网络上经常出现所谓高转速发动机还是低转速发动机好的争论，说发动机低转速好的一方强调其扭矩大加速性好的优点，而鼓吹高转速发动机好的一方以一级方程式赛车为例，反问为什么最高级的运动车用高转速发动机，而在争论的背后，还隐藏着一个拿不到台面的原因： 到底是德国发动机好还是日本发动机好，因为一般的民用发动机来说，德国厂家广泛采用的涡轮增压强调低速大扭矩，而日本的可变气门发动机一般在扭矩方面比不上德国发动机，但是在功率标注上并不差于德国发动机。所以，说低转大扭矩发动机好的一般自然被认为是德粉，而强调高转速又被划分到日粉行列中去了。我们这个帖子不是研究日粉德粉，而是希望创造一个讨论技术的好环境，让大家畅所欲言，探讨为什么采用涡轮增压和高转速两条不同路线。
下面，首先向大家问一个问题：汽车变速箱的作用是什么？
1.在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。
2.实现倒车行驶
3.实现空档
首先让我们来算一算，民用发动机的转速应当为多少合适：
一般地，轿车的轮胎直径是600多毫米左右，拿日产的祺达来说，其轮胎直径是621毫米，这样，其轮胎周长是：3.14*0.621=1.94米，如果以祺达的行驶时速100公里/小时来计算，那么其轮子的转速为： 100*1000米/60分钟/1.94米=859转/分钟 ！！！
祺达开到200公里的时速（这不可能，我们只是说明个道理！），轮子的转速也就在1700转/分钟左右。300公里时速轮子的转速也就是2600多转/分钟，我们一般都不能开到那么快，而且轮子直径一般都大于621毫米！所以，车开100多公里/小时的时候，车轮子的转速一般也就是1000转/分不到。
我们一般的发动机最高转速都标称6500转左右，大大超过了这个数值，问题出来了，既然已经计算过了：一般用车时候，车轮子的转速很少超过1000转/分，那么发动机做到一两千转/分钟不就行了吗，为啥一定要高转速发动机？
骊威车友会 这就引出了另外一个概念：扭矩。
什么是扭矩？ 按照物理定义：
扭矩=转动半径 X 力
在汽车传动轴上，以轮子圆心为中心，轮子半径X汽车行进的阻力我们叫阻力矩，而发动机输出后经过变速箱输出轴传给车桥内驱动轴后传到轮子去的力矩我们叫动力矩，很显然，理论上说，汽车匀速运动时，阻力矩和动力矩是相等的，实际上，由于传动过程中的损失，动力矩要大于阻力矩。
还是以祺达为例：该车的重量为1100公斤左右，对地的压力为11000牛顿左右，如果按照地面的摩擦系数为0.15~0.35计算，那么匀速行使的时候其阻力为1650牛顿~3850牛顿。
这个时候，车子所受的阻力矩为：轮子半径 X 轮子阻力 = 0.31 * （1650牛顿~3850牛顿） = 511.5牛顿米~1193.5牛顿米，而我们从发动机查到的资料上看，祺达1.6排量的发动机最大扭矩为：154牛米/4400转，显然，这远远小于正常驱动所需要的动力矩！
那么我们怎么解决这个问题呢？问题回到原来了： 汽车上的变速箱有什么用处？！
赛拉图论坛变速是根据齿轮咬合原理，用直径不同的齿轮互相咬合，将转动机械的原来输出速度调整的过程。
比如说，变速机的输入输出变比是1：5，就是说在变速机输入端输入的速度是1000转/分钟的话，输出端的输出是5000转/分钟。这时候，输入转矩和输出转矩的比就是相反的5：1，就是说：如果输入是100牛顿米的话，输出转矩是20牛顿米，这是变速箱转速提升的情况。
奔腾小马 如果变速箱转速降低的，比如说是5：1，就是说在变速机输入端输入的速度是5000转/分钟的话，输出端的输出是1000转/分钟。这时候，输入转矩和输出转矩的比就是相反的1：5，就是说：如果输入是100牛顿米的话，输出转矩是500牛顿米，这时候变速箱转速降低转矩提高。
