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再从排气以及气门交叠的角度解释一下为什么要高转速行车换挡

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首先，对于4冲发动机，分为：进气，压缩，点火做工，排气~四个冲程。在由凸轮轴驱动下，首先打开进气门，新鲜的气体随着汽缸的下行从进气门吸入汽缸。之后关闭进气门，开始压缩，和点火做功过程，最后排气门的打开，汽缸上行，废气被从排气门排出，就此完成一个周期。之后进气门再次打开，开始下一个周期。这个是最简单最简陋的对发动机工作的叙述。

这里要引入一个“气门交叠”的概念，非常重要！它是为了保证进气的充分而必须设计的，否则发动机进气很不充分，燃烧效率低，而且低扭差。这个气门交叠的意思，就是在一个周期的最后一步，排出废气的过程还没有进行完毕的时候，也就是说排气过程活塞还没有上行到上止点（就是最上端）的时候，进气门已经打开了。这既是让进气门提早打开，让汽缸瞬间达到上止点之后开始吸气的第一时间，保证进气门已经是打开的，待命状态。这个进气门早开，与排气门都处于打开状态，就叫做气门交叠。
气门交叠的必须，就会导致，排气过程，活塞接近最上端的时候，最后的那一口废气，被同挤出排气门排出的同时，也有一部分被挤出进气门、进入进气道了（这也是怠速为什么容易脏节气门的原因）。这样再接下来的进气过程中，实际是又把刚才最后挤出去的一口废气，吸了回来，之后便吸入新鲜的空气了。
有人可能会说，为什么这样设计呢？吸一点儿废气进来，这不是适得其反吗？其实不是的。气门交叠是必须的。首先我们先谈气门交叠的作用，对于低转速的发动机燃烧，由于汽缸压缩混合气相对高转速速度慢，所以在点火瞬间，混合气温度是不够高的，这就会导致燃烧不充分。可以说，一般汽油机转速在3000以下的燃烧都是不充分的，转速越高燃烧温度越高，燃烧越好。燃烧不充分的意思是什么，对，就是汽油里的多碳元素没有完美的变成二氧化碳或者一氧化碳。还有能量没有释放出来，没烧完全。这些未完全断开的多碳元分子链，这些高碳含量的成分，在废气中，是比较重的，密度大~。也就是说，在排气过程中，最后的那一口废气，主要成分就是这种密度大的、未完全断开所有碳链的多碳分子~~
所以在低转速范围内，气门交叠的好处就是，未完全释放能量的多碳分子，可以再次被下次的燃烧所点燃，而且相比新鲜的汽油分子，这种上一次燃烧剩下的多碳分子更容易点燃，因为他们碳链少，分子小。好处就显而易见的，就是低转速省油！！！因为没燃烧的可以再次利用！而且动力强（扭矩强 ），因为这部分废气更好点燃！
反之，高转速下，活塞压缩气门快，点燃前得混合气温度很高，所以燃烧效率高，在中高转速3000转之后，一般燃烧效率是很好的，所以废气中只有很少的未完全燃烧的多碳分子（节气门也不那么容易脏了）。所以这时候气门交叠就成了反作用。因为燃烧充分，那口被再次吸入的废气成了不可点燃的累赘，反而会降低高转速的功率，降低燃烧效率。

这就是气门交叠对低高转速的影响，和众多汽车上的矛盾因素一样，这也是设计的一个难点，需要求一个中和！！