为什么要高转速行车换挡－《高级驾驶技术》的建议
先给大家介绍一本书《高级驾驶技术》。
这本书是一位优秀的比利时赛车手写的，07年翻译成中文出版。书的大部分内容，介绍的是场地赛的驾驶技术。如果赛车的驾驶理论大部分都符合一定的物理学原理，其中一些理论也同样适用于普通公路上的驾驶，也提及一些驾驶习惯对燃油经济性的作用。
英文版的封面：
年代更早的英文版：
很详细的力学分析讲解转向不足与专项过度：
中文版封面：
关于换挡时机的一个章节，有如下的论述：
要使发动机保持较好的工作效率，则应使发动机的工作转速保持在产生最大扭矩所在的转速附近。如果发动机的工作转速低于该转速范围，发动机的工作效率就会降低，燃油消耗增加。由于气门的最佳开合时间在设计时不会与发动机低转速状态相匹配，发动机在低转速时，汽缸里的混合气不能充分燃烧就被排出，另外汽缸的进气也不充分（积炭啊积炭，有木有？！）。
。。。。。。。。
从尽量减少机械磨损的角度来考虑，。。。。
发动机以较高转速运转时，阻风门全开，搞得燃烧压力会与机械部分的一部分惯性力相平衡，燃烧压力施加在曲轴轴承上的载荷减小。。。。。。
发动机于低转速状态猛然加速时，汽缸内的混合气的压力变得非常高，高温燃气作用于低速开闭的气门上，气门会因过热而烧损。
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这些理论与我之前的很多帖子内容都是一致的。
用一个发动机工况图说明高转速换挡的依据——用数字说话：
根据扭矩图得知，这个发动机3000转才迎来第一个力量爆发点，也就是发动机在3000转左右出现第一个健康有力的工作状态。由此推断，3000转是该发动机的换档最佳时机，此转速下换档，发动机寿命长，维护起来比较省心；如果长期低于这个转速换挡行车，发动机可能就命短了。
而且从油耗曲线上也可以看出，这个转速下燃油消耗率反而是最低的。转速再低，燃油消耗率反而升高了。
注：上面这个工况图并不是福克斯，但作为高转速发动机，曲线基本一致。
福克斯1.8的发动机工况图
福克斯同样采用高转速发动机，最大扭矩出现在4000转，第一波扭力峰值出现在2800转附近。至此，车子开始加速有力，4000转为爆发点，此后加速能力开始下降。按照这个数据，换档行车，发动机转速在2800转以上比较理想。
很多车友感觉转速上3000需要使劲踩就是因为IMTV打开了！！！
福克斯建议2800转以上行车+换档，注意是换档和行车都建议2800转，有些车友误解，平时1-2000转行车，只有换档的时候才大油门提高转速，其实这样没有达到预期的效果，还费油伤车。
在合适扭矩下，汽车跑起来反而是省油的，而且延长了发动机寿命。如果一位低转速追求省油，虽然油钱省了，确是以牺牲发动机寿命为代价。
如果开车平时都是低转速，从来没上过3000转行车，只能说浪费当初买车的钱了，完全可以买个更小排量的。
想要真正养成高转速换挡行车的好习惯，转速低于2500就减档。理由很简单：转速不到2800－3000，刚好说明你目前的档位高了。
为什么福克斯是2800转呢？其实，这与福克斯的进气歧管涡流控制有关，可参考我的另一个帖子——福克斯的进气歧管：
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-364-8028421-1.html
我还有一个精华帖详细解释了福克斯为什么要高转速换档，可供参考（里面也有关于福克斯积炭的分析）：
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-364-7243320-1.html
原来的帖子是2500转以上。其实只差300转，但为了数据的准确，还是改成了2800转。
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-364-8844311-1.html
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！！
引用:
原帖由 skylove365 于 2011-04-08 16:06 发表在 12 楼
LZ的帖子很棒，已经在实践中证明了确实高转速下不比低转速费油，而且动力澎湃，兼顾降低积碳。 有个问题请教LZ，本人一档3300换挡，一般是踩离合转速降到2000转换2档，车感觉不到顿挫但是等待转速从3300--2000这个过程，车速随之也下降了，给后面车的感觉就是，前车是不是有问…
15楼已经帮我回复了。关于换挡，也建议你看看《高级驾驶技术》这本书，07年的书还能买到，也不贵。
引用:
原帖由 lslcq 于 2011-04-08 20:20 发表在 30 楼
我也想这样可谁为我报销油钱啊
车友的实践：【3000转换挡】真的不费油~~~~~~已更新加油记录~~~~~~
再次说明一下，高转速行车换档不是最省油的，从来就不是最省油的。
在合适扭矩下，汽车跑起来发动机效率高，延长了发动机寿命。如果一位低转速追求省油，虽然油钱省了，确是以牺牲发动机寿命为代价。
如果开车平时都是低转速，从来没上过3000转行车，只能说浪费当初买车的钱了，完全可以买个更小排量的。
引用:
原帖由 丶丨小猪佩奇 于 2011-04-09 01:14 发表在 48 楼
就应为看了你们这累帖子，我车现在开的是猛了很多。提速一直踩到3000换挡，有必要会上4000+。结果俺嘀个油耗比以前2000转换挡高了差不多1L了。
