Zašto je potreban mjenjač?
Kolika će biti najveća brzina automobila, ovisi o tome kolika je najveća snaga njegovog motora. Motor razvija najviše snage pri visokim okretima (npr. najveća brzina je pri 140 km/h pri 5500 okreta u minuti). Automobilski kotači prosječne veličine se međutim pri 140 km/h okrenu samo 1300 puta i zato ih motor ne može pokretati izravno. Potreban je uređaj koji će učiniti da se pogonski kotači automobila okrenu samo otprilike jedanput dok se koljenasto vratilo motora okrene četiri puta. To prilagođavanje okreta obavlja prijenosni odnos u diferencijalu. Odnos između okreta motora i kotača je u ovom slučaju jednak prijenosnom odnosu u diferencijalu i obično iznosi oko 4:1. Taj prijenosni odnos je dovoljan za ravnomjernu, dovoljno veliku brzinu po ravnome. Međutim na usponu se brzina vožnje smanji. Smanje se i okreti motora. Zbog svojstva motora s unutrašnjim sagorijevanjem da pri nižem broju okreta imaju manje snage, motor jednostavno ne može savladati uspon, posustaje i na kraju se zaustavi. Da bi se po potrebi motoru mogao povećati broj okreta, a da se pri tome ne poveća i broj okreta kotača, potrebno je povećati omjer okreta motora u odnosu na okrete kotača. To se postiže mjenjačem.
Prijenosni odnosi
Kod manjih automobila je prijenosni odnos prvog stupnja približno 3,5:1. Ako stupanj ima četiri stupnja prijenosa, onda slijedeći stupnjevi imaju približno ove odnose: 2:1 u drugom stupnju, 1,4:1 u trećem stupnju i 1:1 u četvrtom stupnju. U mjenjačima s pet stupnjeva prijenosa su ti omjeri nešto veći. S prijenosom u diferencijalu se prijenosni odnos za toliko pomnoži. Ako je prijenosni odnos u diferencijalu npr. 4:1, ukupni prijenosni odnosi su npr. u 1.stupnju 4:1 x 3,5:1=14:1 i tako za svih četiri ili pet stupnjeva prijenosa. Što je manja razlika u prijenosnom odnosu dvaju susjednih stupnjeva, to lakše i brže se po pravilu može uključivati iz jednog u drugi stupanj. Kod jačih motora mogu prijenosni odnosi biti manji, nižu se otprilike ovako: 2,8:1 , 1,8:1 , 1,3:1 , 1:1.
Mjenjač s dvama glavnim vratilima
Kada je ugrađen blizu pogonskih kotača, obično je diferencijal smješten između motora i mjenjača. Tako je u automobilima s prednjim pogonom. Snagu motora mjenjač prenosi vratilo ugrađeno iznad diferencijala; a snagu iz mjenjača u diferencijal prenosi usporedno, niže smješteno vratilo. Zupčanici potrebne za različite stupnjeve prijenosa, nalaze se na oba vratila. Ali za svaki stupanj uvijek je u zahvatu samo jedan par zupčanika. To je mjenjač s dvama glavnim vratilima.