发布于 10-15 21:28:06
高速上跑120km/h时不同的车发动机转速不同，直接决定因素是传动系统的传动比。本质因素是发动机动力性和车辆自身特性
汽车的发动机不是直接驱动轮子的，我们没见过哪辆汽车是直接在曲轴上装个轮子跑的，发动机的动力都要经过变速箱变速后再传递给驱动轮。
下图是一个后驱车的传动系统示意图，前驱车和这个原理基本一样，只是前驱车差速器集成在了变速箱内部。
发动机的动力通过变速箱、传动轴、差速器、半轴，最终传递到驱动轮。
图中有几个很重要的节点，那就是变速箱和差速器。它们改变着发动机扭矩和转速。
首先是变速箱，比如上图这个变速箱，下面那根轴是输入轴，连着发动机。上面是输出轴，通往差速器。可以看到每个挡位都有两个齿轮组成，输出轴齿轮和输入轴齿轮的转速比称为速比。比如1档输入轴齿轮转动4圈，输出轴齿轮转动一圈，那么我们可以说1档的速比是4÷1=4。同样的道理，5档输入轴齿轮转动4圈，输出轴齿轮转动5圈，那么我们可以说5档的速比是4÷5=0.8。
上图是差速器的示意图，差速器是小齿轮驱动大齿轮，它也有速比，就是橙色的伞状齿轮与金色的伞状齿轮的转速比。假如金色齿轮转动4圈，橙色齿轮转动1圈，那么差速器的速比就是4。
正因为传动系统有了变速箱和差速器，发动机的转速最终传递到车轮会发生变化。
又拿出了这张收藏已久的图，老样子，通过轮胎参数可以计算出车轮直径大概为0.5866m，车轮转动一圈行驶的距离就是1.8419米。
假设车速为120公里/小时，那么可以算出车轮转速为1085.8转/分。根据变速箱5档速比和差速器的速比可以推算出这辆车以120公里/小时的速度行驶时发动机转速为3088转/分。
这里还有另一辆车的合格证照片，从图中可以查到最高档位6档速比为0.608，差速器速比为4.071，根据轮胎尺寸算出车轮直径大概为0.7243米，车轮转动一周行驶的距离为2.2743米。时速120公里/小时的情况下车轮转速为879.39转/分，再根据6档速比和差速器速比可以推算出6档以120公里/小时行驶时发动机转速为2176.6转/分。
这两辆车都是我自己的车，计算结果和实际情况相符合。之所以相同车速下发动机转速会有这么大的差别直接原因就是传动系统速比和车轮尺寸决定的。
因为第一辆车排量小，动力弱，传动系统速比设定时必须让发动机运行在较高转速区域，否则发动机驱动力不够，你要把变速箱速比设计为时速120发动机转速2000，很可能它2000转的扭矩根本带不动。而第二辆车排量更大，动力也更强，所以在匹配变速箱时就可以选择更小的速比，同样车速下发动机转速更低。
如果把两辆车的发动机对调，那么小排量发动机用大排量的传动系统也可以做到时速120转速2000，但是动力太小，可能只有在下坡路才能达到。同样的道理把大排量发动机装在小排量车上，就算动力再大，由于传动系统的原因想跑到120发动机依然要拉到3000转/分。
还有一个有意思的现象，还有一辆面包车，发动机和小排量车的发动机几乎一样，但是时速120时发动机转速要达到4000以上，这是因为面包车风阻大，行驶阻力更大，所以需要进一步提高发动机转速以获取足够的驱动力。
所以说最根本的原因还是在于发动机动力性和车型设置。换句话说你的车时速120时发动机转速多少就是多少，只要车没出问题这个转速是不会变的。
