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【科普】电动汽车为什么不用变速箱来控制转速?

2015-11-26 09:56
吃瓜天狼
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  但突然,旁边有辆ModelSP85向你赤裸裸地发动了挑衅,这时候要榨取这辆传奇车型的最大动力,你该怎么办?

  如果你的变速箱这个时候仍然放在7档,那么即使油门到底,发动机输出的扭矩也只有225磅英尺,经过变速箱和主减速器的放大,先不考虑传动效率的损失,到车轮上也不过只有225x2.44=549磅英尺而已。靠这点扭矩想干翻特斯拉?

  如果你迷信发动机扭矩决定最大加速度的说法,这时候一个很明显的选择是直接降到3档,转速瞬间上升到5074RPM,接近最大扭矩转速,此时发动机输出300磅英尺的扭矩,经过变速箱和主减速器的放大,到达车轮上的扭矩有300x5.33=1600磅英尺。

  特斯拉ModelSP85这个时候发动机扭矩输出是325牛米也就是240磅英尺,乘以9.73的最终减速比,是240x9.73=2332镑英尺。虽然看起来是ModelSP85轮上扭矩牛一点,但是别忘了它沉啊。P85S重2140kg,但你911GT3只有1430kg啊,1600/1430=1.12明显大于后者的2332/2140=1.09,你立即取得微弱的优势(抱歉这里为了计算方便没有统一使用公制或英制单位)。

  不过,其实如果你这么选择档位,简直就是暴殄天物。你可是911GT3!碰上这种不知天高地厚的后生,难道不应该教训一下他什么叫做内燃机的“后劲”吗?

  所以,这时候正确的办法,是直接降到2档,此时发动机接近最大功率转速,输出415马力,287磅英尺的扭矩,经过变速箱和主减速器的放大,到达车轮上的扭矩有287x7.88=2261磅英尺。尽情地嘲笑特斯拉吧!

  所以,正是因为有了变速箱,内燃机可以根据车速,改变总减速比,使得不管车速是多少,发动机转速都可以尽量接近最大功率的转速,从而尽可能输出更多动力。(如果是无极变速箱,那甚至可以一直维持在最大功率转速输出动力)

  关于为什么最大功率而不是最大扭矩决定给定速度下的最大加速能力,我在汽车发动机的两个参数马力和扭矩,哪个更能体现动力性?-鱼非鱼的回答里面详细解释过,不过当时好像包括很多学车辆工程的人在内都不同意这个说法。如果你现在相信我了,不如去点个赞。(如果给定档位,加速度则是由最大扭矩决定的)

  我们再来看看特斯拉的外特性曲线,其中红色的实线和虚线分别是是P85的最大扭矩和功率输出曲线。因为特斯拉没有变速箱,只有一个固定减速比,所以横坐标就是车辆行驶速度(MPH即英里/时),它永远跟电机转速成固定比例。根据无往计算,8000转时车速是109公里/时,75mph也就是120公里时的时候,对应的转速大概是120/109x8000=8807转,其他速度也可以以此类推。

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