挂抵挡获得发动机制动减速的过程分析

机动车(汽车/摩托车)可以实现发动机制动，作为动力元件，可以实现与制动系统相同的减速制动功能。是不是有些难以理解？这种制动方式看似不可思议，但如果我们对动力传动系统的机械结构特点和内燃机的工作原理有一定的掌握，就会对发动机制动的全过程有一个清晰的概念。下面将用最白话的语言来解释，相信读者都能理解。

前进挡与怠速转速

无论是手动挡还是自动挡，开汽车都会有“换挡”的概念。例如，手动自动启动的一档、加速的二档和以不同速度巡航的三至六档被称为前进档。它是变速箱的概念，但也与发动机密切相关，因为在变速箱中行驶时，变速箱与发动机刚性连接，变速箱由发动机输出的动力驱动，所以有前进怠速的概念。

知识点:怠速的概念是发动机以最低的进气量和喷油量燃烧做功，以最低的能耗保持发动机运转。空挡位(N挡)怠速是短时停车后直接换挡，避免频繁点火，是一种“随时准备好”的快速开车准备。前进档的怠速是为了保持汽车行驶。即使在平坦路面上行驶时将手动挡置于前进挡，当松开油门和离合器，车辆自由滑行至非常低的速度(和速度)时，电子控制单元驾驶计算机也会激活怠速模式，以最低的燃油喷射保持低速爬行。

主动激活输出与怠速范围

每个前进档都有怠速。本文假设所有转速均为1200~3500转/分。概念是在1200/3500转/分的范围内，车辆滑行时发动机不输出动力，而是车辆下坡时隐藏的“牵引力”和“重力拉力”:车身带动车轮自动行驶，车轮带动传动结构带动传动轴运转，传动轴带动传动齿轮组和发动机飞轮曲轴运转——简而言之，发动机在1200/3500转/分之间被动运转。

断油:汽车带挡滑行时，可作为【瞬时油耗为零】，因为发动机在怠速范围内空载运转，即惯性力或重力被动拉动车身滑行或下坡(下滑)。这时，假设发动机确实工作并输出动力，在这两种力的作用下会有更多的主动力，车辆必然会加速，这与松开油门踏板减速的意图是相悖的。因此，ECU会默认发动机不能也不应该输出动力，所以系统会设定发动机零喷油在怠速范围内不做功，直到车速降低到1200 rpm使发动机转速低于怠速(1200/3500rpm)时才会主动输出动力(防止熄火)；但是如果发动机转速超过3,500 rpm，发动机也会主动输出动力，因为此时默认是车辆可能要加速——但实际上已经实现了减速，也就是发动机制动。

前进挡齿轮比与“较劲”的概念

1/2/3/4/5/6 ...而变速箱的其他前进档可以理解为两组不同直径和齿数(尺寸)的齿轮的组合，其中两个齿轮的“动力齿轮”由发动机驱动，另一个齿轮由动力齿轮驱动。那么不同的组合会带来哪些不同的体验呢？请参考下面的组。

第一个齿轮组是发动机驱动的小齿轮，它驱动大齿轮。此时如果是加油口门加速状态，传动状态是发动机和动力小齿轮转速高，但从动齿轮转速会低，因为小齿轮会旋转很多次，齿轮才会旋转一次。相反，如果车辆在高速滑行时处于1档，在惯性滑行的作用下，从动齿轮将成为动力齿轮，驱动小齿轮将被驱动作为“从动轮”运行；这种状态相当于前进档的5档，参见下面的组。

五档的传动比就像换一档一样。此时，发动机驱动的大齿轮转速很低，但大齿轮一转就能使从动小齿轮多次转动。这个齿轮的转速可以理解为车轮的转速。正常加速前进时，利用五档的传动比放大从动齿轮和车轮的转速，使发动机在低转速、低油耗的情况下运行，还能实现高车速。另一方面，当发动机制动用于切换到第一档时，相当于让车身驱动第一档的从动齿轮输出动力，并驱动第一档的主动小齿轮接收动力。这种状态就像小齿轮驱动发动机的飞轮曲轴高速旋转。曲轴转速是发动机转速，所以滑行时“1挡”换到“5挡”时，转速会快速提升，但只能提升到3500 rpm。

前进怠速设定为1200/3500转/分。一旦由于被动滑行速度达到3500转/分，默认情况下，电子控制单元会将速度“密封”在3500转/分。此时，它将以3500转/分的速度输出动力。有趣的是，这个速度下的动力会大于驱动车辆滑行的惯性力或重力。这是发动机主动输出功率与两个自然力的“竞争”——发动机获胜——此时车辆将回到主动输出功率的状态，这也是1档前进的状态。那么，在3500转/分的情况下，传动比为1，小齿轮驱动大齿轮，是否可以以更高的速度驱动车辆？

这就是发动机制动的概念。说白了，就是利用怠速的极限和低挡位能放大扭矩但不能放大速度的传动比，实现主动输出功率大于自然力，让用户在固定速度下感受到低于滑行速度的速度。准确的描述应该是“发动机定速”而不是“发动机制动”。明白了吗？