根据共振的原理，如果进气歧管内空气的振荡频率能与进气门开闭的频率达到一致时，即可获得最大的进气效率。进气门开闭的频率是随着发动机的转速改变而改变的，高转速时气门开闭频率高，低转速时气门开闭频率低。而进气歧管内的空气振荡的频率是由进气歧管的长度所决定的，长的进气歧管振荡频率低，短的进气歧管振荡频率高。对于不可变进气歧管长度的发动机而且，又需要取一个折中的长度，以兼顾高低转速时候的需求。而在这个折中的转速需求范围内，进气歧管的频率刚好与进气门的开关频率一致，可以获得最佳的进气效率。
从上面三个技术看，都有一个折中值，在这个折中值的转速区域内，无论是气门正时、气门行程、进气管长度都是对应此时的转速的，这个时候的发动机的工作状态是最佳的。而所谓最佳换档时机，实际上就是让发动机尽可能的运行在这个最佳转速范围内，而这个范围，往往在技术参数上表现为最大扭力出现的转速范围附近。不同的发动机这个折中值也不完全一样，所以换档时机也不完全一样。完全看最大扭矩的出现转速也不一定科学，有的发动机虽然最大扭矩出现的转速很高，但往往2500转开始就已经有足够的（90％）以上的扭力输出了，这时候就不需要教条的非要打到那个转速才换档。例如丰田 8A发动机，它的最大扭矩出现在5200转，但实际上，超过2500转发动机就已经动力十足了。所以虽然没有人开威姿 是5200转换档，但8A的工作状态依然很好。
具体什么时候换档，可以看发动机的工况图作为参考，档扭矩曲线进入平缓的转速区域时换档，一般都没问题。如果没有工况图，凭实际操作时候的感受也可以，如果换完档以后感觉发动机没劲，那肯定换档早了。当换完档以后车子依然冲劲十足，能达到这种效果的最低转速则就是整个车的最佳换档转速。