汽车变速箱一般都是用来降低转速的。
有了上面的结论，我们就可以得出以下的结论：汽车发动机的转速是能够满足直接驱动的速度要求的，但是不能满足直接驱动时候的扭矩要求。 直接驱动就是不经过任何机械直接驱动车轮的方式。
汽车变速箱的主要作用就是将汽车发动机发出的比较低的转矩提升，达到足以克服地面阻力矩的水平。二手奔驰c级
经过发动机输出的力矩，传到变速箱后，扭矩增大，再传给车桥内的变向齿轮组（俗称“尾牙”），扭矩进一步增大，达到克服阻力矩的程度。
变向齿轮组的比例是一定的，一般为4：1左右，就是说将速度减为1/4，扭矩增大4倍。民用的变速箱最大变比为3.3:1左右。就是说，可以将发动机传来的扭矩增大3.3倍左右。
这样，经过两级的扭矩放大，放大倍数就可以达到13左右，祺达1.6排量的发动机经过放大后的传到轮子的最大扭矩就可以达到：154*13 = 2002牛米，基本上就可以克服行进中的阻力了！！
所以，汽车变速箱的正确叫法应当是：变矩箱！！
变速箱是我们为了克服内燃机扭矩不足的问题，加的一个装置，这个装置是要有机械损失的，而机械损失的大小第一和传动方式有关，比如手动档、CVT或DSG的就比液力耦合的自动档效率高。第二就是与变速箱的传动比有关了，传动比越高，效率越低！
所以，你经常可以看到，出租车一般用手动档不用自动档，有经验的出租车司机一般都是车速起来后很快地换上高档位，其目的就是一个：为了省油！
理解了这些后我们就能理解了，为什么民用发动机要大扭矩，因为同样重量的车在发动机扭矩增大后，它的转速就可以降低，换言之，变速箱得变比就可以降低，效率提高，达到省油的目的。
而且，低速对于发动机气缸的磨损也要小一些。
kidd强内燃机扭矩不足是个很大的缺点，英国的下一代护卫舰采用的就是柴电联合驱动的方式：用柴油机发电，然后用电动机驱动船舶。大家看，这个方式比用柴油直接驱动方式有能量损失，但是之所以这么用，其目的无非要获得大的低速转动扭矩，提高总的效率， 为此甚至不考虑用变速箱！
曾经看到过一篇文章，法国雪铁东公司为他们的C2混合动力车开发了一套混合动力系统，是由柴油机和电动机组成。大家知道，与汽油机相比，柴油机的特点就是扭矩大。加上同样扭矩巨大的电动机后，它的低速扭矩达到了惊人的780牛米！！！ 你可能会问？那样的
小车用得着那么大的扭矩吗？ 这个不奇怪，我刚看到的时候也有这种疑问，但是看看我以上的文字，你基本上能明白其中的道理了。
获得大扭矩的是靠发动机结构实现的，扭矩和气缸的总的压力有关。而气缸的总压力是与汽缸排量和燃烧的燃料种类、燃烧物质多少有关系。在气缸排量一定、燃料种类一定、压缩比一定的情况下，主要与燃烧物质的多少有关，燃烧物质包括燃料和空气。这个比例基本上也是一定的，就是燃料和空气比为1:14.7
所以，我们能改变的是注入到发动机汽缸内的燃烧物质得多少，燃料的数量我们好办，加油呗！但是光加油也不行，还要加相应数量的空气才行。如何加空气就是现在提高发动机扭矩的最大的挑战。目前有以这么几种方法。
1，可变气门方式 2，机械增压方式 3，涡轮增压方式
关于这几种方式，网上的文章铺天盖地，大家不难到。我只想说明的是：从充气效率看，在中高速情况下，涡轮增压方式最高，低速情况下，机械增压式最高，可变气门充气效率很低。
如果大家认为我说的不对，我可以拿数据说话：
saab 大众2.0TSI扭矩：280牛米 1500~5000转/分
大众1.4TSI扭矩：220牛米 1750~3550转/分
本田的2.0i-VTEC发动机 189牛米 4300转/分
