精英意识会让人走向孤独

开车要懂车，不一定说懂到能自己随意拆随意修，但至少要知道原理才行
今天讲的就是发动机和变速箱了

发动机
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发动机和变速箱从来都是密切结合在一起的
发动机又有汽油机、柴油机、电动机、燃气轮机、核动力几种，他们各有千秋

汽油机——扭矩小，功率小，但体积噪音都小，省油，一般小汽车多用
柴油机——扭矩大、功率大，体积大，废油，一般商用汽车例如卡车、巴士用
电动机——电动机体积不大，但是电池体积很大，一般电车、地铁之类
燃气轮机——体积大，功率巨大，超废油，轮船用，坦克、军舰用
核动力——还是航母潜艇用吧。。。

功率与扭矩
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发动机能直接驱动设备运行么？大部分场景下，都需要配备传动机构——变速箱
在设备运行过程中，需要的动力并不是一成不变的，而是随时都改变的
变速箱是为了能将发动机的动力转换成需要的动力输出的，进行变矩等转换
这里就涉及功率、扭矩，和所谓的牛马特性

众所周知，牛可以耕地，拉很重的东西拖着走，但是，牛跑不快
马就不一样，马可以跑的很快，但是拖东西，拖不动什么太沉的
让设备像牛一样能拖重物，像马一样跑得快，就是牛马特性
当拖重物的时候，看重扭矩，当跑高速时候，看重功率
这就是扭矩——功率的关系

例如骑自行车，从静止起步时候需要很大力量才能蹬动
必须有足够力才能让脚蹬子旋转，脚蹬受到的旋转的力量和脚蹬长度半径相乘
就能得到扭矩
当自行车动起来，就轻轻的蹬几下就走的飞快了
所以自行车上也有前三后六的变速齿轮，分别用于起步和高速
在自行车上，扭矩和功率体现的不够完全，因为人是活的，输出扭矩和功率间可以随意变化的
但发动机就没那么大适应范围了

再看汽车，起步时候可能阻力稍较大，需要比较大的扭矩让车动起来
开起来后阻力很小，扭矩不特别重要，功率决定了车能开多块

再看火车，一个车头，后边挂着50节的车皮，起步是很恐怖的事情
必须有非常巨大的扭矩才能让火车动起来
但是火车一旦动起来后就好办了，不需要很大扭矩，功率上去车就跑快了
所以火车的传动系远比汽车复杂

传动系统
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假如没有变速器，车轮和发动机直接挂钩
起步时候发动机转速是750转，车轮怎么可能从静止一下子变成750转呢。。
发动机瞬间就被拖的熄火了
所以必须要有变速箱

汽车用的传动设备是机械齿轮、链条、离合器构成的机械变速箱
也有使用液体和涡轮构成的液力变速器
变速器提供若干个档位，每个档位有不同的减速比
既保证了发动机在一定的转速范围内运行，又使得车轮能得到不同转速的输出

变速箱提供一个空挡，若干前进档，一个后退档
在空挡上，发动机和车轮完全分离，比如停车时候，车轮没转，发动机照样转
在前进档上，一般一档减速比最大，发动机可能转的很快，但车轮转的很慢
所以一档用于起步
别看一档转速慢，由于减速比大，此时输出的扭矩很巨大，轻松拖动重物
档位越来越高，传动比越来越接近1，也就是发动机转一圈，车轮转一圈
此时发动机转得快，车轮也转的快
少数车提供了经济巡航档，例如捷达等车5档，传动比小于1
也就是说发动机转一圈，车轮转的比一圈还多
这样更省油，开的更快，不过这种传动比下扭矩比较下，只能用于跑高速

通常，小汽车拉的东西不多，总重1吨多，所以提供4~6个前进档就成了
不需要太多的齿轮减速比搭配
但是看商用卡车，经常10多个前进档位，好几个倒档
因为商用卡车拉好几十吨，必须有足够多的齿轮变速比搭配
让车既能拖动重物逐渐的起步，又能以比较高的速度行驶
载荷越重，档位就需要越多
当负载太重的时候，变速箱就不好使了，只能使用电传动了，后话

手动变速想、半自动变速箱、全自动变速箱、手自一体变速箱、无级变速箱
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现在开始知识普及

