自动挡换挡的时候为什么一定要踩刹车？

起步时P挡换R或D挡，或者行驶时换R或P或N挡为什么一定要踩刹车？原理何在？手自一体切换到手动模式时加减档时为什么又不需要踩刹车？静止时D、N挡互相切换需要踩刹车吗？

有关回应 · 2021-5-14 20:57:12

欢迎指正交流。

1. ”自动档换档是不是必须踩刹车“？

只有P挡挂入其他挡位时，才强制踩刹车，其他挡位间互相切换是不强制必须踩刹车的。当然了，从安全角度讲，建议一般驾驶员在自动档车辆切换挡位操作时踩刹车。除非你是 @Jeff YU @刘大胖 ——可能是社区上最暴力对待和测试变速箱的人。

2.为什么设置必须踩刹车才能从P挡挂入其他挡位？

为了安全。上世纪90年代前后各大汽车厂商频频出现“暴冲事件”或者“非预期加速（http://en.wikipedia.org/wiki/Unintended_acceleration）事件”，其中一种常见的事故情形就是从P挡挂入D挡或R挡的时候发生的。为尽量避免此类事故，现在所有的自动档车辆都配备有换挡锁止功能（shift lock），不允许未踩刹车将P挡挂入其他挡位，甚至有的车辆即使踩了刹车，但油门到一定深度或节气门开到一定角度也会不允许将P挡挂入其他挡位。

3. P挡锁止是什么原理？
以下图为例。
P挡锁止是由一个电磁阀（solenoid）来进行锁定的，要想解开锁定，需要控制器（controller）发出解锁信号，闭合继电器，控制电磁阀解锁。而控制器发出解锁信号的条件里面肯定会有“接收刹车踏板踩下的信号”这一条。

而具体实现过程要比这个图复杂得多，一般刹车信号会由ECU采集，然后将信号发到总线网络上共享给控制器，不同车型会有所不同，一般控制器是BCM（车身控制模块）或者TCU（变速箱控制单元），当解锁条件满足时，BCM或TCU发出解锁指令，对P挡进行解锁。

接着回答题主的剩下的问题。
手自一体切换到手动模式时加减档时为什么又不需要踩刹车？

自动变速器的加减挡动作是由TCU控制进行的，本身就不需要踩刹车，手动模式只不过是原来由TCU根据换档曲线进行换档这个自动过程，将一部分主动权交给驾驶员，由驾驶员决定换档的时机而已。

静止时D、N挡互相切换需要踩刹车吗？

上面已答，除了P挡切换至其他挡位时需要强制踩刹车，其他挡位是不强制的。
当然N->D这个过程，有的车设计上会将P挡锁止这个功能延伸到N挡，原因同上。但不是所有车都是！

有关回应 · 2021-5-14 20:57:13

20190617更新:
写这篇文章的时候我还在上本科，现在这么多年过去了我开始专攻发动机了。来日本之后在租车店打工，激烈暴利驾驶过不少车（日系AT，CVT），也看过各种同事造车。
对于行驶中挂入P档：车还没有停下，踩刹车挂入P档，会听见打击音，但是棘爪不会卡入，完全没有影响不敢说，但是没有损坏。
前进中挂入R（后退中挂入D）：我接触的车都是日系AT和CVT，基本上这种情况在车还没有完全停下来的时候变速器都相当于在空档，当车完全停下时电脑才会进入R（D）
怎么一下子赞过百了～wwwwww谢谢大家
【多图预警】【新人轻拍】
注：本文中提到的「自动变速器」均指「AT」。CVT除变速原理外，其余机构大致相同，基本可以套用。DSG不了解不敢说！
8月3日更新：
最近自动变速器能否空挡N滑行讨论的比较多，很多车主都很纠结，N到底可以滑行吗？开手动挡习惯了停车时先摘挡滑行停车。但是开自动挡的时候，同样的操作就会被别人说“这样不好，会损坏变速箱的”“这样危险，空档滑行可能会失去制动力的”等。
就这两种说法，我们来一一讨论。
一、空挡滑行会不会使刹车失去制动力。
⒈刹车制动力靠什么提供：驾驶员体力+助力泵提供的油压
⒉助力泵的动力来源：助力泵多为真空助力泵，

