扭矩转速马力变速箱

这五点是解释降档加速与低速加速更快的基础，很多人不理解为什么汽车低车速时的加速感会更强（推背感），一般理解应该是车速越快加速越快才对。同时也有些人不理解为什么超车时需要降档，解释这些问题首先需要了解发动机的各项参数的概念。

发动机参数的概念

1：扭矩

燃油动力汽车装备的是“往复活塞式内燃式热机”，其运行原理是通过燃油与空气的混合，在发动机燃烧室（气缸）内部进行燃烧，燃烧的本质是一种在高温环境中发生的剧烈的化学反应。分子剧烈的无规则运动是推动活塞往复运转的基础，这里的重点是“往复循环”，参考下图燃爆一次的循环动作吧。

燃烧推动活塞往下运动，活塞带动连杆、连杆推动曲轴转动、曲轴通过转动的飞轮将“转矩”（动力）输出给变速箱。这一次动作输出的“转矩”就是所谓的扭矩了，白话的说明为一次输出的力量或能量数值的大小，就像挥出一圈等击出多少公斤的概念相同。那么什么决定了扭矩大小呢？答案自然是进气量与喷油量的大小，只有燃烧更多的燃油才能产生更大的能量。

2：转速

问题来了：低车速时车辆的能输出大扭矩吗？标准答案一定是可以，因为车速不代表转速高低，发动机以很高的转速也可以指实现很低的车速，这是变速箱的作用（文末解释）。那么在转速可以升高而不影响车速时，发动机的进气量则必然能够大幅提升，因为油门控制的不是喷油量而是节气门，油门踩得越深节气门翻板开度越大则进气量越大。

内燃机的空气燃料比是固定的（14.7:1），也就是说进入发动机的空气少则喷油量小，此时活塞往复一次转化的扭矩就会低。反之大油门大进气量就会有更大的喷油量，发动机单次输出扭矩大就能实现高性能了。这是转速与扭矩的关系，简而言之：转速越高扭矩才能越大，那么什么是转速呢？

3：马力

转速的概念：每分钟曲轴旋转的次数。曲轴旋转一次是扭矩，曲轴一分钟内旋转输出的“扭矩总和”叫做功率。通俗的解释为一分钟内输出能量的综合，比如扭矩等于一拳200公斤，一分钟内挥拳1000次则等于共计输出的“功率”高达200000公斤；以发动机参数单位计算，发动机扭矩为400N·m，曲轴一分钟内旋转（转速）3000次，输出的总扭矩就应该是120万N·m，但这一数据还不能直接转化为功率。

功率的计算公式：扭矩×转速÷9549＝功率。也就是说3000转时的输出功率实际为125kw，功率数值乘以1.36等于米制马力，也就是说3000转时能够输出170马力。1马力的概念是驱动75公斤物体以一米一秒的速度运动，在物体重量不变的前提下输出马力越高则车辆加速效率越高（加速越快），同时车辆的极速也会越高。

这就像一拳“400N·m”的力道可能打不倒对方，但是一分钟内暴击3000次则必胜；或者说人以“400N·m”的扭矩推车一次只能使车辆移动1米，一分钟内以相同的力量连续推动1000次则能移动1000米，一分钟推动3000次则同一时间范围内可以移动数千米；说白了就是单位时间内“相同推力”叠加的次数决定了功率马力的大小，也决定了加速的快慢以移动速度。

总结

降档超车与低速加速快的原因：变速箱的不同档位（齿轮比）可以实现不同的放大方式，比如1挡由发动机驱动的齿轮很小，而从动齿轮（动力输出到车轮的齿轮）直径很大。此时发动机曲轴带动小齿轮转一圈，从动大齿轮才会刚刚挪动，车轮也就挪动了一点点；此时想要为车辆加速则需要让发动机以很高的转速带动小齿轮高转，但即使发动机速度很快而从轮齿轮与车轮转速仍旧不高。

但是发动机曲轴实实在在的在一分钟内旋转了数千次：高转速提高了发动机输出扭矩，同时也提高了功率马力。所以此时车速虽然不快但是加速很快，如不用以快加速则输出的大马力就能拉动很重物体慢慢移动（起步）了；这就是急加速或牵引重物时需要以低档位高转速驾驶的原因，同时也是高速驾驶时需要降低档位（传动比）拉升发动机转速，提升单位时间内做功叠加次数的目的。

变速箱的高档位是用以放大车速并降低发动机转速的设计，因为内燃机长时间高转速会出现严重磨损，以及过大的噪音与耗油量。车辆在高速行驶中的行驶阻力并不非常大，发动机低转速输出小马力可以维持巡航驾驶；所以此时的齿轮比为发动机曲轴驱动的齿轮直径很大，从动齿轮直径很小，发动机转一圈可以带动小齿轮（与车轮）转很多圈，也就是发动机低转速实现高车速的理想巡航模式了。

说明：高档位巡航时由于发动机的转速基数很小，一分钟内输出的马力也很小。而急加速需要的是输出马力远超行驶阻力才能实现，但低转巡航的输出马力超阻力并不多，所以加速会感觉很缓慢。想要急加速就要降低前进挡（放大单位时间内曲轴转动的次数），是高转速叠加大马力实现大幅超越行驶阻力才能在巡航驾驶中二次急加速，这就是需要降档超车的真正原因，就聊这么多了。

编辑：天和Auto-汽车科学岛

责编：天和MCN

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