现在汽车已成为家庭的标配。然而，你是否对汽车进行过研究呢？此次，我们借助动图来对汽车原理进行一些基础的讲解。

01 变速器

变速器的作用是改变来自发动机的转速和转矩。它能够固定或分档改变输出轴和输入轴的传动比，所以又被称作变速箱。变速器分为手动和自动两种类型。手动变速箱主要由齿轮和轴构成，通过不同的齿轮组合来实现变速变矩。自动变速箱 AT 是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成的，它通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。

手动变速箱被称为手动变速器，简称 MT，也称作机械式变速器。也就是说，必须通过手动拨动变速杆（俗称“挡把”），才能够改变变速器内的齿轮啮合位置，进而改变传动比，以此达到变速的目的。

手动变速箱结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉。它的传动效率高，理论上会更省油。纯机械控制使得换挡反应快，能更直接地表现驾驶者的意愿，所以也更富驾驶乐趣。这些都是手动变速箱的优点。然而，相比自动变速箱，手动变速箱操作繁琐，在挡位切换时顿挫明显，其劣势是无法弥补的。

变速器的功能：

变速箱的工作原理

变速箱的每个档位都具备不同的传动比。这就如同小齿轮与大齿轮的啮合能够产生不同的转速一样。在低速行驶时，会使用低传动比（3 档及以下），此时大轴转速低于发动机转速。依据公式 P = FV，这样就能获得更大的驱动力。而在高速行驶时，会使用高传动比（4 档及以上），这时大轴转速高于发动机转速，通过降低牵引力来获得更高的速度。切换档位，也就是选择不同尺寸的齿轮与大轴的齿轮进行啮合。

02 离合器

从而切断或传递发动机向变速器输入的动力。

离合器工作原理

离合器的主动部分与从动部分借助接触面间的摩擦作用来传递转矩，同时也可以用液体作为传动介质（液力偶合器）来传递转矩，还能用磁力传动（电磁离合器）来传递转矩。这样能使两者之间既可以暂时分离，又能够逐渐接合，并且在传动过程中允许两部分相互转动。

目前汽车上广泛采用的是摩擦离合器，这种摩擦离合器是用弹簧压紧的。

发动机发出的转矩，凭借飞轮以及压盘和从动盘接触面的摩擦作用，被传给从动盘。驾驶员踩下离合器踏板时，借助机件的传递，膜片弹簧的大端带动压盘向后移动，在这种情况下，从动部分与主动部分分离。

03 差速器

汽车差速器可以让左驱动轮和右驱动轮（或者前驱动轮和后驱动轮）以不同的转速进行转动，它是一种机构。这种机构主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮以及齿轮架共同组成。

汽车转弯行驶时，它能使左右车轮以不同转速滚动；在不平路面上行驶时，它也能让左右车轮以不同转速滚动，这样就能保证两侧驱动车轮作纯滚动运动，其功用就在于此。

差速器是用于调整左右轮转速差的装置。四轮驱动时，要驱动四个车轮，就必须把所有车轮连接起来。若将四个车轮机械连接，汽车在曲线行驶时就不能以相同速度旋转。为使汽车在曲线行驶时旋转速度基本一致，这时需要加入中间差速器来调整前后轮的转速差。四轮驱动汽车在行驶过程中会出现诸多问题，像急转弯时的制动现象，以及前后驱动轮系之间的干涉现象等。因为差速器具备吸收前轮转速差的功能，所以当增加中间差速器后，前后传动轴的转速就能够不一样了。

04 阿克曼转向设计

阿克曼转向几何是为了解决这样一种情况的几何学，即交通工具在转弯时，其内外转向轮的路径所指向的圆心是不同的。

阿克曼将车辆转向几何设计。在沿着弯道转弯时，它利用四连杆的相等曲柄，使得内侧轮的转向角比外侧轮大大约 2 到 4 度。这样能让四个轮子路径的圆心大致上交会于后轴延长线的瞬时转向中心，从而使车辆能够顺畅转弯。

05 齿轮齿条式转向机构

转动转向盘时，能带动小齿轮转动。小齿轮与一条齿条相吻合，进而带动齿条左右直线运动。齿条运动推动转向轮左右摆动，以此实现转向功能。齿轮并非简单的平齿轮，而是特殊的螺旋形状，这样能改善转向时的柔顺感。

06 活塞运动

活塞运动主要由以下部件组成：气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器、机匣。气缸是混合气（汽油和空气）进行燃烧的场所。

活塞顶部处于曲轴旋转中心最远的那个位置，被称作上死点；处于最近位置时，被称作下死点；从上死点到下死点之间的距离，叫做活塞冲程。活塞式航空发动机大多属于四冲程发动机，也就是说一个气缸完成一个工作循环时，活塞在气缸内需要经过四个冲程，分别是进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。

07 曲轴运动

曲轴是发动机的主要旋转机件。装上连杆后，它能将连杆的上下（往复）运动转变为循环（旋转）运动。它也是发动机上的一个重要机件。其材料由碳素结构钢或球墨铸铁制成。它有两个重要部位，分别是主轴颈和连杆颈（还有其他部位）。

主轴颈安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔相连接，连杆小头孔与汽缸活塞相连接，此为一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要指连杆大头轴瓦与曲轴连杆颈的润滑以及两头固定点的润滑。曲轴的旋转成为发动机的动力源，同时也是整个机械系统的源动力。

08 悬挂系统

汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称是悬挂系统。它的作用包括传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，还能缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并且衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构还包含缓冲块、横向稳定杆等。

悬挂系统的功能是对车身起到支持作用，能够改善乘坐的感受。不同的悬挂设置会给驾驶者带来不同的驾驶感受。外表看起来简单的悬挂系统综合了多种作用力，它决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车非常关键的部件之一。