手动变速箱（MT）

手动变速箱谁都认识，就几个档位，用手扳动
注意，扳动必须踩离合器，踩下离合器，让当前档位的齿轮完全分离
然后挂入新档，松离合器，新档位的齿轮自然啮合
如果不踩离合器怎么样？齿轮卡在一起正在高速旋转呢，你非要把他们掰开
肯定会听到咔咔的响，多这么来几次，齿轮边缘的齿就打坏了
崩裂的齿轮边缘的碎片甚至会击穿外壳，飞到车内来。。。。
手动变速箱最大特点是——有离合器

半自动变速箱

半自动变速箱，换档时候不需要踩离合器，直接用手扳档位即可
比如F1赛车，就用手加减档，没离合器
在换档时候，变速箱内机械机构自动将原先的齿轮分离
然后换入新档位，在将齿轮啮合
这个过程在零点几秒内就有机械设备自动完成
人要做的工作是决定何时加档、何时降挡
半自动变速箱最大特点是——没离合器

全自动变速箱（AT）

全自动变速箱是从半自动变速箱改进来的，由电脑负责加减档
不用人工干预了，并且也无法人工干预，全是自动运行
开全自动变速箱的车很舒服，但也不爽，我想要加减档，但是电脑替我做了
没有开车的乐趣了

手自一体变速箱（AMT）

在全自动变速箱上改进的手自一体变速箱出现了
手自一体变速箱有两种模式，自动模式，手动模式
放到自动模式，就等于一个全自动变速箱，电脑自动加减档
放到手工模式，就相当于一个半自动变速箱，电脑不管你加减档，加减档必须人工
这样，即满足了舒适性，又得到了驾驶乐趣

注意：
1）手自一体变速箱和半自动变速箱一样，没离合，只要上下扳动加减档即可
2）今后汽车发展的趋势是配备手自一体6前档甚至7前档变速箱

无级变速箱（CVT）

老有人把无级变速箱和全自动变速箱混淆
自动变速箱的特点是：有若干个档位，每个档位有一定的传动减速比
说白了，齿轮搭配是固定的，比如1档传动比4:1，二档3：1之类
无级变速箱呢，是没有固定变速比的，也就是说是真正没有档位的
它使用链条等连续传动机构，实现了改变变速比来匹配发动机和车轮
传动比可以是4到1之间的任何一个数字，不会局限在某几个档位
——这个特性很像火车的电传动了

开自动变速箱的车，换档时候有轻微的冲击，你能感觉到加减档车在顿挫
因为变速比从4：1换到3：1，中间跳跃很大，不是连续的
好比数字信号，都是跳跃的
但是无级变速箱，由于传动比可变，所以根本感觉不到车换档了
好比模拟信号，改变的过程从4到3是渐变的
举例：火车加速启动时候，你觉得火车换档了么？
因为火车的电传动系统是没档位的，电流大小决定加速快慢

无级变速箱虽然转换平滑，但是有缺点，不够耐用，不皮实
所以只有小型汽车——Audi A6之类配备CVT而已
大型商用车辆是无法使用的

火车——电传动
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蒸汽机车

火车——最早来源于蒸汽机车，有火所以才叫火车
蒸汽汽车是通过锅炉烧水，形成高压水蒸汽
水蒸汽被压入汽缸，推动汽缸内的活塞反复运行
通过曲轴、连杆转成轮子的旋转
这种方式的工作效率很低，锅炉体积太大
后期的蒸汽机车都用烧油的锅炉了，不烧煤了

内燃机车

最早的内燃机车和汽车一一样
内燃机运行，通过一个机械齿轮变速箱来驱动
但是火车越来越长越来越重，变速箱有限的档位不能满足传动需要了
档位太少，启动时候动不起来，动起来后又开不快
所以液力传动出现了，通过液体流动带动涡轮来传动
这个像什么？像轮船的螺旋桨。螺旋桨在水里转动，水就跟着流动
螺旋桨转速改变，周围水流速度也改变，实现了变速
液力传动早期很流行，主要是德国货，国内进口的NY6、NY7拉专列
但是液力传动的效率一般，体积又大，结构复杂，于是最终被电传动淘汰

