电动汽车变速器传动比
1. 为啥纯电车的变速箱性能和怠速震动,远好于汽油车
发动机的工作原理很简单:电力电池向发动机的电磁线圈输送电流,然后线圈就会以接近光速的速度形成电磁场。永磁体本身就是有磁极的,两者互斥可以通过驱动转子运转而转化为动力。整个能量转换过程是“静态概念”,既不燃烧也不振动,安静地运转能有效提升 NVH水平。然而,马达的核心优势并不在此,而是“性能与平顺”。
从这个意义上说,电动车确实是用来吊汽油车的。因为汽油车的引擎,是由曲柄连杆机构带动曲轴转动。曲柄连杆机构是做往复运动的,曲柄连杆机构做镟转运动,与电机相比,结够复杂,运动形式也复杂,所以机械负荷远高于电机,所以振动大是不可避免的。电动汽车与燃油车还是各有各的不同,每个人根据需要选择最适合自己的。
举例来说,资本可以随心所欲地催生一家电动汽车车企,但不可能快速地让一家汽油车车企崛起,因为技术壁垒太高,相对于汽油车来说,电动汽车属于没有技术含量的东西,说白了就是电动自行车的工作原理
2. 电动方程式的赛车为什么采用 5 挡变速箱
汽车界有个怪现象,随着时间的推移,发动机缸数越来越少,变速箱挡位越来越多。
由于电机转速高,转速范围广,低转速就有高扭矩,所以从静止到极速的过程,只需要简单提高转速就可以完成了,无需改变传动比,也就无需换挡。
在理解这个问题之前,我们首先来聊一聊为什么汽车需要变速箱?
汽车之所以会跑是因为车轮会转,而车轮会转是因为发动机在做活塞运动带动了曲轴旋转。当然,从曲轴转动到车轮转动要通过一系列复杂的机械结构,这里就不展开来说了,免得还没讲到正题就已经蒙圈。
所以,化繁为简来说,曲轴的转速(也就是我们常说的发动机转速)和车轮的转速是关联的。两者之间的关系可以用一个系数来转换,叫做“传动比”,而传动比的大小就是就变速箱来决定的。
△变速箱 不同的齿轮组合实现不同的传动比切换
那电动车上只有一个档位的变速箱,它的传动比是多少呢?下面就是学霸们的算术时间了,不愿意看的朋友们可以直接跳过这段看结论。
假设现在有一台纯电动车,它的最高时速是225km/h,而电机能够达到的最高转速是20000转/分钟,我们可以用轮胎数据来快速计算一下传动比。假设后轮的直径是0.68米,根据公式乘以π得到周长数据,再将每分钟20000转除以60秒,得到每秒钟转速。而速度=转速/传动比*车轮周长,最后计算出来传动比为11.4。
根据以上公式,我们可以看到,与速度相关的变量中,车轮周长是恒定的,所以变量是转速和传动比。
那么一台最高转速为每分钟20000转,传动比为11.4的电机,从转速为0开始加速,达到峰值转速每分钟20000转的时候车速可以达到225km/h。这个速度可以说是远远超过了普通家用车所需要的极速。
所以对于电动车来说,加速的过程靠不断提高转速就可以了,传动比不用变,有一个挡位就可以了,不需要设计多个档位。
即便使用的电机弱一点,峰值转速再低一点,不到20000转/分钟,但目前大部分的量产纯电动车最高设计极速都没有超过160km/h,也是足够满足一台纯电动汽车所需要的最高时速了。
但一台汽油机的话,大部分家用量产车的发动机最高转速每分钟6000转左右,相比电动机来说,汽油发动机的转速低了很多。所以当速度=转速/传动比*车轮周长这个公式中,转速达到最大速度依旧不够时,就只能让传动比变小,从而获得更高的速度了。
用一个例子来说明,如果一台汽油车,传动比和上文提到的电动车一样为11.4的话,经过计算,在转速最高(6000转)的时候,由汽油机驱动的车只能获得67.5km/h的车速,这是远远无法满足日常驾驶的,所以想要获得更高的速度,就需要改变传动比了,比如让传动比达到3.4,汽油机在6000转时就能达到225km/h的速度了。
