最近幾年，自動擋車型後來居上，代替手動擋成了市場的主流。儘管手動擋輝煌不再，但在很多老司機眼裡，手動擋依然是操控和樂趣的代名詞。
雖然手動擋結構簡單，但要完全搞懂其中的原理，依然是件不簡單的事。今天，我們就請攻城獅出山，讓TA來為我們詳解一下手動變速器的結構和原理。
變速器的作用
發明發動機後，人們就想用它來驅動。但無奈這玩意轉速低的時候力氣不夠，最高轉速又不能太高。如果直接連在車輪上，汽車不僅很難啟動，而且也不能開得很快。怎麼辦呢？於是，變速器誕生了。
汽車變速器，是一套用於來協調發動機的轉速和車輪的實際行駛速度的變速裝置，用於發揮發動機的最佳性能。變速器可以在汽車行駛過程中，在發動機和車輪之間產生不同的變速比。
簡單來說，汽車變速器可以傳遞發動機的動力，讓汽車行駛；可以中斷動力輸出；可以倒車；可以變速變矩。
變速器的擋位和公比
變速器的擋位大家一定不陌生。正如之前所說，變速器可以幫助汽車將力氣放大，或者使它開得更快，這就是變速器擋位所起到的作用。那麼，這個擋位該如何選擇呢？
首先，汽車在設計的時候確定兩項指標：最高車速與最大爬坡度。在發動機確定之後，最低擋速比（一擋）決定了爬坡度，最高檔速比決定了最高車速 。
這裡提一個名詞，總速比。總速比（又稱為速比範圍）是衡量一款變速器變速能力的指標，最低檔速比除以最高檔速比即為汽車變速器的總速比。
雖然一連串的公式較為複雜，但是弄清楚其中原理後，我們就能清楚的判斷一款變速器是否與愛車匹配。設計合理的變速器速比可以改善汽車動力性能和換擋性能，以及油耗。
變速器的基本構成部分
變速器的構成可不僅僅是簡單的擋把與變速箱，它是一套複雜的系統。下圖可以清晰的幫助我們認識變速器：
變速器重要的零部件
1、殼體
娶媳婦先要買房，攻城獅設計變速箱也要有“房”，那就是殼體。沒有殼體，一切零件都是海市蜃樓，殼體是承載所有零件的基礎。
一般來說，殼體最重要的功能是集成與保護。在變速器中，殼體類是動力總成的支撐點，是傳遞動力的受力件，兼具連接/潤滑/密封/通氣/散熱/起吊/定位等功能。屬於受力件，必須有一定的強度和剛度，因此，在殼體材料選擇上一般採用鋁合金或鑄鐵。殼蓋的加強筋設計有不可替代的地位，表面形式服從於功能需求。
也就是說，殼體在變速器中不僅起到集成與保護的作用，也是保證變速器正常運作的重要部件。所以，功能的多樣性要求殼體必須夠強，夠硬。
2、齒輪與齒軸
不同的傳動比，就是靠不同的齒數來實現的。這樣一個簡單零件的背後，還有不少的學問。
齒輪目前應用較多的齒形為漸開線齒形，也就是我們最常見的那種形式。它的特點是在傳動過程中是等速傳動，而且加工方便。還有一種斜齒輪，它可以增加齒輪的重疊係數，增加了齒輪的承載能力，但會帶來軸向力。也就是說，相比常規齒輪，斜齒輪效率更高。
齒輪與齒軸是否耐用， 將直接影響變速器的性能與壽命，因此材料一般用低碳合金鋼。而且必須經過熱處理，一般是滲碳+淬火+回火，以達到更高的質量要求。
3、同步器
這個零件聽起來也許有些陌生，但如果沒有它，或許想成為“老司機”這件事，對你來說比考北大清華還難！
在舊式變速器中，換檔要採用"兩腳離合"的方式，升檔在空檔位置停留片刻(但是離合器需要抬起來，目的是為了讓離合器片也要和飛輪同步，轉速必須一致才可順利掛檔，如果換擋慢了，轉速落到怠速，也是無法掛進去的），減檔要在空檔位置（同時保持離合器抬起）加油門，以減少齒輪的轉速差。但這個操作比較複雜，難以掌握精確。因此設計師創造出了"同步器"，通過同步器使將要齧合的齒輪達到一致的轉速而順利齧合。
4、軸承
這個零部件，想必大家都已經很熟悉了。拆軸承取鋼珠的行為大概是每個80、90後的童年。軸承同樣也是變速器的重要零件，變速器的軸都由軸承支撐。變速器的損壞由軸承引起的佔有很大比例，此外軸承質量不好還會引起噪聲，因此必須重視軸承的質量和軸承的裝配。
變速器中應用的軸承的種類很多，根據不同的需要應選用不同的軸承，其中滾針軸承，滾柱軸承基本不能受軸向力，球軸承和帶擋邊的滾柱軸承可以承受部分軸向力，推力球軸承、錐滾柱軸承可以承受較大的軸向力。
5、變速器選換擋機構
變速器怎麼變速我知道了，可是手頭操縱的那根換擋桿，和變速箱之間又是如何發生聯繫的呢？這就必須要提一提它的選換擋機構了！
變速器的換檔機構從結構功能上可分為二部分：選檔、換檔。
選檔、換檔的結構形式較多，功能一般相同，最常用的是撥叉裝在撥叉軸上，撥叉上帶撥塊，三根撥叉軸平行排列，撥叉腳的位置決定了變速器內齒套的位置。在每個位置上有定位結構，使在空檔時保證撥塊上的三槽對齊、不錯位，使得撥頭在三槽內選檔時順暢。
而換擋操縱機構按操縱桿距離變速器遠近的不同，可分為直接操縱式和遠距離操縱式。
6、差速器
經過一通複雜的設計，攻城獅終於把輸出到車輪上的動力給準備好了，可是此時攻城獅又發現了這樣一個問題——變速箱輸出的轉速是一定的，但是如果一輛車要轉彎，內外側車輪轉速肯定不一樣，這種矛盾如何解決？
汽車差速器就是能夠使左、右（或前、後）驅動輪實現以不同轉速轉動的機構。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成。功用是當汽車轉彎行駛或在不平路面上行駛時，使左右車輪以不同轉速滾動，即保證兩側驅動車輪作純滾動運動。
簡單地說，差速器是為了調整左右輪的轉速差而裝置的。
在差速器中，行星齒輪推兩隻側齒兩邊的力是相等的，當轉彎時兩個輪子一邊要轉得快，而另一邊要轉的慢，轉得快的一邊半軸齒輪要推行星齒輪轉，轉得慢的一邊半軸齒輪要拉行星齒輪，這樣行星齒輪就不平衡了，從運動來看，當旋轉一面半軸齒時，另一面半軸齒將反轉，因此一面輪子要加快轉速時，另一面輪子將自動將自動減速，從而自動達到平衡。
看了攻城獅對這些知識的普及，對於手動擋的結構和原理你清楚了嗎？當然，要真正地瞭解手動擋，光看是遠遠不夠的，最好的方法就是直接與工程師交流。
現在就回復“攻城獅”，與工程師直接對話。
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