行星齿轮机构——自动变速器的核心组成部分

世界上第一台用于大规模生产的全自动变速器是通用公司在1940年生产的Hydra_-Matic，这台变速器使用液力耦合器（而不是液力变矩器）和三排行星齿轮机构，提供四个前进档和一个倒档。Hydra-Matic最初被装于奥兹莫比尔，而后凯迪拉克和庞蒂克也采用了这种变速器。

自动变速器最重要的改进是在第二次世界大战期间，别克公司为坦克开发了液力变矩器，到1948年，这种液力变矩器与其他部件结合成液力变速器而定型为通用的自动变速器。

汽车自动变速器常见的有四种类型，分别是液力自动变速器（AT）、机械式无级变速器（CVT）、电控机械式自动变速器（AMT）和双离合自动变速器（Dual Clutch Transmission，DCT）。轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。

AT由液力变矩器、行星齿轮机构和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来实现变速变矩。其中液力变矩器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递转矩和离合的作用。由于液力变矩器的自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮机构来提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星轮，从而实现自动变速变矩。

变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。行星齿轮机构是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称为中心轮）、内齿圈、行星架和行星轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机构，传动比的改变是通过以不同的元件作为主动件/从动件和限制不同元件的运动而实现的。在传动比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换档。

换档执行机构主要是用来改变行星齿轮机构中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和传动比，主要由离合器、制动器和单向离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向离合器也是行星齿轮变速器的换档元件之一，其作用和离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架和齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的档位。

自动变速器的自动换档控制系统有液压控制和电⁃液压（电子）控制两种。液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。自动变速器的结构与工作原理如图3⁃4所示。

自动换档不能满足行驶上的多种需要，如停泊、后退等，所以还设有干预装置（即手动拨杆），标志P（停泊）、R（倒档）、N（空档）、D（前进档），如图3⁃5所示。另在前进档中还设有2和1的附加档位，用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个传动比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。(www.xing528.com)

手自一体变速器实际上就是一款电控液压自动变速器，它将手动档的驾驶乐趣和自动档的方便、舒适完美融合在一起，最大限度地减少了变速系统的功率损耗，让消费者鱼与熊掌不可兼得的苦恼得到真正的解决。

图3⁃4 自动变速器的结构与工作原理

图3⁃5 自动变速器的档位

这种手自变速系统首先由德国专业高性能跑车生产厂家保时捷在其911车型上推出，称为Tiptronic。自问世以来，手自一体变速器越来越多地装备到国产车中。其中，最具代表性的为标致307的Tiptronic、奥迪的Multitronic和福特蒙迪欧的Durashift5等。