傳動比與車速以及扭矩的關(guān)系

1、傳動比與車速以及扭矩的關(guān)系首先，要嘗試辨析這個話題，必須要對傳動比、功率、扭矩、車速、轉(zhuǎn)速有個概念才行（下面闡述的理論和推導過程均隱含了忽略阻力和機械效率為1這個理想狀態(tài)條件，所用單位為國際單位）。傳動比定義為主動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速之比。在汽車上，總傳動比等于發(fā)動機轉(zhuǎn)速/驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速，也等于驅(qū)動輪扭矩/發(fā)動機扭矩，更等于變速箱傳動比*主減速器傳動比（俗稱終傳比）。功率，單位時間的做功值。汽車發(fā)動機功率等于發(fā)動機扭矩*發(fā)動機轉(zhuǎn)速/9550，根據(jù)上述傳動比的變換，亦可以等于驅(qū)動輪扭矩*驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速。扭矩，物理學解說為力矩，等于力*力臂（由于力與加速度成正比，所以扭矩與角加速度成正比），是一個衡量物體

2、轉(zhuǎn)動角加速度大小的參數(shù)。車速，即是汽車的行駛速度。轉(zhuǎn)速分兩種，一為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，二為驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速。兩者之商為總傳動比，前提是驅(qū)動輪在附著良好的路面上行駛，無打滑或抱死現(xiàn)象。驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速與車速的換算關(guān)系為：車速=驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速*60*2*驅(qū)動輪半徑/1000。相信不少讀者都會被那些煩躁的公式搞到頭暈，不用急，理解的過程又怎能缺少例子呢？下面小編就編個例子讓大家試著了解。話說有A、B兩輛車，除了發(fā)動機參數(shù)不同之外，其余都一樣，其中驅(qū)動輪半徑均為0.5m。兩車的扭矩曲線如下:圖：A車的扭矩曲線，6000轉(zhuǎn)斷油，峰值扭矩與峰值功率均在3000轉(zhuǎn)處出現(xiàn)。峰值扭矩值為300牛米，峰值功率為90Kw圖:B車的扭矩曲線

3、，6000轉(zhuǎn)斷油，峰值扭矩覆蓋整個轉(zhuǎn)速范圍，為150牛米；峰值功率在6000轉(zhuǎn)處出現(xiàn)，為90Kw圖：兩車變速箱和終傳比參數(shù)由上圖可以看出兩車各擋位的總傳動比分別為20、15、10、5、2.5（in*i終），車速方面在絕對理想的情況下，以一擋為例：根據(jù)公式車速=驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速*60*2*驅(qū)動輪半徑/1000，再代入驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速=發(fā)動機轉(zhuǎn)速/總傳動比，可以得到車速=（6000/30）*60*2*0.5/1000，約為56Km/h。其他擋位的車速可以此類推，細心的讀者心算一下忽然會發(fā)現(xiàn)如果掛5擋的話，車速豈不是要達到400Km/h，這是一部布加迪威龍嗎？小編可以告訴你們，絕對不是！這只是兩部普通得不能再普

4、通的車子，另外讀者們有沒有發(fā)現(xiàn)如果這樣計算的話，這兩部車子在各擋位的車速是完全相同的，根本就不關(guān)發(fā)動機的事，這符合事實規(guī)律嗎？且慢，一定有什么地方疏忽了。沒錯，小編在前面曾提及過一個非常重要的字眼“絕對理想的情況”，即是忽略外界所有的阻力，機械效率為1即動力傳遞過程無損耗及驅(qū)動輪無打滑現(xiàn)象。在這種前提下，只要發(fā)動機斷油前還有扭矩車速就不會下降。實際卻并非如此，正常情況下外界的主要阻力有空氣阻力、滾動阻力和加速阻力，而機械效率永遠只可能小于1，驅(qū)動力大時驅(qū)動輪打滑更是家常便飯。由于B車峰值扭矩覆蓋全轉(zhuǎn)速范圍，一擋的總傳動比較大，車速較小，外界阻力也很小的原因，所以掛一擋B車的極速較為之接近理想極