但在3.4这个传动比下,如果汽油发动机需要将速度降到20km/h行驶的话,经过计算,此时发动机的转速仅仅是530转/分钟,比发动机怠速运转的时候还要低,是无法维持运转的。相信大家在开手动挡的时候,都有过这样的体验,在高档位的时候将速度降到很低,如果不及时换挡的话很容易憋熄火,即便没有熄火,再加速也是非常无力的。
所以,通过以上的计算可以看出,汽油发动机想要实现更宽的车速范围,就需要更多的档位、不同的传动比来保证功率的输出,满足车辆在不同车速下的行驶状况。而且挡位越多,可选的传动比就越多,车辆提速的过程就更平顺,发动机不用经常工作在高转速区间内,油耗也就更低,这也解释了为什么变速箱厂商们拼命在增加档位数。
但是电机的转速高,转速范围广,效率高,低转速的扭矩就足够大,可以用单一传动比就实现0-200km/h的速度区间,无需再加入多档位的变速箱设计,可以一档走天下。
「但是不是说电动车就完全不需要多档变速箱?」
也不是这么绝对,在电动方程式比赛中,FE赛车们还是有不少采用了了多档变速器的。比如奥迪车队的FE赛车就使用了一台三挡变速器,因为电机虽然效率高,峰值扭矩输出快,但在转速比较低的时候,还是有一段输出功率的爬升曲线。
所以,对于赛车来说,尽快达到最大功率的输出,让电机转速提升更快有利于获得更好的圈速成绩。所以它们会在车内加入多档变速器,使得车辆获得更快的加速,更快达到峰值功率。多档位的纯电动车相比单一档位的纯电动车,在起步或者低速过弯时会有更好的加速响应。
「那家用电动车为什么不考虑加入多档位变速箱?」
主要还是成本和体积的问题。
传统变速箱的设计复杂,成本高,体积大,即使设计得再精密也存在效率损耗。对于电动车来说,没有必要为了一点点的改良而加入这么一个费成本,占空间,又还损耗续航里程的机械结构。省下变速箱的空间还可以用来安放更多的电池包,提升纯电动车的续航里程。
当初特斯拉的第一个车型Roadster的最初设计是180kW电机+2档变速箱,但是由于变速箱质量和体积等多种原因,后来改款的时候取消了2挡变速箱,直接采用了更大功率的215kW的电机配单速变速箱。
同时,是否选用多挡变速箱也取决于其搭配的电机类型。体积小的电机,扭矩低,需要用多挡位变速箱作为补充,比如很多插电式混合动力车的电机功率很小,传统汽油机的变速器会在电机工作时也介入工作。但是对于大多数纯电动车上使用的大电机来说,转速高扭矩大,只用单速变速箱就好了
3. 电动汽车固定齿轮比变速箱和cvT变速箱的区别在哪里
电动汽车中,一般就一个齿轮,可以叫减速器,可以叫单速固定传动比变速箱
但是单速叫变速箱就很奇怪
电动汽车相比于燃油车相比,通过改变电机上的电压或者是交流电频率就可以很容易的改变电机转速,也就能达到控制汽车行驶速度的目的了。
4. 究竟为啥大多数电动汽车都没有变速箱真的不需要吗
燃油车时代我们评述一台车的好坏往往首先提到的就是三大件,也就是发动机变速箱以及底盘。随着近两年电动汽车的飞快普及,电机替代了发动机为车辆提供动力,但是在电动汽车上变速箱却很少有人提及,以至于很多人认为电动汽车不需要变速箱。那么对于电动汽车而言究竟有没有必要配备变速箱呢,今天我们就来分析一下,电动汽车究竟有没有必要配备变速箱。
当然,上边我们有提到电动机会随着转速上升扭矩不断较低,所以也导致了目前国内多数电动车最高速度并不高,而且高速行驶时不仅加速感受一般,整体噪音也比较大。想要解决这个问题呢,简单点说有两种方法:第一就是换装大功率电机,但是这种会造成能效降低,意味着需要安装更多电池,造成成本的提升。第二种就是我们今天聊到的主题,加装变速箱,但是整体研发难度太大,短期内很难生产出可靠的电动车变速箱。
5. 电动车变速器工作原理是什么
