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自動變速器Automatic Transmission;AT),又名自動變速箱,臺灣亦稱自排變速箱,香港稱為「自動波」,通常來說是一種可以在車輛行駛過程中自動改變齒輪傳動比汽車變速器,從而使駕駛員不必手動換檔,也用於大型設備鐵路機車。

自1950年代以來,絕大部分在美國銷售的汽車都是採用自動變速器的,但在歐洲和其他地區卻並非如此。自動變速器,特別是早期產品,往往降低了燃油效率和功率。近年來自動變速器顯著地提高了燃油效率但是仍然低於手動變速器

近年來,生產廠商開始生產一些可以連續改變傳動比的無級變速器(Continuously Variable Transmission;CVT)。這種變速箱並不屬於液力式自動變速箱的範疇。相對於液力式變速箱,CVT大都利用鋼帶及滾輪間的摩擦力傳動。由於使 用鋼帶與齒輪,所以能利用循序漸進的改變齒輪的半徑,來達到接近無段控制齒輪比的目的。CVT的優點很多,例如由於使用鋼帶及滾輪傳動,所以動力的傳遞比 液力式變速箱直接,損失的動力也比較少;而舒適性也不在話下,因為能無段控制齒輪比,所以不會出現討厭的頓挫感。過去由於強度問題,這種變速器只在少數動 力較小的車輛上裝配。現在,慢慢的也出現了強度不錯的滾輪轉盤式CVT變速箱。

[編輯] 液力式自動變速器

液力式自動變速器(Hydraulic Automatic Transmissions)是目前汽車自動變速器的主流,應用最為廣泛,平時我們稱AT(本應是各種自動變速器的總稱)一般即指此種類型。液力機械式自動變速器通常使用液力耦合器液力變矩器,再加上一套行星齒輪機構來傳遞動力。

[編輯] 系統組成

ZF 6HP26 六档自动变速器内部结构

ZF 6HP26 六檔自動變速器內部結構
  • 液力傳動系統:液力變矩器或液力耦合器連接發動機和齒輪變速系統,在功能上相當於機械式離合器。由於液力耦合器不能改變轉矩的大小,且不能使發動機與傳動系徹底分離,現在已基本被淘汰。
  • 機械式齒輪變速系統:多數是行星齒輪機構,也有少數是固定軸線式齒輪機構。一般具有三、四個檔的自動變速器至少需要兩排行星齒輪機構。
  • 液壓操縱系統:液壓油在油泵的驅動下,推動各種離合器和制動器,使變速器自動地換入各個檔位。
  • 電子控制系統:感測器測出車速、發動機負荷等參數,轉換為電信號。電子控制單元(ECU)根據這些信號做出是否需要換擋的判斷。

[編輯] 發展歷史

世界上第一臺用於大規模生產的的全自動變速器是通用公司在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,而後凱迪拉克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,別克公司為坦克開發了液力變矩器,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在通用的自動變速器。

1968年法國雷諾公司率先在自動變速器上使用了電子元件。

20世紀70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%。

[編輯] 選檔桿與檔位模式

自动档汽车的选档杆

自動檔汽車的選檔桿

駕 駛裝有自動變速器的汽車時,駕駛員需要通過操縱選檔桿來改變檔位模式。這個過程常俗稱為「換擋」,但它並不同於手動變速器的換擋過程,因為操縱選 檔桿並不選定特定的檔位,只選定檔位模式,而換檔過程是由自動變速器自動完成的。不同的自動變速器設定的檔位模式並不相同,但多數都會有以下幾個檔位:P (停車檔)、R(倒車檔)、N(空檔)、D(前進檔)、S(2速檔)、L(1速檔)。

  • P — 選擇該檔位則變速器的輸出軸被鎖住,汽車無法移動。此時應同時將手剎拉緊,唯此才能鎖住輪胎,可延長變速器和駐車裝置的壽命。為防止變速器受損,應等汽車徹底停穩之後,再掛入該檔。P位是可以起動的僅有的兩個檔位之一。
  • R — 選擇該檔位則變速器倒檔齒輪被結合,驅動汽車後行。應等汽車徹底停穩之後,再掛入該檔。
  • N — 選擇該檔位則變速器進入空檔,也可在起動時使用。
  • D — D位是最常用的行駛位置,汽車在該檔位下能在一定檔位範圍內自動換擋,不同的自動變速器的檔位數會有所不同,其中以4個檔位最為常見。
  • S — 屬前進低檔,在該檔位下,變速器只能在1檔和2檔這兩個低擋位間自動換擋。當汽車在不良路面(如冰雪覆蓋路面等路面附著條件差的路面)上行駛或上下坡的時候可選擇該檔位。
  • L — 亦屬前進低檔,在該檔位下,汽車只能以1檔行使。該檔位同2速檔一樣適用於不良路面,另外也可在拖車時使用。

[編輯] 控制開關

裝有自動變速器的汽車通常還提供了許多控制開關,用以控制汽車的行駛狀態。比較常見的控制開關如下:

  • 超速檔開關(O/D):自動變速器的最高檔通常是超速檔。超速開關關閉後,D檔行駛時,自動變速器將無法換入超速檔。通常在上坡及路面狀況不良時應考慮將此開關關閉。
  • 模式選擇開關:目前多數自動變速器都會提供模式選擇開關,在不同的模式下,自動變速器的換擋規律不同,因而其性能會有所差異。常見的模式有以下幾種:
    • 經濟模式:在此模式下,自動變速器具有較高的燃油經濟性,節油性能佳。
    • 動力模式:在此模式下,發動機常在大功率範圍內運轉,使汽車具有較高的動力性能和爬坡能力。
    • 標準模式:亦稱普通模式。此模式兼顧經濟性和動力性。
  • 強制降檔開關:亦稱自動跳和開關或降檔開關。當加速踏板的位置超過了節氣門全開的位置時,此開關接通,變速器自動下降一個檔位,以提高汽車的加速性能。
  • 保持開關,亦稱檔位鎖定開關或手動換擋開關。部分裝有自動變速器的汽車提供此開關,選定後,變速器不能自動換擋,駕駛員通過操縱選檔桿(此時選檔桿成為換擋桿)手動選擇檔位。

[編輯] 與手動變速器的比較

[編輯] 優點

  • 免去了離合器操作和頻繁的換擋,使得操作簡便。
  • 能自動適應行駛阻力的變化,在一定範圍內實現無極變速。
  • 汽車在起步和加速時更加平穩。
  • 可避免因外界負荷突然增加而造成發動機熄火的現象。

[編輯] 缺點

  • 生產成本較高,維修不便。
  • 傳動效率較低,油耗較大。

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