车辆以120km/h行驶时,发动机理想转速范围解析及转速对汽车性能的影响(假如你的车高速跑120km/h,你的发动机转速是多少?转速越低的车越好吗?)
"车辆以120km/h行驶时,发动机理想转速范围解析及转速对汽车性能的影响"
跑120km/h时发动机转速高低直接取决于传动系统,和变速箱最高挡位变速比和差速器减速比有关系。而这一切又取决于车辆的动力条件。一般来说除了CVT变速箱外转速越低车辆性能越好。
上图是一个手动变速箱的结构示意图,下面那根轴连着发动机,它上面的齿轮叫做主动齿轮。上面那根轴连着车轮,它上面的齿轮叫做从动齿轮。可以看到一档是小齿轮带动大齿轮,这种组合减速程度最大,扭矩放大倍数更多。具体表现为一档扭矩大但是跑不快。到了二档可以看到主动齿轮变大,从动齿轮变小,虽然整体还是小齿轮驱动大齿轮,但是齿轮直径差已经减小。这种组合减速程度比一档小,扭矩放大倍数也比一档低,具体表现就是同样转速下二档车速更快,但是扭矩小于一档。
而三档两个齿轮一样大了,这时候主动齿轮和从动齿轮转速相同,扭矩也不会放大了这被称为直接档。
到了四档和五档情况就变了,主动齿轮变大而从动齿轮变小,这种组合可以放大转速但是扭矩减小。而且从四档到五档这种趋势越明显。具体表现为四档和五档行驶时速度更快,但是传递给车轮的扭矩越来越小。
由此可知最高档位主动齿轮与从动齿轮的直径差决定着相同时速下发动机转速的高低。最高挡位主动齿轮与从动齿轮直径差别越大,相同时速下最高挡位发动机转速越低。但是这个直径差不能太大,否则扭矩衰减厉害。因此这个比例是根据发动机动力水平设计的。发动机动力性越好那么最高档位主动齿轮和从动齿轮的直径差别就能越大,这样在最高档位行驶时发动机转速才能尽可能降低。车辆极速也能更高。
而动力水平好的车一般都是比较贵一点的,所以从某种程度上来说以120的时速行驶时发动机转速越低车辆性能越好。
有些配备了CVT变速箱的车动力也不算好但是高速巡航时发动机转速反而比动力更好的车还低,这是CVT变速箱的特性决定的。CVT变速箱靠改变两个锥轮的直径来改变传动比的,在已有的硬件基础上可以实现很大范围的传动比改变,因此高速巡航时可以尽可能减小减速比从而降低发动机转速。
而其他变速箱想要扩大传动比范围只能增加物理档位,这必然会增加成本和变速箱体积重量,同时还会增加故障概率。所以这些变速箱都需要根据发动机匹配合适的传动比范围,也就有了高速行驶中转速高低的差异。
当爱车以120公里时速驰骋高速公路,其引擎转速悠然自得,各车型各异。转速低不仅映衬出引擎的从容高效,更是静谧与舒适的代言,但并非绝对优劣之分,平衡之道方显车辆真章。
我开的车不少,日系,德系,美系,BBA,国产都开过,开完一圈后发现,高速跑120km的时候,凭借转速来判断一款车好不好是非常片面的,容易被忽悠。高速跑120km的转速高低,影响的因素非常多,也不是转速越低越好。下面,我从多个角度给大家解析一下,让大家了解时速跟转速之间的内在逻辑。
相同时速下,影响发动机转速高低的因素主要分为四种。第一种是该车使用哪种变速箱。举个对比强烈的例子,三十多万的宝马三系跑到120的时候,发动机转速是1700转左右。十多万的最新款日产轩逸,跑到120发动机转速只有1800转左右。二者时速同为120,转速差不多,就能武断的说轩逸跟宝马三系差不多吗?但凡懂车的人,都不会这样想。这背后的主要原因,就在于变速箱。
对于汽车来说,发动机是动力之源,可以驱动车轮滚动,从而驱动车辆前进。但是无论是低端车还是高端车,发动机的动力想要到达车轮,都必须经过变速箱。因为变速箱技术原理不同,导致变速箱齿比不同。齿比不同,相同时速下转速也不一样。
现在的变速箱分为手动挡,使用二套离合装置的DCT双离合变速箱,使用钢带传动的CVT无极变速箱,使用行星齿轮组变速的AT手自一体变速箱。其中的手动挡,双离合变速箱,AT手自一体变速箱,都利用齿轮之间的啮合变速箱,只能做出固定的传动比。CVT无极变速箱利用二个锥桶夹着的钢带变速,没有固定传动比,可以随意变速,所以叫做无极变速箱。
目前手动变速箱最常见的是五档,六档变速箱。以大众速腾1.6L 的手动挡举例,使用五档变速箱,一挡到五档的齿比分别为3.455,1.955,1.281,0.975,0.813。
双离合变速箱最常见的是七速双离合,以大众的七速双离合举例,一挡的齿比为3.5,七档的齿比为0.795.
