最近看网上有人说电动车高速耗电大是因为没有变速箱,看到这个我真的很想看。(威廉莎士比亚、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车、电动汽车) 。
算了,我来说说这个变速箱。
我们一般日常生活中比较常见的传动方式有齿轮、链传动、皮带传动和流体传动。我们常见的汽车变速箱是齿轮传动。当然是CVT变速箱。他属于皮带传动。
变速箱从字面上可以理解变速。变速嘛……。在调整转速的同时,正在放大或缩小发动机或马达的扭矩。我们都知道,不管是发动机还是电动机,他都有最大扭矩值。下面是搜索的车型的最大扭矩,车型大小高低都有。
序列号
燃油车
发动机最大扭矩
电动汽车
马达最大扭矩
1
维茨1.5
138
红光迷你
85/110
2
宝骏310 1.2
112
QQ冰淇淋
85
3
岳祥1.4
135/145
小蚂蚁
120/150
4
现代接受1.4
132
saho E10X
95/150
5
飞行度1.5
155
Kiwi EV
150
6
波罗1.5
145
本埃夫
170
7
玄幻1.5
139
领先的T03
155/158
8
轩逸1.6
159
领头羊C11
360/720
9
宝丽来1.5
145/200/250
娜塔u
210/310
10
卡罗拉1.5
148/185
娜塔v
110/150/175
11
福克斯1.5T
153/243
欧拉好猫/好猫GT
210/250
12
思域1.5T
180/240
大蚂蚁
295
13
帝豪1.5
147
微蓝色
265
14
英格兰1.5
141/230
AION S
350
15
红旗H5 1.5T
258/320
AION V
350
16
雅阁1.5T
260
AION Y
225
17
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凯美瑞2.0
210/250
合创Z03
225
18
天籁2.0
197/371
小鹏P5
310
19
迈腾2.0T
320/350
小鹏P7
310
20
蒙迪欧2.0T
376
几何A
310
21
A4L 2.0T
270/320/370
海豚
180/280
22
雷克萨斯ES2.0
208/243
宋pro新能源
316/325
23
宝马3系2.0T
250/300/400
汉
350/700
24
宝马5系2.0T
290/350
理想one
455
25
A6L 2.0T
320/350 /500
问界M5
360/675/720
26
奔驰C级1.5T
250/300
EC6
610/725
27
红旗H9 2.0T
380/400
ID.3
310
28
A8L3.0T
450/500 /660
ID.4
310/472
29
奔驰S 2.5T
450/500 /520
ID.5
310
30
宝马7系2.0T/6.6T
400/450/850
非凡ER6
280
31
保时捷911 3.0T
530/800
岚图FREE
520/1040
33
奥迪R8
570
MODE 3
340/659
34
魅影6.6T
870
MODE Y
440/559
要了解变速箱,我们就要了解一些基本的物理知识。首先就是牵引力,说简单点,就是汽车那么大个物体,需要多大的力才能拉得动。然后我们将这个牵引力再算到轮胎上,因为轮胎有大小,所以其滚动半径也不一样,所以轮上转矩也不一样,这个算法暂时不计算风阻,就算纯粹的滚动阻力,也不算最大静摩擦力。
牵引力F=fs*m*G(此公式适用于物体做匀速直线运动)
牵引力F= fs*m*G+i*m*G(此公式适用于物体做匀速爬坡直线运动)
fs———-汽车行驶中,不同地面的摩擦力(沥青路0.014,砂石路0.020,卵石路0.025);
m———-汽车质量;
i———-坡度(i=h/lx100%。公式描述:公式中h为高度差,l为水平距离)
按这个算法,就算一个1.5吨的小汽车在一个平直的沥青路上牵引力需多少呢?
F=0.014*1500*9.8=205.8N
也就20公斤的力,这让我想起了过去开老桑塔纳打不着火的时候,一个人就能推着的事;这也就能看出来光光使车在平路上动起来,实在不需要多大的力,当然这个推车仅限于平路或下坡,上坡没干过。
我们再算算上坡所需要的牵引力需要多大,根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定:各级公路的最大纵坡不应大于3%~9%,则上9%坡的牵引力
F=0.014*1500*9.8=205.8N+0.09*1500*9.8=1528.8N——–(9%坡)
F=0.014*1500*9.8=205.8N+0.2*1500*9.8=3145N——–(20%坡,一般小轿车要求)
9%的坡需要150公斤以上的力,这个力估计已经没有几个人能推得动了。
说了人推车,我们还是要回过头说汽车本身的事,要说变速箱;我们现在知道了整车的牵引力,那么这个牵引力按轮上扭矩算又是多少呢。目前的汽车轮胎,一般来说微型车用得比较小,滚动半径在0.25-0.28,基本上也是车越大,轮胎也越大。在目前追求视觉效果的影响下,轮胎也是越做越大,紧凑型车滚动半径0.3的也是随处可见(大概215的胎),我们按0.3的滚动半径计算,则轮上扭矩为
平路205.8*0.3=61.74N,
9%坡1528.8*0.3=458.6N
20%坡3145.8*0.3=943.7N
943N基本上超过了所有数车型的最大扭矩。所以就必须要变速箱,不然根本就爬不了坡。这就需要变速箱登场。
本篇主要说电动车的单速比变速箱,目前大多数的单速比变速箱传动比基本在8-10之间,而电机的最大扭矩都动辄2-300N,转速范围从0-10000rpm都没问题;纯电车的电机在宽转速范围内的效率都很高,无论是800rpm还是8000rpm,效率都能做到90%以上(我前面都有文章介绍)。这样经过固定速比变速箱的扭矩放大后,电车轮上扭矩基本都在1600N以上,这个扭矩,是足够能牵引一个车在平路跑,能够9%的坡上跑,能够爬20%的坡,当然这个是未计算高速风阻等因素。
那么风阻有多大呢?能不能克服高速的风阻呢?
风阻的计算公式Fw=1/16·A·Cw·v2(kg)
其中:
v为行车速度,单位:m/s;(不知道能不能看出公式,上面是速度平方,不是V2)
A为汽车横截面面积,单位:m2;
Cw为风阻系数
根据一般车型的计算,120km/h时的风阻大概是2倍的平路滚动阻力,到140km/h的时候就已经接近3倍了。速度越高,风阻是成倍增加,而不是成比例增加。
重要的事说三遍,这个老师要考:P=FV
功率=牵引力*速度
速度越高,所需要的功率越大,所以别再说电动车高速的效率低了,是高速需要的功率更大了。
再来说大家感受最深的加速度。
加速度,牛顿第二定律:F=ma,
a就是加速度,m是质量
如果a=0,那么就是匀速行驶,
加速度a=F/m,
按轮上扭矩1600N的话a=1600/1500=1.06m/s2
也就是说,不考虑轮胎能不能承受的话,一般点的电车加速度可以做到1G,当然速度越高,风阻越大;所有也只能说前半段可以,如果全段都是的话,基本上就是0-100加速2.7s以内吧。
最后好像都没说变速箱的啥事,就集中说一下了,齿轮传动的效率大概在0.94-0.99,单速比变速箱大概是二级传动,不考虑半轴万向节的损失的话,单速比变速箱的传动效率在0.88-0.98之间。而多档位的变速箱一般都3、5级传动,有的甚至更多,有的还有液力变矩器等等,所以其效率要低得多。而CVT和AT也只有85%的样子。
说了这么多,如有对错,还请指正交流
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