很多新手司机都有一个特别不能理解的问题，就是超车的时候为什么要降档。不是档位越高速度越快吗？这就降了一档，车速并没有变慢。怎么才能超车？很多老司机的解释是挡位降了，动力更强，所以超车更快。但是很多人还是不明白。为什么降挡时功率会增加？今天我们就来详细分析一下：汽车超车时为什么要降档？首先，我们来看看汽车变速箱的作用。目前汽车变速箱大致可以分为手动变速箱和自动变速箱，自动变速箱又可以分为液力机械变速箱(AT)、无级变速箱(CVT)、双离合变速箱(DCT)和自动机械变速箱(AMT)。无论哪种变速箱，它们最基本的功能都是两个：变速和变矩。是谁的速度？谁的转折？当然，改变发动机的转速和扭矩。实际上，发动机在工作时的转速和扭矩并不能直接驱动汽车，因为它的工作范围极其有限。发动机一般工作范围在800-6000转之间，最大扭矩几百牛米，最大功率一百几十千瓦。并且发动机有一个最经济的工作范围，一般在1500-2500 rpm之间。只有发动机在这个转速区间，汽车才能既有好的动力，又有低的油耗。超出这个范围工作是极不划算的。但是汽车在行驶中遇到的阻力是随时变化的，速度可以从零到每小时几百公里，变化范围非常大。发动机本身并不能完全适应这种变化。比如自动启动中的阻力矩一般在1000Nm以上，而发动机的最大扭矩只有几百Nm，显然无法带动自动启动。此时车轮转速接近于零，但发动机转速却高达几千转。汽车正常行驶时，行驶阻力可能只有几百牛米，发动机输出的多余动力被浪费了。此时车轮转速几百转，发动机转速还是几千转。为了适应汽车行驶工况的变化，汽车必须使用变速箱来重新分配发动机输出的动力。发动机的输出功率传到变速箱后，变速箱会根据汽车的实际需要，挂到合适的档位，放大或缩小发动机的功率，降低或提高转速，然后通过驱动桥驱动车轮；同时车轮上的阻力通过变速箱反馈给发动机，让发动机及时调整工作状态。手动挡的话，需要驾驶员判断行驶状况，手动改变变速器的档位，所以汽车的动力性和经济性更多的取决于驾驶员的技术水平；对于自动挡来说，挡位是自动切换的，所以变速器的换挡逻辑及其与发动机的匹配程度非常重要。一台优秀的自动变速器可以通过自身档位的切换，使发动机始终工作在最佳工作区间，从而达到动力最强，油耗最低的目的。这就像一个家庭，丈夫就像一台发动机，在外挣钱，源源不断地为家庭生活提供资金；妻子像变速箱一样，把丈夫挣的钱重新分配给家庭中的各种开销。如果妻子聪明谨慎，会有条不紊地分配资金，既不会浪费，也不会给丈夫造成很大压力，家庭生活会很顺利，很幸福；但如果遇到“浪子泼妇”呢？肯定是生活一团糟，浪费钱严重，对老公压力很大。所以有人说每个成功男人的背后都有一个伟大的女人。对于一辆汽车来说，如果说发动机是汽车的心脏，那么变速箱就是汽车的大脑。显然，大脑的作用明显高于心脏。大家买车也要注意这一点。优秀的变速箱远比发动机性能重要。那么变速箱是如何分配发动机功率的呢？这就涉及到一个传动比的概念，就是变速箱的主动挡位转速与从动挡位转速的比值。 对于汽车变速箱来说，主动齿轮是指变速箱的输入齿轮，其转速可近似视为发动机的转速；被动齿轮是指变速箱的输出齿轮。由于大部分乘用车都是前驱车，前驱车，变速箱和主减速器一般是一体的，它的转速大致可以看作是车轮的转速。但是，在计算传动比时，要加上主减速器的传动比。一般把变速箱的传动比和主减速器的传动比称为传动系统的总传动比。当计算汽车的扭矩和速度时，使用总传动比。下图是著名的大众MQ200手动变速器的参数表，其他车型的变速器参数与此类似。根据这个参数，我们来计算一下发动机转速为2000转/分时，车轮的转速和扭矩。假设这台发动机在2000转/分时可以产生100N.m的扭矩。