如果您開的是用換擋杆換擋的汽車，您腦海中可能會浮現這幾個問題：
通過換擋按鈕換擋的H形跟變速器內的齒輪有什麼關係嗎？
移動變速杆時，變速器中哪些部件會移動？ 因操作不當而聽到可怕刺耳的聲音時，這個刺耳的聲音是從哪裡發出的？
汽車在高速公路上減速時，如果不小心換到倒擋會出現什麼情況？是不是整個變速器都會爆炸？
在本文中，我們將了解手動變速器的內部結構，從而回答以上所有問題以及相關問題。
汽車需要變速器，這是由汽車發動機的物理特性決定的。 首先，任何發動機都有速度極限，轉速超過這個最大值，發動機就會爆炸。 其次，如果讀過馬力及其應用，您就會知道，在馬力和扭矩都達到最大值時，發動機的轉速變化範圍很小。 例如，發動機可能在5,500轉/分時產生最大馬力。 在汽車加速或者減速時，變速器的存在使發動機與驅動輪之間的齒比能夠發生變化。 通過改變齒比，就能使發動機轉速保持在速度極限以下，並且使發動機接近最佳性能轉速區。
在理想情況下，變速器齒比變化範圍非常大，因而發動機總是以單一的最佳性能轉速運行。 這就是無級變速器（CVT）的概念。
CVT的齒比範圍幾乎沒有任何限制。 過去，CVT在成本、尺寸和可靠性方面都不能與四速和五速變速器抗衡，所以在量產汽車中看不到它們。 目前，設計方面的改善使CVT得到了普及。 豐田普銳斯就是使用CVT的混合動力汽車。
變速器通過離合器與發動機連接
變速器通過離合器與發動機連接。 因此，變速器輸入軸的轉速與發動機相同。
奔馳C級運動型跑車六速手動變速器
五速變速器為輸入軸提供五種不同的齒比，以便在輸出軸產生不同的轉速值。 以下是一些典型的齒比：
擋位
速比
發動機轉速為3000轉/分時
變速器輸出軸的轉速
一擋
2.315:1
1,295
二擋
1.568:1
1,913
三擋
1.195:1
2,510
四擋
1.000:1
3,000
五擋
0.915:1
3,278
為了幫助了解標準變速器的基本原理，下圖顯示了處於空擋狀態的簡單兩速變速器。
二速變速器
讓我們來看看圖中的每一個部件，以及它們是如何裝配的：
綠色軸將發動機與離合器連接起來。 綠色軸和綠色齒輪連在一起，形成一個整體。 （離合器是用於連接發動機和變速器或斷開其間連接的裝置。 踩下離合器踏板時，發動機與變速器斷開，此時雖然汽車並不移動，但發動機仍在運轉。 而鬆開離合器踏板時，發動機和綠色軸就直接連在一起。 綠色軸和齒輪的轉速與發動機相同。)
紅色軸及紅色齒輪稱為副軸。 它們也連為一個整體，因此副軸上的所有齒輪和副軸本身作為整體旋轉。 綠色軸與紅色軸直接通過各自的嚙合齒輪連接起來，所以當綠色軸轉動時，紅色軸也會轉動。 因此，一旦離合器接合，副軸就直接從發動機獲得動力。
黃色軸是花鍵軸，通過連接到汽車驅動輪的差速器直接與驅動軸相連。 如果車輪轉動，黃色軸也將隨之轉動。
藍色齒輪連在軸承上，因此會隨黃色軸轉動。 如果發動機已關閉，但汽車還在滑行，則在藍色齒輪和副軸停止運動時，黃色軸仍可能在藍色齒輪內部轉動。
軸環將兩個藍色齒輪中的一個連接到黃色驅動軸上。 它通過齒槽直接與黃色軸相連，並與黃色軸一起轉動。 但軸環也可以沿著黃色軸左右滑動，從而選擇性地接合兩個藍色齒輪中的一個。 軸環中的齒稱為犬齒，可與藍色齒輪側面的孔相接合。
一擋齒輪
下圖顯示了當軸環換到一擋時如何結合右邊的藍色齒輪：
一擋
圖中，發動機的綠色軸轉動副軸，副軸則轉動右邊的藍色齒輪。 齒輪通過軸環驅動黃色驅動軸。 同時，左邊的齒輪也在轉動，但只是在其軸上空轉，對黃色軸並不產生影響。
當軸環位於兩個齒輪之間時（如第一圖所示），變速器為空擋狀態。 黃色軸上以不同速率運轉的兩個藍色齒輪都通過其與副軸的速比來控制。
通過以上討論，您可以回答以下幾個問題：
在換擋時，如果操作錯誤，聽到可怕的碾磨聲，這個聲音不是誤嚙合齒輪發出的。 從圖中可以看出，所有輪齒總是處於完全嚙合狀態。 這種碾磨聲是犬齒接合藍色齒輪側孔失敗發出的。
這裡顯示的變速器沒有「同步」，所以使用此變速器時，您必須雙踩離合。 雙踩離合在老式汽車中很常見，而在一些現代賽車中也仍然很常用。 在雙踩離合時，先合下離合踏板，使發動機與變速器分離。 這樣可消除犬齒的壓力，從而將軸環切換至空擋狀態。 然後鬆開離合器踏板，使發動機恢復「正確速度」。 該速度就是發動機下一齒輪的運轉速度。 這樣做的目的，在於使下一個藍色齒輪與軸環以相同的轉速運行，這樣犬齒就能接合。 然後再次踩下踏板並將軸環鎖定到新齒輪中。 每換一個齒輪，都必須踩下和鬆開兩次離合器，因此稱為「雙離合」。
另外，您還可以了解換擋按鈕的微小線性位移怎樣實現齒輪更換。 換擋按鈕移動連接到撥叉的杆。 撥叉使軸環在黃色軸上滑動，從而與兩個齒輪中的一個接合。