5、速，可能有50Km/h，A車可能就只有40Km/h。但在高擋位時，B車的僅僅150牛米的轉(zhuǎn)矩顯然小了，因為外界的滾動阻力與車速成正比，空氣阻力與車速成二次方比，B車的扭矩劣勢盡露無遺，可能5擋傳動比提供的扭矩已經(jīng)不可克服外界阻力了；相反A車的峰值扭矩比B車大一倍，在高擋位的極速會比B車快。所以A車的優(yōu)勢在于高擋位極速；B車的優(yōu)勢在于低擋位提速快，在低擋換擋不需要擔心動力問題，在城市交通中油耗極好。如果扭矩再大或者配合適當?shù)能囍?，B車就相對完美了。（順便提一句，B車用發(fā)動機的扭矩曲線表現(xiàn)是內(nèi)燃機工程師畢生追求的目標）至此，小編為各位讀者總結(jié)出一個規(guī)律：傳動比越大（擋位越低），車速越小，扭矩越大。

6、在低擋位下，汽車的極速與理論極速相差不大，因為此時的阻力不大，機械效率較高；高擋位下，汽車的極速與理論極速相差極遠，因為阻力成平方的趨勢遞增，機械效率降低，可能400Km/h的理想極速只剩下不到200Km/h。圖：正常發(fā)動機的扭矩曲線圖，峰值扭矩一般比峰值功率的轉(zhuǎn)數(shù)早出現(xiàn)，極速在峰值功率的轉(zhuǎn)數(shù)下發(fā)出，如果路面附著良好或者扭矩再大的話，可以在比峰值功率轉(zhuǎn)數(shù)更高的轉(zhuǎn)數(shù)發(fā)出，不一而論說了那么多，相信讀者們對傳動比、車速和扭矩的概念與關(guān)系應該有了一個大概的了解。是不是覺得用理論一步步剖析汽車的原理很有趣呢？下面還有更有趣的東東。圖：作為汽車工科畢業(yè)生課程里面最重要的一張圖汽車功率平衡圖。圖中橫坐標是速

7、度，縱坐標代表功率。紅線為每擋位的功率變化曲線，旁邊的羅馬數(shù)字代表該個擋位，綠線為阻力功率曲線，后備功率數(shù)值上為紅線對應縱坐標減去綠線對應縱坐標所得，可以理解為汽車能夠發(fā)出的凈功率，Uamax就是發(fā)出功率與阻力功率交點位置對應速度，即是車子極速這幅圖可以表達出例子里的東西，每個擋位都可以達到峰值功率，但擋位高對應的速度范圍寬。而阻力曲線隨著速度的增加變得越來越陡，說明在高速行駛時，汽車主要克服的阻力是空氣阻力。還有一點是上述例子所沒有提及到的：燃油經(jīng)濟性。很明顯，擋位越高，對應的后備功率就越小。我們可以設想一下，如果在非加速爬坡狀態(tài)下全油門加速，后備功率越大說明浪費的功率越多，因為后備功率在不

8、必要加速爬坡的時候?qū)朔枇]有起到任何幫助，這樣的發(fā)動機燃油經(jīng)濟性自然不佳。一些出租車司機開車后會盡快把擋位升到高擋，以獲得較佳的油耗就是這個道理。一般來說，貨車、四驅(qū)車或者跑車的發(fā)動機功率平衡圖就是這個樣子，他們不追求低油耗，反而大后備功率對爬坡、突加速等工況有很大幫助；經(jīng)濟型小車的功率平衡圖功率曲線就會很靠近阻力功率曲線，犧牲掉一部分爬坡和突加速能力，追求低油耗。燃油經(jīng)濟性看似就在掛入高擋位這part解決了，那究竟在什么時候換擋有沒有一個合適的說法呢？答案是肯定的。圖：汽車換擋時刻選擇圖，橫坐標是車速，縱坐標是汽車驅(qū)動力，紅線是阻力線路走勢，黃線由高到低分別是1、2、3、4擋的驅(qū)動力曲線我們都知道換擋頓挫的現(xiàn)象，一方面可能是因為變速箱設計問題，另一方面則要歸咎于駕駛員的換擋時刻。在駕駛菜鳥身上最常見，因為他們往往在不合適的換擋時刻換擋，導致驅(qū)動力下降過大發(fā)生頓挫。如果要講求競技，一般是全油門開度，然后選擇在兩個擋位驅(qū)動力最接近的時刻換擋。例如，i、j、k位置就是兩個擋位驅(qū)動力相差最小的換擋時刻。在這幾個點換擋，換落下一個擋位恰好處于峰值扭矩的位置，這樣就可以最大限度地利用驅(qū)動力換入高擋。如果是講求油耗低的話，與競技換擋有少少不同之處：低油耗時換擋要提早一些，在該擋位的峰值扭矩附近就應該換落下一