汽车为什么需要变速器？

知识点：功率=转速×转矩 齿轮变速原理

最早的汽车是没有变速器的，只有发动机和减速机构，因此输出到车轮上的转速恒定不变。由于动力传输中功率也基本保持不变，那么，根据功率=转速×转矩，输出到车轮上的转矩也基本保持不变。这样的汽车在平道上奔跑没有问题，但上坡时就比较费劲，因为上坡需要更大的转矩输出到车轮上。

为了提供更大的转矩到车轮上，使汽车能够自如地在坡道上行驶，就必须控制车速使其上坡时能减速，从而增大转矩输出。

齿轮变速原理：当用小齿轮带动大齿轮时，大齿轮的转速降低，同时转矩升高。

根据齿轮组合能够降低转速、增大转矩的原理，可以用很小的力来提升很重的物体，甚至一只小老鼠利用一个设计合理的齿轮组合，就能将一头牛提起来。

汽车变速器就是根据齿轮变速原理，将发动机输出的高转速、低转矩，转换成低转速、高转矩的，从而适应坡道及平直道路的行驶。

齿轮放大转矩原理示意图

在齿轮组合传动中，传动比越大，其输出的转速越小，但其输出的转矩却越大。利用这个原理，可以想象，如果齿轮组合的传动比足够大，那么一只老鼠也可以提起一头牛