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电动汽车变速箱_变速自行车前变速_无极变速汽车

发布时间:2021-07-17   来源:286186整理    作者:286186    浏览:
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众所周知,纯电动模型得益于独特的工作方式,这使其与汽油发动机的工作特性完全不同。低速时相对省电,使其更适合在城市中游荡。但是,随之而来的是高速下的巨大功耗。此时,很多人会问,为什么不使用电动汽车变速箱来提高速度并降低高速功耗呢?

想知道为什么,先了解它是什么!变速箱的工作原理是通过齿轮之间的齿轮比匹配,在电机转速相同时改变输出端的速度。同时,由于速度变化的关系,功率输出处的扭矩也会相应地发生变化。

例如,当齿轮显示省力杆(较小的皮带较大)时,速度将随着齿轮比的增加而减速,但是输出端的扭矩将由于齿轮比的增加而增加,反之亦然。因此,汽油发动机的标称扭矩值仅是曲轴端的数据,输出到车轮的扭矩实际上是根据变速箱齿轮比确定的。还要注意的另一点是,仅扭矩会根据齿轮比发生变化,而马力作为动力单位不会发生变化。

这时,我们不妨分开思路。尽管电动机转矩大于汽油发动机的转矩,但总转矩水平仍在相同的数量级内。因此,电动机在启动时也需要放大扭矩,但是主减速器会取代变速箱来完成此操作。

据此,已知在扭矩增加之后,速度也将相应地降低,这自然会影响车辆的速度性能。解决方案也非常简单,那就是使用变速箱。但是,由于电动汽车存在这样的致命问题,为什么汽车制造商仍不使用变速箱来提高速度,降低电机速度,从而达到节电,提高后级加速能力的目的?

答案实际上很简单:不值得。

首先,汽油发动机使用变速箱的原因是变速箱需要弥补低速时发动机扭矩过低的问题。因为当汽油机低速工作时电动汽车变速箱,要花费大量的精力来克服活塞和气缸之间的摩擦,所以汽油机在低速时的扭矩性能毫无例外地会很差。

由于电动机的工作原理,转子与电极之间没有真正的接触,自然也没有摩擦。因此,即使速度为零,电动机仍可以提供最大转矩。这样,电动机自然不需要大齿轮比的齿轮来补偿低扭矩。人们所说的是,电动机就像一辆美国大排量肌肉运动跑车,处于“三档”状态,无需换挡就可以完成95%的日常驾驶。

同时,恰恰是因为电动机的初始扭矩可以达到峰值,所以许多新能源汽车的初始加速性能异常,打破轮胎抓地力是司空见惯的事情。这时,如果使用多速变速箱进一步放大扭矩,则在开始加速时更容易突破轮胎抓地力的极限,甚至会减慢车辆的加速性能!因此,使用变速箱并不能从根本上改善电动汽车的加速时间。

汽油发动机需要齿轮箱的另一个关键原因是,没有一组齿轮就无法进行倒档操作。在电动机侧,只要在电源接通时使用开关来改变电流方向,并且正负极位置交替,换向操作就可以轻松完成。即使没有软件干预,电动汽车也可以达到向前行驶的速度,即使它向后行驶。

汽油发动机效率平稳期图

我们都知道汽油发动机具有热效率。流行的解释是,汽油爆炸后能将多少百分比的能量转换成电能。例如,丰田公司的最高热效率为41%,因此,在汽油被压缩和点燃后,41%的能量将转化为动力。但是,并非每种速度都具有41%的效率,而是会出现在特定的速度范围内,而该范围是发动机效率最高的地方。

电动机自然具有自己最有效的工作范围。仅仅因为在运行过程中没有阻力,电动机的效率输出通常会超过90%,并且它们的效率范围也比汽油发动机大得多。例如,在上图中,我们可以发现,在3200至9000 rpm的速度范围内,电动机的运行效率约为92%。即使在极高的速度和高功率需求的情况下,电动机的运行效率仍将达到90%左右。

通过这种比较,结果自然很清楚。由于汽油发动机的最大效率较低且狭窄,仅使用变速箱就足以使发动机在各种速度范围内高效运行。另一方面,令人羡慕的电动机效率图,无论是高速低转矩输出还是低速高转矩输出,都可以具有至少70%的效率转换性能。同时,宽范围的高效率完全消除了使用铁皮撞块的麻烦,因为铁皮撞块需要大量的齿轮来帮助提高效率。因此,即使使用变速箱,在如此宽而有效的范围内,实际上也不会增加日常驾驶中电动汽车的行驶范围。

图说天下