簡單的說，為了同時滿足扭矩，發動機正常使用的轉速區間和燃油經濟性。注意我沒有說功率，或者馬力，因為簡單的說輸出馬力和變速箱幾檔關係不大。後邊再詳細說。首先內燃機有一個保持較高輸出扭矩的轉速區間，對於傳統的7000紅線的引擎來說，我可以非常粗略的認為在1000轉-5000轉之間該扭矩變化不大，但是低於1000轉下降超快，低於500的話引擎在有負載的時候可能都維持不了自身轉動，高於5000轉有比較平緩的下降，但是仍然是有效區間。所以我們可用的轉速範圍是1000-7000轉。好啦，現在要考慮車輛起步。由於內燃機的扭矩通常不會很大，曲柄直接輸出的一般車300Nm算多了。要向讓車正常開走，甚至爬坡，甚至克服障礙，要放大扭矩，這就用到變速箱了。變速箱轉換一個很小的齒輪比，而輸出扭矩=曲軸扭矩/齒比（其實是乘，齒比定義的是我說的倒數= = ，不過懶得改了）這樣輪子上的扭矩就足夠了。這個齒比不同車不一樣，一般來講自動檔的車會比手動擋和雙離合（準確的說一切不帶液力變矩器的變速箱，因為這玩意兒還可以放大扭矩）大一些，那平均是什麼水準？就是說大概1000轉的，並且整個輸出是硬連結（沒有滑動）時，車速也就10-14km/h。這是什麼意思呢，就是說你這車，如果就這1擋，開到7000轉，70-98km/h,就爆表啦！這怎麼能忍？？而且我們知道，其實車子跑起來以後，一方面由於發動機本身扭矩上升，一方面由於開動過程中需求的扭矩會小一些，我們不需要那麼小的齒輪比啦。於是我們增加齒輪比，增加到什麼數兒呢？考慮到我們想讓車，至少理想狀態中可以達到最高速度，那麼必要條件就是，這個檔對應7000轉時的速度要大於，比如說，最高時速200km/h （是車子自身能力能達到的限制，而不是電子斷油的速度），那就意味著這個齒比差不多是1擋的2到2.8倍左右。那我們把這個檔加進去就夠了不？這樣還不夠好，因為齒比發生了1到2.多這麼大的變化，這意味著1.變速箱齒輪重新齧合時要克服轉速差距較大對應的較大的磨損,2.離合器本身也會承受大一些的衝擊 3.總輸出扭矩越變較大，特別是在全油門加速的情況下，所以加速度的躍變較大，影響舒適感。解決辦法也簡單，適當多新增幾個齒比平滑一下唄。這其中的規則就複雜了，考慮的因素也比較多。比如對於檔位總數，比較基本的是在成本和體積允許的情況下，儘量多添幾個，傳統手動變速箱和自動擋的這個數正好是4，超過4的話，手動變速箱要往上多添齒輪和對應的機構，增加體積，而自動往上增加技術難度就大了，行星齒輪的整體結構都要改，相應的油路控制什麼。。全變。這就是手動變速箱很早就是現6速了，但是前幾年的時候很多低檔車的自動還是4速。這還沒問，我們只考慮了轉速範圍和極速的影響，但是車通常都不會開到那麼高速度，而且，由於這種活塞式發動機的轉動阻力和轉速關係很大（即使完美潤滑也是，因為阻力大多來自於吸氣和排氣衝程克服氣壓做功，這神仙也避免不了），我個人感覺是至少成正比，甚至比線性關係還高，而考慮到小變速齒比在供油的時候提升發動機的扭矩，在不供油的時候同等的放大發動機阻力，那麼想維持在一個車速，低檔自然要消耗更多的燃油來克服阻力做功（不光是勻速，基本上大多數高檔低檔都能達到的加速減速狀態，低檔一定費油多）。所以多加幾個檔來省油咯。這幾個檔通常是Overdrive，就是齒比大的導致輸出扭矩反而低於曲柄扭矩了。高速上稍微要加速可能就需要降檔。所以也可以想見，想要衝極速是不可能用的上最高甚至次高檔的。以上就是需要多檔變速箱的必要原因，你看我從頭到尾確實沒提到馬力的影響。因為輸出馬力、扣除掉的系統阻力，在固定轉速下和檔位無關。而且扭矩和馬力的關係是（曲柄扭矩=曲柄馬力/轉速）唯一對應的，沒必要單獨討論。而且，變速箱真的是主要作用是提供給車輛足夠的"勁兒",這是衡量車能不能加速，能不能上坡的直接決定因素就是扭矩
