变速器的齿轮将旋转力变至原来的倍

为什么需要这种大小齿轮的组合呢？这是因为汽车有时需要输出动力或者输出速度，而使用大小齿轮的组合能够实现这两个目标。

车型不同，重量就不同。我们平时驾驶的小型汽车重量多在1吨以上，微型车也有800kg～900kg，一个人是无法推动的。

而小型汽车的发动机功率约为100马力，发动机扭矩约为15kg•m。15kg•m的扭矩相当于举起离自己1m远、重15kg的物品所需的力。以这样的扭矩驱动1吨重的汽车，很不可思议吧。

发动机产生的力实际上是很小的。但是如果想增大发动机的力，就需要排气量大且又大又重的发动机。这样一来，人们的乘坐空间就会变窄，汽车也会越来越重。因此，为了使小发动机也能产生强劲动力，推动汽车平稳迅捷地加速，就要充分利用变速器的齿轮组。

我们假设变速器中大小齿轮组的直径比分别为4：1、3：1、2：1和1：1。1挡为4：1，2挡为3：1，依此类推。实际上，直径比大都精确到小数点以后，我们为了方便讲解，暂且按照上述的直径比这样假设。1挡时使用4：1的齿轮，就能将发动机扭矩扩大为原来的4倍传递至轮胎。也就是说，假设发动机扭矩为15kg•m，就能将60kg•m的力传递到轮胎。

在变速器后面有一个差速器（差速装置），也是利用大小齿轮的组合增大发动机扭矩的（之后还会讲到），其比率约为4：1。因此，通过变速器的1挡齿轮增大到60kg•m的发动机，扭矩会再增加至240kg•m，传递至驱动轮。也就相当于举起离自己1m远、重240kg的重物时需要的力。这样一来，小型汽车就能够发动了。

你可能会觉得相对于重达1吨的车，240kg•m的力有些小。但是汽车发动时并不需要举起汽车，只要驱动轮胎就可以了。因此这些力就足够了。

发动机扭矩和发动机功率

扭矩和功率都是表示发动机性能的词，你听说过吗？这里我就解释一下扭矩和功率。

扭矩表示力的大小，以前用kg·m（千克·米）作为单位，现在多用N·m（牛顿·米）。相比之下，kg·m（千克·米）更容易解释扭矩。用kg·m（千克·米）作为单位，可以将扭矩表达为“举起离自己1米远的重多少千克的物品时需要的力”。

N·m和kg·m之间的换算很简单，两者有如下关系：

1kg·m=9.8N·m

也就是说，可以把N·m看做kg·m的约10倍。这样一来，即使汽车性能表中发动机那一项使用的单位是N·m，你也不会弄混啦。

而功率（输出功率）的单位是马力（PS）。最近，由于表示方法也在趋向国际化，所以多用表示电力的kW（千瓦）来表示功率。但因为马力与发动机的关系更密切，因此我还是想用马力来解释功率。

所谓马力，是用来表示一匹运货马在一定时间内所能搬运的货物重量，即一匹运货马所做的功，而不是指一匹马力量的大小。发明了蒸汽机的英国人詹姆斯·瓦特为了表示蒸汽机的效率提出了这一表示方式，是以当时的主要动力——马为基准的。

他将一匹运货马在1秒钟内把重达550磅（约250kg）的重物拉动1英尺（约30cm）所做的功定为1马力（HP，HorsePower）。在英国使用的磅或码在国际单位制中可以换算成1.01PS，在国际单位制中表示马力的PS是取德语中PferdeStarke（马的力）的首字母。国际单位制诞生于法国，因此也被称为法国马力。

目前作为主流的kW与马力有如下的关系：

1PS=0.735kW

比起PS，用kW表示时数值要小一些。

总之，扭矩指的是力本身，而功率是指做功量。扭矩表示爆发力的大小，因此简单来说是由排气量的大小决定的。功率表示做功量，因此它与汽车能够行驶得多快多远（即速度）有关。即使是排气量小、扭矩小的发动机，只要能提高转速，也能够增大功率。

扭矩的大小反映出汽车能否运载大量的人和货物，功率的大小反映出汽车能否行驶得又快又远。因此，扭矩和功率就成为衡量汽车性能的重要标准。