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手动变速器的演变你懂多少?

无可否认,自动变速箱是汽车科技的一项重要成就,但是作为车迷或者热爱驾驶的人,自动变速器传动不够直接、接合力柔弱、换档迟滞,而且不是任何时候都能保持转速等缺点都是不能接受的,更不用说用踭趾动作来拖档了。手动变速器成熟可靠、直接,理应将它铭记,而不是落后、低端的代名词。特别是在当今引擎技术先进的大环境下,丰盈的扭矩并不会对起步造成尴尬。在抱怨手动档的时候,你又有多了解它呢?

1889 年法国人Louis-René Panhard和Emile Levassor研制成功的齿轮变速箱是手动变速器的雏形,1894年向人们展示了他们设计的3速手动变速器。早期也有将手动变速器叫作有级式变速器。

20世纪50年代,4速手动变速器开始出现在少部分量产车型当中,不过因为新技术的限制,所以并不普及,大多数汽车还是使用3速变速器。直至60年代由于各大车厂技术的提升,使得4速度手动变速器开始流行于市面。很快到了70年代中后期,丰田汽车便推出了5速手动变速器,更好地适应燃油价格上涨和经济性被消费者看重等问题。而最为性能迷关注的6速手动变速器则由90年代开始应用于少数高性能车身上,获取更绵密的加速。

图:福特3速手动变速器,简单的图纸。

图:1970年福特使用的4速手动变速器。

图:A5 配备了6速手动变速器,令加速更加绵密平顺。

手动变速器(ManualTransmission,简称MT),是最常见的变速器。手动变速器需要用手拨动变速杆(俗称“档把”)改变变速器内的齿轮啮合位置,从而改变传动比,达到变速的目的。目前市面上的轿车手动变速器一般为五档或六档有级式齿轮传动变速器。手动变速器有三轴式和双轴式结构。三轴式广泛应用于前置后驱车型,而两轴则多用于前置前驱车型。三轴式的构造简单来讲就是:两轴一中轴。即指输入轴、轴出轴和中间轴,3个轴构成了变速器的主体,要令车子正常使用,当然还有一条倒档轴。这些轴通过调节轴向滑动的齿轮,使不同轴上的齿轮相互啮合而达到变速和变扭的目的。三轴式输入轴前端借离合器与发动机相联,输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相联。

而两轴式变速器中输入轴和输出轴能接合在一起,因此动力不必经过中间轴,这时的档位称为直接档。直接档通过单轴传动,传动比为1:1,具有最高的传动效率。 即使在不能提供直接档的变速器中,把输入轴与输出轴布置在一条直线上也有利于降低工作时变速器所需承受的扭矩。与三轴式变速器比较,两轴式结构相对简单,占用空间较少。

图:三轴式变速箱,发动机动力通过输入轴(Input Shaft)带动中心轴(Counter Shaft),通过齿轮比变换带动输出轴(Main Shaft)转动。

图:前置前驱车型中应用广泛的双轴式变速器。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,结合后动力通过套筒传递到输出轴。

由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转,档位变换时候存在速度差。两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞,损坏齿轮。因此,旧式变速器的换档要采用'两脚离合'的方式,升档在空档位置停留片刻,减档要在空档位置加油门,以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂,难以掌握精确。

后来工程师们发明了'同步器',通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。为了简化操作,并避免齿间冲击,在变速箱中设置同步器。惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的,在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触,从而避免了齿间冲击。

在同步器广泛应用之前,没有同步器的老式车型在换档时为了保护变速器,只能够采用“两脚离合法”的换档方法来更换档位。可能“两脚离合法”大家都有听过,但是究竟是如何操作呢?其实就是当加档时按照“踩(离合器)、摘(空档)、踩(离合器)、挂(高速档)”的原则,快速踩两脚离合器踏板,就可以增加档位。减档时,按照“踩(离合器)、摘(空档)、抬(离合器)、轰(油门)、踩(离合器)、挂(低速档)”的原则,踩两脚离合器,并在第一脚离合器后轰一脚空油,并保持一会儿,然后再踩下第二脚离合器踏板,与此同时将变速杆变换到低速档。

编辑点评:手动变速器作为汽车起源的重要部件之一,慢慢被堵塞的交通和懒惰的群众所唾弃。不过手动变速器其操控直接,强度高,耐用性好等特点依旧被车迷以及喜欢驾驶乐趣的人们所津津乐道。放眼全球,汽车工业水平发达的欧洲,手动车型依旧占有很大的市场份额,即便是豪华车型如奔驰S-Class、宝马7系等豪车也有手动档版本。这足以说明并不是手动变速器落后低端,而仅仅是用车文化差异,并且我们的确懒了。

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