汽車在超車時是加擋還是減擋 汽車超車時應該使用什么檔位

2020-01-06 00:52:40

很多新手司機有一個特別不能理解的問題,就是超車時為什么要降檔。汽車不是檔位越高車速越快嗎?這降低了一個檔位,車速不是變得更慢了,還怎么超車呢?很多老司機的解釋是:檔位降低了,動力更強了,所以超車更快了。但是很多人還是理解不了,為什么檔位降低了動力就增強了呢?今天我們就來詳細的分析一下:汽車超車時為什么要降檔?

首先我們來看看汽車變速箱的作用是什么?,F在汽車上的變速箱大致可以分為手動變速箱和自動變速箱兩大類,自動變速箱又可以分為液力機械變速箱(AT)、無級變速箱(CVT)、雙離合變速箱(DCT)和自動機械變速箱(AMT)。不論是哪一種變速箱,它們最基礎的作用就是兩個:變速、變扭。

變誰的速?變誰的扭?當然是變發動機的轉速和扭矩。其實發動機在工作時發出的轉速和扭矩是不能直接驅動汽車行駛的,因為它的工作范圍極其有限。一般的發動機工作區間就是在800~6000轉/分鐘之間,最大扭矩在幾百牛米,最大功率一百幾十千瓦。并且發動機都有一個最經濟的工作區間,一般是在1500~2500轉/分鐘之間,只有讓發動機處于這個轉速區間時,汽車才能既有較好的動力性,又有較低的油耗,超出這個范圍工作是極不經濟的。

但是汽車在行駛中遇到的阻力是隨時變化的,車速可以從零到幾百公里/小時,變化范圍是非常大的。發動機本身是無法完全適應這種變化的,比如說汽車起步時的阻力矩一般在1000Nm以上,而發動機的最大扭矩只有幾百牛米,顯然是無法驅動汽車起步的,此時的車輪轉速接近于零,發動機的轉速卻高達上千轉;而汽車正常行駛時,行駛阻力可能只有幾百牛米,發動機輸出過多的動力又是浪費的,此時的車輪轉速幾百轉,但是發動機轉速仍然是幾千轉。

為了適應汽車行駛工況的變化,汽車就必須使用變速箱來重新分配發動機輸出的動力。發動機的輸出的動力傳遞給變速箱后,變速箱根據汽車行駛的實際需要,掛入合適的檔位,將發動機的動力放大或者縮小,轉速降低或升高,然后再經過驅動橋驅動車輪;同時通過變速箱把車輪上的阻力反饋給發動機,讓發動機適時的調整自己的工況。對于手動變速箱來說,需要駕駛者自己判斷行駛工況,手動改變變速箱的檔位,所以汽車的動力性和經濟性更多的取決于駕駛者的技術水平;對于自動變速箱來說,檔位是自動切換的,所以變速箱的換檔邏輯以及它與發動機的匹配程度是非常重要的。

一款優秀的自動變速箱,可以通過自身檔位的切換,讓發動機始終工作在最佳的工作區間,達到動力性最強、油耗最低的目的。這就好像一個家庭,丈夫就像發動機,在外面掙錢,源源不斷的給家庭生活提供資金;而妻子就像變速箱,把丈夫賺來的錢重新分配,用于家庭中的各項開支。如果妻子精明能干,精打細算,就會把資金分配的井井有條,既不會浪費也不會給丈夫很大的壓力,家庭生活順暢、幸福;但是如果遇到一個“敗家娘們”呢?那肯定是生活一團糟,資金浪費嚴重,丈夫壓力山大。所以有人說,成功男人背后都有一個偉大的女人。對于汽車來說,如果說發動機是汽車的心臟,那么變速箱就是汽車的大腦,顯然,大腦的作用是明顯高于心臟的。大家在買車時也要注意這一點,一個優秀的變速箱遠比發動機性能更重要。

那么變速箱是如何分配發動機動力的呢?這就涉及到了一個傳動比的概念,所謂的傳動比就是變速箱的主動齒輪轉速與被動齒輪轉速之比。對于汽車變速箱來說,主動齒輪就是指變速箱的輸入齒輪,它的轉速可以近似的看做是發動機的轉速;被動齒輪就是指變速箱的輸出齒輪,由于絕大多數的乘用車都是前置前驅的,一般都是把變速箱和主減速器制成一體,它的轉速可以大致看做是車輪的轉速。不過在計算傳動比時,需要把主減速器的傳動比加入進去。一般把變速箱傳動比和主減速器傳動比合起來稱作傳動系統總傳動比,在給汽車做扭矩和轉速計算時,都是使用總傳動比。下圖是著名的大眾MQ200手動變速箱參數表,其它車型的變速箱參數與此類似。

