同一辆车，发动机的转速、扭矩和行驶速度等之间什么关系？

ivan34

同一辆车，发动机的转速、最高转速、扭矩、最大扭矩、功率、最大功率、汽车行驶速度，他们之间相互的逻辑关系是什么？
家用手动挡，换挡的目的是什么？哪些情况下需要换挡？
想完美换挡，尽量达到性能最优，需要知道哪些原理、技巧、注意事项？
换挡，依据发动机转速，还是时速表？
发动机转速，是指发动机曲轴的角速度吗？
发动机功率决定扭矩，还是扭矩决定功率？
发动机功率，是在某一时刻，发动机曲轴所输出的功率吗？同一个档位，同样的驾驶环境，踩油门越深，发动机曲轴输出的功率越大吗？发动机转速与发动机功率，有什么联系呢？
发动机扭矩，是指在某一时刻，发动机曲轴上的扭矩吗？曲轴扭矩=曲轴外侧切线方向的力F×曲轴半径R，这个F是哪里来的、怎么变化的？

coney

功率=速度*扭矩/9550

dl8163

想完美换挡，尽量达到性能最优，需要知道哪些原理、技巧、注意事项？ - 请先定义“完美换挡”和“性能”
换挡，依据发动机转速，还是时速表？ - 通常应该根据发动机工况为主，行驶状态为辅：所以转速表为主，速度表辅助
发动机转速，是指发动机曲轴的角速度吗？ - 转速是曲轴角速度，通常用rpm（旋转周数每分钟）为单位
发动机功率决定扭矩，还是扭矩决定功率？ - 功率输出取决于曲轴转速和扭矩，是二者的乘积
发动机功率，是在某一时刻，发动机曲轴所输出的功率吗？同一个档位，同样的驾驶环境，踩油门越深，发动机曲轴输出的功率越大吗？发动机转速与发动机功率，有什么联系呢？ - 是。油门深度决定节气门开度，决定了发动机的进气量，和当时功率无关，前面已经说了，某一时刻上功率是转速和扭矩的乘积，没节气门开度什么事。关系前面也说了功率=转速x扭矩。
发动机扭矩，是指在某一时刻，发动机曲轴上的扭矩吗？曲轴扭矩=曲轴外侧切线方向的力F×曲轴半径R，这个F是哪里来的、怎么变化的？ - 是的。F来自发动机内部的燃气压力作用于活塞。F大小变化主要由燃烧情况决定，燃料多空气多，产生的压力大，F就大。

happyhua

像换档这个事情得看是赛车还是平常开车，平常开车肯定是看速度了，毕竟平常开车没有谁会把转速踩到6000以上。赛车呢几乎还是看转速，一般转速在峰值转速的75%-80%之间就是一个完美换档，这里就只考虑升档了，降档无所谓的。

扭矩是发动机和变速箱共同决定的，发动机不变的情况下，变速箱齿轮比值越小扭矩就越大。

真的，应该把问题分拆，你这样提问不好回答的

lgq8858

换档的目的是为了适应变化的行驶状态或实现驾驶者希望达到的某个目的。换档改变的是发动机和车轮之间转速及力的关系。
需要换档的情况：
发动机转速已经较高但是车轮转速还不够——>升档。（1档起步之后为了提高车速就需要进2档，然后进3档，然后依次类推）
发动机转速已经太低但是车辆还需要进一步减速——>降档。（从限速50码进入限速20码区，需要降档以避免发动机熄火）
车辆需要额外的力来帮助加速或克服行驶阻力——>降档。（高速公路上超车或者上陡坡）
希望通过发动机来控制车速——>降档或升档。（下坡时4档或5档不给油可能正好能维持在限速50，又或者下陡坡希望慢一点就降到2档不给油）
可能还会有其它的例子，一时想不起来。

发动机转速：曲轴的旋转速度，每分钟多少转。
最高转速：发动机曲轴所能达到的最大旋转速度。
扭矩：发动机输出的“力”。（想象一下拧螺丝，越紧的螺丝就需要费越大的力才能拧松，这个施加在螺丝刀上的力就是扭矩）
最大扭矩：发动机所能输出的最大的“力”。
功率：如果你物理不好的话，可以把功率理解成“以多快的速度输出一定的力”的能力。去健身房踩单车，同样的负载一秒钟踩两圈就比一秒钟踩一圈需要更大的功率。
最大功率：不需要解释了吧。
汽车行驶速度取决于发动机转速和传动链的传动比（当前档位的传动比乘上差速器的传动比）。

