降低|汽车在超车时,为什么要降低一个档位?( 二 )


从上述计算数据可以看出:发动机转速相同时,变速箱的档位越高,车轮的转速越高,但是车轮上的扭矩越小。事实上,可以根据这些数据做出一个曲线图,这就是汽车的档位驱动力图。从图上可以明显的看出:变速箱档位越低,驱动力越大,覆盖的车速范围越小;档位越高,驱动力越小,覆盖的车速范围越大;当车速相同时,变速箱档位越低,车轮上获得的驱动力越大。比如一档可以获得的最大驱动力是5000牛,覆盖的车速范围是5~30公里/小时;五档可以获得的最大驱动力是1000牛,覆盖的车速范围是40~210公里/小时。当发动机输出最大功率并与行驶阻力达到平衡点时,汽车就达到了最高速度。
 降低|汽车在超车时,为什么要降低一个档位?
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需要注意的是:有些车型的最高车速并不是在最高档位时得到的,而是在次高档位得到的,这一点在很多九速或十速自动变速箱上体现的比较明显。这主要是因为由于汽车在高速行驶时会受到很大的阻力,在最高档位行驶时驱动力不足以克服全部的阻力,得不到最大的速度,而在次高档位时由于有足够的驱动力反而能跑得更快。
看到这里,相信很多人已经明白了,汽车档位越低,驱动力越大,所以在超车时降低一个档位是为了获得更大的驱动力。那么这个驱动力究竟能差多少呢?超车加速时间又能差多少呢?我们不妨来大致的计算一下。假设某车型搭载MQ200手动变速箱,发动机最大扭矩是160N.m。汽车以发动机转速2000转/分钟、变速箱处于五档、80公里/小时的速度匀速行驶,在100米的距离内超越前车需要多少时间。
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通过前文的计算可知,此时车轮上的扭矩是360N.m,如果车轮半径是0.3m的话,那么此时汽车的驱动力就是1200牛。由于此时的汽车是在匀速行驶,所以它可以大致的看成汽车的行驶阻力。如果驾驶员在此时把油门踩到底,发动机瞬间发出最大扭矩(事实上是有一个过程的)160N.m,此时汽车获得的驱动力是1920牛。假设汽车的重量是1000千克,那么汽车获得的加速度是0.72m/s2;如果超车距离是100m,那么汽车的加速超车时间大约是4.3秒。
如果我们降低一个档位,使用四档加速超车的话,结果会怎么样呢?驾驶员在减档后把油门踩到底,发动机瞬间发出最大扭矩160N.m,此时汽车获得的驱动力是2437牛,获得的加速度是1.24m/s2,汽车的加速超车时间大约是3.8秒。
看到了吧,当汽车降低一个档位超车时,会缩短大约0.5秒的时间。也许有人觉得这0.5秒不算什么,可是汽车在高速行驶时,一秒钟就可以通过几十米的距离,半秒钟大约可以通过十几米的距离。这就非常可观了,十几米的距离足以让你脱离危险,避免碰撞。
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有些人还是会有一个疑惑:这汽车档位降低了,车速不就降下来了吗?还怎么超车呢?其实汽车的车速并不完全是由变速箱档位决定的,从上面的档位驱动力图可以看出,很多档位的车速都是有重叠的。比如说汽车以发动机转速2000转/分钟、五档、80公里/小时的速度行驶,当我们把档位降低到四档的时候,发动机的转速就升高到了2500转/分钟,汽车仍然保持80公里/小时的车速行驶,但是汽车的驱动力大大增强了,如果在此时加速,汽车会获得更高的加速度,可以在更快的时间内达到更高的车速。比如在五档时从80公里/小时提高到100公里/小时需要4.3秒,使用四档时从80公里/小时提高到100公里/小时只需要3.8秒。
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从以上分析可以看出,汽车在加速超车时,降低一个档位,可以获得更大的驱动力和更高的加速度,可以在更短的时间内和最短的距离内超越前车,让自己迅速的脱离危险地段,减少行车安全隐患。相反,如果持续使用高档位超车,就会由于驱动力不足而导致加速过慢、超车时间延长、超车距离延长,两车并行的时间过长,会导致严重的行车安全隐患。所以,超车时降低一个档位是正确而又明智的操作方法。
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对于手动档的车型来说,超车时降档的时机完全取决于司机的操作水平。对于自动档车型来说,只要驾驶员把油门突然踩到底,变速箱就会自动的降低一个甚至两个档位,同时发动机控制单元感知到了驾驶员的强烈动力需求,会立即增加喷油,增大发动机动力输出,让动力过渡的更加平顺。很多自动变速箱在升档时很平顺,但是在降档时却顿挫明显,就是由于降档的时机和发动机喷油时机以及喷油增量没有设计好。很多老司机挂在嘴边的“发动机与变速箱匹配”,很大程度上也是指变速箱升降档过程与发动机动力变化过程的适应程度。
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