靠发动机进气管吸入的气体为动力来源，只要发动机不熄火，真空泵就会正常工作。（感谢@老卢的提醒指正）
更新：看到评论里@酷车VS车酷和@康贱猫有说现在一些发动机是用曲轴来做刹车助力泵的动力来源了，但是结论一样，只要发动机不熄火，刹车系统就可以正常工作。
⒊可能导致刹车失效、制动力不足的原因：
①刹车油路破裂（有两套油路不用担心）
②刹车过热
③发动机熄火无法驱动助力泵
⒋空档滑行会诱发3中的哪一条？
①和③显然不会因为空档滑行引起。
在长下坡中，使用空档滑行，重力作用会导致车辆越滑越快，所以驾驶员需要一直用刹车来控制速度，刹车片长期与刹车盘/鼓摩擦会产生热量，造成刹车热衰减，甚至失效。但是在城市中摘挡滑行停车是不会造成刹车失效的。
二、N挡滑行会不会损坏变速器。
⒈自动变速器N挡时的工作情况：
当处于N挡时，各换挡离合器、摩擦片均不工作，此时行星齿轮机构各元件均不受约束，可以自由转动，所以行星齿轮机构不传递转矩。也就是说发动机怠速转矩通过液力变矩器传递给自动变速器的输入轴，汽车的惯性把转矩通过驱动桥传递到输出轴，但是两个轴在空转，所以互不干涉，这和手动变速器的空档没什么区别，都是齿轮在空转而已所以这一点不会给变速箱带来伤害。
⒉一些人说N挡滑行时油泵不工作，会加剧磨损，烧坏变速器。
ATF即是自动变速器油，ATF靠油泵循环，油泵的动力来源自变速器的输入轴。当N滑行时发动机怠速转矩会传递到自动变速器的输入轴，油泵是可以正常工作的。
刚才咨询了工程师@刘大胖童鞋，他告诉我：“ 整车性能测试时也会100多KPH挂空档滑行至低速。烧坏变速箱并不是由于油泵不工作，而是担心行星排高转速空转时油泵提供的润滑能力不够，仅仅是担心而已，概率不大。”
所以大家只要不是长期高速空挡N滑行就不会有问题。
在减速时挂入空挡，因为失去了发动机的阻力，明显会感觉到比D挡需要更大的制动力才能让车停下。
所以如果你的目的是减速，那么建议使用D挡；
如果你的目的是滑行的更远，那么空挡理论上是可以滑行的更远，至于这种方法能不能省油？我个人感觉可以算成误差范围忽略不计了。
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因为介绍自动变速器的原理内容过多，且读题不清，被@李捷指出跑题，所以先把结论搬上来。
在车辆运动的时候不能进入P档，所以P档应当在踩下制动踏板并按下解除按钮，且静止时才可挂入，否则可能会损坏驻车齿轮。（但是经@Jeff YU的实验和@刘大胖的讲解，行驶中干到P挡应该没有什么事）
至于手刹和P挡的顺序，您高兴就好。
事实上自动挡车挂入P之后，变速器主轴被锁死，车辆就无法移动了（只能前后轻微晃动）。就算在坡上，也就是摘掉P的时候阻力会大一些，变速器是不会损坏的。（ps.P挡存在的原因就是为了在手刹不能提供足够的制动力时使车辆保持静止，同手动挡车坡道停车需要挂入1挡一个道理）
在我现在生活的地域，大多数人都是不使用手刹的（我也不使用），停车-P挡-走人。

从P进入其他档位也是一样，须要踩下制动，因为不踩就按不动操作杆解除按钮。
从D档入N档：这个无所谓，直接推杆即可。
N到D：同上，直接扳动换挡杆即可。
N到R：按下解除按钮搬动解除按钮即可。
不管什么变速器，理论上原则就是【要改变行驶方向必须先让车静止，再挂入相反档位】；【车辆静止时才可进入P档】。
但是这只是理论，经@刘大胖讲解、和看了@Jeff YU的怒X变速器实验，学习到了：变速器不会轻易坏的，变速器是会自我保护的，变速器是很耐X的。
所谓手自一体：就是在AT行星轮系变速的主体下，把 ECU/液压泵 控制 电磁阀/液压阀 的权利交给了驾驶员。可以让驾驶员增加驾驶乐趣。这种变速比改变方式还是和自动变速一样，所以无需踩刹车或者松油门。有的车还会降档自动补油（跟趾）。
在跑山路时，使用这个非常方便，尤其是下山时，可以利用调整档位，不踩油门刹车来保持车速。不用担心刹车过热。
[h1]对于您的车该怎么用，最权威的解答是您的说明书。[/h1]附一张雅阁说明书上的自动变速器操作说明：

