液力式自动变速器

液力式自动变速器（Hydraulic Automatic Transmissions）是目前汽车自动变速器的主流，应用最为广泛，平时称AT（本应是各种自动变速器的总称）一般即指此种类型。液力机械式自动变速器通常使用液力耦合器或液力变矩器，再加上一套行星齿轮机构来传递动力。

系统组成

ZF 6HP26六档自动变速器内部结构

液力传动系统：液力变矩器或液力耦合器连接发动机和齿轮变速系统，在功能上相当于机械式离合器。由于液力耦合器不能改变转矩的大小，且不能使发动机与传动系彻底分离，现在已基本被淘汰。

机械式齿轮变速系统：多数是行星齿轮机构，也有少数是固定轴线式齿轮机构。一般具有三、四个档的自动变速器至少需要两排行星齿轮机构。

液压操纵系统：液压油在油泵的驱动下，推动各种离合器和制动器，使变速器自动地换入各个档位。

电子控制系统：传感器测出车速、发动机负荷等参数，转换为电信号。发动机控制器根据这些信号做出是否需要换挡的判断。

发展历史

世界上第一台用于大规模生产的的全自动变速器是通用汽车公司在1940年代左右生产的Hydra-Matic，这台变速器使用液力耦合器（而不是液力变矩器）和三排行星齿轮提供四个前进档和一个倒档。Hydra-Matic最初被装于奥兹莫比尔汽车，而后凯迪拉克和庞蒂克也采用这种变速器。

自动变速器最重要的改进是在二战期间，别克汽车为坦克开发出液力变矩器，有助于避免坦克在战场上因换档不慎而造成引擎熄火，到1948年，这种液力变矩器与其它部件结合成为液力变速器而定型成为现在通用的自动变速器。

1968年法国雷诺汽车公司率先在自动变速器上使用电子元件。

1970年代，美国每年生产的600万～800万辆轿车中，自动变速器的装备率已超过90%。2015年Honda率先发表十前速自排，2016年Ford和Chevrolet车厂也先后推出十前速自排，档位愈多每个档位之间的齿轮比落差愈小，可减少换档震动和减缓升档时扭力衰退的时间，或在最后几个档位使用更省油的齿轮比。

选档杆与档位模式

自动档汽车的选档杆

驾驶装有自动变速器的汽车时，驾驶员需要通过操纵选档杆来改变档位模式。这个过程常俗称为“换挡”，但它并不同于手动变速器的换挡过程，因为操纵选档杆并不选定特定的档位，只选定档位模式，而换档过程是由自动变速器自动完成的。不同的自动变速器设定的档位模式并不相同，但多数都会有以下几个档位：P（驻车档）、R（倒车档）、N（空档）、D（前进档）、S（低速2档）、L（低速1档）。

P (Park)——选择该档位时，变速器中的驻车勾将齿轮锁住，汽车无法移动。此时应同时将手刹车拉紧，只有这样才能完全锁住轮胎稳固车身，可延长变速器和驻车装置的寿命。为防止变速器中的齿轮受损，应等汽车彻底停稳之后，再排入该档。P档是可以启动汽车两个档位之一。

R (Reverse)——选择该档位时，变速器倒档齿轮被结合，驱动汽车向后行。应等汽车彻底停稳之后，再排入该档。

N (Neutral)——选择该档位时，变速器中的齿轮分离，是为空档,也可在启动时使用。

D (Drive)——D档是最常用的行驶档位，称为前进档,汽车在该档位下能在一定档位范围内自动换挡，不同的自动变速器的档位数会有所不同，其中以6个（尤其手自动）、8个档位最为常见。从上世纪90年代至今生产的汽车则主要以至少四个前进档位为主。

2 或 S (Second)——属前进低档，在该档位下，变速器只能在1档和2档这两个低挡位间自动换挡。当汽车在不良路面（如冰雪覆盖路面等路面附着条件差的路面）上行驶或行驶缓升坡及缓降坡的时候可选择该档位。

