上面讨论的是汽车在不换挡的情况下。在实际驾驶中,汽车是不断地变换档位的。在不同的档位上,汽车会获取不同的驱动力。下面是汽车的档位-驱动力图,可以看出,随着档位的升高,汽车的驱动力逐渐减小,汽车的加速能力也越来越弱。这也是汽车为什么要降档超车的理论基础。
那么在这种情况下,功率高与扭矩大哪一个加速更快呢?
还是以上面的车为例,我们要让汽车获得最大加速度,就要在最大功率点换挡。功率低、扭矩大的乙车,会更早地达到每一个档位的最高车速,所以它必须提前换入更高的档位,才能让车速持续增加,但这样操作会降低车轮上的驱动力;而功率高、扭矩小的甲车,可以延迟换入更高的档位,用较高的转速来持续输出最大扭矩,用较低的档位获取更大的车轮驱动力。所以,功率高的甲车加速能力一定会好于扭矩大的乙车。在实践中也证实了这一点,比如甲车用二挡、10秒就可以达到100km/h的车速,而乙车用三挡、12秒才能达到这样的车速。
从以上的分析中,我们得出的结论就是:功率才是决定汽车加速能力的最终因素,它是发动机综合能力的天花板。在同等条件下,发动机功率越大,汽车的加速能力越强。发动机扭矩较大而功率较低,汽车在低速时的驱动力较大,起步时的瞬间爆发力较强,但持续加速能力不足。比如柴油机就是典型的低功率、大扭矩的发动机,它一般应用在载重量较大的货车上,它在中低速时有较强的驱动力,但是加速能力一般。
此外,聪明的变速箱以及合适传动比的传动系统,也是影响汽车加速能力的重要因素。聪明的变速箱,能够根据发动机负荷以及行驶阻力的变化随时调整挡位,汽车就可以得到更迅猛的加速。而愚笨的变速箱,不能在合适的转速切换档位,发动机动力没有得到充分的发挥,会极大地影响汽车的加速能力。经常有车评人说某款车型是“一个变速箱毁所有”,就是这个意思。
还有就是,变速箱的档位数量也是影响汽车加速能力的重要因素。档位越多,换挡点越接近于最大功率曲线,可以最大程度地利用发动机功率,汽车的加速能力也就越强。这也是很多八速、九速变速箱的车型,百公里加速比六速变速箱更好的重要原因。如果忽略传动效率的因素,CVT无级变速箱是加速最快的变速箱,它几乎可以紧贴着最大功率线换挡,发动机的动力浪费最少。