一档：125转，1596N.m二档：225转，887N.m三档：329转，606N.m四档：437转，457N.m五档：555转，360N.m其实根据这些数据可以做一个图，就是汽车的齿轮传动图。从图中可以明显看出，变速箱的档位越低，驱动力越大，覆盖的速度范围越小；档位越高，驱动力越小，覆盖的速度范围越大；当车速相同时，变速器的档位越低，车轮获得的驱动力越大。比如一档可以获得的最大驱动力是5000N，覆盖的速度范围是5 ~ 30k m/h；五档最大驱动力为1000 N，覆盖的速度范围为40~210 km/h，当发动机输出最大功率，达到与行驶阻力的平衡点时，汽车达到最大速度。需要注意的是，有些车型的最大转速并不是在最高档位获得的，而是在下一个最高档位获得的，这一点在很多九速或十速自动变速箱中都很明显。这主要是因为汽车在高速行驶时会受到很大的阻力。最高档行驶时，驱动力不足以克服所有阻力，无法获得最大速度。但在二档行驶时，由于驱动力充足，可以跑得更快。看到这里，相信很多人已经明白了，汽车的档位越低，驱动力越大，所以超车时降一档就是为了获得更大的驱动力。那么这种驱动力还能差多少呢？超车时间能差多少？我们粗略算一下。假设某车辆配备MQ200手动变速箱，发动机最大扭矩为160N.m，在发动机转速2000转，变速箱在五档，车速80 km/h的情况下匀速行驶，100米距离内超车需要多长时间.根据上面的计算，如果车轮半径为0.3m，车轮上的扭矩为360N.m，那么汽车的驱动力为1,200，此时汽车是匀速行驶的，所以可以粗略的认为是汽车的行驶阻力。如果此时驾驶员将油门踩到底，发动机会瞬间发出160N.m的最大扭矩(其实有一个过程)此时汽车获得的驱动力为1920 N，假设汽车重量为1000 kg，汽车获得的加速度为0.72m/s；如果超车距离为100m，该车加速超车时间约为4.3秒。如果我们降一档，用四档加速超车，会怎么样？降档后驾驶员将油门踩到底，此时发动机瞬间发出最大扭矩160N.m，汽车驱动力2437N，加速1.24 m/s，汽车加速超车时间约3.8秒。你看，汽车减一档超车，会缩短0.5秒左右的时间。可能有人觉得这0.5秒不算什么，但是汽车高速行驶的时候，一秒钟可以通过几十米的距离，半秒钟大概十米。 这令人印象深刻。十几米的距离足以让你脱离危险，避免碰撞。有些人还有一个疑惑：这车的挡位降了，所以这车的速度降了。怎么可能超车？事实上，汽车的速度并不完全由变速箱的档位决定。从上面的档位驱动图可以看出，很多档位的速度是重叠的。比如一辆车，发动机转速2000转，五档，80 km/h，当我们降档到四档时，发动机转速会升到2500转，车还是以80 km/h的速度行驶，但是车的驱动力大大增强了。如果此时加速，汽车会获得更高的加速度，以更快的时间达到更高的速度。比如五档从80 km/h加速到100 km/h需要4.3秒，四档从80 km/h加速到100 km/h只需要3.8秒。从上面的分析可以看出，汽车在提速超车时，降一档可以获得更大的驱动力和更高的加速度，可以用更短的时间和最短的距离超车前车，使其快速脱离危险区域，减少行车安全隐患。反之，如果连续使用高档超车，加速过慢，由于驱动力不足，超车时间延长，超车距离延长，两车并道时间过长，会导致严重的行车安全隐患。所以超车时降一档是正确明智的做法。对于手动挡车型，超车时的降档时机完全取决于驾驶员的操作水平。对于自动挡车型，只要驾驶员突然将油门踩到底，变速箱就会自动降一档甚至两档。同时，发动机控制单元感知到驾驶员强烈的动力需求，会立即增加燃油喷射，提高发动机动力输出，使动力过渡更加平稳。很多自动变速箱在升档的时候很平顺，但是在降档的时候有明显的挫折，就是降档的时机，发动机喷油的时机，喷油增量都没有设计好。很多老司机讲“发动机和变速箱匹配”，很大程度上也是指变速箱升档过程和发动机动力变化过程的适应程度。