上述各转速的特性,总结下来,便解释了常见的“发动机特性曲线图”,如上所示。
蓝色最大扭力只集中在一个小区间,另外转速太高性能反倒下降,油都飙出去了。。。
不是说2000转以下省油么???是省油,但积碳呀。中国驾驶员的日常2000转习惯,是城市拥堵、车辆密集、油价高升、收入缩水共同作用的结果,是一种不得已的妥协,各大车企为了应对,甚至专门有一种“中式驾驶工况”内部测试标准,可见我国的驾驶习惯,并不能代表车辆的全部情况。本文不谈社会问题,只从机械的角度讲讲发动机的工况。
对于转速,总结来看,发动机最佳运转速度,只有一部分区间,那么如何让车子任何速度下,发动机都能以4000~9000转速运行呢?换挡是怎么来的呢?
直观感受,只有一档为何不行?我们用最简洁的动力结构举例,比如摩托车,能否只靠1个档位,就维持最佳的摩托发动机转速4000转?:

好么,这家伙真容易维修!一个离合器,一条油封链,没别的了。 但劣势也非常明显,起步只有200~300转,这时摩托发动机转速太低,一点力气都没有,容易熄火。
那调整链条和齿轮,让起步2000转,勉强有力了吧?
但这时开100公里每小时,就需要2万转/分钟。上几个小时高速,不但要花大把油钱,还可能提前高温炸缸结束旅程。
后轮直连变速,这台发动机只能以50kmph速度匀速行驶。
不然,要么积碳 黑烟 顿挫 熄火,要么喷火 拉缸 炸膛 开锅。
难,真的难。
如何变速,才能应对街区低速行驶?为了支持30kmph的市区低速巡航,而且发动机也能4000转,省油又平顺,又有点力气,可以如下制造摩托车:

像上图搞两个齿轮,像杠杆一样,就可以了。 看下面这张图,更能理解,为何后轮胎速度变慢了。

想在德国高速上以 120kmph 速度骑车巡航?此时如何让摩托发动机维持在“健康省油”的4000转呢?请看下图:
