汽车降档超车的问题
最近在网上看关于降档超车的问题，心里产生了几个疑问，希望大家可以帮我解释下：
我想知道汽车的手动挡的1-5档就好比变速自行车的档位吗？还有从理论上感觉降档超车是可以的，但是我觉得怎么样才能降档而又车速不变呢？这好像不现实吧？如果转速提高了，为什么扭矩就大了，是不是转速是由传动比决定的？传动比就意味着力臂的大小呢？希望哪位物理+开车大神给我介绍下，我现在才13岁，很好奇这个问题，谢谢
1、降档超车。如果在高速公路，道路良好，各行其道就不需要降速超车；降档超车是有前提的，在狭窄路面行驶，尤其是上坡道、或是载重车辆，当你降档前的车速已经接近前边车辆的情况下，你的发动机动力已经没有富裕量，车速也在下降状态。理论依据：上坡先冲坡，再逐渐减档获取最大扭力。这时你需要超车，主动降档提高了发动机的动力，也获取了上坡速度，才能便于超车。
2、手动挡的1-5档就好比变速自行车的档位吗？是的，道理是相通的。1档到5档之间的关系，拿解放车为例：4档为直接档，在变速箱齿轮出动比中，输入轴转一圈，输出轴也转一圈；1-3档传动比值，输入轴转一圈，输出轴转不了一圈了，档位越低输出轴转的越慢，却获取的扭力越大；5档为超越档（超越档为技术术语），变速箱输入轴转一圈时，输出轴转一圈多，可这时扭力也最小。
3、通过上述原理，可以总结出，5档最节省燃油，这就是车速越快越省油的道理依据。所以在上坡降档超车是增加成本的前提下保证超过前边车辆的。
4、你兴许又会问，我不降档也能超过前车，为什么还要降档超车呢？这是为了安全行车采取的措施。你想，你需要超过前边车辆，道路窄，又是上坡，你与前边车速相差不大，你超车时间就会很长，如果这时对面突然来车、前方道路坡道又增大，等等突发情况，你不能及时超过前边车辆，就会有很多变数，甚至发生意外。
5、减速超车。我提到减速超车，很多朋友不理解，还有些笑我，超车怎么还要减速，逗我们我玩吧？这是新手跑惯高速路，对普通道路、山路没有驾驶经验者来说，不会明白其中道理的。我们知道，载重量越大，行驶速度势能越大，刹车距离越长。当你驾车快速行驶遇到前方有车辆需要超过时，在接近这个车辆时，正确操作应当是，无论是否道路情况允许超车，先点点刹车时车速降下来，再开始加油超越前车。
6、为什么多此一举？因为你没有先使车速降下来，你的行驶势能依然存在。当你接近、或是与前车并行时，路况发生变化，如弯道突然出现车辆、前边车辆遇到突发情况改变行驶道路等，你不能保障收住你的车速，容易造成措手不及而发生意外。行车安全的前提是，在任何情况下，保障能够收住车。
希望能给予你帮助追问
那我还是有个地方不太明白，为什么是档位越低，他的扭矩就越大呢？能不能详细解释下？
还有那假如5档可以跑个150，那抄前面车再降档超车那4档好像万一跑不到150的速度怎么办，为什么能降档后还能保持车速不变，这点还是不明白。希望你能解释下，谢谢你了！
好啊。我先回答你第一个问题吧。前边第二条主要就是给你讲的为什么档位越低，扭矩越大，这就是齿轮降速传递动力，获取的就是大扭力，这也是齿轮小齿轮带动大齿轮，就像杠杆的原理一样，小齿轮越小，大齿轮越大，小齿轮带动大齿轮是不是速度越慢，齿轮越大，就像杠杆是不是离支点越远吧？所以小齿轮也就越省力对吧。所以4档以下的档位，小齿轮与大齿轮的每对齿数都是不相同的，也就是说，一档小齿轮最小，大齿轮最大。这就是汽车变速箱档位越多通过性能越好，也最省油的道理。
第二个问题。前边第一条主要回答这个问题的。降档超车是有前提的，在狭窄路面行驶，尤其是上坡道、或是载重车辆，当你降档前的车速已经接近前边车辆的情况下，你的发动机动力已经没有富裕量，车速也在下降状态。所以说，在这个载重量大、爬坡的前提下，是在原有的档位情况下，降低一个档位，而不是降到最低档位。