本田的1.8i-VTEC发动机 174牛米 4300转/分
丰田的2.0VVT-i发动机 190牛米 4000转/分
丰田的1.8VVT-i发动机 174牛米 4400转/分
大众的涡轮增压发动机扭矩远远大于同排量的日本的可变气门发动机，说明涡轮增压发动机的充气效率远远大于可变气门的发动机。
明白了这个道理后，你就会得出结论，我们民用车需要的发动机扭矩是多多益善！ 因为这样车的动力性和经济性就会更好，变速箱的结构也会更简单。
从历史上看，发动机的扭矩曲线都是一代接一代的提高，而不是降低。
一般人常犯的错误是：认为在某条道路都以某个同样的速度下行驶的两台不同发动机的车的发动机转速是接近的。其实不然，我的2.0TSI Tiguan车在时速为70~80公里时，发动机转速为1400~1500/分左右，而我朋友的CR-V 2.4车因为扭矩不足，需要更大得变比实现相同扭矩，发动机就要转到2000~2100转/分，虽然因为CR-V 2.4的扭矩小而使得气缸的每个冲程耗费的燃料比我的少些，但是由于其转速高，发动机总的耗油量和我的接近，但是由于我的Tiguan的减速比比CR-V 2.4小，再加上我的DSG的效率比它的高，所以尽管车的重量接近，但是我的耗油率Tiguan比朋友的CR-V 2.4少了近20%。
“就我所知不是这样，F1曾经用过涡轮增压，但是马力太大，速度太快，事故率高，所以为了安全放弃了。就像是用条纹胎不用光面胎也是为了控制速度。说涡轮耐用度低纯粹胡扯，F1赛车引擎一轮一换的，关心什么耐用度啊，飞机都能用，车反而不能用了？”
是的，Ｆ１今天用自然吸气的高转速发动机，并不是由于涡轮增压发动机性能不佳，而是因为太好，以至于人都可能控制不住的地步，为了安全起见，Ｆ１组委会取消了涡轮增压发动机参赛的资格。
谈正题！！
比赛中，Ｆ１赛车的平均时速是270多公里，赛车的最高时速是360公里左右。Ｆ１赛车的轮胎直径是干胎660毫米，湿胎670毫米，按照我们昨天的计算方法： Ｆ１赛车轮子的最大圈数是2850转/分钟。 而Ｆ１赛车发动机的最高转速都在18000转/分钟。还是昨天的结论：Ｆ１赛车高转速的目的是为了获得大转矩，而不是为了获得高速度！
Ｆ１赛车的转矩要求大吗？静态看是不大，Ｆ１赛车一般重量为600公斤左右，比民用汽车小很多，但是大家不要忘记了，由于Ｆ１赛车的高速性，以及为了高速稳定性采用的气动外形，造成赛车再高速或者过弯时产生巨大的下压力，这些压力最后都作用到轮胎上，同时，由于巨大的加速需求，使得Ｆ１赛车需要的实际扭力十分巨大。需要更好的大扭矩发动机。
前面我们谈到：自然吸气的可变气门发动机充气效率并不高，所以同样转速下的扭矩不如涡轮增压式的，而Ｆ１赛车组委会又不允许用涡轮增压式发动机，那么就要另辟蹊径解决扭矩问题
我们说过，变速箱可以变矩，所以工程师们还是从变速箱上想办法：提高变速箱输入输出端的齿轮比例！ 由于同转速下自然吸气发动机的扭矩不如涡轮增压式的，所以轮子端输出相同扭矩的情况下，必须提高变速箱输入输出端的齿轮比例！这样一来，问题就归结到发动机一边-------必须是高转速的！！
打个比方：如果轮子的转速是800转/分钟，轮子阻力距是1500牛米,涡轮增压发动机输出的扭矩是200牛顿米，那么变速箱得变比是7.5:1，发动机转速就是6000转/分钟。 而另外一台自然吸气发动机的扭矩是150牛顿米，那么同样的轮子阻力距，同样的行驶速度（轮子转速相同），那么自然吸气发动机的转速就要达到8000转/分钟，变速箱变比就要达到10：1。
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