【正文】 方便地傳送動力，較好地適應外界負載與道路條件的需要。自動變速器自1939年美國通用汽車公司首次在轎車上應用以來，發(fā)展速度很快，尤其是電子技術(shù)和微處理機應用于換擋變速之后，自動變速技術(shù)這一人們長期追求的目標，進入了迅速發(fā)展的嶄新時期。自動變速器如圖11所示圖11 自動變速器日本豐田公司生產(chǎn)的電子控制變速器(ECT)首先應用于豪華型皇冠牌轎車上，這種微機控制的四擋變速器的優(yōu)點主要是：能保證最佳的換擋規(guī)律，換擋的精確性好，能獲得良好的燃料經(jīng)濟性和滿意的動力性，減少污染；換擋靈便，換擋過程平穩(wěn)，無沖擊和振動，換擋品質(zhì)好，行駛舒適，換擋動作準確、及時；操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊振動、強磁場、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預自動換擋，以適應復雜的交通情況和地形條件；控制系統(tǒng)具有自我修正換擋和高度靈敏的自我診斷功能；操縱容易，在交通擁擠時可大大提高車輛行駛的安全性及可靠性。由于上述原因，自動變速器已廣泛應用于轎車、客車、大型公共汽車、越野車及重型牽引車上，并且裝車率迅速增長，尤其在美、日、德等國生產(chǎn)的轎車上，采用電子控制變速器的比例越來越高。當然，電子控制自動變速器也存在結(jié)構(gòu)復雜、零件精度要求高、制造難度大，成本較高，相應的維修技術(shù)較復雜，傳動效率較手動齒輪式變速器低等缺點。自動變速器是通過各種液壓多片離合器和制動閘限制或接通行星齒輪組中的某些齒輪得到不同的傳動比的。隨著電子技術(shù)和計算機的飛速發(fā)展，現(xiàn)代轎車裝用電子控制式自動變速器已越來越普遍。據(jù)統(tǒng)計，在美國的90年代新車型上，作為標準件的自動變速器裝車率已超過90%，日本為73%，歐洲為25%。自動變速器使汽車具有操縱簡單、乘坐舒適、動力性和經(jīng)濟性較好等特點。手動變速器又稱機械式變速器，即必須用駕駛員的手撥動變速桿，才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的?，F(xiàn)代轎車手動變速器大多為四擋或五擋有級式齒輪傳動變速器，并且通常帶同步器，換擋方便，噪音小。手動變速在操縱時駕駛員必須踩下離合，方可撥得動變速桿。 手動變速器與自動變速器是相對改變齒輪間傳動比的方式而言的，其實在自動變速器出現(xiàn)之前所有的汽車都是采用手動變速器。手動變速器是利用大小不同的齒輪配合而達到變速的。最常見的手動變速器多為5擋位（4個前進擋 、1個倒擋），也有的汽車采用6擋位變速器。一般來說，手動變速器的傳動效率要比自動變速器的高，因此駕駛者技術(shù)好，安裝手動變速的汽車在加速、超車時比安裝自動變速的車快，也省油。手動變速器，如圖12所示 圖12 手動變速器二、自動變速器的分類 汽車自動變速器常見的有三種型式：分別是液力自動變速器(AT)、機械無級自動變速器(CVT)、電控機械自動變速器(AMT)。目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動變速器的代名詞。AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)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最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。眼下，裝備液力自動變速器（以下簡稱AT）的車型比例越來越大，相比手動變速器（以下簡稱MT）車型，其便利性是非常突出的。通常我們稱之為AT的自動變速器，其核心部件為：液力變矩器、行星齒輪組、離合器、制動器及其控制機構(gòu)（電磁閥、油路），外圍設備即為變速器殼體、傳動軸等。分別是液力自動變速器（AT）、機械無級自動變速器（CVT）電控機械自動變速器（AMT）。轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動變速器的代名詞。 ①有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪(行星齒輪)軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。 ②無級式變速器:傳動比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,常見的有液力式,機械式和電力式等。③綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化。 ①強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔； ②自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的駕駛員只需操縱加速踏板； ③變速器就可以根據(jù)發(fā)動機的負荷信號和車速信號來控制執(zhí)行元件，實現(xiàn)檔位的變換； ④半自動操縱式變速器：一個是部分檔位自動換檔，部分檔位手動(強制)換檔；另一個是預先用按鈕選定檔位，在采下離合器踏板或松開加速踏板時，由執(zhí)行機構(gòu)自行換檔。 汽車的驅(qū)動方式有前驅(qū)動和后驅(qū)動兩種，裝置在這兩種汽車上的自動變速器在結(jié)構(gòu)上也就有很大的不同為分為前驅(qū)動自動變速器和后驅(qū)動自動變速器。如圖21所示圖21 汽車剖面圖①前驅(qū)動自動變速器：前驅(qū)動自動變速器除了具有后驅(qū)動自動變速器相同的組成部分外，在自動變速器的殼體內(nèi)還裝有差速器。前驅(qū)動汽車的發(fā)動機有縱置和橫置兩種?？v置發(fā)動機的前驅(qū)自動變速器的結(jié)構(gòu)和布置與后驅(qū)動自動變速器基本相同，只是在后斷增加了一個差速器。橫置發(fā)動機前驅(qū)自動變速器由于汽車橫向尺寸的限制，要求有較小的軸向尺寸，因此通常將輸入軸和輸出軸設計成兩個周軸線的方式；變矩器和齒輪變速器輸入軸布置在上方，輸出軸布置在下方。這樣的布置減少了變速器總體的軸向尺寸，但增加了變速器的高度，因此常將閥板布置在變速器的側(cè)面或上方，以保證汽車有足夠的最小的離地間隙。 ②后驅(qū)動自動變速器：后驅(qū)動自動變速器的變矩器和齒輪變速器的輸入軸及輸出軸在同一軸線上，發(fā)動機的動力經(jīng)變矩器、自動變速器、傳動軸、后驅(qū)動橋的主減速器、差速器和半軸傳給左右兩個后輪。這種發(fā)動機前置，后輪驅(qū)動的布置比較困難。后驅(qū)動自動變速器的閥板總成一般布置在齒輪變速器下方的油底殼內(nèi)。自動變速器根據(jù)控制方式分類自動變速器按控制方式不同?？煞譃橐毫刂谱詣幼兯倨骱碗娮涌刂谱詣幼兯倨鲀煞N。①液力控制自動變速器是通過機械的手段，將汽車行駛使得車速及節(jié)氣門開度兩個參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?；閥板中的各個控制閥根據(jù)這些液壓控制信號的大小，按照設定的換擋規(guī)律，通過控制換擋閥執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)自動換擋，現(xiàn)在使用較少。②電子控制自動變速器是通過各種傳感器，將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機水溫、自動變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⑤斎腚娔X；電腦根據(jù)這些電信號，按照設定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發(fā)出電子信號；換擋電磁閥和油壓電磁閥再將電腦的電子控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘枺y板中的各個控制閥根據(jù)這些液壓控制信號，控制換擋執(zhí)行機構(gòu)的動作，從而實現(xiàn)自動換擋。 自動變速器根據(jù)汽車速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、動力負荷等因素自動進行升降擋位，不需由駕駛者操作離合器換擋，使用很方便。特別在交通比較擁擠的城區(qū)馬路行駛，自動變速器體現(xiàn)出很好的便利性。自動變速器比手動變速器復雜得多，有很多方面不同。手動變速器由駕駛員操縱檔位，加檔或減擋由人工操作，而自動變速器石油機械自動控制檔位，變換檔位是由液壓控制裝置進行的。因此，就有節(jié)氣門開度“信號”和車速“信號”，液壓控制裝置根據(jù)這兩個“信號”自動調(diào)節(jié)變速器油量，從而控制換擋時機。 也就是說在汽車駕駛中，駕駛員踏下加速踏板（油門踏板），控制節(jié)氣門開度和汽車的形式速度（變速器輸出軸轉(zhuǎn)速），既能自動控制變速器內(nèi)的液壓控制裝置，液壓控制裝置會利用液力去控制行星齒輪系統(tǒng)的離合器和制動器，以改變行星齒輪的傳動狀態(tài)。自動變速器的核心控制裝置好似液壓控制裝置，液壓控制裝置由油泵、閥體、離合器、制動器以及連接所有這些部件的液體通路所組成，關鍵部位是閥體，因此它是自動變速器的控制中心。閥體的作用是根據(jù)發(fā)動機和底盤傳動系的負載狀況（節(jié)氣門開度和輸出軸轉(zhuǎn)速），對油泵輸出到各執(zhí)行機構(gòu)的油壓加以控制，以控制液力變矩器，控制個離合器和制動器的結(jié)合與分離實現(xiàn)自動換擋。