自动变速器（AT）是一种可以在车辆移动时自动改变齿轮比的车辆变速器，使驾驶员无需手动换档。自动变速器发展于 20 世纪初，因其便利性和效率而发展成为商业和个人运输市场中手动变速器 （MT） 的竞争对手。这一趋势在北美市场尤为明显，大多数乘用车已配备自动变速器已有数十年的历史。
自动变速器的工作原理是什么？
“自动变速器”一词可指各种变速器技术，包括行星齿轮或步进式自动变速器、双离合变速器、无级变速器等。由于这是一篇关于自动变速器工作原理的介绍性文章，因此我们将重点介绍行星自动变速器（其中最常见的一种）来解释这一概念。
自动变速器的关键部件
首先，我们先概述行星齿轮AT的关键部件，然后再解释它们如何协同工作以推动车辆：
- 变矩器：变矩器位于发动机和变速器之间，发挥液耦合装置的作用。它使变速器与发动机分离，并将动力从发动机传输到变速器。
- Planetary Gear Set：行星齿轮组位于变速器内。它们由多个齿轮（太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮）组成，这些齿轮的排列方式使它们可以相互作用以产生不同的传动比。 具体来说，这种布局允许三个组件之一连接到发动机，另一个保持静止状态，另一个连接到车轮。
- 阀体： 阀体是行星AT的控制中心。它接收来自变速器控制单元的信号，该控制单元监控各种输入，如车速、发动机负荷和节气门位置。根据这些输入，阀体调节压力以啮合或释放控制行星齿轮组的相应组件，最终确定传动比。
把它放在一起
那么，这在实际应用中是什么样子的呢？让我们一步一步地分解它。
运行中，车辆的发动机通过变矩器将产生的动力通过输入轴传送至变速器。
随着车辆加速，变速器的控制单元向变速器的阀体发送信号，由阀体选择性地接合和松开控制行星齿轮组的组件。
最后，通过锁定齿轮组的不同组件，变速器可以实现不同的传动比，以提供各种前进和倒车齿轮。
常见行星齿轮组比率及其应用
驱动不足 - 传动齿轮（即一档或二档）通常用于低速高扭矩应用，例如从静止状态启动车辆、爬坡陡坡或牵引重负载。在这种齿轮配置中，当环形齿轮静止时，太阳齿轮旋转得更快，从而使连接到车轮的行星齿轮组以较慢的速度旋转，但扭矩较高。
直接驱动（Direct-Drive）—— 该齿轮比可在正常驾驶条件下维持车辆速度，发动机转速与车辆速度紧密匹配。也称为 1：1 齿轮比，在此配置中，发动机和车轮之间没有齿轮减速或增大。相反，车轮通过将支架组连接到太阳起落架（连接到发动机）上，直接从发动机获得动力。这种布局导致动力传递到环形齿轮和行星架（连接到车轮）。
超速传动 - 超速传动齿轮（即四档或五档）用于高速和低扭矩，例如高速公路巡航。在这种配置下，环形齿轮仍然保持静止状态，太阳齿轮仍然转速较快，而托架组仍然旋转较慢。但它是连接到车轮的太阳齿轮。
倒车 ——在自动变速器中，“倒车”是指使车辆能够向后移动的档位选择。当变速器换入倒车时，齿轮比设置为使驱动轴沿发动机旋转的相反方向旋转。在这种情况下，发动机始终同向旋转，但车辆可以前进或倒车。
润滑的优点、挑战和作用：
AT具有易用性和提高燃油效率等多项优势。然而，它们也带来了挑战。值得注意的是，与手动变速器相比，它们的维护成本更高，使用寿命也可能更短。
正因如此，适当的润滑对维持AT系统的正常运行尤为重要。
AT流体必须满足各种性能要求。这些功能包括高温工作、提高燃油效率和防止齿轮磨损的能力。
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