發(fā)動(dòng)機(jī)不用變速箱,直接剛性動(dòng)力輸出能行嗎?發(fā)動(dòng)機(jī)不用變速箱,直接剛性動(dòng)力輸出能行么,動(dòng)力性能怎么樣跟用變速箱有什么區(qū)別?:發(fā)動(dòng)機(jī)不用變速箱,直接剛性動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)不用變速箱,直接剛性動(dòng)力輸出是不可以的。因?yàn)椤皟?nèi)燃機(jī)”與“電機(jī)”的特性是完全不同的。純電汽車可以不安裝變速箱,因?yàn)殡姍C(jī)只要接通電源,即可在0轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的扭矩,讓車子提速好不費(fèi)力,所以“純電汽車”是完全可以省去變速箱的,但是傳統(tǒng)的“內(nèi)燃機(jī)”汽車就沒(méi)辦法省去變速箱了。
“內(nèi)燃機(jī)”轉(zhuǎn)速高,在車子的起步階段拉動(dòng)靜止的車身會(huì)導(dǎo)致“扭矩”不夠用,所以要依靠變速箱的“低擋位”進(jìn)行降速“增鈕”,讓車子能跑起來(lái),并且逐步升擋讓車子越來(lái)越快。如果沒(méi)有“變速箱”僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行輸出,那么可以確定的就是車子的提速會(huì)滿的驚人,油耗也會(huì)高的驚人。
實(shí)際中的例子就是,某某車子重1.5噸、發(fā)動(dòng)機(jī)1.4T,170馬力、220N的扭矩,而事實(shí)上這220N的扭矩是根本拉不走這輛1.5噸的汽車的。比如這輛車1檔的減速比是4、主減速比也是4,在理論上這輛220N扭矩的汽車的扭矩就可以被放大到16倍,達(dá)到220N*16=3520N。這輛車廠家額定參數(shù)是220N,但在車輛實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,1檔起步時(shí)的扭矩已經(jīng)達(dá)到了驚人的3520N,是這個(gè)3520N拉動(dòng)的汽車。換句話說(shuō)10牛頓=1千克,220N=22千克的力,一個(gè)成年男人的力量都遠(yuǎn)比22千克高的多,但是一個(gè)成年男人靠22千克的力量能把這輛車推到60KM每小時(shí)么?(60KM一檔最高速度)。車子能跑起來(lái)靠的就是變速箱。
總結(jié)的說(shuō),變速箱的作用就是將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩放大,如果沒(méi)有變速箱滿大街的汽車依靠曲軸進(jìn)行動(dòng)力輸出,估計(jì)速度跑不過(guò)自行車。。
如果我們的汽車不使用變速箱,直接使用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,直接輸出到我們的車輪的話,那么我們的車輛可能永遠(yuǎn)都只能跑20公里每小時(shí)左右
所以我們的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不使用變速箱直接動(dòng)力輸出肯定是不行的
我用騎自行車的方式來(lái)給大家解釋,可能會(huì)比較容易理解
這種自行車可能大家都見過(guò),而且很多朋友都騎過(guò),這種自行車就是沒(méi)有變速器的自行車
當(dāng)騎這種自行車的時(shí)候,我們?nèi)司拖衿嚨陌l(fā)動(dòng)機(jī)一樣輸出的動(dòng)力是有限的,想要讓自行車騎得更快,那么我們就需要不斷的用力但即使在平整的路面上我們也無(wú)法將這種自行車騎的很快,但是騎得越快,我們就需要不停的用力,會(huì)讓我們?nèi)朔浅@,而我們的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不搭載變速系統(tǒng),也會(huì)讓我們的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷非常大
所以在這種沒(méi)有變速器的自行車上我們確實(shí)能夠使用,但是效率非常非常低最終還是被淘汰了
而當(dāng)我們搭載了變速系統(tǒng)的自行車來(lái)說(shuō),我們?cè)谒俣嚷嵘缶涂梢允褂米兯倨鱽?lái)讓我們以更輕松的方式達(dá)到更快的速度
