变速箱对汽车油耗和动力的影响大吗

2023-01-16 11:48:46 作者:蔡金盛
其实变速箱对汽车动力影响的直接点就是变速箱的传动比。变速箱的本质是一个变矩器,所以我们也可以称之为"变矩器"。来,让先动个公式:功率=转速x扭矩,即发动机输出功率不变时,扭矩越大,发动机转速越低。

所以让让我们看看变速箱在发动机动力传递过程中的作用。

我们都知道,决定汽车速度的因素是发动机在单位时间内的输出功率。这是一个笼统的说法,但如果要说得更细,就是单位时间内发动机功率最终传递给车轮的车轮扭矩值。

在变速箱的整个动力传递过程中,发动机动力会大大降低发动机转速在变速箱的作用下传递到车轮主驱动齿轮比和尾齿轮减速,所以最终传递给车轮的扭矩会大于发动机做功时的输出扭矩,这就是为什么变速箱被称为"变矩器箱",而这也是变速箱存在的意义。

上面简单介绍了变速箱在整个动力传递中的本质,那么它是如何改变扭矩的呢?

手动变速箱双离合变速箱、AT变速箱一样,它们工作的核心是齿轮啮合,也就是主动齿轮与主动齿轮的比值的变矩原理。很多汽车作者也喜欢用山地车的变速原理来解释这个原理,变速箱的原理也确实大致是这样的。

低速时,变速箱利用直径较小的主动齿轮带动直径较大的从动齿轮转动。这"直径较大的小皮带"齿轮转动结构会使直径较小的主齿轮承受更大的啮合阻力和转动阻力。此时,直径小的主齿轮转动几周后,直径大的从动齿轮会转动一次。在这种情况下,变速箱最终传递给车轮的速度会很低。

这时,我们可以从公式"功率=速度x扭矩"即当发动机输出功率不变时,发动机在低速档状态下的转速降低,那么扭矩自然增大,最终传递给车轮的车轮扭矩变大。在高挡位时,变速箱的主从动齿轮是大直径的主齿轮来带动小直径的从动齿轮,也就是说一旦主齿轮转动,从动齿轮就已经转动了几周,这样传递给车轮的转速自然增加,然后车轮扭矩自然降低。

以上是变速箱的基本工作原理,所以在变速箱的结构设计方面,变速箱可以分为两种:"稀疏的牙齿"和"密集的牙齿"。

齿薄是指变速箱中每个档位的传动比范围比较大。简单来说,相邻的挡位在换的时候,它们之间的速度变化会比较大。也就是说,每次换挡之后,你会发现下一个档位的转速会下降更大的数值,而密齿的意义正好与疏齿相反。

齿轮箱可分为疏齿和密齿。这是因为不同的变速箱需要满足不同车型对速度和运动特性的要求。这里有个汽车热评教你一个简单的判断变速箱是疏齿还是密齿的方法。

很简单,看看你的发动机的速度范围最大扭矩输出值。这个数值范围越窄,越适合你的发动机的功率输出是为"密集齿轮"变速箱结构,反之亦然。

如果你还能t判断,一般来说,排量越大,自吸车的扭矩输出范围越宽,这类车适合使用稀疏变速箱,而一些小排量涡轮车或偏动车通常使用密集变速箱。

因为如果使用扭矩输出范围较大的密排变速箱,虽然每个档位的动力输出会得到保证,但是要面对不断换挡的问题,大排量发动机本身的动力输出会比较强劲。采用密排变速箱结构,其传动比的变化范围会相对较窄,所以对于这些动力强劲的车辆来说,每次换挡时的动力浪费会比较严重,所以这类车辆使用密排变速箱是没有意义的。一辆跑车为了保证每个档位最大的动力输出,采用密集的变速箱可以更好的满足其扭矩输出和运动特性。

上面的一车热评用了很大的篇幅来讲变速箱对动力的影响。由于篇幅有限,下面简单描述一下对油耗的影响。对变速箱油耗的影响不仅取决于齿轮啮合过程中的功率损失,还取决于变速箱与发动机的匹配程度。

让让我们先来谈谈动态参与。除了在变矩器中损失一部分功率外,AT变速箱和手动变速箱、双离合变速箱一样,相邻档位之间的传动比越大,齿轮啮合过程中的功率损失越大。即如果用最小的主动齿轮驱动较大的从动齿轮,主动齿轮首先需要更大的动力来克服齿轮间的阻力,而在这个过程中,这部分损失的动力无法最终传递到车轮上。

这也是目前变速箱齿轮越多的原因,因为齿轮越多,齿轮啮合过程中的动力损失越小,动力传递的机械效率越高,变速箱对油耗的帮助也就越大。

其次,让下面我们来谈谈变速箱和发动机匹配的关系。变速箱与发动机的匹配不仅包括动力传动舒适性的匹配,还包括ECU与TCU的电子信息检测与传输的匹配。前者可以称为"动力匹配"而后者可以称为"电子信息匹配"。

无论变速箱和发动机之间采用什么样的匹配,发动机在各个档位采用什么样的传动比,才能满足发动机在这种行驶工况下的动力输出属性,这些都是考验各个车企真实实力的硬技术,同时也体现了车企对于这款车型的一种设计和运动定位。总之,变速箱和发动机的匹配度越高,这款车的燃油经济性就越好。

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