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  • 为什么大车那么多档位(汽车档位越低)

    栏目: 房产 日期:2022-11-30 21:00:58 浏览量(来源:小伏

    [摘要]排量不够挡位来凑,为什么汽车排量越来越小挡位却越来越多?如果把只把思维局限于汽车市场,那么的确最近这十几年间汽车的排量越来越小,变速箱的挡位却越来越多?但排量变...

    排量不够挡位来凑,为什么汽车排量越来越小挡位却越来越多?

    如果把只把思维局限于汽车市场,那么的确最近这十几年间汽车的排量越来越小,变速箱的挡位却越来越多?但排量变小与挡位增多之间其实并无太多的因果关系,而真正的因在于节能减排。也就是说排量越来越小是为了提高汽车的燃油经济性,挡位越来越多同样也是为了提高燃油经济性。

    与排量降低、挡位增加相并列的还有重量降低,十几年间同级别车型每经过一次换代重量至少下降100-150公斤。上世纪90年代初的B级车的车重普遍在2吨以上,而现如今B级车的车重普遍在1.5吨左右。所以随着汽车的不断更新换代,所产生的变化存在于各个方面,车重、排量、挡位、材质等等。而所有的变化只有一个目的,节能减排。

    汽车变速箱挡位为何越来越多?

    汽车变速箱挡位越来越多,当然是为了提高燃油经济性了。因为最低挡位与最高挡位间的落差越大,理论上的燃油经济性越好,这就是所谓的“传动比范围”。传动比范围即是最低挡位齿轮比/最低挡位齿轮比的比值,想要这个比值更大,那么最低、最高挡位之间的落差就必须得大。如果最低、最高挡位间的落差过大,那么各个挡位之间的落差同样会变大。

    举个比较通俗易懂的例子,过去的4AT或一些老的5MT,最高挡位的齿轮比一般在0.8-1左右。配备这样变速箱的车子在时速120km时发动机转速一般在3700-5000转之间,那是否真的需要这么高的转速?当然是不需要的,也就是说这么高的转速是没必要的。当一辆1.5吨左右的车子保持120km行驶,考虑到风阻、空阻、滚阻,所需要的功率也不过40-50千瓦之间。

    实际上现如今很多发动机(1.5-2.5L,包括增压、自吸),当发动机2000多转时就能输出40千瓦以上的动力、就可以让汽车保持着120千米的时速行驶,但因传动比太大,对发动机提供的减速效果太好,导致轮速太低不足以维持120km的车速。所以只能拉高发动机转速来保持轮速。同发动机同样输出40kw左右的功率,2000转与4000转谁更理想呢?

    当然还是2000转更好,因为可以降低很多不必要的摩擦功损耗以及泵气损失。所以就需要把最高速挡位的齿轮比做低,如将上文例子中最高挡位齿轮比0.8-1.0降至0.5-0.7,是否可行?当然是可行的,所以现如今大部分AT变速器高档位区间都在0.5-0.7范围(CVT等效),一些更低端的变速箱甚至将9挡或10挡齿轮比降低至0.5以下,当然并不是越低越好,应用场景少了。

    高低档位间落差变大,中间的空隙就需要填充。

    如上图所示某5速变速箱,最高挡位齿轮比约为0.8,而4挡齿轮比为1。如果直接把最高挡位齿轮比(5挡)降到0.5是否可行?答案是可行,但驾驶体验很难受!比如4挡齿轮比为1时保持120千米行驶转速保守估计要达到5000转左右,如果5挡直接降至0.5的齿轮比,那么同样的车速下在完成4挡升5挡后发动机转速会瞬间降至2500转,也就是说丢了约2500的转速。

    发动机瞬间跌掉一半的转速,会导致扭矩大幅度下降,发动机会在一瞬间失去维持车速120千米行驶的牵引力。此时发动机会产生明显的向后拖拽感,也可以理解成向后的顿挫感。这就好比楼梯的高度与台阶数,如上图1.6米高的落差,8个台阶。如果将落差增加到3.2米,还用8个台阶行么?行,但每个台阶之间的落差将从0.2米上升至0.4米,能用,但爬起来费劲,老人、儿童很可能根本就用不了。汽车的变速器挡位个数与落差大小其实也是这种关系。

    齿轮比从4.3-0.78,在这个落差之间可以合理布局5个挡位,而当齿轮比4.5-0.5时难道还用5个挡位么?如果坚持沿用5个挡位则必然导致各个挡位间的落差太大,必然导致升挡后坠、降挡前窜的现象。各个齿轮间越密集、落差越小车子才越平顺,所以考虑到行驶品质,就必须在新的落差间隙中填充更多的挡位,保持之前或降低落差。而添加了新的挡位来防止各挡位间落差过大,本质上不就是增加了挡位么?

    如上图的9AT变速器,5挡齿轮比是1而9挡齿轮比是0.48,在1与0.48之间则填充了3个新挡位,分别为0.81、0.70、0.58,它们之间的落差均在1.2附近。如果直接从1过度到0.5时,落差将直接达到2!各挡位之间的落差越大,车子的驾驶体验越难受。之所以现如今的车子挡位越来越多,并不是因为排量小拿挡位凑,挡位个数如何凑排量?