這樣的比喻是非常直截了當(dāng)能夠說(shuō)明我們汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不使用變速箱是不可能長(zhǎng)期使用的,沒(méi)有變速箱的汽車要是跑個(gè)高速的話,豈不是把發(fā)動(dòng)機(jī)都踩爆了了
當(dāng)然可以啦。要知道卡爾奔馳老爺爺當(dāng)年造的奔馳一號(hào)(1886年)就是沒(méi)有變速箱的。動(dòng)力由一臺(tái)單缸四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供,有著0.785L的排量和0.89匹的馬力,以及15km/h的最高時(shí)速。
事實(shí)上不單是奔馳一號(hào),在1920年以前,還有大量的汽車是沒(méi)有變速箱的。比如Sunbeam-Meabley(1901、英國(guó))、Franklin Model A(1902、美國(guó))、Rover(1904、英國(guó))等。
如果說(shuō)現(xiàn)代汽車離不開變速箱那就大錯(cuò)特錯(cuò)了,畢竟還有超級(jí)跑車柯尼塞克Regara這樣的另類,一擋跑過(guò)400km/h簡(jiǎn)直不能再爽了。
一臺(tái)5.0L雙渦輪增壓V8發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)一個(gè)液壓多片離合器直接與固定速比為2.85的主減速器相連,讓這個(gè)怪物僅用時(shí)20秒就可以完成0到400km/h加速。
這是什么概念呢?布加迪威龍Super Sport需要42秒多的時(shí)間才能完成。
那是不是說(shuō)變速箱就可以被忽視掉呢?
有些人解釋說(shuō)變速器能夠擴(kuò)大發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍、扭矩范圍,這個(gè)解釋不假,畢竟一臺(tái)最大扭矩120Nm的發(fā)動(dòng)機(jī)你覺(jué)得可以拖動(dòng)1.5噸左右的車,并讓它快速奔襲嗎?
不過(guò)呢,這么說(shuō)就有點(diǎn)小看它的作用啦。而且柯尼塞克Regara還不是通過(guò)固定速比的方法,同樣解決了這一問(wèn)題嗎?
其實(shí)呢,變速箱最大的作為是用于來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度,通過(guò)換擋改變齒比,使得發(fā)動(dòng)機(jī)始終能處在最佳性能下工作。
這也是為什么我們經(jīng)常說(shuō),不能單從發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和最大功率就判定一款車的動(dòng)力表現(xiàn)一樣,要知道變速箱可不是吃干飯的。
說(shuō)到變速箱,這個(gè)概念最早誕生于15世紀(jì)的達(dá)芬奇手稿中,當(dāng)時(shí)的那份手稿圖紙結(jié)構(gòu)有點(diǎn)類似于如今的CVT變速箱,只不過(guò)那會(huì)離奔馳老爺子發(fā)明汽車還相差整整400年,所以這個(gè)世界上最早的變速箱手稿也就無(wú)人能把它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
當(dāng)?shù)谝慌_(tái)汽車被發(fā)明時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出就是剛性的,那時(shí)候的汽車就沒(méi)有變速箱。直到幾年后,才由法國(guó)人標(biāo)致正式研制出人類歷史上第一臺(tái)手動(dòng)變速箱。也就在這之后,變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)才“喜結(jié)聯(lián)誼”,從此二者正式踏上了漫長(zhǎng)的不離不棄之路。
發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然可以不要變速箱,直接進(jìn)行動(dòng)力的剛性輸出,至于為什么發(fā)動(dòng)機(jī)就必須要配上變速箱,壹車熱評(píng)想用婚姻的觀點(diǎn)來(lái)進(jìn)行解釋。