-------------------------------------------------------------------下面内容是自动变速器（AT）的原理说明
-------------------------------------
首先大家不要误解「自动变速器(AT)」就是在「手动变速器(MT)」的基础上加了一套自动控制系统。AT的变速原理和MT是天壤之别。MT的原理为就不赘述了，有兴趣的朋友请看视频。
MT变速原理：http://v.youku.com/v_show/id_XMTIyNDg0MDg=.html?x
在「自动变速器(AT)」中，发动机输出的动力通过「液力变矩器」传递到变速器输入轴。

可以简单的理解为是一个电风扇吹出来的风带动另一个风扇转动。

所以不会出现发动机被憋灭的情况。但是液力变矩器里面并不是空气，而是自动变速器油。
接下来我们来看AT的变速原理，AT的变速是通过行星轮系来改变传动比的。所以说控制行星齿轮就是AT变速的关键

通过摩擦片改变太阳齿圈的转速和各种离合器锁住行星架和齿圈，来改变传动比。

控制摩擦片的方式有「液压控制」和「电子控制」，液压控制的结构比较复杂，通过车速改变液压控制各种液压阀，其复杂程度如下图所示

电子控制就比较简单，ECU控制电磁阀，通过电磁阀控制摩擦片，离合器。
传动路径大体为：发动机-液力变矩器-自动变速器-驱动桥。
随便找了两个视频，第一个短，第二个长：
AT变速基本原理：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTU2MDA2NjQw.html?x
AT变速原理详解：
http://v.youku.com/v_show/id_XMzc5NDQwNTY4.html?x
接下来说AT的P档和N档还有D、R。
N：换挡手柄处于N时，各种摩擦片，离合器均不工作，所以行星齿轮在空转，不输出转矩。
P：同N档一样，但是输出轴上有一个驻车档齿轮，会被驻车锁销锁死。故即不输出转矩，也间接的把驱动桥锁死。

D：各种摩擦片，离合器正常工作，转矩从输出轴输出。
R：通常是摩擦片将一个太阳轮锁住，以改变转矩输出。也有在输出轴加惰轮或啮合齿套的方式。
新人轻拍，不足请指出，我会虚心受教。

有关回应 · 2021-5-14 20:57:14

第一次这么多人评论和关注，非常感谢。
其实本人对发动机本身了解并不是很多，
也没开过很多种车，
所以请不要在评论中继续“看你就没开过车”这类言论，
在下平时工作中更多的是设计制造发动机的产线。
凑巧看见这个问题，就顺便回答一下，自然不如各位大侠知识丰富，
难免纰漏，还请谅解。

--------------2014.8.6追加----------------------------------------------------------------------------
今天开完会正好碰到一个发动机设计部的同事，
随口就问了问他变速箱的问题，
现学现用对N档再做一些说明。
N档还有一个非常重要的作用，
发动机如果熄火的话可以挂在N档上重新点火。
假设高速行驶在道路上的汽车因为某种原因熄火了，
可以在不进行制动操作的情况下即可由D档切换到N档重新尝试点火，
这是延续手动档车的习惯出于安全考虑的设计。

鉴于评论中有朋友质疑长时间N档下会不会烧坏扭矩传递器（流体连接器），
回答是肯定的。是的，有可能会因为润滑不足造成扭矩传递器以及齿轮结构永久性烧坏。
N档下变速油的油量会进入惰性状态，
虽然不是完全不供给油，
但是油量循环量会减少到1/3以下，
润滑性和降温性都会大幅度降低。
严重的情况会造成金属之间熔接。
这个过程可能只需要几分钟就可以造成变速箱报废。

