從發(fā)動機結(jié)構(gòu)看最佳換檔時機

　　氣門行程

　　氣門的行程是由凸輪軸轉(zhuǎn)角的長度決定的，目前大多數(shù)發(fā)動機的氣門行程都是不可變的。

　　氣門行程決定了每個氣門進氣的截面積，這個數(shù)值在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速是需求也是不一樣的。當發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速是，需要比較長的氣門行程，以獲得較大的進氣截面積，從而提高高轉(zhuǎn)速時的進氣速度，提高功率的輸出；當發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，需要較短的氣門行程，以產(chǎn)生更大的進氣負壓和產(chǎn)生更多的進氣渦流，讓空氣于燃油更快更充分的混和，以獲得更大的扭力輸出。與氣門正時一樣，沒有一種固定的氣門行程可以同時照顧到高轉(zhuǎn)和低轉(zhuǎn)的，普通民用車一般也采用折中的辦法。這種折中帶來的結(jié)果就是，低轉(zhuǎn)速的時候氣門行程不夠小，不能獲得足夠的進氣負壓和渦流；高轉(zhuǎn)速的時候氣門行程又不夠大，不能充分的進氣。而發(fā)動機的最佳工作狀態(tài)，就出現(xiàn)在這個折中的轉(zhuǎn)速區(qū)間。這樣，也就可以解釋為何要在最大扭力的轉(zhuǎn)速區(qū)域換檔了，道理與上文說到的可變正時類似。

　　進氣歧管的長度

　　隨著進氣氣門的打開和關(guān)閉，空氣在進氣歧管里面會有一個振蕩過程。在發(fā)動機吸氣的時候，進氣歧管里的空氣是以一定速度向氣缸里流動的，在進氣氣門關(guān)閉瞬間，流動的空氣被進氣門阻擋了，由于空氣的運動特性，這部分空氣會向進氣門方向堆積（即壓縮），然后向反方向回彈，如此往復，形成振蕩。

　　根據(jù)共振的原理，如果進氣歧管內(nèi)空氣的振蕩頻率能與進氣門開閉的頻率達到一致時，即可獲得最大的進氣效率。進氣門開閉的頻率是隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速改變而改變的，高轉(zhuǎn)速時氣門開閉頻率高，低轉(zhuǎn)速時氣門開閉頻率低。而進氣歧管內(nèi)的空氣振蕩的頻率是由進氣歧管的長度所決定的，長的進氣歧管振蕩頻率低，短的進氣歧管振蕩頻率高。對于不可變進氣歧管長度的發(fā)動機而且，又需要取一個折中的長度，以兼顧高低轉(zhuǎn)速時候的需求。而在這個折中的轉(zhuǎn)速需求范圍內(nèi)，進氣歧管的頻率剛好與進氣門的開關(guān)頻率一致，可以獲得最佳的進氣效率。

　　從上面三個技術(shù)看，都有一個折中值，在這個折中值的轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)，無論是氣門正時、氣門行程、進氣管長度都是對應(yīng)此時的轉(zhuǎn)速的，這個時候的發(fā)動機的工作狀態(tài)是最佳的。而所謂最佳換檔時機，實際上就是讓發(fā)動機盡可能的運行在這個最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，而這個范圍，往往在技術(shù)參數(shù)上表現(xiàn)為最大扭力出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速范圍附近。不同的發(fā)動機這個折中值也不完全一樣，所以換檔時機也不完全一樣。完全看最大扭矩的出現(xiàn)轉(zhuǎn)速也不一定科學，有的發(fā)動機雖然最大扭矩出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速很高，但往往2500轉(zhuǎn)開始就已經(jīng)有足夠的（90％）以上的扭力輸出了，這時候就不需要教條的非要打到那個轉(zhuǎn)速才換檔。例如豐田 8A發(fā)動機，它的最大扭矩出現(xiàn)在5200轉(zhuǎn)，但實際上，超過2500轉(zhuǎn)發(fā)動機就已經(jīng)動力十足了。所以雖然沒有人開威姿 是5200轉(zhuǎn)換檔，但8A的工作狀態(tài)依然很好。

　　具體什么時候換檔，可以看發(fā)動機的工況圖作為參考，檔扭矩曲線進入平緩的轉(zhuǎn)速區(qū)域時換檔，一般都沒問題。如果沒有工況圖，憑實際操作時候的感受也可以，如果換完檔以后感覺發(fā)動機沒勁，那肯定換檔早了。當換完檔以后車子依然沖勁十足，能達到這種效果的最低轉(zhuǎn)速則就是整個車的最佳換檔轉(zhuǎn)速。