簡單的說，為了同時滿足扭矩，發動機正常使用的轉速區間和燃油經濟性。注意我沒有說功率，或者馬力，因為簡單的說輸出馬力和變速箱幾檔關係不大。後邊再詳細說。首先內燃機有一個保持較高輸出扭矩的轉速區間，對於傳統的7000紅線的引擎來說，我可以非常粗略的認為在1000轉-5000轉之間該扭矩變化不大，但是低於1000轉下降超快，低於500的話引擎在有負載的時候可能都維持不了自身轉動，高於5000轉有比較平緩的下降，但是仍然是有效區間。所以我們可用的轉速範圍是1000-7000轉。好啦，現在要考慮車輛起步。由於內燃機的扭矩通常不會很大，曲柄直接輸出的一般車300Nm算多了。要向讓車正常開走，甚至爬坡，甚至克服障礙，要放大扭矩，這就用到變速箱了。變速箱轉換一個很小的齒輪比，而輸出扭矩=曲軸扭矩/齒比（其實是乘，齒比定義的是我說的倒數= = ，不過懶得改了）這樣輪子上的扭矩就足夠了。這個齒比不同車不一樣，一般來講自動檔的車會比手動擋和雙離合（準確的說一切不帶液力變矩器的變速箱，因為這玩意兒還可以放大扭矩）大一些，那平均是什麼水準？就是說大概1000轉的，並且整個輸出是硬連結（沒有滑動）時，車速也就10-14km/h。這是什麼意思呢，就是說你這車，如果就這1擋，開到7000轉，70-98km/h,就爆表啦！這怎麼能忍？？而且我們知道，其實車子跑起來以後，一方面由於發動機本身扭矩上升，一方面由於開動過程中需求的扭矩會小一些，我們不需要那麼小的齒輪比啦。於是我們增加齒輪比，增加到什麼數兒呢？考慮到我們想讓車，至少理想狀態中可以達到最高速度，那麼必要條件就是，這個檔對應7000轉時的速度要大於，比如說，最高時速200km/h （是車子自身能力能達到的限制，而不是電子斷油的速度），那就意味著這個齒比差不多是1擋的2到2.8倍左右。那我們把這個檔加進去就夠了不？這樣還不夠好，因為齒比發生了1到2.多這麼大的變化，這意味著1.變速箱齒輪重新齧合時要克服轉速差距較大對應的較大的磨損,2.離合器本身也會承受大一些的衝擊 3.總輸出扭矩越變較大，特別是在全油門加速的情況下，所以加速度的躍變較大，影響舒適感。解決辦法也簡單，適當多新增幾個齒比平滑一下唄。這其中的規則就複雜了，考慮的因素也比較多。比如對於檔位總數，比較基本的是在成本和體積允許的情況下，儘量多添幾個，傳統手動變速箱和自動擋的這個數正好是4，超過4的話，手動變速箱要往上多添齒輪和對應的機構，增加體積，而自動往上增加技術難度就大了，行星齒輪的整體結構都要改，相應的油路控制什麼。。全變。這就是手動變速箱很早就是現6速了，但是前幾年的時候很多低檔車的自動還是4速。這還沒問，我們只考慮了轉速範圍和極速的影響，但是車通常都不會開到那麼高速度，而且，由於這種活塞式發動機的轉動阻力和轉速關係很大（即使完美潤滑也是，因為阻力大多來自於吸氣和排氣衝程克服氣壓做功，這神仙也避免不了），我個人感覺是至少成正比，甚至比線性關係還高，而考慮到小變速齒比在供油的時候提升發動機的扭矩，在不供油的時候同等的放大發動機阻力，那麼想維持在一個車速，低檔自然要消耗更多的燃油來克服阻力做功（不光是勻速，基本上大多數高檔低檔都能達到的加速減速狀態，低檔一定費油多）。所以多加幾個檔來省油咯。這幾個檔通常是Overdrive，就是齒比大的導致輸出扭矩反而低於曲柄扭矩了。高速上稍微要加速可能就需要降檔。所以也可以想見，想要衝極速是不可能用的上最高甚至次高檔的。以上就是需要多檔變速箱的必要原因，你看我從頭到尾確實沒提到馬力的影響。因為輸出馬力、扣除掉的系統阻力，在固定轉速下和檔位無關。而且扭矩和馬力的關係是（曲柄扭矩=曲柄馬力/轉速）唯一對應的，沒必要單獨討論。而且，變速箱真的是主要作用是提供給車輛足夠的"勁兒",這是衡量車能不能加速，能不能上坡的直接決定因素就是扭矩