1 或 L (Low)——亦属前进低档，在该档位下，汽车只能以1档行驶。该档位同2速档一样适用于不良路面和缓升坡及缓降坡时使用，另外也可在拖车时使用。

安全性设计

为了防止非预期加速发生，除了较早期车辆外，现今大多数自排车辆具有下列安全方面的设计：

排档杆位于在P档及N档以外档位时，无法发动引擎。

驾驶人未踩刹车时，无法排入D档。

避免误触排档杆或排入错误档位，从P档排至R档、N档等需要按下档位释放钮才可入档，但排档杆移动路径非直线的车款，如1980年代奔驰汽车的锯齿式自动排档，模仿手排变速箱的拐动换档动作，则没有档位释放钮。

控制开关

装有自动变速器的汽车通常还提供了许多控制开关，用以控制汽车的行驶状态。比较常见的控制开关如下：

超速传动（超比）档开关（O/D）：自动变速器的最高档通常是超比档，该档位齿轮比（减速比）低于一，也就是该档位将引擎扭力放大倍数变成低于一倍，有助于省油，但不利于加速。超比开关关闭后，D档行驶时，自动变速器将无法换入超比档。通常在上坡及路面状况不良时应考虑将此开关关闭。

模式选择开关：目前多数自动变速器都会提供模式选择开关，在不同的模式下，自动变速器的换挡规律不同，因而其性能会有所差异。常见的模式有以下几种：

强制降档（KICK-DOWN）开关：当加速踏板的位置超过节气门全开的位置时，此开关接通，变速器自动下降一个档位，以提高汽车的加速性能。

保持开关，亦称档位锁定开关或手动换挡开关。部分装有自动变速器的汽车提供此开关，选定后，变速器不能自动换挡，驾驶员通过操纵选档杆（此时选档杆成为换挡杆）手动选择档位。

与手动变速器的比较

优点

免去离合器操作和频繁的换挡，使得操作简便。

能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现无级变速。

汽车在起步和加速时更加平稳。

可避免因外界负荷突然增加而造成发动机熄火的现象。

由于变速原理采用行星齿轮减速的方式，所以制造技术精密的情况下，可不增加体积和质量来提升档位数(目前已成功开发9速变速箱，体积和质量却与6速变速箱差异不大)。

一些设计良好的自动变速箱，已经比手动变速箱省油。

于商用车辆上使用自动变速箱能够减少职业司机工作负担，例如巴士、的士等

缺点

构造精密复杂，生产成本较高，维修不便。

传动效率较低，油耗较大。（CVT及双离合自手排有自排的方便性、但传输效率比传统自排更接近手排，若考虑到驾驶技术问题，整体效率可能会超越手排）

引擎刹车（档刹）的效果较差。

对于汽车驾驶爱好者来说会减少操控所带来的快感。

电池电量耗尽时无法依靠推车来发动引擎。

无段变速器

钢带型CVT

碟盘型CVT

相对于液力式变速箱，CVT大都利用钢带及滚轮间的摩擦力传动。由于使用钢带与齿轮，所以能利用循序渐进的改变齿轮的半径，来达到接近无段控制齿轮比的目的。CVT的优点很多，例如由于使用钢带及滚轮传动，所以动力的传递比液力式变速箱直接，损失的动力也比较少；而舒适性也不在话下，因为能无段控制齿轮比，所以不会出现讨厌的顿挫感。过去由于驱动钢带强度问题，这种变速器只在少数动力较小的车辆上装配。现在，慢慢的也出现了强度不错的滚轮转盘式CVT变速箱，例如Audi的CVT变速箱，搭配电脑控制手排离合器，加上高强度钢带驱动，动力损失小；日本车的CVT如速霸陆和Nissan的CVT原本是使用电磁式磁粉离合器，但故障率较高，后来则大都采用CVT搭配传统扭力转换器，动力损失较多。意大利飞雅特的CVT如Selecta则采用油压驱动多片式摩擦离合器。速克达机车的CVT变速器则采用离心式离合器，但能负荷的重量较轻。

参见

变速器

手动变速器

无段自动变速器

半自动变速器

液压机械

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