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3.2.5 行驶中无法实现齿轮的啮合
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可以想象一下，如果没有常啮合式的变速器会怎样？作为精密零件，齿轮上锯齿间的缝隙很小，因此即使在静止状态下，都很难将一个齿轮的锯齿啮合在另一个齿轮的两个锯齿之间。静止状态下都这么难，就更不用说在旋转时让齿轮啮合了。
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即使在空转状态下，发动机的转速都可以达到每分钟500~600次。在汽车发动后加速的过程中切换齿轮时，发动机的转速甚至可以达到空转时的10倍，约为每分钟5000~6000次。
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我之前讲过，切换齿轮时要先回到空档状态。空档时发动机的旋转力不会传递至变速器，但由于惯性，变速器的齿轮还会继续旋转。在转速高达每秒钟几百甚至几千的状态下，要让两个齿轮上锯齿间的缝隙实现啮合，与其说很难，不如说是不可能的。如果强制啮合齿轮，有可能会损坏齿轮上的锯齿。齿轮上的锯齿非常纤细精巧，如果损坏程度过大，汽车就无法行驶了。
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因此常啮合式变速器应运而生了。它备有几组大小不同的齿轮组合，可以根据需要进行切换。当然了，即使是牙嵌式离合器，在高速旋转中进行啮合时也可能造成其锯齿的损坏。但牙嵌式离合器的啮合部分是单纯的凹凸形状，且所有的凹凸都是同时啮合，这就降低了锯齿损坏的风险，不会导致汽车无法行驶。
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对于汽车来说，单单保证高性能是不够的，还要增强耐久性以确保几万公里的行驶，同时要致力于降低其维修保养费。
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3.2.6 利用同步啮合装置实现精准啮合
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接下来我想讲解一下离合器的作用和同步啮合装置。这里所说的离合器，不是变速器内部的牙嵌式离合器，而是连接在发动机后端、利用飞轮和摩擦片的关系，负责切断或传递发动机旋转力的装置。就像我之前讲的一样，利用离合器回到空档状态时，发动机的旋转力就暂时无法传递到变速器了。驾驶员踩下离合器踏板使发动机暂时停止向变速器传递旋转力后，就要拨动切换齿轮的变速杆切换齿轮组合了。
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通过离合器使变速器内的齿轮处于空转状态后，就可以利用牙嵌式离合器进行齿轮切换了。但是即使是在空转状态，也很难啮合旋转中的牙嵌式离合器。
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因此同步啮合装置诞生了。同步啮合装置通过实现牙嵌式离合器的转速同步，使其能够更轻易地相互啮合（图3.6）。它拥有形似冰激凌蛋卷、有斜面的圆环形的同步器，负责平稳实现齿轮一侧和输出轴一侧牙嵌式离合器间的转速同步。通过圆锥形斜面的慢慢接触，实现相互间转速的同步。
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图3.6 同步啮合装置的结构※通过实现牙嵌式离合器的转速同步，使其更轻易地相互啮合。如图所示，它有坡度，也就能平稳地实现同步。
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同步是同步化（synchronize）的略语。就像在花样游泳中（synchronized swimming）几个人和着音乐游泳一样，同步啮合装置实现了齿轮切换时齿轮与输出轴转速的同步。利用倾斜的圆锥形锁环实现同步，使得牙嵌式离合器平稳啮合。
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此时如果踩下离合器踏板，即处于空转状态。即使齿轮和输出轴在旋转，也无法传递动力，因此此时可以互相调整转速。这样看来，常啮合式结构、牙嵌式离合器和同步啮合装置都是服务于齿轮组合的。
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汽车是怎样跑起来的 3.3 从变速器到差速器
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3.3.1 将发动机的旋转力传递至万向节
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利用变速器的齿轮增加了发动机的旋转力之后，旋转力经由万向节传递至差速器，差速器再将发动机的旋转力分配给左右驱动轮（轮胎）。
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万向节负责将发动机的旋转力从变速器传递到差速器。如图3.1所示，变速器位于车身前端的发动机一侧，后轮驱动车（FR）的差速器位于车身后端。用于连接前端变速器和后端差速器的就是万向节。
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万向节是直径10cm左右，是中空的钢管，质量轻且结实。你可以联想一下竹子。竹子是中空的，但比起树枝既轻又很难折断，与万向节类似。
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万向节上有接点，是将一段一段的铁管连接在一起使用的。如果使用一根长管连接变速器和差速器，就容易因旋转力产生振动，因此万向节上设置了接点以防止这一现象的发生。挥舞手里的长棍时，长棍往往会左右晃动，而短棍则很难左右晃动。同样，把短管连接在一起就可以防止振动，平稳地将旋转力从加速器传递至差速器。
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然而，跑车等使用的万向节不是由钢、而是由碳纤维制成的。碳纤维既强韧又比钢管轻，制成的万向节甚至可以单手举起。碳纤维还常用于制作高尔夫球棒和鱼竿，我想很多人都体验过它的轻巧和强韧。万向节越轻巧，就越能平稳地传递高速的旋转，也容易降低油耗。
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