunigungstests. Das ist der Sinn von ihnen: zu testen, wie viel Durchzugskraft Sie haben, während Sie bereits rollen, im Gang ohne Kupplungsabfall.

Der Motor muss sich also durch den gesamten Drehzahlbereich bewegen, was mehr Leistung erfordert.

Beim rollenden Start gibt es keinen Reifenschlupf oder Hochdrehen des Motors und so beginnt der Lauf bei niedrigen Drehzahlen, wo der Motor weniger Leistung bringt.

Bei einem rollenden Start könnte der Motor bei 2000 U / min beispielsweise 200 lb-ft (oder 76 PS) leisten, was zu einer Beschleunigung von 0,45 g bei 5 km / h führt (in diesem Beispiel beträgt die Beschleunigung das 0,002253-fache des erzeugten Drehmoments).

Bei einem Start aus dem Stand wird der Motor zuerst auf Touren gebracht, dann wird seine kinetische Energie auf das Auto übertragen, was fast augenblicklich die ersten 5 mph ergibt. Zu diesem Zeitpunkt rutscht die Kupplung entweder noch oder die Reifen drehen durch, sodass der Motor bei etwa 4500 U / min läuft. Die höhere Motordrehzahl und das etwas höhere Drehmoment (wie 220 lb-ft) führen zu einer deutlich höheren Motorleistung von etwa 188 PS (Leistung = Drehmoment × U / min / 5250). Ein Teil dieser Leistung geht aufgrund des Rutschens der Kupplung/des Reifens verloren, sodass die Räder etwa 50 % bis 60 % davon oder 113 PS sehen. Bei denselben 5 mph bedeutet diese Leistung an den Rädern etwa 0,67 g Beschleunigung (oder 0,0030-mal erzeugtes Drehmoment) oder 35 % mehr.

Zusammenfassend,

• Rollender Start: Der Motor geht ins Stocken und es braucht Zeit, um das "Leistungsband" zu erreichen. Die Spitzenbeschleunigung wird nur durch das Motordrehmoment bestimmt.

• Start: Lassen Sie den Motor im "mittleren Bereich" drehen und rutschen Sie die Kupplung oder drehen Sie die Reifen weit genug, um die verfügbare Traktion auszugleichen.

Das ist weniger eine Frage der Physik als vielmehr eine Frage der Mechanik .

Der Richtwert von 0–60 mph wird häufig in Veröffentlichungen für Autoenthusiasten zitiert. Wie bei jedem Benchmark werden die Hersteller versuchen, das System zu manipulieren. Schicke Sportwagen haben Launch-Control- Systeme: Wenn das Auto aus dem Stand startet und das Gaspedal durchtritt, greift eine spezielle Programmierung mit extrem aggressiver Schaltung und Motorabstimmung, ohne Rücksicht auf übliche Überlegungen wie Langlebigkeit und Emissionen.

Im Grunde ist es ein bisschen wie beim Volkswagenfahren , aber weniger schlimm, da der Testfall im wirklichen Leben selten vorkommt. Wenn die Tuning-Technik das gewünschte Ergebnis der Maximierung der Beschleunigung um jeden Preis erzielt, dann ist es wohl kein Betrug.

Die Antworten sind richtig, aber nur um dies aus mathematischer Sicht zu betrachten (wobei meiner Meinung nach die Verwirrung beginnt):

Es scheint in der Tat seltsam, dass ausgehend von der Geschwindigkeit$v_{5}>0$, die Mindestzeit ist höher, da die Trajektorie vom Anfangszustand ausgeht$v_0 = 0$wird gewaltsam passieren$v_{5}$;
das würde darauf hindeuten$v_{5}$ist ein Punkt, der auf derselben Umlaufbahn liegt wie$v_0$, und sollte daher demselben Pfad folgen und einfach eine Teilbahn (Teilsegment) sein, die am selben Punkt endet$v_{60}$. Dies folgt aus dem Optimalitätsprinzip (siehe unten) oder aus dynamischer Sicht, indem man den Zustandsraum als Vektorfeld betrachtet: Bahnen (und damit Trajektorien) können sich nicht kreuzen.

Die Erklärung ist die$x,v$(wo$x$ist die Position, und$v$ist die Geschwindigkeit) stellt nicht den gesamten Zustandsraum dar: Um genau zu sein, müssen wir den Zustandsraum mit Dingen wie der Winkelgeschwindigkeit der Räder (RPM) sowie diskreten Wechseln in der Dynamik aufgrund von Gangwechseln usw. erweitern Dies würde es dem Vektorfeld ermöglichen, sich zu ändern, und daher das Problem vermeiden, dass scheinbar derselbe Punkt im Vektorfeld nach zwei verschiedenen Umlaufbahnen zu derselben Endbedingung fließt.

Eine intuitive Erklärung des Optimalitätskriteriums (direkt aus dem Bertsekas-Buch "Dynamic Programming and Optimal Control I"):

Angenommen, die schnellste Route von Los Angeles nach Boston führt durch Chicago. Das Prinzip der Optimalität bedeutet die offensichtliche Tatsache, dass der Teil der Route von Chicago nach Boston auch die schnellste Route für eine Reise ist, die in Chicago beginnt und in Boston endet.

In Ihrem Beispiel entsprechen die Punkte im Zustandsraum den Städten im intuitiven Beispiel.