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看不见的大脑:自动变速箱在你踩下油门的瞬间就已决定换挡

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看不见的大脑在你脚下运作。工程师也许不是巫师,但自动变速箱的内部机巧比魔法更复杂。与手动变速箱相比,自动需要在你不经意间就决定该换哪一档。 现代自动变速箱更多地依赖计算机来处理换挡,但在没有电脑之前,系统靠液压和机械信号来判断。 内部结构虽然看不见,但在每一次加速、减速之间默默运行:液力变矩器、行星齿轮组、以及控制用的阀门和离合器。 早期的自动变速器通常靠发动机转速来换挡;而更高级的液压变速器,则更多地依赖油压与传感器的协同。 当你把脚放到油门上,车速、油门量、档位等信息共同作用,决定当前的档位。踩到底时,节流阀压力增加,可能抵消 governor 的输入,变速箱会维持高档甚至降档,以获得更强的输出。

看不见的大脑:自动变速箱在你踩下油门的瞬间就已决定换挡

液压、涡轮与行星齿轮:自动变速箱的核心部件如何协同工作

核心部件之一是扭矩转换器。它像一个 donut-shaped 的外壳,里面充满粘性流体,发动机驱动叶片旋转,流体带动连接到变速箱输入轴的涡轮一起转动。 为了提高效率,许多变速箱在巡航时使用锁止离合器实现发动机与变速箱的直接连接;但大多数时间,它只是把动力通过流体传递。 液压系统通过 governor 监测输出轴转速,随着速度上升,压力增加,换挡阀被激活,从而使某个离合器组耦合进入更高的档。 行星齿轮组由一个中央的太阳齿轮、周围的行星齿轮和环齿轮组成。通过锁定不同的分支(带/离合器),或让齿轮组共同运动,输出轴的速度就会改变。叠加多组行星齿轮就能实现更多档位。 与早期相比,现代的自动变速箱更强调液压压力与计算机控制的协同,而不仅仅是发动机转速。

液压、涡轮与行星齿轮:自动变速箱的核心部件如何协同工作

电脑接管时代:变速箱与油门的关系从机械转为数据驱动

进入计算机控制时代,变速箱的离合器和阀门由电子控制单元操作,能同时借助刹车、巡航、稳定性控制、牵引控制等系统的信息。 部分厂商曾尝试用 GPS 数据帮助变速箱预测路况,在山区和转弯处提前准备。 随着 throttle-by-wire 的普及,油门变成了“扭矩请求踏板”。你可以踩下去想要的加速,但车辆会在速度、姿态、轮滑、横摆和方向盘角度等多项条件下评估是否需要降档。 在知名作者 Jason Cammisa 的 Hagerty Know It All 系列里,他说:因为系统高度整合,车子常常在对你说‘不行’,甚至用类比台词来回答。例子里有一句“对不起,戴夫,我恐怕不能那样做。” 总的来说,汽车对油门的响应,已经从单纯的机械传达,变成了复杂的、由电脑做出的扭矩决策。

电脑接管时代:变速箱与油门的关系从机械转为数据驱动