功率和扭矩之间不是简单的互相决定关系。通常一台发动机的功率和扭矩会和转速有一定的对应关系，这两个对应关系也就是发动机工况图上的两条曲线。
一般情况下功率是随着转速的提升而提升，但并不一定油门越深功率就越大，发动机出力不够的情况下光踩油门不降档，转速是升不上去的。
发动机扭矩指的是曲轴输出扭矩，你问题中的描述更接近于曲轴受到的扭矩（尽管也不完全正确）。你想要知道的这个力来自于活塞受汽缸中混合燃气爆炸的推动，通过连杆的作用，这个力才被施加到曲轴上。这个力的大小和变化和汽缸中的喷油量、进气量、点火时间等等有关系，解释起来就比较复杂了。

fiba4069

你能找到哪一条城市道路来验证这些理论数据呢？你每次换挡前，是心算口算计算机算好了再动手吗？

想学会完美换挡吗？很简单，找一个开得猛的出租车司机，让他开，你看着。在你的城市所有的宽窄松堵的路上跑三圈。要是这样还学不会，呵呵，没指望了。

ap928

想完美换挡，尽量达到性能最优，需要知道哪些原理、技巧、注意事项？
要达到性能最优，一般就是要让发动机尽量保持最大功率输出，比如你的发动机最大功率是在6000转时输出的，就用档位尽量控制转速在6000转附近，比如正常开车人会在50迈左右就换到了5档了，但为了性能最优可能我们在50迈时才刚刚进入到2档，开过极品飞车里的直线加速赛吧，在转速低时就进档会被提示进档过早的。

换挡，依据发动机转速，还是时速表？
都要依靠，还要看汽车行驶环境你对或下一步动作的要求，比如比如在平直的路上你不想加速或减速你的发动机较高的时候，就要考虑升档了。再比如你的发动机转速较低不能输出较大功率时，汽车又恰好开始了爬坡状态，就要考虑降挡了。

发动机转速，是指发动机曲轴的角速度吗？
可以理解成频率，比如发动机转速5000转，指的就是每分钟转5000个圈。

发动机功率决定扭矩，还是扭矩决定功率？
这个问题还真不好说，我们一般说发动机扭矩都是只在一定转速下的扭矩，在我看来这两个参数一般没有什么直接联系，用电动玩具上的小电动机打比方，相同的功率可以做成扭矩很大的（例如减速电机），也可以做成转速很高但是扭矩很小的。可以这样理解，发动机功率正比于扭矩×转速。

发动机功率，是在某一时刻，发动机曲轴所输出的功率吗？
可以这样理解吧，只是对于一部发动机来说，他的功率一般要对应着转速来说，比如我们说捷达的发动机功率是70kw，那是对应着5600转这个转速来说的（数据来自汽车之家）。
不同条件下功率也是不同的，想到了让我头疼的万有特性、外特性曲线云云的了，我也说不明白了，不细表。

同一个档位，同样的驾驶环境，踩油门越深，发动机曲轴输出的功率越大吗？
简单的说是可以这样理解的，踩下油门的瞬间，发动机转速还没有来得及提升，但是可以想象到这个时候汽车已经开始加速了，有了加速度了，就是说发动机输出的扭矩开始增加了，还是那句话：发动机功率正比于扭矩×转速。

发动机转速与发动机功率，有什么联系呢？
一般说来，转速高，功率大，但不是递增关系，更不是线性上升的关系，因为发动机功率正比于扭矩×转速。 它由扭矩和转速共同制约。

发动机扭矩，是指在某一时刻，发动机曲轴上的扭矩吗？
对于普通用户来说，这样理解也无妨。

曲轴扭矩=曲轴外侧切线方向的力F×曲轴半径R，这个F是哪里来的、怎么变化的？
想象一下掰手腕时，F就是你的手作用于对方手上的力，R就是你的小臂的长度，F当然是发动机提供的啊。

家用手动挡，换挡的目的是什么？
1.如果没有变速箱，你的汽车的速度就只能靠发动机转速来调节，发动机假设要工作在600到6000转的范围，最多只能调节10倍的速度，而汽车要行驶在0~100迈的时速范围，要增加近似无穷大的倍速，发动机转速的调节范围就力不从心了。想象一下变速自行车，普通自行车无法骑得很快的时候往往不是因为人没劲了，而是因为人的腿无法完成巨大的动作频率了，山地车低档位能够爬上很陡的坡，是因为它相对于普通自行车，转动比变大了。
2.如果没有变速箱，你的汽车无法保证让发动机尽量在一个最佳的状态下工作，无法达到你想要得性能最优或是经济性最优。还是想象一下变速自行车骑行时你可应通过调节档位，让你的双腿以最舒服的频率骑行，而不受车速的制约，普通自行车就无法做到这一点。

