[汽車之家 技術(shù)] 可以說，一臺變速器的好壞以及它與發(fā)動機的匹配程度，會對車輛的動力性和平順性等產(chǎn)生直接的影響。相比市面上常見的AT、CVT、DCT、AMT這些自動變速器，傳統(tǒng)的手動變速器雖然表面看上去更為“簡單”、“原始”，但是在冰冷的機械部件中卻也暗藏著各種玄機，同時想制造一臺手感出眾的MT，也從來不是一件容易的事。
● 變速器的作用
總的來說，變速器就是一種能夠改變汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、扭矩以及動力旋轉(zhuǎn)方向，并且將驅(qū)動力傳遞給傳動系統(tǒng)的一種裝置。
——改變傳動比
一般來說，汽車發(fā)動機通過燃燒燃油來獲取動力，在發(fā)動機的整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，其輸出的扭矩和功率始終是在變化的，從車輛對驅(qū)動力的需求來看，單純依靠發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩不能滿足汽車行駛中所要面對的各種復雜路況條件。比如在起步或者爬坡的時候，通過變速器的低擋位可以在車速較低的情況下將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速拉高以輸出較大的扭矩。在車輛高速巡航時，通過變速器的高擋位來降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩輸出，從而減少燃油的消耗。由于現(xiàn)代發(fā)動機的這種不完美的特性，變速器便應(yīng)運而生。變速器在不同的工況下使用不同的變速比，從而使得車輛和發(fā)動機在各種工況下都可以發(fā)揮其最佳的動力性能。
——提供倒擋
一臺發(fā)動機在設(shè)計之初就決定了曲軸的旋轉(zhuǎn)方向，所以要想使車輛倒退，也只能寄希望于變速器，通過外嚙合齒輪的反向旋轉(zhuǎn)特性就可以輕松完成這項使命。
★ 掛入倒檔為何有個特殊的動作？
學車時大家都使用過手動變速器，有的朋友的愛車也是手動變速器，相信大家對于手動變速器就像對自己的左右手一樣熟悉，不知您有沒有考慮過，操作某些手動變速器掛入倒檔時會有個特殊的動作，或要按住換擋桿上的某個按鈕，或要微微提起換擋桿。這是為什么呢？難道僅僅是為了帥氣的動作，還是要使手動變速器掛入倒檔需要一套很復雜的部件才可以完成？其實原理很簡單，看了下面這個名為倒檔鎖止機構(gòu)您就會明白。
● 倒擋鎖止機構(gòu)
為了防止車輛前進時誤掛入倒擋，進而對變速器齒輪造成極大沖擊，導致零件損壞，通常都會在手動變速器上設(shè)計有倒擋鎖止機構(gòu)。當把換擋桿擺到極限位置時，鎖止機構(gòu)中的限位塊會被擋板擋住，導致無法掛上倒擋。此時只有按住倒擋按鈕，限位塊才能越過擋板繼續(xù)移動，從而掛入倒擋。
下面的視頻為您形象的展示了倒檔鎖止機構(gòu)的工作原理，依靠一塊安裝在換擋桿下的擋板，擋板與限位塊協(xié)作，防止將擋位掛錯。
● 二軸式和三軸式手動變速器
手動變速器的基本結(jié)構(gòu)包括了動力輸入軸和輸出軸，再加上構(gòu)成變速器的齒輪，這就是一臺手動變速器最基本的組件。動力輸入軸與離合器相連，從離合器傳遞來的動力直接通過輸入軸傳遞給齒輪組，齒輪組是由直徑不同的齒輪組成的，不同的齒輪組合則產(chǎn)生不同的齒比，平常駕駛中的換擋也就是指換齒輪比。輸入軸的動力通過齒輪間的傳遞，再由輸出軸傳遞給車輪，這就是一臺手動變速器的基本工作原理。
如果將手動變速器按照齒輪的傳動方式進行分類，那么，目前常見的有二軸式和三軸式兩種。
——二軸式
顧名思義，二軸式手動變速器只有兩個軸，分別是輸入軸和輸出軸。它具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小的優(yōu)勢，同時其中間擋位傳動效率高，噪音較小，因此更適合一般的發(fā)動機前置且前輪驅(qū)動的車輛，它也是目前使用最廣泛的轎車變速器形式。
『最常見的兩軸5速手動變速器解剖圖』
——三軸式
三軸式手動變速器除了輸入軸和輸出軸外，還有中間軸，而中間軸主要用來固定安裝各擋位的變速傳動齒輪。由于三軸式變速器的每個擋位都是由兩對齒輪傳動的，因此輸入軸和輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向相同，這種變速器通常更適合發(fā)動機前置且后輪驅(qū)動的車輛。
●工作原理
接下來，我們通過一個簡單的模型來給大家講講，手動變速器換擋的工作原理。下圖是一個簡易的3軸2擋變速器的結(jié)構(gòu)模型。
輸入軸（綠色）通過離合器和發(fā)動機相連，輸入軸和上面的齒輪是一體的。紅色齒輪軸叫做中間軸，中間軸上的三個齒輪同樣與軸固定在一起。黃色的則是輸出軸，動力通過它最終傳遞到車輪。上面的兩個齒輪通過滾針軸承與輸出軸相連，其可以在輸出軸上自由轉(zhuǎn)動。而輸出軸上的套筒（也叫同步器）通過花鍵安裝在輸出軸上，且可以隨著輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。
其實手動變速器的換擋原理并不高深莫測，可以看到，動力通過輸入軸到中間軸，再傳遞給輸出軸上的兩個齒輪，但是由于兩個藍色齒輪與輸出軸不是剛性連接，所以此時它們處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，相當于是空擋。當輸出軸上的套筒與右側(cè)的藍色齒輪相連時，動力才會通過套筒最終傳遞到輸出軸上。與此同時，由于沒有和套筒結(jié)合，左側(cè)的藍色齒輪在進行自由旋轉(zhuǎn)。所謂的換擋其實就是套筒在選擇與哪個齒輪結(jié)合，結(jié)合后也就決定了此時的變速比。
一個傳統(tǒng)的5速手動變速器的換擋原理也是一樣的，只是在變速器中增加了套筒和齒輪組的數(shù)目，使之擁有更多的擋位。倒擋則是通過在中間軸（紅色）和輸出軸（藍色）之間增加一個齒輪來實現(xiàn)的。由于增加了一個嚙合齒輪，因此倒擋的齒輪始終會朝其它齒輪相反的方向轉(zhuǎn)動。這個齒輪由于只起到改變齒輪旋轉(zhuǎn)方向的作用，因此也稱為惰輪。
對于二軸式的手動變速器，其工作原理與三軸式的大同小異，也是依靠套筒來選擇與其兩側(cè)自由旋轉(zhuǎn)的齒輪結(jié)合，結(jié)合后就可以將動力通過套筒傳遞到輸出軸上。
