《凤凰解密》汽车变速器之原理（二）

凤凰解密 今天我们接着昨天的话题继续来聊聊变速器最基本的原理，我们还是以相对简单的手动变速器为范例吧，这样讲起来也更加通俗易懂。接下来，我们将从四个方面来解析变速器的工作原理，这四个方面通常也是评价一台手动变速器是否称职的要素。

换挡平顺性

在这里，我们还是以斯巴鲁翼豹的5速手动变速器为例。假设，当我们想要切换到4挡时，换挡杆推向第4挡，变速拨叉随之会轴向后移，同时推动接合套后移，内花键与4挡斜齿轮前端的外花键啮合，通过花键的接合，将接合套与输出轴锁止。同时当离合器接合时，发动机曲轴便驱动动力输出轴转动，变速器输出轴上的其他斜齿轮空转。刚刚被锁止的4挡斜齿轮即刻起便与发动机接合，同时输出动力至半轴，接着是差速器，最后到达车轮。这是一个完整的动力传输路径，也是一套换挡动作的范例。

为了挂上4挡，接合套会从3挡斜齿轮滑向4挡斜齿轮，那为什么我们需要使用离合器呢？原因就在于，当我们推动换挡杆换挡时，变速器内的各个齿轮还在高速旋转，如果生拉硬拽整个变速器就会发生打齿现象，损伤度极大；另外，使用离合器还可以避免摩擦噪音，实现主动降噪。

通常情况下，人们会产生一个误区--换挡噪音来自齿轮间啮合时的摩擦。变速器的噪音实际上是由接合套花键与斜齿轮花键接合不当产生的，这种情况通常发生在换挡时离合器接合过快时。所以过去技术陈旧的汽车通常需要踩两脚离合才能实现平顺换挡--因为它的变速器内缺少一个叫同步器的机构，它可以帮助齿轮加速，避免打齿。所谓两脚离合，就是当第一次踩离合器时，变速拨叉和接合套退到空挡位置，此时还需要补加一脚空油，提高转速；第二次踩离合器，将接合套滑动至与下一级斜齿轮啮合，在保持转速基本同步的情况下完成换挡。现在的汽车都加入了同步器，加、减挡都只需一脚离合即可。

齿轮同步啮合

同步器(同步器齿轮机构)的目的就是将动力输出轴上的换挡齿轮提高转速，达到同步啮合的效果--在实际行驶中，由于发动机转速与车轮转速不一致，所以在踩下离合器时，实际上动力输出轴和变速器输出轴上的两组齿轮也就发生了转速差。同步器的原理，就是当与下一级斜齿轮花键啮合之前，将接合套的转速提升到一个适宜啮合的范围。

在同步器的构成中，同步器会先与斜齿轮结合，然后带动结合套转动。当同步器--一个位于输出轴花键上的滑动机构，在它靠近斜齿轮时，通过其锥形口将产生一个摩擦力，而且随着距离越近摩擦力越大，从而使接合套转速与空转的斜齿轮转速逐渐同步，达到平顺换挡的目的，也就是说只踩一脚离合器就可以完美换挡。

倒挡的原理

倒挡实际上是变速器功能的延伸，为什么两轮摩托车没有倒挡？一个原因是因为它小巧，可以人为搬动，另一个原因就是在小巧的变速器内加装倒挡不合理，会占用很大的空间。不过在汽车上，这个问题迎刃而解，倒挡其实就是上述变速器换挡原理的一种延伸，不同之处就是多了一个变向的齿轮而已。倒挡一般由三个上、中、下啮合在一起的斜齿轮来实现，而非像前进挡中的两个齿轮啮合即可。同样的，上齿轮安装在变速器输出轴上，下齿轮在中间轴上--动力输出轴的末端，而在它们之间啮合着一个用于变向的齿轮--一个单独存在齿轮，只服务于倒挡，用来改变力矩的传递方向。

变速器的好搭档--离合器

变速器是如何实现换挡的？我想通过前面的讲解，你或许已经大致了解了基本原理。变速器的工作，就是从速比到各挡位的工作关系，接下来我们还有一个要素要分析，它在汽车变速器换挡时起重要作用，它就是变速器的好兄弟--离合器。

简单来说，离合器的作用就是使你能够在汽车行驶时变换挡位--前面我们说了，是短暂的分离动力输出轴与变速器输出轴，避免因转速不同步而打齿。比如在红灯亮起时我们要停车，但又不想关闭发动机，这是发动机就是一直转动，同时也就会带动曲轴始终运转，而曲轴又与变速器动力输出轴相连，所以此时就需要一个能够在发动机曲轴和变速器中间轴之间可以切断动力的机构，离合器自然就充当了这个调解员的角色。

离合器由压盘、飞轮和从动盘三个基本部分构成。其中飞轮与发动机曲轴相联，而从动盘通过花键与变速器中间轴相联。OK，到这里我们大致已经讲清楚了包括速比在内的汽车变速器基本的工作原理，相信大家对日常驾车的一些动作要领又有了更深的领悟。其实弄明白基本原理，对于提升驾驶技术也有一定的帮助。