5000564

只讲原理了。我觉得有三个基础知识需要讲清楚（以下按照我的习惯，使用“转矩”一词而非“扭矩”）：
功率=转矩×转速
当然，如果希望等式成立的话，物理量的单位需要统一，别直接拿"转每分"就上去乘了。不过一般人只需要知道“功率=转矩 × 转速”就可以了，至于数值啊单位啊啥的无所谓。
那么究竟是“功率决定转矩”还是“转矩决定功率”呢？功率、转矩二者之间没有因果关系，不存在谁决定谁一说。知道了功率和转速，我就可以计算转矩；知道了转矩和转速，我就可以计算出功率，仅此而已。
一台发动机，在不同的转速下，最大转矩是不一样的
“最大转矩”不需要多解释了吧，意思就是……最大的转矩。在某个转速下，当油门踩到底时发出的转矩，一定比油门踩一半时的转矩大。所以也可以理解为全油门时候的转矩。“在不同转速下”，可以举个简化的例子，在车上，不换档，油门踩到底，发动机从1000转升到4000转。这个过程中每个时刻，发动机发出的都是那个时刻转速下的最大转矩。整个过程里，发动机的这个“最大转矩”是不一样的。一般来说，低转速时，比如1000转，“最大转矩”比较小，随着转速上升它也会变大，到了，比如2800转时，达到最大，2800-4000转，它又会逐渐下降一点。于是，2800转时的“最大转矩”就是整个发动机的最大转矩，即发动机参数上标的那个值。
1000-4000转间各个转速下的最大转矩，差别是有的，但也不至于特别大，也就百分之二十，不会说差个一倍两倍之类的。
发动机传到驱动轴上的转矩=发动机发出的转矩 × 变速器速比 × 主减速器速比
主减速器速比是不能变的，这车是多少就是多少了。变速器速比就是靠换挡来调节的。档位越高，速比越小。
发动机传到驱动轴上的转矩就决定了你的车的动力，转矩越大开得越爽。不过需要注意的是即使你的油门不变，也不换档，随着车速的改变，这个转矩也会有变化。（参考上文“在不同转速下，最大转矩是不一样的”）
如何让发动机传到驱动轴上的转矩大呢？很明显，让变速器速比小，也就是用低挡。所以需要加速超车的时候我们会降挡，追求动力性能的时候我们会晚升挡，一个道理。

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下面回答问题了：
换挡，依据发动机转速，还是时速表？简单说，转速
发动机转速，是指发动机曲轴的角速度吗？是
发动机功率决定扭矩，还是扭矩决定功率？都不是
发动机功率，是在某一时刻，发动机曲轴所输出的功率吗？是
同一个档位，同样的驾驶环境，踩油门越深，发动机曲轴输出的功率越大吗？你是说同转速罗？是
发动机转速与发动机功率，有什么联系呢？功率=转矩 × 转速
发动机扭矩，是指在某一时刻，发动机曲轴上的扭矩吗？是
曲轴扭矩=曲轴外侧切线方向的力F×曲轴半径R，这个F是哪里来的、怎么变化的？这个不用管啦，你看到的转矩是平均过的，所以直接认为发动机输出的就转矩，不是力，就可以了。如果考虑各个冲程内连杆的力学，就复杂了。
还有两个从标题里摘的问题
发动机转速和汽车行驶速度之间的相互关系是什么？发动机转速/变速器速比/主减速比＊轮胎滚动周长=车速，注意计算时的量纲
家用手动挡，换挡的目的是什么？

ccoie

我说下换挡的目的吧。
汽车到底为什么要换档，实际跟变速自行车一样。 变速自行车应该绝大多数人都骑过，自行车为什么要变速？ 对于普通自行车，前后齿轮比是固定的。腿蹬的圈速就决定了车的速度，蹬的快车就快，反之亦然。
对人来说，蹬的太慢省力，但是发不上力。 蹬的太快又浪费的体力太多，空着快速蹬也是累的，也就是说，快速蹬的话很大一部分体力消耗在自身的运动上了，没有有效的驱动车子。
那么，肯定有一个最佳的脚蹬速度范围。每分钟N圈，在这个范围内骑车，即不太费力，车的速度也很好。 但是对于普通自行车，蹬速决定了车速。 如何保持每分钟蹬20圈的时候车子可快可慢？ 于是变速自行车出现了。 它的目的就是通过齿轮的变换，让腿一直处在最佳蹬速内，然后让车在你希望的速度行驶。
汽车的换档跟这是一回事。发动机就是我们的腿，汽油就是我们的体力。 既要省油又要保证动力，那就要让发动机一直保持在最佳转速。 低了看似省油，但是发不上力。高了机械损耗太多，也费油。 发动机的最佳转速是一个区间，所以换档时机应该取最佳转速的中上，目的是换档转速降低后仍然处在最佳转速区。需要动力的时候偏高些，平稳驾驶的时候偏低些。