7、汽车操控系统：从原理到反馈

汽车操控系统：从原理到反馈

1. 早期涡轮增压汽车的加速特性

早期涡轮增压汽车踩下油门时，速度并不会立即明显提升。这是因为当时发动机压缩比低，燃油喷射技术不够先进，且涡轮增压器技术粗糙，缺乏低速涡轮增压效果。这会导致驾驶员下意识地更用力踩油门，随后发动机废气使涡轮增压器加速运转，发动机扭矩突然增加，轮胎因动力过大发出尖锐声响，车辆瞬间向前猛冲。不过，现代电子技术基本消除了这种情况。

2. 传动系统

2.1 变速箱基础

目前汽车需要变速箱，这与内燃机的动力输出方式有关。内燃机需要达到一定转速才能输出足够动力驱动车辆，且其输出最佳动力和扭矩的转速范围相对较窄，无法满足驾驶员多样化的加速需求。变速箱和传动装置能让发动机实现车辆从静止快速起步、迅速超车，以及在较低发动机转速下保持高速巡航。而纯电动汽车的驱动系统则无需如此复杂，因为与往复活塞式汽油/柴油发动机相比，电动机的功率/转速范围更广。

传统手动变速箱是纯机械设计，其历史可追溯到100年前，当时的变速箱外形像盒子，内部装满相互啮合的齿轮。经过几十年的发展，通用汽车在1928年引入的“同步器”显著提升了其性能。如今，发动机输出的动力先通过离合器，使发动机与变速箱的动力传输能够断开，这是变速箱内的同步器选择合适传动比并输出到驱动轮的必要步骤。换挡杆通过机械连杆直接连接到变速箱，操作同步器机构。换挡杆和连杆控制同步器毂，同步器毂通过将原本自由转动的齿轮锁定在输出轴上来实现换挡，其工作原理简化示意图如下：

graph LR
    A[发动机] --> B[离合器]
    B --> C[变速箱]