[汽車之家 技術(shù)講堂]  眼下，裝備液力自動(dòng)變速器（以下簡(jiǎn)稱AT）的車型比例越來(lái)越大，相比手動(dòng)變速器（以下簡(jiǎn)稱MT）車型，其便利性是非常突出的。在本文以及后續(xù)文章中，編輯會(huì)帶你詳細(xì)解讀AT的種種知識(shí)，而作為開(kāi)頭的基礎(chǔ)篇，我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)AT的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理。

    通常我們稱之為AT的自動(dòng)變速器，其核心部件為：液力變矩器、行星齒輪組、離合器/制動(dòng)器及其控制機(jī)構(gòu)（電磁閥、油路），外圍設(shè)備即為變速器殼體、傳動(dòng)軸等。我們就從動(dòng)力流向?yàn)轫樞?，先?a class=ShuKeyWordLink target=_blank>液力變矩器開(kāi)始說(shuō)起。

● 液力變矩器

    曾有一種說(shuō)法，AT上的液力變矩器相當(dāng)于MT上的離合器，起到動(dòng)力的連接和中斷的作用。其實(shí)這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的。AT與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是直接連接的，不像MT有一個(gè)動(dòng)力的開(kāi)關(guān)：離合器。所以從點(diǎn)火的瞬間開(kāi)始，液力變矩器便開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)了，對(duì)于動(dòng)力的連接和中斷，仍由齒輪箱內(nèi)部的離合器來(lái)完成，液力變矩器唯一與MT離合器相似的地方，也就是液力變矩器“軟連接”的特性，與MT離合器的“半聯(lián)動(dòng)”工況相近。

    液力變矩器的工作原理就像兩個(gè)風(fēng)扇相對(duì)，一個(gè)風(fēng)扇工作，然后將另一個(gè)不工作的風(fēng)扇吹動(dòng)。這個(gè)比喻可以很形象的解釋液力變矩器中泵輪和渦輪之間的工作關(guān)系。不過(guò)詳細(xì)解釋其工作原理，則有些復(fù)雜。

    動(dòng)力輸出之后，帶動(dòng)與變矩器殼體相連的泵輪，泵輪攪動(dòng)變矩器中的自動(dòng)變速箱油（以下簡(jiǎn)稱ATF），帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，ATF在殼體中是一個(gè)循環(huán)的動(dòng)作，由于泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力，ATF會(huì)在泵輪的作用下，甩向外側(cè)，沖向前方的渦輪，再流向軸心位置，回到泵輪一側(cè)，如此周而復(fù)始的循環(huán)，將動(dòng)力傳向與齒輪箱連接的渦輪。

    不過(guò)只有該零部件和傳動(dòng)方式，只能稱為液力耦合器，若想成為液力變矩器，必然要改變渦輪葉片的形狀，這樣一來(lái)，ATF在經(jīng)過(guò)渦輪再循環(huán)回泵輪時(shí)，會(huì)與泵輪旋轉(zhuǎn)方向相反，因而造成沖擊，所以為了成為液力變矩器還需另一個(gè)部件：導(dǎo)輪。導(dǎo)輪是存在于泵輪和渦輪之間的一個(gè)部件，用于調(diào)節(jié)殼體中ATF液流方向，通過(guò)單向離合器與箱體固定。

    有了導(dǎo)輪，才有了“變矩”的靈魂所在，在泵輪與渦輪轉(zhuǎn)速差較大時(shí)，動(dòng)力輸出的扭矩也變大了，此時(shí)的變矩器想當(dāng)一個(gè)無(wú)級(jí)變速器，通過(guò)轉(zhuǎn)速差來(lái)提升扭矩，此時(shí)導(dǎo)輪處于固定狀態(tài)，用以調(diào)節(jié)ATF回流；而當(dāng)轉(zhuǎn)速差降低，渦輪泵輪耦合或鎖止時(shí)，扭矩接近對(duì)等，無(wú)需增矩，導(dǎo)輪隨泵輪和渦輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)，避免自身攪動(dòng)ATF，造成動(dòng)力的損耗。

    至此我們了解到了液力變矩器的最大特點(diǎn)——軟連接，而這種動(dòng)力的傳輸方式起到了兩大功能：1、從靜止到低速時(shí)的平穩(wěn)起步；2、在加速過(guò)程中，較大動(dòng)力輸出時(shí)，起到增大扭矩的作用。如果與MT上的離合器相比較，則需注意的是，第一條起到了并優(yōu)化了MT上離合器的功能，但第二條則是離合器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

