手动挡车辆为什么要换档?发动机和变速器有怎样的匹配关系?

http://www.shenyang2car.com 2022年12月01日

对于手动挡汽车,很多人都有疑问,尤其是新手,手动挡为何要换挡,一档也可以驾驶,一直一档开不行吗?手动挡车辆,是不是档位越高,车辆速度也越高?手动挡车辆为什么要换挡?关于车辆变速器换挡原理又是怎样的呢?

1. 汽车为什么要换挡?

由内燃机的动力特性曲线显示:在小功率的低转速范围内,该阶段扭矩低、油耗大而在中高转速范围内,发动机可以获得较大的功率,并且发动机输出扭矩很高,油耗还非常低,发动机在理想的情况下,应该在中高转速范围工作。通过汽车的特点及工作性质 ,可以看出,发动机功率一定时,转速越大,其扭矩越小,反之,转速越小,发动机扭矩也就越大。

而发动机只有在中高速时,其工作效率才能更好好,才能轻松解决发动机高速运转与汽车低速行驶条件下的提速问题。为了保证汽车顺利提速,平顺起步,汽车需要一个变速装置。所以,才有了现在的变速器。

2.低档位行驶速度有限,如果想要提速,必须要换挡

很多人在驾驶手动挡的时候,都想着能不能不换挡?一直一档驾驶就好了,在这里告诉不大家,这是绝对不可以的!

根据发动机动力系统传递特征可知:V=k*Ne/i;V为车辆速度,K为系数,与车轮半径等成正相关,Ne为发动机转速,i为变速器传动比。

变速器档位固定,意味着变速器传动比固定,车速和发动机转速成正比变化,但是发动机转速有最高值约6500rpm,车主如果只是一档驾驶,发动机转速达到6500rpm,车辆速度不可以继续提升!

这时候,车主如果想要继续提升车速,只能升档,降低变速器传动比,根据上述公式可以发现,变速器传动比处于分母位置,该值越低,车辆速度越高,车辆自然也会相应提速!

3.相同发动机转速条件下,高档位,对应高速度

根据下列关系式V=k*Ne/i,如果车辆想要以非常高的速度驾驶,低档位一二档是不可能的,只有变速器档位提升,变速器传动比下降,车速才会提升!这也就是为什么大家都是,手动挡车辆,想要提速,除了踩油门以外,还要提升档位的原因。

4.为什么加速,需要降档?为何档位越低加速越快?

车辆加速能力除了和发动机有关以外,还和变速器有关。

根据车轮驱动力关系,F=k*T*i,F是指车轮驱动力,T为发动机输出扭矩,i为变速器传动比。

发动机排量越大,对应的输出扭矩T越高;变速档位越低,对应的传动比越大,车辆轮胎驱动力自然也越大!

根据牛顿第二定律,F-f=ma,f是指车辆阻力,m为车辆质量,在车速一定时,车辆阻力一定,车轮驱动力越大,对应的车辆加速能力越强,这是显而易见的。

综上所述,手动挡车辆,如果想要正常舒适性驾驶,并获得较低油耗,较高动力,必然需要频繁性换挡。

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