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汽车到底是发动机重要还是变速箱? 第1页

  

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答案是都很重要,但是除此之外还有其他会影响燃油经济性的因素,我也会顺带盘点一下都有哪些因素会影响车辆的燃油经济性。

笼统的来分影响汽车燃油经济性的有两大类的因素,一类是动力总成的综合效率(也就是题主问的发动机和变速箱),而另一类则是汽车的行驶阻力。当同一工况下行驶阻力相同时,动力总成综合效率越高燃油经济性越好;同样,当同一工况下动力总成综合效率相同时,行驶阻力越小燃油经济性越好。

下面我就分别介绍一下这两类因素是如何影响汽车燃油经济性的。

这里我想先跟大家说一说影响汽车行驶阻力的因素,这样有利于后续对动力总成效率的理解。说到影响汽车行驶阻力的因素,就不得不放出车辆行驶方程式这个大杀器了:

式中,是车辆的行驶阻力,等式右侧从左到右分别为道路阻力(滚动阻力)项、坡度阻力项、空气阻力项以及加速阻力项,一个一个来说:

道路阻力项

式中,是车辆总质量;是与道路阻力相关的系数,由轮胎和路面共同决定;g是重力加速度;是车辆行驶速度。那么在这一项中,可以改善车辆燃油经济性的措施就有:减轻车辆质量以及选用低滚阻的轮胎。

坡度阻力项

式中,i为道路坡度。可以认为这一项对燃油经济性是没有影响的,毕竟不能说这个坡我本来是要上的,但是我为了省油就不上去了,不过更轻的车在上坡时会在油耗上更有优势

空气阻力项

式中,为空气阻力系数(即各家厂商宣传中提到的风阻系数);A为车辆迎风面积(约等于车辆的宽*高)。车辆迎风面积这一项在目前车越做越大的这种趋势下很难做文章,但是空气阻力系数还是有下降空间的,目前的趋势主要有:采用流线型车身(尤其是溜背)、隐藏式门把手、用摄像头取代后视镜……等。

加速阻力项

式中,为旋转质量换算系数,主要与飞轮、齿轮、传动轴、车轮……等旋转部件的转动惯量相关;为车辆加速度。在这一项中,对油耗有影响的为车辆质量(第三次出现了,这也是为什么各家都在追求轻量化的原因之一)与旋转质量换算系数,其中降低旋转质量换算系数的措施有:采用双质量飞轮(主要功能是减振)、采用碳纤维传动轴……等。

总结一下,影响汽车行驶阻力的因素主要有:车辆总质量、空气阻力系数、滚动阻力系数、车辆迎风面积以及旋转质量换算系数;而道路坡度、车速、加速度虽然也会影响汽车行驶阻力,但是其与车辆本身无关。此外,车辆低速行驶时滚动阻力占大头,而高速行驶时则是空气阻力占大头。


好了,接下来再来说说动力总成的综合效率,动力总成的综合效率是由发动机效率、变速器传动效率、变速器传动比范围、变速器挡位数以及其他动力总成附件传动效率共同决定的,并且是会根据运行工况的不同而时刻变化的。

上面这张图是某发动机的万有特性曲线,图中紫色与白色分界的那条线是发动机最大扭矩线;一圈一圈的彩色的线是等油耗线,可以体现发动机的热效率;灰色的曲线是等功率线,在这条线上的任意一点发动机输出功率都相同。

发动机的效率越高,一般来说万有特性曲线中的高效区范围就会越大(废话),那么发动机工况点落在高效区的可能性就越大。但是,发动机工况点具体落在哪里,变速箱的意见也是很重要的。给大家介绍一下如何在已知车辆行驶工况的情况下确定发动机工况点,前面介绍了汽车行驶方程式,那么根据下式计算发动机输出扭矩:

式中,为车轮半径,i为传动系总传动比,为传动系统传动效率。而根据车速则可根据下式计算出发动机转速:

计算出发动机转矩和转速后就可以在图中找到对应的发动机工况点,如上图中的点A、点B。这时候咱们再仔细对比一下上面两个公式,可以发现传动系总传动比 分别出现在两式的分母与分子中,即对于同一车辆工况点,不同的 会对应这不同的发动机工况点。 越小(高挡位),对应的发动机转速越低,扭矩越大;反之, 越大(低档位),对应的发动机转速越高,扭矩越小。

对于不同的车辆工况点,合适的 值可以使发动机工况点落在高效区(如图中A点),如果变速箱的传动比范围越广泛、挡位数越多,那么可以选择的 值就越多,再加上合适的匹配,发动机工况点落在高效区的几率就越大,车辆的燃油经济性也就越好。

最后再总结一下,在目前油耗法规日益严格的前提下,但凡是能提升燃油经济性的措施工程师都会积极的去尝试,无论是更高效的发动机还是挡位数更多的变速箱,在实力及成本允许的前提下,厂家都义无反顾的说一句:我全都要!

至于非要说发动机和变速箱那个更重要,这真的很难回答,就好比被疫情关了一个多月的你,现在是更想理发呢?还是更想跟朋友一起吃火锅呢?


user avatar   pang-qi-42 网友的相关建议: 
      

发动机重要,因为变速箱可以配手动变速箱。

如果说燃油经济性,咱简单算算。

发动机最高热效率35%,双离合变速箱传动效率90%,轴传动效率99%,则系统效率=31.185%。

发动机最高热效率40%,AT变速箱传动效率85%,轴传动效率99%,则系统效率=33.66%

还是发动机效率影响比较大。




  

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