文章來源：太平洋汽車網(wǎng)絡(luò)

如果之前知道了發(fā)動機的工作原理，大家都知道發(fā)動機的轉(zhuǎn)速很高。把動力直接作用在輪子上驅(qū)動汽車是不現(xiàn)實的。為了滿足汽車啟動、攀登、高速行駛等駕駛的要求，出現(xiàn)了變速器。本期文章都將解釋汽車變速器的結(jié)構(gòu)及工作原理。

為什么需要變速器？

汽車作為一種交通工具，必須啟動、上坡、高速行駛等駕駛。在此期間，驅(qū)動汽車所需的扭矩都不一樣，單靠發(fā)動機無法應(yīng)對。

發(fā)動機直接輸出的扭矩變化范圍比較小，但由于汽車起步，上坡需要大扭矩，所以高速行駛時只需要小扭矩。例如，直接驅(qū)動發(fā)動機的動力，很難實現(xiàn)汽車的起步、上坡或高速行駛。此外，汽車要倒車，要使用變速器來實現(xiàn)。

變速器為什么可以變速？

變速箱為什么可以調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速？事實上，這里隱含著齒輪和杠桿的原理。齒輪箱內(nèi)有多個不同的齒輪，可以通過不同大小的齒輪組合調(diào)整發(fā)動機扭矩和轉(zhuǎn)速?？梢杂玫团ぞ馗咚贀Q，用低扭矩換高扭矩。

變速器的作用主要表現(xiàn)在三個方面。第一，改變傳動比，擴大驅(qū)動輪扭矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍。第二，在發(fā)動機不變的情況下實現(xiàn)汽車倒車。第三，利用空白空間，可以中斷發(fā)動機動力傳遞，從而啟動和怠速發(fā)動機。

變速器是什么類型的？

汽車變速器可以根據(jù)操作方式分為手動變速器和自動變速器。典型的自動變速器主要有液壓自動變速器(AT)、機械無級自動變速器(CVT)、雙離合變速器(DSG)三種。

手動變速器的結(jié)構(gòu)

手動變速器(Manual Transmission，MT)是指用手按下變速器桿才能改變傳動比的變速器。手動變速器主要由外殼、傳動組件(輸入輸出軸、齒輪、同步器等)、操縱組件(變速杠桿、叉等)組成。

手動變速器工作原理

手動變速器的工作方式是：按下變速桿，在中間軸上切換驅(qū)動齒輪，通過不同大小的齒輪組合與動力輸出軸結(jié)合，改變驅(qū)動輪的扭矩和轉(zhuǎn)速。讓我們看一下簡化的手動變速器(2段)的結(jié)構(gòu)圖。

發(fā)動機的動力輸入軸通過中軸間接與動力輸出軸相連。如上圖所示，中間軸上的兩個齒輪(紅色)和動力輸出軸上的兩個齒輪(藍色)隨引擎輸出一起旋轉(zhuǎn)。但是，如果沒有同步器(紫色)的接合，兩個齒輪(藍色)只能在動力輸出軸上空轉(zhuǎn)(即不旋轉(zhuǎn)輸出軸)。圖中，同步器處于中間狀態(tài)，相當(dāng)于變速器切斷了空白空間。

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　　當(dāng)變速桿向左移動，使同步器向右移動與齒輪（如上圖所示）接合，發(fā)動機動力通過中間軸的齒輪，將動力傳遞給動力輸出軸。

　　一般的手動變速器都有好幾個檔位（如上圖的5檔手動變速器），可以理解為在原來的基礎(chǔ)上添加了幾組齒輪，其實原理都是一樣的。如當(dāng)掛上1擋時，實際上是將（1、2擋同步器）向左移動使同步器與1擋從動齒輪（圖中①）接合，將動力傳遞到輸出軸。細心的朋友會發(fā)現(xiàn)，R檔（倒車檔）的主動齒輪和從動齒輪中夾了一個中間齒輪，就是通過這個齒輪實現(xiàn)汽車的倒退行駛。

（５檔手動變速器工作過程）

● 同步器起什么作用？

　　變速器在進行換檔操作時，尤其是從高檔向低檔的換檔很容易產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊。為了避免齒間沖擊，在換檔裝置中都設(shè)置同步器。

　　同步器有常壓式和慣性式兩種，目前大部分同步式變速器上采用的是慣性同步器，它主要由接合套、同步鎖環(huán)等組成，主要是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步。

　　當(dāng)同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低(或升高)到與同步鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時消失，這時在作用力的推動下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換檔過程。

（膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)原理）

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