换挡与牵引力增大的关系
在汽车行驶过程中,低档位可以提供更大的牵引力。这是因为当汽车速度较高时,所面对的主要阻力来自空气阻力和惯性,车轮不需要输出过大的扭矩。汽车的最高时速通常不是在最高档位上产生的,因为达到一定速度时,汽车所面对的阻力已经超过了车轮输出的动力,速度也就不再上升了。当汽车上坡时,不仅需要克服向下的重力,还需要克服路面的阻力。如果档位太高,驱动轮的动力会变得较小,因此需要挂低挡来提高牵引力。
汽车发动机有两个重要的参数,分别是功率和扭矩。功率决定了发动机转速的快慢,扭矩则是轮胎与地面摩擦时发动机能够提供给车轮的力。在低速情况下,扭矩可以有很大的提升空间,而发动机最大功率通常是固定的。汽车在上坡时需要更大的扭矩来克服地面与轮胎的摩擦力以及汽车向坡下滑的重力,因此需要减档。此外,物理公式表明,功率等于力乘以速度乘以作用时间,而牵引力增大与功率和速度成正比。因此,换低档时速度减小,牵引力也会增大。