AT（液力機械自動變速器）的組成和工作原理

AT即Automatic Transmission（液力機械自動變速器）的英文縮寫，這是目前應用最廣泛、技術最成熟的一種自動變速器，我們通常所說的自動變速器就是指AT

AT液力機械自動變速器組成

AT主要由液力傳動部分、機械傳動部分以及電子液壓控制單元組成，如圖2.4所示：

圖 2.4　AT的組成

液力傳動部分主要是液力變矩器，主要由殼體、渦輪、導輪、泵輪組成，其結構簡圖如圖2.5所示：

圖 2.5　液力變矩器的結構簡圖

AT（液力機械自動變速器）基本工作原理

液力變矩器位於自動變速器的最前端，，主要缺點是效率低，因此為了提高液力變矩器的效率，在液力變矩器裡增加了閉鎖離合器，通過閉鎖離合器可將泵輪和渦輪連接為一體，從而提高液力變矩器的效率。
機械傳動部分主要分為定軸齒輪傳動和行星齒輪傳動兩類，但共同的特點是采用離合器換檔，所謂離合器換檔指的是通過離合器實現檔位更換。采用離合器換檔的最大好處是可以實現動力換檔，所謂動力換檔就是在換檔期間沒有動力損失或動力損失小。如圖2.6所示，為某AT變速器中的定軸齒輪傳動部分，其換檔過程采用換檔離合器，通過離合器的分離和結合可以得到不同的速比。
圖 2.6　離合器換檔的定軸變速器

目前絕大多數自動變速器采用的是行星齒輪傳動機構，換檔也通過離合器或制動器來完成，當離合器中的兩個傳遞元件中有一個元件是固定不動時，離合器就變成了制動器。圖2.7為某采用行星變速齒輪的AT變速器，圖中WK為閉鎖離合器，1、2、3分別為泵輪、渦輪和導輪，C為離合器，B為制動器。

圖 2.7　離合器（制動器）換檔的行星變速器 電液控制單元的負責實現對換檔規律和換檔過程的自動控制。


二、AT的控制及其發展
AT的換擋過程控制是通過液壓操縱換擋離合器或制動器來進行的，包括換擋規律控制和換擋品質控制兩個方面。
AT換擋規律控制除了要控制自動換檔時刻外，還有一個重要內容就是對閉鎖離合器的閉鎖控制。
換擋品質指的是對離合器（包括閉鎖離合器）或制動器的充放油控制。換擋過程控制是通過對結合元件在換擋過程中的搭接時序、油壓變化規律等進行控制的，這裡的結合元件主要是指離合器。離合器的結合、分離靠充放油進行控制，如果結合或分離的時機不當會造成換擋沖擊，影響換擋品質。另外，在車輛行駛過程中，液力變矩器中閉鎖離合器的閉鎖、解鎖是很頻繁的，其結合品質的好壞直接影響到動力傳動系統工作的平穩性和可靠性以及換擋品質的優劣。閉鎖離合器的結合品質取決於其控制油路的充放油特性。因此對AT換擋品質的控制主要就是對離合器（包括閉鎖離合器）的充放油進行控制。

AT的換擋控制先後經歷了三個發展階段：

①通過純機械或液壓方式實現自動換檔和換擋品質控制，也就是說在AT變速器中沒有電子控制系統；

② 通過電磁閥實現換檔規律的控制，而換檔過程仍由機械液壓系統實現；

③ 通過電磁閥實現自動換檔和換檔品質控制。由此可見AT的控制在向著電控化的方向發展，電控系統在AT變速器中的作用越來越大。

AT的特點
AT的優點包括：采用離合器（或制動器）換檔，可實現不中斷動力換擋，換擋平順；采用了液力變矩器，可以緩沖發動機的沖擊振動，乘坐舒適性好由於采用了液力變矩器，車輛具有良好的低速行駛能力；適用車型廣。
但也有一些缺點：由於液力變矩器的傳動效率低，造成油耗較高；結構復雜，成本較高。

AT的技術難點和發展
AT的結構復雜，換擋品質的控制也不是那麼簡單，使得在其發展過程中存在一些技術難點，主要集中在以下幾個方面：
① 液力變矩器及液力減速器技術；
② 行星傳動技術；
③ 系列化、通用化的智能數字化電液操縱技術；
④ 液壓操縱系統設計技術，變速箱精密液壓系統的設計及加工技術；
⑤ 復雜箱體、閥體內置油泵的精密鑄造技術。
盡管AT在技術上存在諸多難點，但是經過70多年的發展，其技術已經十分成熟，目前占據著自動變速系統的主導地位，在美國和日本有較高的市場占有率，國產的自動變速車采樣的也基本都是AT。隨著技術的不斷進步，AT正向著多檔化的趨勢發展，這是因為擋位越多，變速器對發動機輸出特性的改造越理想，也就越能滿足車輛的實際需要。