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？

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？“工程师聊汽车”由浅入深给大家讲解一下！

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。如果感兴趣，欢迎大家关注“工程师聊汽车”！

易车号作者提供文章