    本质上就是拉大了齿轮比的整体落差、范围,为了避免各个挡间落差过大而填充了新挡位而已。就如同楼梯落差高度变大,需要增加更多的台阶一样,如果增加的台阶个数无限大,那么楼梯就会变成爬坡。同样的坡度爬坡总是比爬楼梯更省力,因为身体更容易匹配出最合适的力,所以汽车领域产生了CVT变速器。如果说AT、MT、DCT变速器换挡为上下楼梯,那么cvt变速箱换挡则等同于上下坡。

    当然也并不是所有变速箱都能把挡位做得更多(乘用车范围内),适合弄出一堆挡位的更多是AT、CVT。CVT是模拟挡位,上文提到了爬坡的原理,坡=没台阶,坡也=无数个台阶,所以在理论上CVT可模拟出无数的挡位。而AT变速器的行星机构重复利用率非常高,3个行星齿轮组配上几个控制器即可实现8个挡位。而MT、DCT(双离合)这类平行轴结构的则很难。

    如上图所示5挡手动变速器,5个挡位就需要5组齿轮,每增加一个挡位就必须增加一组齿轮(平行轴齿轮结构的宿命),如果想实现10个挡位需要10组齿轮,对于乘用车而言是不是太占空间了?操作难度与制造成本也会提高,所以乘用车手动变速器往往止步于6速(保时捷有7速需要定制),而双离合很可能要止步于8速(大部分是7速)。而AT变速器可以突破10个挡位。

    总而言之“排量不够、挡位来凑”这本就是句俏皮话,用来形容最近这二十年间汽车的变化过程。实际上排量不够与挡位来凑并无太多的因果关系,都是为了提高汽车的燃油经济性而服务。排量降低是因为涡轮增压技术的普及,从而实现了更小的排量输出更大的动力。挡位增多是为了提高传动比的范围从而提高燃油经济性,这些变化其实都是最近这些年来排放、油耗标准越来越严格所导致的。

    排量不够挡位来凑,为什么汽车排量越来越小挡位却越来越多?

    谢邀

    在汽车行业发展的路上,这些年消费者也见证了汽车行业一些变化,例如汽车的排量在逐年变小,而另一方面,变速箱的档位却越来越得多,那究竟是不是“排量不够,档位来凑”呢?我们今天就来聊聊这个问题。


    档位数量和排量的发展为何呈现当下的样子

    这些年买车的消费者会发现一个问题,那就是汽车上的档位数呈现明显的“逐年上升”趋势,在十年前,很多合资车企还会使用4AT或者5AT的变速箱,但是这些年,8AT的变速箱已经非常常见,甚至就是9AT或者10AT我们很多人也已经屡见不鲜了。


    那么为什么变速箱的档位数会越来越多呢?只是为了在参数表上看起来更好看吗?事实上并不是这样的,我们知道,发动机和车轮之间并不能直接连接,而是需要一个变速箱改变齿比和转速比,这样才能将发动机的转速保持在其最佳运转区间。


    而变速箱不同的档位之间齿比不一样,传动比也就不同,如果变速箱档位过少的话,那么不同的档位之间齿比相差就会过大,在换挡的时候车辆就会有顿挫感,而如果档位本来就少的变速箱将不同档位之间的齿比排布得差别比较小从而来减少换挡顿挫感的话,那么其最高档齿比就会比较大,那么在高速巡航的时候发动机的转速就会比较高,燃油经济性大幅降低。


    所以我们可以看到,如果既想要变速箱在换挡的时候顿挫感不明显,同时也想要车辆在高速巡航的时候发动机转速尽量低的话,那最好的办法就是增加变速箱的档位数,然而变速箱的档位数增加之后,变速箱的体积就会变得非常大。


    随着技术的增长,现在的变速箱可以做得越来越小了,因此主机厂就可以把档位越来越多的变速箱放进车内,对于消费者来说,通常变速箱档位数越多自然是越好的。


    而排量的发展趋势多少就和变速箱不太一样了,如果说变速箱的变化纯粹就是技术的进步,那排量的发展则多少有些“被现实逼迫”的味道了。其实在汽车发展的早些年,大排量车型还是很有市场的,然而随着油价的不断提升,同时世界各地关于排放和环保政策的不断收紧,汽车厂商只能选择压缩车辆的排量。


    当然,另一方面涡轮增压技术在近些年取得了快速发展,实用性和可靠性也大大提升,已经能够从赛车领域进入到民用领域了,而虽然现实限制了排量的发展,但是消费者和市场对于动力的渴望却一年强过一年,那这个时候小排量涡轮增压发动机自然也就应运而生了,厂商不断压缩排量的同时压榨发动机的每一分潜能才是当下的“主旋律”。


    排量真的会不够吗

    那么真的如同部分消费者所说的那样,现在汽车行业发展的现状就变成了“排量不够,档位来凑”吗?很明显并不是这样的,因为尽管当下发动机的排量不断减小,但实际上,和多年前的大排量自然吸气发动机比起来,当下的小排量涡轮增压发动机的动力表现其实是有过之而无不及的。当前的2.0T发动机很多表现都已经超越了当年的3.6L V6发动机,而1.5T车型也比很多2.5L自然吸气发动机动力更强。


    而另一方面,变速箱的档位数的发展和这些是并不矛盾的,理论上来说,变速箱的档位数越多平顺性表现就更好,因此相信即便是在未来,各大厂商变速箱档位的“数量之争”依旧不会停止,我们也完全没有必要把变速箱的档位数发展和汽车排量的发展进行关联。



    以上

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