为什么重型卡车有十几个档位？

【疯狂机械控第473期】家用汽车无论是手动挡还是自动挡，其挡位数比重型卡车少很多。常见的重卡挡位数一般在8-12挡之间，有平顺性的变速挡位，也有确保足够扭矩的前进挡位。

以斯太尔重型汽车ZFS6-90变速器为例，它采用后置组合变速器的结构，通过串联一个2挡的副变速器和5档的主变速器，组成了一个具有10个前进档的多挡变速器。

多挡变速器的同一个位置有两个档位，按下去是1档，拔起来是2档，也就是人们俗称的“高低档”。例如一辆16档的重型卡车，实际上只需要换8个位置即可操作行驶。为什么重型卡车会有那么多档位？

先说结论。重型卡车引入多档变速器是为了改善重型卡车的动力性、燃油经济性和换档平顺性。档位细化，使驾驶员可以根据路况及载重情况选择速度从事营运，减少重型车辆在行驶中高档位拉不动、低档位吃不饱的现象。

①动力性方面

重型卡车吨位一般都很大且经常满载工作，它所需要的动力也是非常大的。档位越多越能有效的发挥出发动机功率，低速档成倍放大扭矩，高速档提高速度。

在实际载重量有较大变化或者路况有较多起伏的情况下，更多的档位能更好的适应变化，达到最佳的车速动力匹配。每个档位都能很好的匹配各自的动力性，并且彼此之间不会有很大的动力性落差。

重型卡车基本是柴油发动机，比起汽油发动机来说，柴油机的工作转速区间要小的多。为了在0～120公里/小时的车速范围内发挥最大扭矩和效率，卡车就需要极其细腻的变速，保证有合适的档位提供足够扭矩带动车辆前进，这就需要比汽油机配置更多的挡位。

▲发动机万有特性曲线图

柴油机转速不高导致了重型卡车的多档位设置。当车速和负荷一定时，发动机的功率也是固定的，如果要保证发动机的效率最高（燃油经济性最好），只能通过变速器来达到目的。增加档位的数量，来增强速度和档位匹配度就成为了最优决策。

重型卡车的载重量不同，路况不同，用更多的档位去适应，以达到行驶车速和输出动力的最佳匹配。轻载荷好路况，用高速档，省油快跑；如果拉重载遇到上坡或起步时动力不够，用低速档，大力行驶。

②燃油经济性方面

重型卡车多挡位另一个目的是为了得到良好的燃油经济性，让车辆在不同车速下使发动机处于经济转速区间。有利于司机选取到适合当前车重和路况的档位，燃油损耗就会降到比较低，经济性能得到较大的保障。

档位较少会导致档位间出现很大的空缺区域，当工作速度在油耗曲线的空白区域，车辆经济性就会降低，所以通过增加档位数弥补这些档位空缺的地方，来匹配各个工作状态下最佳的经济性。

▲6档变速器汽车负荷特性曲线

比如起步时、加速时、上坡时需要的扭矩大，用低速挡可以更高效、更经济的加速，减少换挡导致的发动机转速跳动。挡位多了还可以把低速挡设计的更低，高速挡设计的更高，拉同样重的货物经济性明显提升。

③平顺性方面

手动挡车辆快速切换档位会有明显的顿挫感，重卡设置成多档位，每个档位的变速比差值小，换档时会更顺畅，还可以根据车速、载重量、车重的不同选择合适的档位。

柴油机工作转速低、档位多，也方便控制。档位越多，变速齿轮也就越多，档位切换相对就越频繁，顿挫感就越小，变速箱传动也就越平顺。在实际行驶过程中，司机进行档位切换操作就会比较顺畅。

总的来说，重型卡车的十几个挡位，对于改善车辆的动力性、燃油经济性以及换挡平顺性的确有非常积极作用。可以使驾驶员更高效的从事营运，减少油耗并且带来更平稳安全的驾驶体验。

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