科目二起步原理

控制原理

运动三要素

我们知道，一个物体在做运动学分析时，可以简化为一个质点。物体要运动首先要受到力的作用，然后产生速度，而速度是一个矢量，即带有方向和大小的。物体连续的运动从而产生轨迹。所以可以简单的归纳出运动的三要素：

• 力
• 速度(这里仅表示大小)
• 方向

由此可以分析出我们控制汽车行驶时，就要同样做到这三个方面的控制：

• 动力控制
• 速度控制
• 方向控制

汽车动力传输系统总体架构

发动机

汽车的动力传输系统总体架构如图所示。要驱动汽车必须要有发动机，以提供动力。

变速器

而发动机的转速和扭矩之间的最佳配合区间很窄，因此直接将动力传输给后轮作为驱动力效率很低。所以需要借助一个包含了很多齿轮配合的变速器来调节转速，由此实现对速度和扭矩的调控。

离合器

但是当发动机在高速运转时，如果突然切换齿轮组，会造成极大的危险。
所以需要使用离合器来切断动力的输入，完成好变速器齿轮组切换后，再输入动力。

后轮

变速器输出的动力经传动轴差速器传递给后轮，因此后轮便是驱动轮。

前轮

汽车前轮是没有驱动的，当后轮发生转动时，受地面摩擦力作用，前轮便会跟着一起转动。前轮是跟方向盘配合在一起的，通过方向盘旋转实现对前轮方向的转动。

汽车驾驶控制的总体架构

由此，可以总结出汽车驾驶控制的总体架构。

根据运动三要素，需要对汽车完成动力控制、速度控制以及方向控制。

动力控制

发动机的动力由点火开关控制，完成火花塞点火动作，以此开始四冲程做功，输出动力；同时，发动机还受到油门踏板的控制，当油门踩下时，发动机进油量增大，对外做功更多，提供的动力更足。

速度控制

离合器由离合踏板控制，常态下是贴合的，发动机的动力可以直接传输过来，而当离合器完全踩下时，发动机动力被切断。

变速器由变速操纵杆控制，可实现切换挡位，当变速器位于空挡时，此时动力无法传输到下一环节，即动力被切断。

后轮通常是被驻车制动器（俗称手刹）所控制的，手刹拉起时，后轮被抱死制动，放下时，后动被松开可自由转动，变速器的动力传到后轮后，当力大于地面给的摩擦力时，后轮向前转动，汽车便会有向前运动的趋势。

前轮由方向盘控制，由于转弯直行的切换，后轮运动后，前轮便会开始运动，汽车也就开始缓慢前进了。

前轮和后轮还会受到制动踏板（俗称刹车）的控制，制动踏板踩下时，四个轮子都被抱死，汽车无法动弹。

方向控制

汽车的方向控制是很复杂的过程，因为在驾驶室内无法很清楚观察到到汽车四周的环境，因此需要借助一些参照物来辅助判断，分析出当前汽车的位置，从而合理控制方向盘。这里的参照物通常是后视镜、引擎盖、雨刮器等这些相对于汽车是静止的物体，他们可提供用于判断汽车车头、车身的空间位置的信息。

手动挡汽车起步过程分析

关于手动挡汽车起步的操作步骤，网上查了很多资料，说法各不一样，但大同小异。所以为了真正搞懂背后的原理，可以借助上面的总体架构来分析动力传输的过程。下面选择了一个我个人认为比较合理的起步顺序进行分析。

停车状态

当我们拿到一辆停好的汽车时，通常发动机处于熄火状态、离合器踏板未被踩下、变速器操纵杆挂在空挡、同时驻车制动器处于拉起状态。所以可分析出，发动机、变速器、后轮的动力无法传输到下一环节，因此汽车就静止在原地不动了。

踩离合

踩下离合后，发动机到变速器的动力传输被切断，汽车整体仍然保持静止状态，因为动力传输路线不通。

踩刹车

踩住离合的同时，踩下刹车，汽车四个轮子被牢牢锁死，整体无法运动，因此保持静止。这里可以看到踩了刹车后，前后轮被锁得更加紧了，这其实是为了防止汽车停靠在上坡路上时，发生溜车的情况。

点火

插入钥匙，拧到“start”挡位，完成点火动作，汽车的发动机被启动，以一定的速度保持空转，这一工况又被叫做“怠速”。由于离合被踩下，发动机动力无法传输到变速器上，动力传输路线中断，汽车仍然停在原地。

挂挡

控制变速操纵杆，将挡位挂至1挡，此时变速器与后轮连通，动力可以传输。但是离合被踩下，且前后轮被锁死，动力传输路线被中断，汽车仍然保持静止状态。

松手刹

松开手刹后，此时刹车依然被踩着，汽车前后轮锁死程度被减轻，这是为了下一步运动做准备。但此时离合被踩下，动力人就无法传输到后轮上，汽车保持静止。

半联动离合

松开离合，进入半联动状态，此时变速器借助离合器的摩擦片与发动机的飞轮慢慢贴合，部分动力经离合器传输到变速器上，可感受到汽车有轻微抖动。但由于后轮和前轮被刹车控制，完全抱死。所以汽车仍然保持静止。

松刹车

松开刹车，此时前后轮锁死状态被解除，动力传输路线打通，发动机的动力可以顺着离合器、变速器传输到后轮，当驱动力大于地面给的摩擦力时，后轮向前滚动，同时前轮受摩擦力发生滚动，于是汽车开始前进了。

油离配合

汽车缓慢前进后，动力不是很足，因为此时离合器还处在半联动状态，是靠摩擦来传输驱动力的。因此慢慢松开离合器至全联动状态，让发动机经离合器与变速器完全接触，发动机动力将被完全输送给变速器。但是由于这个过程发动机需要克服这个摩擦力，所以应该在离合缓慢抬起的同时，配合着踩下油门，以提高发动机输出的动力。当发动机经离合器与变速器完全连接，成为一体后，汽车可平稳的前进了，起步完成！

完整过程

离合器

在驾驶过程中，离合器是一个非常关键的控制器，无论是起步、换挡、停车都需要及时对离合器控制，切断发动机动力输出。这里放一个视频来加深理解。
其中最主要的还是对离合器行程的理解

• 自由行程(踩下 0 ~ 1/4，摩擦片完全压住，存在静摩擦力，主要是防止颠簸造成离合器失控)
• 全联动行程(踩 1/4 ~ 2/4，摩擦片完全压住，存在静摩擦力)
• 半联动行程(踩 2/4 ~ 3/4，摩擦片贴合，存在滑动摩擦力)
• 空行程(踩 3/4 ~ 4/4，摩擦片完全贴合，该过程不起作用)