以上時自動變速器的基本控制形式，如果是電子控制自動變速器，就要在上述基礎上增加電磁閥，ECU（電控單元）借助電磁閥哦那個至自動變速器工作過程，ECU輸入電路接受傳感器和其他裝置輸入的信號，對信號進行過濾處理和放大，然后轉(zhuǎn)換成電信號驅(qū)動被控的電磁閥工作。因此，電子控制自動變速器就要增加節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、水溫傳感器、液壓溫度傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、檔位開關、剎車燈開關等數(shù)字信號匯入ECU，從而使得ECU精確控制電磁閥，使換擋和鎖止時間精確，令汽車運行更加平穩(wěn)。轎車自動變速器基本上都是采用結(jié)構(gòu)簡單的單機三元件綜合式液力變矩器。這種變矩器又分為鎖止離合器和無鎖住離合器兩種。早期的變矩器中沒有鎖止離合器，在任何工況下都是以液力的方式傳遞發(fā)動機動力，因此傳動效率較低。新型轎車自動變速器大都采用帶鎖止離合器的變矩器，這樣當汽車達到一定車速時，控制系統(tǒng)使鎖止離合器結(jié)合，液力變矩器輸入軸部分和輸出部分連成一體，發(fā)動機動力以機械傳遞的方式直接傳入齒輪變速器，從而提高了傳動效率，降低了汽車的燃油消耗量。三、自動變速器的組成與工作原理 自動變速器主要是有液力變矩器齒輪式自動變速器組成。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構(gòu)、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件各自的功能及應用可以將他們分為液力變矩器、變速齒輪機構(gòu)、供油系統(tǒng)，自動換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機構(gòu)等五大部分。如圖31所示圖31 自動變速器組成 自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因為在踩踏油門的位置或者是汽車的速度可以指揮自動換擋系統(tǒng)的工作，自動換擋系統(tǒng)中各個控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動器的制動與釋放，并改變變速齒輪機構(gòu)的動力傳遞路線。實現(xiàn)變速器檔位的變換，在傳統(tǒng)式的夜里自動變速器中，是根據(jù)汽車行駛速度和節(jié)氣門開度變化而控制檔位，其換擋方式是通過機械方式將車速和節(jié)氣門開的信號轉(zhuǎn)換成控制油壓，并將該油壓，加到換擋閥的油路。這樣，工作液壓油進入相應的執(zhí)行元件，使離合器結(jié)合或分離，制動器制動或松開，控制行星齒輪變速器的升檔或者降擋，從而實現(xiàn)自動變速，而在電控夜里自動變速器中，它是由于在夜里自動變速器的基礎上增設了電子控制系統(tǒng)而形成的。他通過傳感器和開關檢測汽車和發(fā)動機的運行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據(jù)這些信號，通過電磁閥控制液壓閥控制裝置的換擋閥，使其打開或關閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和檔位的變換，以實現(xiàn)自動變速。（1）液力變矩器曾有一種說法，AT上的液力變矩器相當于MT上的離合器，起到動力的連接和中斷的作用。其實這種說法是錯誤的。AT與發(fā)動機曲軸是直接連接的，不像MT有一個動力的開關：離合器。所以從點火的瞬間開始，液力變矩器便開始轉(zhuǎn)動了，對于動力的連接和中斷，仍由齒輪箱內(nèi)部的離合器來完成，液力變矩器唯一與MT離合器相似的地方，也就是液力變矩器“軟連接”的特性，與MT離合器的“半聯(lián)動”工況相近。液力變矩器的工作原理就像兩個風扇相對，一個風扇工作，然后將另一個不工作的風扇吹動。這個比喻可以很形象的解釋液力變矩器中泵輪和渦輪之間的工作關系。動力輸出之后，帶動與變矩器殼體相連的泵輪，泵輪攪動變矩器中的自動變速箱油（以下簡稱ATF），帶動渦輪轉(zhuǎn)動，ATF在殼體中是一個循環(huán)的動作，由于泵輪旋轉(zhuǎn)時的離心力，ATF會在泵輪的作用下，甩向外側(cè)，沖向前方的渦輪，再流向軸心位置，回到泵輪一側(cè)，如此周而復始的循環(huán)，將動力傳向與齒輪箱連接的渦輪。不過只有該零部件和傳動方式，只能稱為液力耦合器，若想成為液力變矩器，必然要改變渦輪葉片的形狀，這樣一來，ATF在經(jīng)過渦輪再循環(huán)回泵輪時，會與泵輪旋轉(zhuǎn)方向相反，因而造成沖擊。如圖32所示圖32 液力變矩器（2）導輪 導輪是存在于泵輪和渦輪之間的一個部件，用于調(diào)節(jié)殼體中ATF液流方向，通過單向離合器與箱體固定。 有了導輪，才有了“