下面我們就根據這個參數,來計算一下當發動機轉速為2000轉/分鐘時,車輪的轉速和扭矩都是多少。假設這款發動機在2000轉/分鐘轉速時可以發出100N.m的扭矩。

一檔:125轉/分鐘,1596N.m

二檔:225轉/分鐘,887N.m

三檔:329轉/分鐘,606N.m

四檔:437轉/分鐘,457N.m

五檔:555轉/分鐘,360N.m

倒檔:148轉/分鐘,1348N.m

從上述計算數據可以看出:發動機轉速相同時,變速箱的檔位越高,車輪的轉速越高,但是車輪上的扭矩越小。事實上,可以根據這些數據做出一個曲線圖,這就是汽車的檔位驅動力圖。從圖上可以明顯的看出:變速箱檔位越低,驅動力越大,覆蓋的車速范圍越??;檔位越高,驅動力越小,覆蓋的車速范圍越大;當車速相同時,變速箱檔位越低,車輪上獲得的驅動力越大。比如一檔可以獲得的最大驅動力是5000牛,覆蓋的車速范圍是5~30公里/小時;五檔可以獲得的最大驅動力是1000牛,覆蓋的車速范圍是40~210公里/小時。當發動機輸出最大功率并與行駛阻力達到平衡點時,汽車就達到了最高速度。

需要注意的是:有些車型的最高車速并不是在最高檔位時得到的,而是在次高檔位得到的,這一點在很多九速或十速自動變速箱上體現的比較明顯。這主要是因為由于汽車在高速行駛時會受到很大的阻力,在最高檔位行駛時驅動力不足以克服全部的阻力,得不到最大的速度,而在次高檔位時由于有足夠的驅動力反而能跑得更快。

看到這里,相信很多人已經明白了,汽車檔位越低,驅動力越大,所以在超車時降低一個檔位是為了獲得更大的驅動力。那么這個驅動力究竟能差多少呢?超車加速時間又能差多少呢?我們不妨來大致的計算一下。假設某車型搭載MQ200手動變速箱,發動機最大扭矩是160N.m。汽車以發動機轉速2000轉/分鐘、變速箱處于五檔、80公里/小時的速度勻速行駛,在100米的距離內超越前車需要多少時間。

通過前文的計算可知,此時車輪上的扭矩是360N.m,如果車輪半徑是0.3m的話,那么此時汽車的驅動力就是1200牛。由于此時的汽車是在勻速行駛,所以它可以大致的看成汽車的行駛阻力。如果駕駛員在此時把油門踩到底,發動機瞬間發出最大扭矩(事實上是有一個過程的)160N.m,此時汽車獲得的驅動力是1920牛。假設汽車的重量是1000千克,那么汽車獲得的加速度是0.72m/s2;如果超車距離是100m,那么汽車的加速超車時間大約是4.3秒。

如果我們降低一個檔位,使用四檔加速超車的話,結果會怎么樣呢?駕駛員在減檔后把油門踩到底,發動機瞬間發出最大扭矩160N.m,此時汽車獲得的驅動力是2437牛,獲得的加速度是1.24m/s2,汽車的加速超車時間大約是3.8秒。

看到了吧,當汽車降低一個檔位超車時,會縮短大約0.5秒的時間。也許有人覺得這0.5秒不算什么,可是汽車在高速行駛時,一秒鐘就可以通過幾十米的距離,半秒鐘大約可以通過十幾米的距離。這就非??捎^了,十幾米的距離足以讓你脫離危險,避免碰撞。

有些人還是會有一個疑惑:這汽車檔位降低了,車速不就降下來了嗎?還怎么超車呢?其實汽車的車速并不完全是由變速箱檔位決定的,從上面的檔位驅動力圖可以看出,很多檔位的車速都是有重疊的。比如說汽車以發動機轉速2000轉/分鐘、五檔、80公里/小時的速度行駛,當我們把檔位降低到四檔的時候,發動機的轉速就升高到了2500轉/分鐘,汽車仍然保持80公里/小時的車速行駛,但是汽車的驅動力大大增強了,如果在此時加速,汽車會獲得更高的加速度,可以在更快的時間內達到更高的車速。比如在五檔時從80公里/小時提高到100公里/小時需要4.3秒,使用四檔時從80公里/小時提高到100公里/小時只需要3.8秒。

從以上分析可以看出,汽車在加速超車時,降低一個檔位,可以獲得更大的驅動力和更高的加速度,可以在更短的時間內和最短的距離內超越前車,讓自己迅速的脫離危險地段,減少行車安全隱患。相反,如果持續使用高檔位超車,就會由于驅動力不足而導致加速過慢、超車時間延長、超車距離延長,兩車并行的時間過長,會導致嚴重的行車安全隱患。所以,超車時降低一個檔位是正確而又明智的操作方法。

對于手動檔的車型來說,超車時降檔的時機完全取決于司機的操作水平。對于自動檔車型來說,只要駕駛員把油門突然踩到底,變速箱就會自動的降低一個甚至兩個檔位,同時發動機控制單元感知到了駕駛員的強烈動力需求,會立即增加噴油,增大發動機動力輸出,讓動力過渡的更加平順。很多自動變速箱在升檔時很平順,但是在降檔時卻頓挫明顯,就是由于降檔的時機和發動機噴油時機以及噴油增量沒有設計好。很多老司機掛在嘴邊的“發動機與變速箱匹配”,很大程度上也是指變速箱升降檔過程與發動機動力變化過程的適應程度。

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