手动变速器,也称手动挡,即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。踩下离合时,方可拨得动变速杆。
手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的,它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组,来实现齿比的变换。作为分配动力的关键环节,变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件,再加上构成变速箱的齿轮,就是一个手动变速箱最基本的组件。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,不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的,平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。
接下来,通过一个简单的模型来讲讲手动变速箱换挡的原理。下图是一个简易的3轴2挡变速箱的结构模型。
输入轴(绿色)也叫第一轴,通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的,因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色则是输出轴,它也叫第二轴直接和驱动轴相连(只针对后轮驱动,前驱一般为两轴),再通过差速器来驱动汽车。
当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动,此时,轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此,在发动机停止,而车轮仍在转动时,蓝色齿轮和中间轴出在静止状态,而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。蓝色齿轮和花键轴是由套筒来连接的,套筒随着花键轴转动,但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。
一般的手动变速箱的齿轮组都是处于常啮合状态的,这些常啮合状态的齿轮组分为斜齿和直齿两种,两种齿形相比较,斜齿齿轮在结构上具有天生的优势,倾斜布置的齿形能够提高两个齿轮啮合的重合度,使齿轮传动平稳,降低噪音,并且可以提高齿根的弯曲强度、齿面的接触强度,从而提高齿轮的使用寿命。