AT手自一体变速箱有很多高端,多档位变速箱,比如采埃孚的9AT,通用的10AT,福特的9AT等。以采埃孚的9AT变速箱举例,一挡到9档的齿比分别为4.713,2.842,1.909,1.382,1.0,0.808,0.699,0.58,0.48。
CVT变速箱使用无极变速箱,并没有齿比的概念。很多模拟七档,模拟十档的CVT无极变速箱,也只是模拟齿比,并不是真实的档位,本质还是无极变速箱。
结合上面四种变速箱的齿比,一辆车跑到120的时候,都挂上了最高档。假设发动机动力相同的情况下,五档手动的齿比此时为0.813,七速双离合的齿比为0.795,9AT的齿比此时为0.48,CVT则没有固定齿比。发动机转一圈,五档手动变速箱经过齿轮变速驱动车轮转1.2圈,七速双离合转1.3圈,9AT转1.5圈,CVT可以由车企自己选择转一圈或者二圈。反推一下,档位的齿比越低,在时速相同,车轮转速相同的情况下,发动机的转速就可以更低。
这也是很多高端车,如BBA高速跑到120转速不到2000的原因,因为使用的变速箱档位多,最高档位的齿比低。而美系的别克,雪佛兰等家用车,使用了9AT变速箱的车型,哪怕价格不高,跑到120的时候,发动机转速也不会超过2000,也是因为使用了多档位变速箱,最高档的齿比很低。
这其中,有一个异类,就是CVT无极变速箱,可以无极变速,跑到120的时候,只需要动一下锥桶,就能调节不同的传动比,齿比可以很低,也可以很高。为了省油,实际“齿比”跟9AT差不多,所以一台十万块的轩逸,跑到120发动机转速可以跟使用8AT变速箱的宝马三系差不多。
第二种是该车使用哪种发动机。
现在的发动机,分为自吸发动机跟涡轮发动机。自吸大排量的时代已经过去,主流的自吸发动机都是1.5L,2.0L,2.4L为主。这些发动机,马力较小,扭矩也小,最大扭矩转速还高。涡轮增压发动机排量跟自吸发动机类似,但是加了涡轮后,马力更大,扭矩更大,最大扭矩转速来的更早,更加宽泛。
以1.5L排量的自吸发动机跟涡轮增压发动机举例。本田的1.5L自吸发动机,最大马力96kw,最大扭矩155n/M,最大扭矩转速4600转。1.5T涡轮增压发动机,最大功率142kw,最大扭矩243n/M,最大扭矩转速2000~4000.
假设一台车跑到120km/h,需要30kw 的发动机功率,根据功率的换算公式:P(功率)=T(扭矩)*N(转速)/9500的公式,在变速箱齿比相同的情况下,为了达到维持时速120的所需的30kw功率。1.5L自吸发动机,为了在油耗,动力,噪音等等方面取得平衡,发动机扭矩155n/M,只能拉高转速,尽可能的逼近最大扭矩转速区间,才能有30KW的功率,维持住120的时速。比如本田飞度用1.5L发动机,使用手动变速箱的车子,跑到120,发动机转速高达4000转。若是使用1.5T发动机的本田CRV,发动机马力大,最大扭矩转速有243n/M,跑到120的时候,发动机转速只需要拉到2200转,就有30kw功率,就能维持住速度。
所以,发动机越强,扭矩越高,扭矩转速越低,达到相同功率的发动机转速就越低。可见,发动机的好坏,是影响高速跑到120时速高低的关键因素。
第三种是该车目前使用哪个档位。
以自己变速箱为例,前进档有D档,S档。二者同为前进档,但是调教逻辑不同。D档追求省油舒适,动力一般。S档动力强,但是不省油,发动机噪音大,舒适性会打折。在动力相同,变速箱相同的情况下,跑到120的时候,宝马三系用D档,转速只有不到2000转。但是挂S档,转速在2500~4000转,这就是档位带来的差异。
总结起来,使用固定齿比变速箱的车,即使用手动挡,DCT双离合,AT手自一体变速箱的车,跑到120的时候,转速越低越好。这代表该车肯定使用了技术先进的多档位变速箱,更大马力的发动机。从汽车市场潜在的产品定位逻辑,使用多档位变速箱,大马力发动机的车,都是好车,都不便宜,自然是好的。若是日系使用CVT变速箱的车,是在变速箱上面作弊,不能用这个标准来判断车的好坏。相反,日系的CVT变速箱,成本低,质量存在先天短板,并不是多好。
从实际的情况来说,转速越低的车,确实越好。转速越低的车,首先就是省油。发动机运行的时候,转速越高,喷油越多,转速低,喷油量就少了,自然可以达到省油的目的。以省油出名的日系车,为了达到省油的目的,特地使用CVT无极变速箱,通过无极变速,把发动机转速尽可能的压低,就是为了降低发动机转速来省油。
第二个好处,是发动机噪音低,可以提高整车的NVH性能。开过车的都知道,车子怠速的时候,不仔细听,还以为发动机没启动,这是因为发动机低转速的时候,摩擦噪音,震动噪音,进排气噪音都轻微,经过消音处理后,噪音几乎听不到。但是转速上去后,噪音压不住了,就会非常吵。尤其是跑高速的时候,能听到发动机嗡嗡嗡的噪音,就像一只苍蝇在耳边一直叫个不停,非常吵耳朵,开起来,坐起来都不是特别舒服。
第三个好处,可以提高发动机,变速箱的寿命。跑高速转速越低的车,只需要较低的时速,就能达到相同的速度。跟其他车比起来,这种车发动机转速低,变速箱转速也低,零部件磨损更少,使用寿命更长一些。只要发动机,变速箱这样的核心零部件不坏,整车的寿命也会延长。
第四个好处,动力储备足。高速120的时候,发动机转速越低,就说明该车拥有大扭矩,更宽,更低的最大扭矩转速,只需要较低的转速就能达到较高的功率。这样的车开起来,动力随叫随到,源源不绝,无论是起步,还是提速超车,都有非常不错的驾驶体验。
不过日系的CVT变速箱不在此列。日系的CVT变速箱,转速确实低,但是开起来特别肉,驾驶感受并不好。
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