油耗高了不是因为高转速，很可能是因为你开车猛了而急加速-急减速-再急加速。
车友的实践：【3000转换挡】真的不费油~~~~~~已更新加油记录~~~~~~
引用:
原帖由 xc9950 于 2011-04-08 23:58 发表在 45 楼
道理如此，市内行车，踩到2800的时候还没换呢又到红灯了，很难做到啊！
转速不到那就先别换呗，真正做到高转速行车换档最重要的就是克服自己的心理惯性：总想提前升档，不升档总感觉不舒服。
引用:
原帖由 fenzhai 于 2011-04-08 22:56 发表在 42 楼
楼主，从你的给出的图来看，第一波扭力峰值应该在2300~2400，而不是2800，你自己用尺量一吓！
那只是发动机输出的动力曲线，不完全是整个车子轮上输出的动力曲线。
为什么福克斯是2800转呢？其实，这与福克斯的进气歧管涡流控制有关，可参考我的另一个帖子——福克斯的进气歧管：
引用:
原帖由 be_flying 于 2011-04-09 23:26 发表在 58 楼
学习了。大家可以随便来分析一下自动挡设计时是根据什么来换挡的？
《高级驾驶技术》中，有一章节专门论述自动档的驾驶。引用一段：
自动变速器存在的真正缺陷是，其本身的操作都是预先设计好的，不能因时而变。自动变速箱都是按照车子在低档行驶时，一旦驾驶员放缓加速，就会自动换档的程序来设计的。
近年来随着电子控制技术的发展，研制出了具有思考判断能力的智能型变速箱。能感知驾驶员的驾驶状况并与其吻合来设定换档程序。也就是通过装置传感器来感知油门踏板的动作、车速、转弯时的侧向加速度等。这些信息被传至电脑中进行分析计算，由电脑决定是否换档。
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福克斯自动档变速箱：
福克斯的4F27E自动变速箱，是一种设计用于前轮驱动车辆的电子控制4速变速箱。
4F27E代表的是：
– 4 – 4前进驱动档位
– F – 前轮驱动
– 27 – 最大输出扭力365 Nm (270 lb-ft)
– E – 全电子控制
4速手自一体变速箱各档位传动比：
档位 传动比
1档 2.816
2档 1.498
3档 1.000
4档 0.726
倒档 2.649
福特的手自一体变速器有十种模式，按照优先级排列如下：
1.正常模式：与节气门的开度有关
节气门微开，换挡时机会先满足燃油经济性和舒适性；
节气门大约半开，换挡时机最先满足舒适性；
节气门全开，换挡时机首先满足最大动力性；
2.自动/跑车模式：当踩下加速踏板的速度超过设定值时，变速器的控制模式为自动/跑车模式，会推迟升档。
3.爬坡模式
4.冷启动模式
5.过热保护模式
6.停车再走模式
7.快放模式
8.下坡模式
9.手动换挡模式
10.紧急运行模式
自动模式(D档)：
福克斯的自动档只有4个前进档，很多车友会说档位少会有换档顿挫感。实际上，档位多少不是关键，别在乎几档，6档的也有垃圾， 4档的也有好车。
通俗的讲，自动档变速箱是根据你踩油门的速度来判断你的换档意图。
一般来说，开自动档福克斯的时候2、3、4档之间的档位切换很平滑，没有任何感觉；
不过1档换2档需要把握好换档时机，平时多是踩油门到2800转后轻抬油门换挡，这样基本没有顿挫。如果在1800转或以下抬油门，就会觉得屁股被人踢了一脚。这个顿挫主要发生在起步或者低速跟车的时候，一般怕人加塞一脚油，但没到2800转，又要松油门了，变速箱会自作多情给你提前升档，建议低速长距离跟车一般都切到手动模式速度上来了再转到自动模式，这样就没有顿挫的问题了。
自动变速器汽车只要d挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡
有些驾驶员认为只要d挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡，殊不知这种做法是错误的。因为换挡操作应是“收油门提前升挡，踩油门提前降挡”。也就是在d挡起步后，迅速提升转速到3000左右，快松油门，能提高到一个挡位，再加速到75km／h，松油门又能提高一个挡位。降低时按行车车速，稍踩油门，即回到低挡。但必须注意，油门不能踩到底。否则，会强行挂入低速挡，可能造成变速器损坏。
有些驾驶员认为只要d挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡，殊不知这种做法是错误的。因为换挡操作应是“收油门提前升挡，踩油门提前降挡”。也就是在d挡起步后，保持节气门开度5%，加速到40km／h，快松油门，能提高到一个挡位，再加速到75km／h，松油门又能提高一个挡位。降低时按行车车速，稍踩油门，即回到低挡。但必须注意，油门不能踩到底。否则，会强行挂入低速挡，可能造成变速器损坏。
引用:
原帖由 猥天琐地 于 2011-04-10 15:47 发表在 63 楼
嗯，这本强大的书让我想起了另一本强大的书：《演员的基本素养》
同感，有几次因为限行而坐地铁，靠在车厢扶手栏杆上读《高级驾驶技术》，那场景就让我想起了《演员的基本素养》
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！！
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