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发动机的旋转经由离合器传递至变速器。变速器是增大发动机的旋转力或者加快发动机转速的变换装置。我们把减慢转速、增大旋转力称为减速；相反，把加快转速称为加速。减速和加速合称为变速。
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观察变速器的内部可以发现，里面密密麻麻地排列着好几组齿轮，每组都由一个小齿轮和一个大齿轮组成（图3.3）。通过切换这些齿轮组，就能加快发动机转速，从而使汽车加速。
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图3.3 变速器的结构※从四组齿轮组中选择一组与轮胎一侧的输出轴相连
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如果没有变速器的齿轮组，即使发动机的旋转驱动了汽车，汽车也很难在慢速和快速之间自由变换。
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驾驶时将变速杆拨动到1档，是为了在变速器的齿轮组中选择能够产生强劲动力的组合。这是因为驱动静止的车需要很大的力量。
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当驾驶员拨动变速杆时，变速连杆会前后移动，且拨叉也会带动牙嵌式离合器移动，使得1档的齿轮组与输出轴相连（图3.3中的1档）。接着，左边的发动机一侧输出的旋转力会首先到达下一级齿轮，经由1档齿轮组，再回到上一级传递至驱动轮。这样一来，汽车就发动了。
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在变速器内，发动机旋转力的传递之所以会途经下一级，是因为从发动机引出的输入轴和引入轮胎的输出轴高度相同，当两个齿轮啮合时，如果不先把旋转力传递至下一级，变速后输出轴的高度就会降低。不将两个轴错开放置是因为这样能把发动机和动力传动系整体设置在车身中较低的位置上。4档时，4档齿轮与输出轴连成了一条直线，可以直接将旋转力传递至驱动轮，不需要经过下一级齿轮。
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与1档同理，2档时通过连接2档齿轮和输出轴、3档时通过连接3档和输出轴，实现齿轮的切换。
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汽车是怎样跑起来的 [:1700046523]
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3.2.2 变速器的齿轮将旋转力变至原来的4倍
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为什么需要这种大小齿轮的组合呢？这是因为汽车有时需要输出动力或者输出速度，而使用大小齿轮的组合能够实现这两个目标。
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车型不同，重量就不同。我们平时驾驶的小型汽车重量多在1吨以上，微型车也有800kg~900kg，一个人是无法推动的。
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而小型汽车的发动机功率约为100马力，发动机扭矩约为15kg·m。15kg·m的扭矩相当于举起离自己1m远、重15kg的物品所需的力。以这样的扭矩驱动1吨重的汽车，很不可思议吧。
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发动机产生的力实际上是很小的。但是如果想增大发动机的力，就需要排气量大且又大又重的发动机。这样一来，人们的乘坐空间就会变窄，汽车也会越来越重。因此，为了使小发动机也能产生强劲动力，推动汽车平稳迅捷地加速，就要充分利用变速器的齿轮组。
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我们假设变速器中大小齿轮组的直径比分别为4：1、3：1、2：1和1：1。1档为4：1，2档为3：1，依此类推。实际上，直径比大都精确到小数点以后，我们为了方便讲解，暂且按照上述的直径比这样假设。1档时使用4：1的齿轮，就能将发动机扭矩扩大为原来的4倍传递至轮胎。也就是说，假设发动机扭矩为15kg·m，就能将60kg·m的力传递到轮胎。
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在变速器后面有一个差速器（差速装置），也是利用大小齿轮的组合增大发动机扭矩的（之后还会讲到），其比率约为4：1。因此，通过变速器的1档齿轮增大到60kg·m的发动机，扭矩会再增加至240kg·m，传递至驱动轮。也就相当于举起离自己1m远、重240kg的重物时需要的力。这样一来，小型汽车就能够发动了。
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你可能会觉得相对于重达1吨的车，240kg·m的力有些小。但是汽车发动时并不需要举起汽车，只要驱动轮胎就可以了。因此这些力就足够了。
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发动机扭矩和发动机功率
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扭矩和功率都是表示发动机性能的词，你听说过吗？这里我就解释一下扭矩和功率。
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扭矩表示力的大小，以前用kg·m（千克·米）作为单位，现在多用N·m（牛顿·米）。相比之下，kg·m（千克•米）更容易解释扭矩。用kg·m（千克·米）作为单位，可以将扭矩表达为“举起离自己1米远的重多少千克的物品时需要的力”。
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N·m和kg·m之间的换算很简单，两者有如下关系：
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1kg·m=9.8N·m
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也就是说，可以把N·m看做kg·m的约10倍。这样一来，即使汽车性能表中发动机那一项使用的单位是N·m，你也不会弄混啦。
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而功率（输出功率）的单位是马力（PS）。最近，由于表示方法也在趋向国际化，所以多用表示电力的kW（千瓦）来表示功率。但因为马力与发动机的关系更密切，因此我还是想用马力来解释功率。
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