120km/h高速行驶时，不同车的发动机转速不同，直接决定因素是传动系统的传动比。本质因素是发动机功率和车辆自身特性。汽车发动机不直接驱动车轮。我们从来没有见过有哪辆车是车轮直接装在曲轴上跑的，发动机的动力要换了变速箱后才能传递给驱动轮。下图是后驱汽车的传动系统示意图。前轮驱动的汽车基本上与这个原理相同，只是前轮驱动的差速器集成在变速箱内部。发动机的动力最终通过变速箱、传动轴、差速器、半轴传递给驱动轮。图中有几个非常重要的节点，就是变速箱和差速器。它们改变发动机的扭矩和速度。首先是变速箱，比如上图的变速箱。下面的轴是输入轴，与发动机相连。上面是输出轴，输出轴通向差速器。可以看出，每个档位由两个档位组成，输出轴齿轮与输入轴齿轮之间的速比称为速比。比如1档的输入轴齿轮转4圈，输出轴齿轮转1圈，那么我们可以说1档的速比是4÷1=4。同理，5档的输入轴齿轮转动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。差速器是一个小齿轮带动一个大齿轮，它也有一个速比，即橙伞齿轮与金伞齿轮的速比。如果黄金齿轮转动4圈，橙色齿轮转动1圈，那么差速器的速比为4。因为传动系统有变速箱和差速器，所以最终传递到车轮时，发动机的转速会发生变化。像往常一样，我又拿出了这张收藏已久的照片。根据轮胎参数，可以计算出车轮直径约为0.5866m，车轮每行驶一次的距离为1.8419m，假设车速为120 km/h，则可以计算出车轮转速为1085.8RPM，根据变速箱五档的速比和差速器的速比，可以计算出这辆车在120km/h的速度行驶时，发动机转速为3088 rpm，这是另一辆车从图中可以发现，6档最高齿轮速比为0.608，差速比为4.071。根据轮胎尺寸，车轮直径约为0.7243米，车轮一转所行驶的距离为2.2743米。在120km/h的情况下，轮速为879.39rpm，然后根据6档速比和差速比，可以计算出6档在120km/h行驶时发动机转速为2176.6rpm，这两辆车是我自己的，计算结果与实际情况一致。相同转速下发动机转速之所以会有这么大的差异，直接原因是由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，所以必须设定传动系统速比，使发动机能在高速区运行，否则发动机的驱动力就不够了。你要把变速器速比设计成每小时120，发动机转速2000，很可能它2000转的扭矩根本动不了。第二辆车排量更大，动力更强，匹配变速箱时可以选择更小的速比，同样转速下发动机转速更低。如果两车发动机互换，小排量发动机配合大排量传动系统可以达到120/h和2000/h的速度，但是功率太小，可能只有下坡路才能达到。同理，如果小排量车上装了大排量的发动机，即使功率再大，由于传动系统的原因，还是要3000转才能跑到120的发动机。另一个有趣的现象是，有一种面包车，它的发动机和小排量汽车的发动机几乎一样。但转速120/h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，需要进一步提高发动机转速才能获得足够的驱动力。所以最根本的原因在于发动机功率和车型设置。换句话说，你的车在120迈的时候，发动机转速是一样的，只要车没问题就不会变。