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发表于 2018-3-18 10:30:57
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美国卡车总重量36吨，柴油机一般是直列6缸或V8缸15升600马力前后，配的变速箱是18档的。
国产卡车早期斯太尔时代是9升10升直列6缸柴油机，9~10档变速箱，现在主要是11~13升直列6缸柴油机，多数配12档变速箱，少部分有配14档或16档的。
为啥这么多的档位？与柴油机输出特性有关。
以康明斯ISX15柴油机为例，15升（实际是14.9升，137x169）排量直列6缸，1650转达到额定400~600马力，1000~1350转达到最大扭矩2779牛米。一般来讲柴油机最大扭矩转速区间也是最省油的状态。也就是说它最大扭矩，同时也是最省油的状态才350转的宽度（你看看你家轿车发动机转速能到多少？），为了保证卡车在任意速度都能够找到一个档位档柴油机在这个转速下工作，就需要这么多的档位。否则的话先别说费油了，很可能会出现一个状态，挂4档柴油机转速都达到很高了，扭矩已经开始下降，但是挂5档转速就太低，扭矩还没上来。
那火车的你算算吧，柴油机最高转速才1000多转，有的可能还不到1000转，那最大扭矩转速区就更窄了，可能也就一两百转，那要想满足柴油机工作环境要求，估计没个四五十个档是够呛的。那大车开车可就有活干了，一路上进站出站，碰上个坡道就咔嚓咔嚓换档吧，不用干别的了。
再说说变速箱。就算能造出来40档50档变速箱，咱还是从卡车的变速箱说起。卡车的变速箱一般达到8档开始就要采用两段式变速箱了，也就是两个变速箱串联，8档就是一个4档主变速箱跟一个2档副变速箱，10档就是5x2,12档就是6x2。
如果你接触过开大卡车的人（3轴以上的卡车和少部分大型2轴卡车，一般180马力以上），在讨论变速箱操作的时候他们会提到高速档与低速档，那就是副变速箱的两个档位，这种变速箱在换档的手球位置会有个小开关，就是控制副变速箱的。这也是为什么大卡车往往有两个倒档的原因，就是副变速箱带来的，他挂倒档，副变速箱为低速就是倒1档，副变速箱挂高速就是倒2档。
到了12档开始，再往多了，14档（实际结构跟16档相同，只是最后两个档因为传动比太小或太接近，没有实际意义而被屏蔽）、16档、18档（结构与20档相同，原因同14档）甚至还有20档、24档的变速箱就是三段式变速箱了，一个2档范围档变速箱+主变速箱+2档副变速箱，档把上有两个开关分别控制两个小变速箱。那这种三段式变速箱的卡车理论上可以有4个倒档，倒4档车速估计能超过60，但多数三段式变速箱会屏蔽倒3和倒4档。
为什么要设计的这么复杂，以现在的变速箱结构来说，档位越多齿轮轴就得越长（这涉及变速箱结构，你可以到网上查，我就不详细解释了），而达到一定长度之后，在传递扭矩过程中齿轮轴就会变形，扭曲变形被拧成麻花或直接断裂，所以人们就采取了分段变速箱，让单个齿轮轴不会过长。
那要是40档50档变速箱，那结构你想象一下吧，40档用3段式，5x4x2？或者是4段式，5x2x2x2？
最后还有一点，机械结构越复杂越容易出故障。你搞这么多档位的变速箱，跟电传动相比，出勤率怎样？维修难度和成本，维护保养周期等等怎样？火车和卡车都属于生产资料，出勤率关乎生产能力，寿命周期关乎成本。 |
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