為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

我們都知道燃油車需要變速箱,行駛中需要來回換擋。而純電動車就沒變速箱這說法,只有一個所謂的單級減速齒輪。那為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車就不需要了呢?今天咱們就來聊聊這個話題,弄清楚這個原理後相信大家對汽車的認識會更進一步。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

燃油車為啥需要變速箱

燃油車需要變速箱主要是因為

發動機不同轉速下動力、油耗差異太大了,不用變速箱幾乎寸步難行。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

先說起步,按照國標規定,正常鋪裝道路最大坡度為9%,現在假設有一輛車自重1。6噸,滿載5人,平均體重75公斤,車輪直徑0。7米,開始從靜止起步爬這個坡,大概計算得出車輪端需要輸出610牛米的扭矩,目前為止量產的家用車裡似乎還沒有哪輛車能輸出這麼大的扭矩吧?所以這時候

必須給發動機裝一個減速齒輪,放大發動機的扭矩,這就相當於一檔了。

假設發動機怠速最大扭矩為80牛米,那麼這個齒輪減速比應該為7。625,也就是說發動機轉7。625圈,車輪轉一圈,發動機轉速降低了,但是扭矩放大了7。625倍。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

但是隻有一個檔位顯然無法滿足行駛的要求

,因為家用車發動機最大轉速普遍只有6000轉,如果發動機與車輪之間減速比為7。625,那麼發動機達到最大轉速時車輪轉速只有786轉/分,車輪直徑0。7米,對應車速就是103。75公里/小時。這速度上高速都不讓你走快車道,而且發動機轉速都飈到6000了,人家開十年換車,你這可好,跑趟高速就換車。所以這時候就

需要增加高速檔位以降低高速行駛時的發動機轉速。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

不僅如此,發動機想要省油,也必須配備多個檔位的變速箱

,因為

發動機不同轉速下油耗差異太大了

。發動機執行時活塞、連桿、曲軸、飛輪等等部件都在轉動,而且隨著轉速的升高這些部件的慣性力和摩擦力都會成倍增長,這使得發動機轉速越高,損耗就越大,油耗就越高。所以燃油車

不僅需要變速箱,還需要多個檔位的變速箱,這樣在行駛中依靠不同檔位匹配出合理的發動機轉速才能降低油耗,

否則燃油車的油耗將不忍直視,你可以試著用2擋4000轉跑幾公里,然後看一下平均油耗就明白了。

所以說發動機的動力和油耗特性決定了燃油車必須要用變速箱,而且必須是多個檔位的變速箱。

電動車為啥不需要變速箱

嚴格來說電動車也有變速箱,只是這個變速箱只有一個固定檔位,稱為

固定齒比變速箱,簡單來說就是一個減速齒輪

。由於電動機

轉速範圍廣,而且在全轉速範圍內都擁有特別高的效率和動力性,所以電動車只需要配備一個檔位的固定齒比變速箱就可以滿世界跑了。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

還是假設一輛純電動車爬9%的坡,假設車輛自重2。2噸,滿載5人平均體重75公斤,車輪直徑0。7米,電動機最高轉速1。2萬轉/分。透過計算可以得出爬坡時車輪端需要800牛米的扭矩,而該車輛電動機最大輸出扭矩為300牛米,那麼只需要給電動機裝一個減速比為2。67的固定齒比變速箱就可以滿足爬坡起步需求了。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

然後就是最高車速了,假設該車設計最高時速為160公里/小時,此時對應的車輪轉速就是2667轉/分,對應的電動機轉速就是7120轉/分。而該電動機最高轉速為1。2萬轉/分,所以

在電動機的轉速範圍內完全可以應付整個行駛工況。

不過現實中電動汽車變速箱減速比遠比2。67要大得多,因為

減速比越大,對電動機扭矩的放大倍數越大,這樣車輛加速效能就越好

。雖然這樣會導致車輛極速下降,但是對於家用車來說正常行駛時的動力性遠比你能跑多快要重要得多。不過目前也有一些純電動的效能車為了引數好看而選擇兩個檔位的變速箱,既照顧了加速性,又照顧了極速。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

看到這裡估計有人要問了:電動機只用一個減速比,高速行駛時電機轉速很高,會不會像發動機那樣油耗很高而且耐久性下降呢?其實完全不用擔心這個問題,因為

電動機的結構特性決定了其高效率轉速區間特別廣,而且在設計轉速範圍內都有很高的耐久性。

電動機是靠電磁力執行的,本身轉化效率就很高了,再加上電動機結構簡單,運動方式為單一的旋轉,而且運動部件只有轉子和軸承,所以

轉速提升所引起的損耗很少

,因此不會出現由於高速行駛電機轉速太高而導致電機效率和耐久性大幅度下降的問題。

為什麼燃油車需要變速箱,而純電動車卻不需要?

所以說燃油車想要正常執行,必須配備多個檔位的變速箱,而電動車由於電動機特殊的動力性和高效性以及更寬的轉速範圍,只匹配一個減速齒輪就足以應付日常用車的需求了,因此就不需要再加變速箱了。