如果發(fā)動(dòng)機(jī)好比是個(gè)男人,變速箱就好比是個(gè)女人,男人在剛結(jié)婚的時(shí)候一般都不懂得如何正確經(jīng)營(yíng)婚姻,容易一根筋的做事情,不懂如何合理分配自己的速度與力量。如果在這種情況下,男人身邊沒(méi)有人來(lái)調(diào)節(jié)他的行為,那這個(gè)男人要么在家里會(huì)被累的半死,要么就是做事老繞彎子,做過(guò)多的無(wú)用功,所以此時(shí)就需要變速箱上場(chǎng)了。
當(dāng)剛結(jié)婚時(shí),家庭發(fā)展才剛剛起步,變速箱這位“賢妻”就會(huì)降低自己的身段去幫助發(fā)動(dòng)機(jī)將自己的動(dòng)力盡可能的輸出到該發(fā)力的地方。隨著速度(事業(yè))的提高,生活過(guò)的越來(lái)越順利之后,變速箱就會(huì)提醒自己的“丈夫”別再像以前那樣使蠻力了,可以歇歇了。
當(dāng)然,如果發(fā)動(dòng)機(jī)能遇到一個(gè)和自己磨合程度非常高的變速箱,那么這“兩口子”的日子就將會(huì)過(guò)的非常平順,且很少會(huì)有吵鬧、頓挫。
如果遇到磨合不好的,那這日子過(guò)的就少不了磕磕碰碰,實(shí)在鬧脾氣了,就去各找各媽(維修廠)“評(píng)理”去,萬(wàn)一日子沒(méi)法過(guò)了,那就只好重新再找了。其實(shí)壹車熱評(píng)今天只是用一種戲說(shuō)的方式,來(lái)解釋發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間扯不清的關(guān)系。
汽車行駛在任何路況下時(shí),都會(huì)有一個(gè)適合當(dāng)時(shí)工況條件的一個(gè)動(dòng)力輸出,而控制這個(gè)動(dòng)力傳遞工作的就是變速箱。如果發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有變速箱,一味的只用一個(gè)檔位奔跑,那么這個(gè)男人跟顧前不顧腚的二逼青年有什么區(qū)別?
朱博士回答:汽車搭載活塞式內(nèi)燃機(jī),不用變速箱真的不行。離合器、變速箱一個(gè)都不能少。
出現(xiàn)這種情況不能怪車,也不能怪變速箱,也不能怪汽車工程師,所有的原因歸結(jié)為一點(diǎn),就是發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出特性不能滿足汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)力的要求,只能找離合器和變速箱這兩個(gè)兄弟來(lái)補(bǔ)救。
說(shuō)幾個(gè)具體的應(yīng)用場(chǎng)景,就能理解為什么會(huì)這樣?
1、車用發(fā)動(dòng)機(jī)在600RPM以下,自己都沒(méi)法穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)怎么辦?
得先讓它穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)了,才能讓它干活。所以怠速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后,用離合器還要溫柔點(diǎn)施加負(fù)載。
2、如果不用變速器,您就想想手動(dòng)擋固定一個(gè)擋位開,是什么樣?
上面說(shuō)了,離合器必須要有,沒(méi)有離合器,發(fā)動(dòng)機(jī)自己都轉(zhuǎn)不了。
不用變速箱,就是采用固定變速比。變速比等于1,就是直接擋。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間從600到6600,基本這樣。
用一擋,好起步,最高車速也就只能到60左右;
變速比越小,起步越困難,直至起步不了。
3、爬坡怎么辦?
不能都是平路吧!爬坡怎么辦?發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩,轉(zhuǎn)速越低越小。
沒(méi)有變速箱,固定變速比汽車爬坡時(shí),低速上不去,必須高速向上沖,發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速高。
有離合器,車就能開,這是沒(méi)問(wèn)題的!
