自动变速器工作原理

如果您驾驶过配备自动变速器的汽车，则应该知道自动变速器和手动变速器之间有两个主要区别：

自动变速器汽车上没有离合器踏板。

自动变速器汽车上没有换挡机构。只要将变速器挂在前进挡，其他所有操作都会自动进行。

自动变速器（与它的液力变矩器）和手动变速器（与它的离合器）完成一模一样的事情，但它们完成的方式完全不同。自动变速器的工作方式十分的神奇！

自动变速器位置

在本文中，我们将详细讲述自动变速器的原理。首先您将了解整套系统的关键部件：行星齿轮组。然后，我们将告诉您变速器的装配、控制装置的工作原理，并讨论在变速器的控制中涉及到的一些难点。

与手动变速器一样，自动变速器的主要工作是让发动机在较窄的转速围下运行，并且提供较宽的输出速度围。

梅赛德斯-奔驰CLK自动变速器

如果没有变速器，汽车将会只有一种传动比，而我们也只能选择让汽车以所需的最大速度行驶的那种传动比。如果您想要的最大速度是130公里/小时，那么传动比应类似于大多数手动变速器中的三挡。

您可能从来没尝试过仅用三挡来驾驶配备手动变速器的汽车。如果体验一下，您很快会发现在起动时几乎没有加速感。高速行驶时，发动机会发出尖叫，转速表会接近红线。这样的汽车很快就会磨损，以至于几乎无法驾驶。

因此，变速器使用齿轮，以便更有效地利用发动机的扭矩，从而保持发动机在合适的转速下运行。

手动变速器和自动变速器之间的关键不同在于：前者将不同组的齿轮分别锁定到输出轴，以得到各种传动比；而在自动变速器中，同一组齿轮就可得到所有不同的传动比，自动变速器则是通过行星齿轮组来实现这一功能的。

下面让我们来了解行星齿轮组的工作原理。

当我们分解自动变速器以了解其部结构时，会发现其在相当小的空间容纳了各种各样的部件。除了其他部件外，您还会看到：

一套精致的行星齿轮组

一组钢带，用于固定齿轮组的部件

一组三个湿盘离合器，用于固定齿轮组的其他部件

一套神奇的液压系统，用于控制离合器和钢带

一个大型齿轮泵，用于运送变速器液力传动油

我们关注的重点是行星齿轮组。这个部件的大小与甜瓜相仿，它产生变速器所能生成的所有不同传动比。变速器的其他所有部件都是为了帮助行星齿轮组完成此工作。自动变速器包含两套完整的行星齿轮组，它们组合成一个部件。

从左到右：齿圈、行星架、两个太阳轮

所有行星齿轮组都有三个主要部件：

太阳轮

行星齿轮和行星齿轮的齿轮架

齿圈

每种部件可以作为输入、输出，也可以保持不动。当各种部件担任不同角色时，可相应得到齿轮组的某一传动比。下面让我们观察单个行星齿轮组。

变速器中的一个行星齿轮组包括一个72齿的齿圈和一个30齿的太阳轮。通过该齿轮组，可以得到很多不同的传动比。

输入输出不动计算传动比

A 太阳轮

（S）

行星架

（C）

齿圈（R）1+R/S 3.4:1

B 行星架

（C）

齿圈（R）

太阳轮

（S）

1 /（1+S/R）0.71:1

C

太阳轮

（S）

齿圈（R）

行星架

（C）

-R/S -2.4:1

另外，将其中任何两个部件锁定在一起，都会将整个装置锁定在1:1齿轮减速比。请注

意，上面列出的第一个传动比是减速挡——输出速度比输入速度慢。第二个是超速挡——输出速度比输入速度快。最后一个又是减速挡，但输出方向相反。从这个行星齿轮组还能得到其他几种传动比，不过这几种传动比与我们的自动变速器相关。您可以从下面的动画中试验这几种传动比：

pluginspage=".macromedia./shockwave/download/index.cgi?P1_Prod_

V ersion=ShockwaveFlash" quality="high"

s rc="/flash/automatic-transmission-planetary.swf"

>

与自动变速器相关的不同传动比的动画

单击上表左边的按钮。

因此，不需要啮合或脱离任何其他齿轮，这组齿轮就可以产生所有不同的传动比。两套这样的齿轮组排成一行，就可以得到变速器需要的四个前进挡和一个倒挡。

这个自动变速器使用一组齿轮，这组齿轮称为组合行星齿轮组。看似单个行星齿轮组，但实际上其运行方式像两个行星齿轮组组合在一起。该齿轮组具有一个始终作为变速器输出的齿圈、两个太阳轮和两组行星齿轮。

下面我们来看看其中的一些部件：

变速器中的齿轮如何组合在一起

从左到右：齿圈、行星架、两个太阳轮

下图显示了行星架中的行星齿轮。请注意，右边的行星齿轮比左边的行星齿轮位置低，并且它不与齿圈啮合，而是与其他行星齿轮啮合。只有左边的行星齿轮与齿圈啮合。

行星架：请注意两组行星齿轮。

接下来，您可以看到行星架的部。较短的行星齿轮只与较小的太阳轮啮合，较长的行星齿轮既与较大的太阳轮啮合，也与较小的太阳轮啮合。

行星架部：请注意两组行星齿轮。

下面的动画显示了所有部件在变速器中是如何啮合传动的。

src="/flash/automatic-transmission-gears-diagram.swf"

q uality="high"

p luginspage=".macromedia./shockwave/download/index.cgi?P1_Prod_

V ersion=ShockwaveFlash" type="application/x-shockwave-flash" >

移动换挡杆，观察动力是如何通过变速器传递的。

一挡

在一挡中，较小的太阳轮由液力变矩器中的涡轮顺时针驱动。行星架要逆时针旋转，但被单向离合器（只允许顺时针方向旋转）固定，齿圈成为输出。小齿轮有30齿，齿圈有72齿，因此，根据下方的图表，传动比为：

传动比=-R/S=-72/30=-2.4:1

因此，旋转传动比是负的2.4:1，这意味着输出方向与输入方向相反。但输出方向与输