揭开换挡杆下的玄机 手动变速器详解

揭开换挡杆下的玄机 手动变速器详解(1)

引言：可以说，一台变速器的好坏以及它与发动机的匹配程度，会对车辆的动力性和平顺性等产生直接的影响。

  可以说，一台变速器的好坏以及它与发动机的匹配程度，会对车辆的动力性和平顺性等产生直接的影响。相比市面上常见的AT、CVT、DCT、AMT这些自动变速器，传统的手动变速器虽然表面看上去更为“简单”、“原始”，但是在冰冷的机械部件中却也暗藏着各种玄机，同时想制造一台手感出众的MT，也从来不是一件容易的事。

● 变速器的作用

总的来说，变速器就是一种能够改变汽车发动机的转速、扭矩以及动力旋转方向，并且将驱动力传递给传动系统的一种装置。

——改变传动比

一般来说，汽车发动机通过燃烧燃油来获取动力，在发动机的整个转速范围内，其输出的扭矩和功率始终是在变化的，从车辆对驱动力的需求来看，单纯依靠发动机产生的扭矩不能满足汽车行驶中所要面对的各种复杂路况条件。比如在起步或者爬坡的时候，通过变速器的低挡位可以在车速较低的情况下将发动机的转速拉高以输出较大的扭矩。在车辆高速巡航时，通过变速器的高挡位来降低发动机的转速和扭矩输出，从而减少燃油的消耗。由于现代发动机的这种不完美的特性，变速器便应运而生。变速器在不同的工况下使用不同的变速比，从而使得车辆和发动机在各种工况下都可以发挥其最佳的动力性能。

——提供倒档

一台发动机在设计之初就决定了曲轴的旋转方向，所以要想使车辆倒退，也只能寄希望于变速器，通过外啮合齿轮的反向旋转特性就可以轻松完成这项使命。

● 二轴式和三轴式手动变速器

手动变速器的基本结构包括了动力输入轴和输出轴，再加上构成变速器的齿轮，这就是一台手动变速器最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生不同的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。输入轴的动力通过齿轮间的传递，再由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速器的基本工作原理。

如果将手动变速器按照齿轮的传动方式进行分类，那么，目前常见的有二轴式和三轴式两种。

——二轴式

顾名思义，二轴式手动变速器只有两个轴，分别是输入轴和输出轴。它具有结构简单，尺寸小的优势，同时其中间挡位传动效率高，噪音较小，因此更适合一般的发动机前置且前轮驱动的车辆，它也是目前使用最广泛的轿车变速器形式。

『最常见的两轴5速手动变速器解剖图』

——三轴式

三轴式手动变速器除了输入轴和输出轴外，还有中间轴，而中间轴主要用来固定安装各挡位的变速传动齿轮。由于三轴式变速器的每个挡位都是由两对齿轮传动的，因此输入轴和输出轴的旋转方向相同，这种变速器通常更适合发动机前置且后轮驱动的车辆。

● 工作原理

接下来，我们通过一个简单的模型来给大家讲讲，手动变速器换挡的工作原理。下图是一个简易的3轴2挡变速器的结构模型。

    输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，输入轴和上面的齿轮是一体的。红色齿轮轴叫做中间轴，中间轴上的三个齿轮同样与轴固定在一起。黄色的则是输出轴，动力通过它最终传递到车轮。上面的两个齿轮通过滚针轴承与输出轴相连，其可以在输出轴上自由转动。而输出轴上的套筒（也叫同步器）通过花键安装在输出轴上，且可以随着输出轴一起旋转。

其实手动变速器的换挡原理并不高深莫测，可以看到，动力通过输入轴到中间轴，再传递给输出轴上的两个齿轮，但是由于两个蓝色齿轮与输出轴不是刚性连接，所以此时它们处于空转状态，相当于是空挡。当输出轴上的套筒与右侧的蓝色齿轮相连时，动力才会通过套筒最终传递到输出轴上。与此同时，由于没有和套筒结合，左侧的蓝色齿轮在进行自由旋转。所谓的换挡其实就是套筒在选择与哪个齿轮结合，结合后也就决定了此时的变速比。

    一个传统的5速手动变速器的换挡原理也是一样的，只是在变速器中增加了套筒和齿轮组的数目，使之拥有更多的挡位。倒挡则是通过在中间轴（红色）和输出轴（蓝色）之间增加一个齿轮来实现的。由于增加了一个啮合齿轮，因此倒档的齿轮始终会朝其它齿轮相反的方向转动。这个齿轮由于只起到改变齿轮旋转方向的作用，因此也称为惰轮。

对于二轴式的手动变速器，其工作原理与三轴式的大同小异，也是依靠套筒来选择与其两侧自由旋转的齿轮结合，结合后就可以将动力通过套筒传递到输出轴上。