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?本文来源于知乎，作者RAKU RO，在此感谢！

　　问：起步时P挡换R或D挡，或者行驶时换R或P或N挡为什么一定要踩刹车？原理何在？手自一体切换到手动模式时加减档时为什么又不需要踩刹车？静止时D、N挡互相切换需要踩刹车吗？

　　RAKU RO，机械制造，发动机产线设计工程师 回答：

　　不请自答。

　　关于第一个问题，

　　为什么R，P，D几个挡位的互换需要踩刹车才可以实现，

　　理由是为了安全。

　　在行走过程中突然挂倒档这种情况在标准的行车中不可能也不应该出现。

　　另外，行走中挂从D档挂N档是可以的，但是不建议这么做，

　　有些从手动档过来的老司机喜欢用这个方式来节油，

　　从安全角度来说非常不可取，

　　请在刹车停下车后再换档。

　　第二个问题，

　　所谓的手自一体无非是把换高速档（低扭矩）还是低速档（高扭矩）的时间点交给人来控制还是电脑自动判断。这个问题和上面的没有联系，所以和安全性没啥关系。

　　在这里需要解释一下汽车的变速原理：

　　请联系骑自行车的情况一并考虑。

　　骑自行车刚起步的时候脚上需要的劲最大（扭矩），当然速度也最慢（转速），

　　但是等到自行车飞跑起来之后，脚上需要的劲是不是感觉变小了？

　　但是蹬的速度却变得很快，要不然跟不上。

　　等快到一定速度时，人体的肌肉就跟不上了，这就是人体（发动机）的最大转速。

　　汽车是一个道理。

　　发动机本身的能量是比较小的，

　　而且反应较为迟钝，所以需要通过变速装置来满足行走时的各种要求。

　　当汽车起步的时候，

　　需要把几吨重的庞然大物带动起来，需要很大的扭矩，

　　这时就需要把发动机的扭矩尽可能的放大，

　　即便是以牺牲转速为代价。

　　跑车的加速性一般指的其实就是这个指标（马力，扭矩）。

　　等到车跑起来了以后，

　　不再需要巨大的扭矩来支撑加速度了，

　　这个时候就降低扭矩使劲提高转速。

　　扭矩转速的调节靠的就是变速箱。

　　下面是扭矩调整的物理原理，参照下图。

　　发动机扭矩的传递都是通过不同大小齿轮的配合来完成的，

　　假设发动机是小齿轮（紫色），

　　那么如果配合一个比它大的齿轮（蓝色），

　　那么大齿轮的转速就会低于小齿轮，但是扭矩会被放大。

　　以此类推就可以通过各种型号的齿轮组合来得到相应的转速扭矩输出，

　　其中有一个特殊的齿轮是反向转的，就是所谓的倒档齿轮。

　　有的自行车也有类似结构，带变速器的，

　　虽然比较简单，但是其实和汽车的变速箱原理完全相同。

　　变速箱目前主要分为两类，

　　一类是传统的自动换档器，AT，Automatic Transmission，这是应用最广泛的一种，

　　动力传输通过液体（变速机油）来实现，

　　结构相对简单，有点像两个电风扇对着吹。

　　但是换档时有震动感。

　　鉴于@祝梁帆同学提出的指正，更换了一张图，之前的图是MT结构，

　　基于利用齿轮的传动比变速的原理来实现不同的转速和扭矩之间的切换，

　　最后再利用流体转接来实现动力输出，

　　也就是图中红色的箭头的部分。

　　换档的部分是一组游星齿轮，

　　通过大小齿轮之间的咬合和松开来实现不同的传动比。

　　另外一类就是所谓的无极变速器，CVT，Continuously Variable Transmission。

　　CVT和AT最大的结构不同处就是图片中所标的drive belt，

　　驱动侧和输出测的齿轮各自合并为一个可以大小变化的饼状物，

　　通过皮带（有些是金属的）进行动力传输。

　　由于在同样的空间内齿轮的大小比可以较大幅度变化，

　　所以很受小型车欢迎。

　　但是由于皮带和齿轮之间的咬合不是非常牢固，有的时候会有脱钩现象，

　　所以动力传递效率小于AT，进而影响到了扭矩输出。

　　两种自动档变速装置虽然各有优劣，但都是非常非常精密的设备，

　　特别是AT，整个装置是需要密封的，

　　一个头发丝进去了都要报废掉。

　　加工精度的要求也极为严格，

　　非常遗憾的说，我国目前还无法独自设计并且量产出高质量的同类产品。

　　目前国内的汽车，无论是进口的，还是中外合资的，还是中国独资的，

　　包括红旗在内，变速箱都是采用国外的产品。

　　比较有名的就是日本的爱信精机和大众的产品。

　　爱信精机的一个网站，虽然是日语，但是非常通俗易懂的介绍了变速箱的原理。

　　有兴趣的话可以参照：

　　教えて！AT?CVT?ハイブリッドシステムの仕组み：AT｜耢动系｜氧品事业｜アイシン?エィ?ダブリュ株式会社http://www.aisin-aw.co.jp/products/drivetrain/structure/index.html

　　第三个问题，

　　静止时出于安全考虑，换档也是需要踩住刹车的。

　　不信你可以试试。

欢迎各位亲投稿，邮箱admin@chetuteng.com，图腾菌?暮四先生微信114137419

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