變速器是用來改變來自發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)，它能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比，又稱變速箱。變速器由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成，有些汽車還有動力輸出機構(gòu)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪傳動，也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構(gòu)一般用滑移齒輪和同步器等。為了滿足汽車起步、爬坡、高速行駛等駕駛的需要，變速器應(yīng)運而生。本期將為大家剖析一下汽車變速器的結(jié)構(gòu)及其工作原理。

有級式變速器

有級式變速器是使用最廣的一種。它采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。按所用輪系型式不同，有軸線固定式變速器(普通變速器)和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器(行星齒輪變速器)兩種。轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有3-5個前進檔和一個倒檔，在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多檔位。所謂變速器檔數(shù)即指其前進檔位數(shù)。

無級式變速器

無級變速是指可以連續(xù)獲得變速范圍內(nèi)任何傳動比的變速系統(tǒng)。通過無級變速可以得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。常見的無級變速器有液力機械式無級變速器和金屬帶式無級變速器（VDT-CVT）。

綜合式變速器

綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比可在最大值與最小值之間的幾個間斷的范圍內(nèi)作無級變化，目前應(yīng)用較多

● 變速器是必要的?

汽車作為一種交通工具，必然會有起步、上坡、高速行駛等駕駛需要。而這期間驅(qū)動汽車所需的扭力都是不同的，光靠發(fā)動機是無法應(yīng)付的。

發(fā)動機直接輸出的轉(zhuǎn)矩變化范圍是比較小的，而汽車起步、上坡卻需要大的轉(zhuǎn)矩，高速行駛時，只需要較小的轉(zhuǎn)矩，如果直接把發(fā)動機的動力來驅(qū)動汽車的話，就很難實現(xiàn)汽車的起步、上坡或高速行駛。另外，汽車需要倒車，也必須要用到變速器來實現(xiàn)。

● 變速器變速原理

變速箱為什么可以調(diào)整發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速呢？其實這里蘊含了齒輪和杠桿的原理。變速箱內(nèi)有多個不同的齒輪，通過不同大小的齒輪組合一起，就能實現(xiàn)對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的調(diào)整。用低轉(zhuǎn)矩可以換來高轉(zhuǎn)速，用低轉(zhuǎn)速則可以換來高轉(zhuǎn)矩。

變速器的作用主要表現(xiàn)在三方面：第一，改變傳動比，擴大驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍；第二，在發(fā)動機轉(zhuǎn)向不變的情況下，實現(xiàn)汽車倒退行駛；第三，利用空檔，可以中斷發(fā)動機動力傳遞，使得發(fā)動機可以起動、怠速。

● 變速器的種類

汽車變速器按照操控方式可分為手動變速器和自動變速器。常見的自動變速器主要有三種，分別是液力自動變速器(AT)、機械無級自動變速器(CVT)、雙離合器變速器（DSG）

● 手動變速器的結(jié)構(gòu)

手動變速器（Manual Transmission，簡稱MT），就是必須通過用手撥動變速器桿，才能改變傳動比的變速器。手動變速器主要由殼體、傳動組件（輸入輸出軸、齒輪、同步器等）、操縱組件（換擋拉桿、撥叉等）。

● 手動變速器工作原理

手動變速器的工作原理，就是通過撥動變速桿，切換中間軸上的主動齒輪，通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結(jié)合，從而改變驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。下面先看一下簡化的手動變速器（2檔）的構(gòu)造圖。

發(fā)動機的動力輸入軸是通過一根中間軸，間接與動力輸出軸連接的。如上圖所示，中間軸的兩個齒輪（紅色）與動力輸出軸上的兩個齒輪（藍色）是隨著發(fā)動機輸出一起轉(zhuǎn)動的。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)（即不會帶動輸出軸轉(zhuǎn)動）。圖中同步器位于中間狀態(tài)，相當于變速器掛了空檔。

當變速桿向左移動，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。

● 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。

下面為變速器的動態(tài)圖，為大家直觀展示減速器的工作原理。