也就是在这个前提下，不超车也需要逐渐减档，减档超车是等于提前减档罢了，明白了吧。
第二个如果是有前提的话就懂了，但是第一个任然不是很明白，我才刚学物理3周，还没学杠杆原理呢！所以还是有点不明白。但是我现在可以明白为什么力矩大了呢：因为低档位力臂较大，当发动机功率转速相同时，因为力臂较大，所以产生的力矩就是扭矩也大。你看这样理解对吗？变速自行车的3,7档比3,5档要费劲，这是为什么啊？我还是不太懂，希望你用数学表达式写下，我好理解，谢谢
追答你已经明白了，你说的“我现在可以明白为什么力矩大了呢：因为低档位力臂较大，当发动机功率转速相同时，因为力臂较大，所以产生的力矩就是扭矩也大。你看这样理解对吗？”是，对的，杠杆也是这个原理。
变速自行车的3,7档比3,5档要费劲，这是为什么啊？这就是前边我告诉你的“超越档”，这时用的不是小齿轮带动大齿轮，而是大齿轮带动小齿轮，虽说这样速度快，但是会费力，对吧。
那你看下我的理解：因为他们之间是链条带动，即他们的扭矩相等，由力臂*力=扭矩得：
设3,7前齿轮为20，后齿轮力臂为8，后：前，所以用力之比为20:8=2.5
设3,5前齿轮为20，后齿轮力臂为10，后：前所以用力之比为20:10=2
2.5>2，所以3,7档更费劲，你看这下对了吗？如果不对，帮忙改一下，谢谢。
如果以后还有别的什么问题的话，我私信告诉你吧，或者我+你QQ怎么样，希望你可以帮我解答
看到了，你的理解还有本质上的错误。
我说给你讲的那么专业、详细了，你还不明白，原来物理课还没上的学生。看下图：
蓝色小圆表示输入轴，即发动机传来的动力轴，即A轴。绿色表示输出轴，为从动轴，即B轴。
B轴黑线表示杠杆，什么是力即力的三要素：力的大小、作用点、力的方向。杠杆上的b点是a点到圆心的一半。如果在a点或d点同样能推动的情况下，在a点比b点省一半的力。
假设A轴上的大圆带动B轴上的小圆（在b点处）作用是比值为3.7的链条传动比；A轴上的小圆带动B轴上的大圆（在a点处）作用是比值为3.5的链条传动比。不难看出，变速自行车的3,7档比3,5档要费劲，对吧。
要告诉你的是，变速自行车的3,7档比值与3,5档比值，和一对啮合的齿轮比值道理是一样的。我前边说过了，超越档费劲是因为大齿轮带小齿轮，从上图可知。直接档是A轴与B轴相等，即比值为1，此档不省力也不费力。当A轴与B轴啮合齿轮比值为负数时，才能省力，即前边说的老解放的3档、2档、1档。由此得知，比值越大越费力。不会像你假设的变速自行车的3,7档比3,5档前轮，两组齿轮的前轮都为20，无论A轴与B轴，每个轴上不可能有一样大的齿轮。
第一步，捏离合与松油门，这两个动作同时进行；
第二步，换档；
第三步，松离合与加油门，这两个动作同时进行。
变档只有一个道理——转速、时速和档位相对应
三者任何一个不匹配，变档都会有些卡顿
升档是为了提高相同转速下的时速
降档却不是为了下降相同转速下的时速，而是要保证在低速的时候发动机不拖档，但是如果你不加油的话仍由车子滑行也不会发生拖档现象，所以降档只是为了低速时要提速而采取的措施
只要转速和档位配合合适，完全可以在不适用离合器的情况下变档，有些人说这样打齿轮，其实只要见过变速器的结构和了解其工作原理之后就不会这么说了。至于说“那设计离合器来做什么的”，答案是“就是给那些不懂得配合转速档位的人用的”
长期保持低档位就存在另外一个问题，低档高转的拖档，一个是油耗增加，一个是磨损增加，至于时速你还不完全会驾驭摩托车，那么时速慢一点也无妨