有這個(gè)想法表示腦洞很大,但是車輛的實(shí)際運(yùn)行中,這樣的操作是不可行的。
↑↑↑美式肌肉車即使檔位非常少但也是有變速箱的
究其原因,主要是跟內(nèi)燃機(jī)的特性有關(guān)。如果把車輪直接和引擎連接起來(lái),中間不設(shè)定任何機(jī)械機(jī)構(gòu)的話,只要一啟動(dòng)引擎,車輪就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),想要把車子停下來(lái)也只能關(guān)閉引擎;而且車子是不能做到慢慢蠕動(dòng),因?yàn)橐嬉粏?dòng)只要也要幾百轉(zhuǎn)每分鐘,那就會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題:
1.需要巨大的啟動(dòng)電機(jī)
因?yàn)槭莿傂赃B接,啟動(dòng)電機(jī)在帶動(dòng)引擎的時(shí)候,也需同時(shí)帶動(dòng)車輛前進(jìn),可以說(shuō)算是一種半混合動(dòng)力的形式,那就需要有更大的電池,還有更高的成本。
2.車輛行駛不平順
如果是剛性連接,那么轉(zhuǎn)速就直接決定速度,想要保持在一個(gè)速度區(qū)間,必須要做到有金剛腳,保持紋絲不動(dòng),要不然只要轉(zhuǎn)速有一點(diǎn)點(diǎn)變動(dòng),車速就會(huì)上下波動(dòng),行駛非?D。
3.提速不均勻
內(nèi)燃機(jī)的特性是在一定的轉(zhuǎn)速下才會(huì)迸發(fā)出最大扭矩和最大功率,如果是剛性連接,那么在時(shí)速不快的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)表現(xiàn)出很肉的動(dòng)力,就算深踩油門也是慢慢挪,需要到一定的時(shí)速上才可以動(dòng)力變大,如果在緊急超車的時(shí)候?qū)?huì)是非常危險(xiǎn)。
4.極速很低油耗很高
由于沒(méi)有變速箱,那就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)多塊車子就跑多塊,但是一般的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速六七千轉(zhuǎn)就到紅區(qū)了,當(dāng)車輛跑高速的時(shí)候轉(zhuǎn)速將會(huì)非常高,這樣的轉(zhuǎn)速巡航引擎將會(huì)一直處于一種高負(fù)荷的狀態(tài)運(yùn)行,油耗將會(huì)非常高,而不是一般的跑高速油耗會(huì)低的情況,所以說(shuō)非常不合理。
總而言之,如果將發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪剛性連接,帶來(lái)的負(fù)面效果和局限性將會(huì)是非常大的,給客戶帶來(lái)的體驗(yàn)也是非常差的,一般開過(guò)一次以后就不會(huì)再開了,也不利于汽車產(chǎn)品的發(fā)展;再者,目前變速箱技術(shù)日益發(fā)展,車廠采購(gòu)的成本也逐漸下降,花小錢提升用戶體驗(yàn)的事情正常的廠商都會(huì)這么多。
傻子問(wèn)題,一百斤東西,你能不能不用扁擔(dān),不借用工具用你的雙手拿起來(lái)然后搬運(yùn)到5公里以外的地方去。這個(gè)解釋你不懂,那行再給你解釋一個(gè),汽車,你去開個(gè)手動(dòng)擋,直接掛最高檔位,不用半離合,直接走了,你能走嗎?汽車變速箱只是一個(gè)搬運(yùn)的工具,就像人搬運(yùn)一個(gè)比人還重的東西時(shí),他需要借用工具才能搬動(dòng)。汽車從靜止?fàn)顟B(tài)加速到正常行駛,它需要變速箱這個(gè)工具去幫它實(shí)現(xiàn)。除非你能保證你的車一直保持在永久行駛狀態(tài),這樣你就可以不需要變速箱,直接用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力
從感性上理解吧,內(nèi)燃機(jī)應(yīng)為輸出的扭矩和對(duì)外做的功不會(huì)因?yàn)橥庠诘膹?fù)合而自動(dòng)變化,油門不變的情況下外在復(fù)合不管怎么變,它的輸出都一樣所以不要變速箱也行但是最起碼要有個(gè)離合器,電動(dòng)機(jī)就說(shuō)三相異步的吧,它是復(fù)合越大從電源所取得電流就越大,這是自身特性決定的,轉(zhuǎn)速越高索取的電流就越小,所以剛起步時(shí)因?yàn)閺?fù)合大所以會(huì)吸取大電流輸出很大的扭矩,所以啟動(dòng)過(guò)程會(huì)比較”軟”,所以不需要變速箱和離合器也可以啟動(dòng),如果復(fù)合太大直接燒壞
沒(méi)有變速箱低速車子沒(méi)力,高速發(fā)動(dòng)機(jī)跑不贏
可以實(shí)現(xiàn),不過(guò)目前沒(méi)有一種材料能承受啟動(dòng)那個(gè)瞬間爆發(fā)力,要么炸缸,要么斷軸。就算設(shè)計(jì)兩者都接近平衡,但是壽命絕對(duì)大打折扣,所以別胡思亂想,設(shè)計(jì)師不是豬,就算是豬,也不是吃素的豬。
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