自動擋變速器

世界上第一台用於大規模生產的的全自動變速器是通用汽車公司在1940年代生產的Hydra-Matic，這台變速器使用液力耦合器（而不是液力變矩器）和三排行星齒輪提供四個前進檔和一個倒檔。Hydra-Matic最初被裝於奧茲莫比爾汽車，而後凱迪拉克和龐蒂克也採用了這種變速器。

自動變速器最重要的改進是在二戰期間，別克汽車為坦克開發了液力變矩器，有助於避免坦克在戰場上因換檔不慎而造成引擎熄火，到1948年，這種液力變矩器與其它部件結合成為液力變速器而定型成為現代通用的自動變速器。

1968年法國雷諾汽車公司率先在自動變速器上使用了電子元件。

1970年代，美國每年生產的600萬～800萬輛轎車中，自動變速器的裝備率已超過90%。

汽車自動檔常見的有三種型式，分別是液力自動檔（簡稱AT）、機械無級自動檔（簡稱CVT)、電控機械自動檔（簡稱AMT）。現代轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動檔的代名詞。本文先著重介紹AT。

結構特點

如果你開過自動檔的車的話，你就知道自動檔和手動檔有兩大區別：第一，自動檔不像手動，離合器不需要人為控制；第二，自動檔不用換檔，把檔把撥到DRIVE D檔就行。

自動變速箱(加上扭矩轉換器TORQUE CONVERTER，有的地方叫它濕式離合器)和手動變速箱(加上離合器)用完全不同的方法做到了相同的功用。汽車中自動變速箱的位置跟手動變速箱一樣，自動變速箱的主要作用就是把引擎的輸出變換出很大的速度變化範圍輸出到驅動輪上。

手動和自動變速箱之間一個很重要的不同就是，手動變速箱通過把不同直徑的齒輪鎖住到輸出軸上來達到改變齒輪比，而自動變速箱卻用同一組齒輪的不同排列來產生不同的齒輪比。那組齒輪叫做行星齒輪。一個自動變速箱是兩個行星齒輪組合在一起組成的一個整體。每個組成部分都可以變化成為輸入，輸出或者靜止。選擇不同的組合，就可以得到不同的齒輪比。這樣的話一組齒輪毋需和其他齒輪聯上，分開就可以輸出不同的齒輪比。把兩組齒輪排成一行就可以得到四個前進檔和一個倒車檔。

液力變矩器

液力變矩器也叫濕式離合器，扭矩轉換器)TORQUE CONVERTERS的工作原理

如果你讀過上面關於手動變速箱的討論，你就知道引擎是通過離合器和手動變速箱連接的。如果沒有離合器的話要停車的話就非得把引擎關掉。但是用自動變速箱的汽車是不用離合器的。它使用的是扭矩轉換器。

下面我們來看看為什麼自動變速箱需要扭矩轉換器、扭矩轉換器的工作原理和扭矩轉換器的優點和不足。

和手動變速箱一樣，自動變速箱的汽車也需要在車輪和變速箱靜止時能夠讓引擎仍舊能夠轉動。手動變速箱用的是離合器來把引擎和變速箱斷開。自動變速箱用的是扭矩轉換器。

扭矩轉換器在引擎和變速箱之間

扭矩轉換器是一種液體耦合器FLUID COUPLING，它能讓引擎和變速箱各自獨立旋轉。如果汽車在等紅燈發動機怠速，引擎的轉速很低，它輸入扭矩轉換器的扭力就很小。所以只要輕踩煞車就可以讓汽車保持靜止。

你可以試試，如果你左腳去踩一下油門的話，你的右腳就要踩重一點煞車才能讓汽車保持靜止。因為你給油的話，引擎轉速上升，將更多的液體抽入扭矩轉換器，這樣就向輪子輸出了更多的扭力。