内燃机车上安装的大型柴油机在电传动中成为了发电机
通过发电机将柴油燃烧的能量转换成电力
发电机发出的电经过电控设备的调节，可输出不同的电压、电流
车轮转向架上安装牵引电机，用电驱动
最终，内燃机->发电机->电控->电动机->开走了

电传动看起来复杂，但非常满足牛马特性的要求
首先内燃机转速基本恒定，只在很小范围内改变，没什么大影响
需要调节的，就是输出给牵引电机的电流了
启动时候电流最高，牵引力最大
开动了以后，电压增大，电流减小
而且，电压、电流的调节，是不受齿轮传动比限制的
所以加速是完全平滑的——人感觉不到火车加速换档了。。。

电传动不光用在火车上，轮船上也很普遍
矿山工地的车辆，也用电传动
例如三峡大坝截流时候的大型卡车，一车装70吨石头，车轮比人高。。
那些都是柴-电传动的，还是因为电传动匹配好

内燃机、变速器特性对汽车驾驶的影响
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科普工作做了好多哦，写不动了，下面书归正文，继续将讲车

我开的速腾2.0排量，170牛米扭矩，85KW千瓦最大功率
如果我和827的黄海DD6118S31比红绿灯起步，IsBe220柴油机机
虽然功率才160千瓦，比我大一倍，但是扭矩高达1700牛米，是速腾的10倍
虽然DD6118S31车身11米，重十多吨，可是红绿灯起步我占不到太大的便宜。。。

怎么办？
用好你的扭矩，柴油机最大特点就是低转速扭矩强劲
汽油机呢？高转速扭矩才能上来

小型车辆的汽油发动机的转速一般最低是750，叫做怠速
就是闲的没事干，发动机最低自己维持运行的速度
低于怠速——熄火，不转了
最高转速一般6000，再高了就爆炸了，即爆缸
F1比赛不是就老爆缸么，发动机都两万转的转速，肯定容易爆

在750~6000的范围内，发动机有一个最大扭矩输出点，有一个最大功率输出点
这个就是工况图

一般车辆的最大扭矩点是在3000~4000之间出现，最大功率是5000~6000之间出现
好多人开车的时候起步是1000转多起步，2000转加档
注意：当2000转加档的时候，其实发动机还没达到最大扭矩输出点，就加档了
这样，就形成了加速无力
如果一直不换档，转速从怠速持续上升到最大扭矩输出点
你就会发现不但速度越来越快，而且加速度也在上升
这里汽车加速的加速度可不是恒定的，因为扭矩变大了了，自然加速度也变大
当超过了最大扭矩输出点后，扭矩开始下降了
此时车依然实在加速，只不过加速度越来越小。。感觉加速没力量了
所以说，为了让车加速最凌厉，最好是超过最大扭矩输出点后，再换档

但是，达到最大扭矩输出点4000转换档，发动机转速很高，噪音大，废油
不用达到4000转换档啊，试试3000转换档，照样比2000转换档动力强的多
市区内开车，可能最快也就70~80的样子，因为环路限速么
此时车辆的功率是100马力还是200马力不重要，扭矩更重要

对于自动档车辆，变速箱有一个D档位置，即自动驾驶
此时变速箱电脑一般处于经济模式，尽可能的低转速，早加档，省油
但是，加档时机也太早了
比如上北四环的京承高速匝道，60公里时速，居然6档上，转速才1000多
这样是省油，但是太无力了，1000多的转速爬坡很痛苦，发动机光叫不走
所以要尽快换档——换到自动变速箱的运动模式——S档
或者按下OD超车按钮之类的开关
此时变速箱将不在以省油为第一目标，换档转速会被推迟到2000多甚至3000多
也就接近了最大扭矩输出转速
再去上同一高架路，就能发现是60公里，4档，2000转爬坡
此时扭矩非常充沛，爽就一个字，随心所欲加减油门不在痛苦

很多人为了省油，长期让发动机低转速运行，就会觉得车很面，加速无力
并且由于低速运行，会造成汽油燃烧不完全，内部积炭，导致工况更差
——恶性循环了
省油不省车，省车不省油
是为了车好开车舒服，还是为了剩那百公里一个油
真正爱车的人心中都应该有数吧

完.