--------------2014.8.4追加----------------------------------------------------------------------------
鉴于很多人在讨论“自动档车辆行驶中是否可以把档位转换为N档”这个问题，
抱歉之前没有说清楚，试着利用现有的知识水平解释一下，
我说得是凡例，不排除各种特例有各种可能性。
另外，知识水平有限，如有不全面或者纰漏的地方还望不要挑刺，请提建设性意见。

走行中换到N档有两种情况：
第一，平道走行时。
如果切换到N档，变速机的油泵会降低转速，容易引起变速机内部的润滑不足；同时因为减少油量输出，变速油得不到充分冷却，最糟糕的情况下会造成扭矩传递器烧坏。

第二，下坡走行时。
这个应该大家都知道，驾校应该也是教的。下坡的时候不给油发动机会降低转速成为车轮的“阻力”，也就说你如果不给油，发动机就不想快跑了，这个时候轮子如果跑得很快的话发动机就要拽它的后腿----所以间接上会帮助你刹车。非常实用的技能，请掌握。

有人可能会问了，那要N档干吗？
其实这个档最初是考虑到一些特殊的场合而设计的。
举几个栗子，譬如等红灯的时候挂在N档，拉起手刹就可以把脚解脱出来。变绿灯的时候可以比P档更快的挂上D档立刻进入行驶状态。还有一个重要的考虑是拖车时用N档可以松开所有动力之间的连锁，不容易搞坏变速箱等。

总而言之，车轮子在转的时候请不要挂在N档上。
当然，现在的汽车设计也会考虑到这种可能性，即便是高速上挂在N档上也不会翻车就是了。。。不过还是推荐大家做一个遵守规则的好孩子。

--------------------------以下为原文-------------------------------------------------------------
不请自答。
关于第一个问题，
为什么R，P，D几个挡位的互换需要踩刹车才可以实现，
理由是为了安全。
在行走过程中突然挂倒档这种情况在标准的行车中不可能也不应该出现。
另外，行走中挂从D档挂N档是可以的，但是不建议这么做，
有些从手动档过来的老司机喜欢用这个方式来节油，
从安全角度来说非常不可取，
请在刹车停下车后再换档。

第二个问题，
所谓的手自一体无非是把换高速档（低扭矩）还是低速档（高扭矩）的时间点交给人来控制还是电脑自动判断。这个问题和上面的没有联系，所以和安全性没啥关系。
在这里需要解释一下汽车的变速原理：

请联系骑自行车的情况一并考虑。
骑自行车刚起步的时候脚上需要的劲最大（扭矩），当然速度也最慢（转速），
但是等到自行车飞跑起来之后，脚上需要的劲是不是感觉变小了？
但是蹬的速度却变得很快，要不然跟不上。
等快到一定速度时，人体的肌肉就跟不上了，这就是人体（发动机）的最大转速。
汽车是一个道理。
发动机本身的能量是比较小的，
而且反应较为迟钝，所以需要通过变速装置来满足行走时的各种要求。
当汽车起步的时候，
需要把几吨重的庞然大物带动起来，需要很大的扭矩，
这时就需要把发动机的扭矩尽可能的放大，
即便是以牺牲转速为代价。
跑车的加速性一般指的其实就是这个指标（马力，扭矩）。
等到车跑起来了以后，
不再需要巨大的扭矩来支撑加速度了，
这个时候就降低扭矩使劲提高转速。
扭矩转速的调节靠的就是变速箱。
下面是扭矩调整的物理原理，参照下图。

发动机扭矩的传递都是通过不同大小齿轮的配合来完成的，
假设发动机是小齿轮（紫色），
那么如果配合一个比它大的齿轮（蓝色），
那么大齿轮的转速就会低于小齿轮，但是扭矩会被放大。
以此类推就可以通过各种型号的齿轮组合来得到相应的转速扭矩输出，
其中有一个特殊的齿轮是反向转的，就是所谓的倒档齿轮。
有的自行车也有类似结构，带变速器的，
虽然比较简单，但是其实和汽车的变速箱原理完全相同。

变速箱目前主要分为两类，
一类是传统的自动换档器，AT，Automatic Transmission，这是应用最广泛的一种，
动力传输通过液体（变速机油）来实现，
结构相对简单，有点像两个电风扇对着吹。
但是换档时有震动感。