如下圖所示，在扭矩轉換器堅固的外殼裡有四個組成部分。

泵PUMP

渦輪TURBINE

定子STATOR

變速箱液體TRAMISSION FLUID

扭矩轉換器的外殼是固定在引擎的飛輪上的，所以它和引擎轉速同步。泵上的葉片是固定在外殼上的，所以它們和引擎轉速也是同步的。下圖顯示各個部件是怎樣裝配起來的。

扭矩轉換器的泵是一種離心泵。它轉動的時候就把液體向外甩。當液體向外甩后中心就產生了一個真空這樣就可以吸入更多的液體。

液體進入了和變速箱相聯的渦輪的葉片，這樣渦輪就推動變速箱轉動。這樣汽車就開始向前跑了。

除了不用關閉引擎能讓汽車停下以外，扭矩轉換器事實上在汽車起步加速時輸出更大的扭矩。現代的扭矩轉換器能夠把引擎的扭矩放大兩到三倍。當引擎的轉速比變速箱轉的快時扭矩轉換器能夠輸出比引擎大的扭矩來了。

高速時，變速箱的速度就漸漸追上引擎的轉速了。最終兩者的速度就很接近了。當然最好是相同，因為他們轉速不同的話，就有能量損耗。這也就是為什麼自動檔的車比手動要耗油的原因之一。

為了解決這個問題，有些汽車上的扭矩轉換器上有一個鎖止離合器LOCKUP材CLUTCH。當扭矩轉換器的兩半轉速相近時，鎖止離合器就把它們聯起來，這樣它們之間就沒有滑動。提高了傳動效率。

液力自動檔

AT：結構與手動波相比，液力自動檔(AT)在結構和使用上有很大的不同。手動波主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產生變速變矩；而AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是AT最具特點的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，直接輸入發動機動力傳遞扭矩和離合作用。

原理泵輪和渦輪是一對工作組合，它們就好似相對放置的兩颱風扇，一颱風扇吹出的風力會帶動另一颱風扇的葉片旋轉，風力成了動能傳遞的媒介，如果用液體代替空氣成為傳遞動能的媒介，泵輪就會通過液體帶動渦輪旋轉，再在泵輪和渦輪之間加上導輪，通過反作用力使泵輪和渦輪之間實現轉速差就可以實現變速變矩了。由於液力變矩器自動變速變矩範圍不夠大，因此在渦輪後面再串聯幾排行星齒輪提高效率，液壓操縱系統會隨發動機工作變化自行操縱行星齒輪，從而實現自動變速變矩。

輔助機構自動換檔不能滿足行駛上的多種需要，例如停泊、後退等，所以還設有干預裝置即手動撥桿，標誌P(停泊)、R(后檔)、N(空檔)、D(前進),另在前進檔中還設有"2"和"1"的附加檔位，用以起步或上斜坡之用。由於將其變速區域分成若干個變速比區段，只有在規定的變速區段內才是無級的，因此AT實際上是一種介於有級和無級之間的自動變速器。

優缺點AT不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩，因此操作容易，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適。但缺點也多，一是對速度變化反應較慢，沒有手動波靈敏，因此許多玩車人士喜歡開手動波車；二是費油不經濟，傳動效率低變矩範圍有限，近年引入電子控制技術改善了這方面的問題；三是機構複雜，修理困難。在液力變扭器內高速循環流動的液壓油會產生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。另外，如果汽車因蓄電池缺電不能啟動，不能用推車或拖車的方法啟動。如果拖運故障車，要注意使驅動輪脫離地面，以保護自動檔齒輪不受損害。原理CVT：採用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞，即當棘輪變化槽寬肘，相應改變驅動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速，傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無級化了，它的優點是重量輕，體積小，零件少，與AT比較具有較高的運行效率，油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的，就是傳動帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，只能限用於在1升排量左右的低功率和低扭矩汽車，因此在自動變速器佔有率約4%以下

自動檔汽車的檔位都是以英文字母表示的，分別如下。

P是停車時使用的，P表示“Parking”停車，在車子停放或完全靜止時採用。

R檔倒車檔，使用該檔時必須將車完全靜止才能入檔，嚴禁在運動中由前進檔換入倒車檔，以防損壞齒輪。N檔空檔，車輛暫停使用，如等候紅、綠燈。

D檔行車檔。2檔中速檔，在雪地或市區等車速不高的情況下使用。

L檔低速檔，用於爬斜坡或易打滑路面。