它在公知的变速器体、轴承及各种标准件的基础上,在电机与变速器之间设置电机法兰,将电机与变速器连为一体。电机输出轴直接插入变速器内的连接套,通过连接套将动力传给变速器的一轴,一轴上的齿轮与差速器壳体上的被动齿轮啮合,驱动被动齿轮带动差速器及车轮旋转,完成动力传递。
6. 变速器的传动比是什么
汽车变速器传动比是汽车传动系中变速装置前后两传动机构转速的比值。 汽车传动比又称速比。是指汽车传动系中变速装置前后两传动机构转速的比值。汽车传动系的传动比有两类,即主传动器的速比及变速器的速比。
7. 电动汽车的动力可以调节吗电动汽车与正常汽车有什么不同呢
电动汽车的动力源是电动机。电动机的功率是确定的,这与汽车发动机的功率相同。一旦配备了合适的齿轮箱,动力就不可能进行额外调整。汽车可以通过高速和低速档获得良好的动力,但电动汽车不能。因为电动汽车是通过固定传动比减速驱动的。
8. 电动车底盘变速器是怎样工作的
原理是“霍尔转把原理”。
霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象被称为霍尔效应。
(1)“车辆”,是指机动车和非机动车。
(2)“机动车”,是指以动力装置驱动或者牵引,上道路行驶的供人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆。
(3)“非机动车”,是指以人力或者畜力驱动,上道路行驶的交通工具,以及虽有动力装置驱动但设计最高时速、空车质量、外形尺寸符合有关国家标准的残疾人机动轮椅车、电动自行车等交通工具。
9. 请问变速器各档的速比是什么意思
齿轮齿数比。
汽车理论中讲的是各档速比近似成等比数列,但实际上对于乘用车的变速器速比匹配并不是这样做的。
比如2档1500rpm的车速比1档1500rpm的车速快10km/h,那么3档1500rpm的车速也比2档快大概10km/h。当然速比的设置不是严格按照这个设计的,是在这个比例的基础上考虑齿轮的配比,动力性和经济性最终决定的。
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注意事项:
1、换挡时不能低头看变速杆:一定要注意,换挡时不能低头看,不放心可以让旁边的人看一看。养成习惯了才行,应该强制不要低头看档位。
2、不能长时间用低速挡行驶:有的新手不敢开快车,总是把档位停留在低档,比如三档以下,这样对车辆不好,整个变速箱不能很好的磨合,不仅容易降低变速箱寿命,而且容易导致油耗增加的。
3、正确的方法是手掌向下,包裹住档杆,注意轻轻的放上去就行,不要使劲的下压,否则长此以往容易导致变速箱齿轮间隙过大的。
10. 什么是电动车单速变速箱
单速变速箱是单级齿比变速箱、固定齿比变速箱,一般多用于电动车。
电动车使用的高速电动机,通过电控系统进行调速。而固定齿比变速箱可以通过齿轮的不同速比来改变车速。
这种结构缺点使得电动车起步能耗大,电动机转速大,变速箱调速功能单一,在高速行驶状态下,不能通过变速箱超速档齿比小于一的档位,降低电动机转速,单级变速箱也使得车辆的急速不高。
纯电动汽车采用固定齿比的单速变速箱特点是故障率小了很多,但齿轮间隙很大,电机启动和停动,都会有齿轮撞击感,不柔顺。
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优点是:成本低、结构简单易安装、故障率小、动力损失小、体积小。
缺点是:当电动汽车的速度到达极限之后没有提升空间,所以的速度受到制约,高速经济性不高。在固定功率相同的条件下,采用异步电动机的电动车车速更快,但是和固定齿比变速箱匹配之后,速度却没有提升。即便是加速强悍的特斯拉,在中后段的加速表现同样不佳,这就是受固定齿比变速箱的影响。
纯电动汽车搭载两速变速器,耗电量低,加速性能强,但开发难度也非常大。理想中的电动车多齿比变速箱须具备体积小、质量轻、传动效率高的特点。