鉴于@祝梁帆同学提出的指正，更换了一张图，之前的图是MT结构，
基于利用齿轮的传动比变速的原理来实现不同的转速和扭矩之间的切换，
最后再利用流体转接来实现动力输出，
也就是图中红色的箭头的部分。
换档的部分是一组游星齿轮，
通过大小齿轮之间的咬合和松开来实现不同的传动比。

另外一类就是所谓的无极变速器，CVT，Continuously Variable Transmission。

CVT和AT最大的结构不同处就是图片中所标的drive belt，
驱动侧和输出测的齿轮各自合并为一个可以大小变化的饼状物，
通过皮带（有些是金属的）进行动力传输。
由于在同样的空间内齿轮的大小比可以较大幅度变化，
所以很受小型车欢迎。
但是由于皮带和齿轮之间的咬合不是非常牢固，有的时候会有脱钩现象，
所以动力传递效率小于AT，进而影响到了扭矩输出。

两种自动档变速装置虽然各有优劣，但都是非常非常精密的设备，
特别是AT，整个装置是需要密封的，
一个头发丝进去了都要报废掉。
加工精度的要求也极为严格，
非常遗憾的说，我国目前还无法独自设计并且量产出高质量的同类产品。
目前国内的汽车，无论是进口的，还是中外合资的，还是中国独资的，
包括红旗在内，变速箱都是采用国外的产品。
比较有名的就是日本的爱信精机和大众的产品。

爱信精机的一个网站，虽然是日语，但是非常通俗易懂的介绍了变速箱的原理。
有兴趣的话可以参照：
教えて！ATCVTハイブリッドシステムの仕組み：AT｜駆動系｜製品事業｜アイシンエィダブリュ株式会社

第三个问题，
静止时出于安全考虑，换档也是需要踩住刹车的。
不信你可以试试。

有关回应 · 2021-5-14 20:57:15

这个问题展开来说有太多内容，下面精炼地解释一下。
首先要说，自动挡换挡的时候需要踩刹车么？这个完全不一定。主要看车速和驾驶状态以及驾驶员的驾驶意图，还有车厂自己的控制策略。主要决定因素就是功能安全的分析结果。

什么是功能安全？就是对人的保护，不能有意外（注意意外这个词，就是有别于驾驶员驾驶意图）的加速减速，不能有意外的驾驶方向的改变。由功能安全看，这个问题就好分析了。在车辆静止时，从N挡或P挡到其他档位都应该踩刹车，以防止误挂档位而使车辆有了意外的加速或行驶方向的改变。其中可能的例外是在做snow, sand, mud rocks的时候，快速在D和R档之间切换，可以不用刹车。

在车辆低速状态下，从N档到D档或者R档，可以不需要刹车（当然要满足其他条件，例如车速低于一定阀值，同时可能需要看车辆行驶方向）。这个逻辑是合理且可以认为是相对安全的（无驾驶方向的意外改变，无意外加速或减速）。

在高速运行中，N到D的切换应该可以在没有刹车的情况下被允许的，这个符合中国驾驶员的驾驶习惯且相对安全。

手动加减档自然且当然不应该要求踩刹车，这个是驾驶员的驾驶意图的反应。就像手动档的车做升降档不需要踩刹车一样。

具体上面的控制逻辑怎么实现很简单。可以有硬加锁和软加锁两种。
1）硬加锁例如在P档和N档加装机械锁紧。在需要踩刹车而没有踩刹车的时候档杆被锁住而无法移动。
2）软锁紧就是在软件的控制逻辑上锁紧，在需要踩刹车而没有踩刹车的时候如果档杆被移动，虽然物理位置改变了，但是控制上还是处在上一个状态。例如车辆静止状态下没踩刹车做了N到D的移动，虽然档杆物理上被移动到了D档，但是软件里档杆的状态还是在N，于是档位并不会被允许加载，车辆也不会移动。软锁紧的话应该对驾驶员有所提示，文字的或者符号的，要求驾驶员踩刹车后再重新移动档杆操作。

有关回应 · 2021-5-14 20:57:16

从结构上看，一般换档手柄P档位置有一个锁止机构，与制动踏板相连，只有踩刹车才能从P档切换出来。其他档位切换实际并不需要踩刹车。那么设计主要就是安全考虑。

自动挡换挡的时候为什么一定要踩刹车？

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