    但液力變矩器這先天“軟連接”特點(diǎn)有一個(gè)弱點(diǎn)，動(dòng)力不是直接輸出的，在扭矩輸出對(duì)等是，泵輪的轉(zhuǎn)速要大于渦輪這樣的話在傳輸動(dòng)力時(shí)，ATF還在殼體中循環(huán)，浪費(fèi)了動(dòng)力，所以目前幾乎所有液力變矩器都有一個(gè)高效節(jié)能的部件：液力變矩器鎖止器。鎖止器的形式是一個(gè)多片離合器，其作用就是當(dāng)變矩器處于耦合狀態(tài)，無(wú)需增矩時(shí)，將泵輪和渦輪鎖止，這樣的話動(dòng)力傳遞即為“硬連接”，全部的無(wú)損（或者說(shuō)有微量的動(dòng)力流失）的將從曲軸傳遞到了下一站：變速箱。

    簡(jiǎn)單解釋一下上圖：i軸為轉(zhuǎn)速比，表示渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速之比，左端泵輪轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于渦輪，右邊相等。起步或大腳油門時(shí)，轉(zhuǎn)速比較小，泵輪比渦輪快很多，此時(shí)泵輪輸出的扭矩要比渦輪輸入扭矩大很多，比較有力，但傳動(dòng)效率較低；輕踩油門，轉(zhuǎn)速比增加，變矩比降低，傳動(dòng)效率也相應(yīng)提高，轉(zhuǎn)速比為60%時(shí)，效率最高；當(dāng)穩(wěn)定油門，速度較為穩(wěn)定是，轉(zhuǎn)速比進(jìn)一步上升，變矩比接近1，但此時(shí)傳動(dòng)效率下降；為避免動(dòng)力流失，變矩器用離合器鎖止，轉(zhuǎn)速比驟增至1，效率也達(dá)到最高。

● 液力變矩器并非AT的特征

    液力變矩器不是AT特有，一些CVT變速器也使用了液力變矩器作為優(yōu)化動(dòng)力的機(jī)構(gòu)；AT也不是絕對(duì)使用液力變矩器來(lái)實(shí)現(xiàn)軟連接的，例如某些奔馳AMG車型上用的Speedshift MCT自動(dòng)變速器，就用一副多片離合器代替了液力變矩器。所以液力變矩器并不是AT最大的特點(diǎn)，與多組離合器/制動(dòng)器協(xié)同工作的行星齒輪組，才是自動(dòng)變速器的最大特點(diǎn)。

● 行星齒輪以及AT齒輪箱中的行星齒輪組

    在MT上，每一個(gè)檔位都有一組兩個(gè)常嚙合齒輪副，更換檔位只需要將輸出軸與該檔位輸出齒輪的花鍵連接即可。而AT中，并不是這么多的齒輪在工作，而是用一種非常獨(dú)特的方式來(lái)完成變換：行星齒輪組。我們先來(lái)看下，一個(gè)最基礎(chǔ)的三元行星齒輪有著怎樣的特性：

『行星齒輪組模型』

    而行星齒輪的最大特性即為，在組合出不同的輸入輸出輪之后，齒比和輸入輸出的相對(duì)方向都會(huì)有變化，這種特性用作汽車變速器可是再適合不過(guò)了。而為了增加檔位，汽車上的行星齒輪升級(jí)成了齒輪組、齒輪排，再通過(guò)一系列執(zhí)行器便可以完成換擋了。

● AT執(zhí)行器：離合器、單向離合器、制動(dòng)器

    上面我們了解到，一組行星齒輪有著怎樣的變換形式，而負(fù)責(zé)變換，以及用來(lái)輸入輸出的元件，就是一系列的執(zhí)行器：離合器、單向離合器、制動(dòng)器。有了這些執(zhí)行器，就可以將行星齒輪進(jìn)行不同組合，從而配搭出不同的動(dòng)力流，也有了不同的傳動(dòng)比。而控制這些操作的，就是與其配套的油泵、滑閥、液壓活塞，以及復(fù)雜的液壓線路。

『圖為老別克君威4T65E自動(dòng)變速器，空擋時(shí)各個(gè)部件位置以及工作情況』

『在多個(gè)執(zhí)行器與行星齒輪的不同組合下，形成了不同的檔位』

    至此，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力便完成了重組，將時(shí)刻變化的扭矩和轉(zhuǎn)速，傳遞給車輪。相比MT，便捷性提升，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作情況則復(fù)雜得多。AT的結(jié)構(gòu)和原理介紹完了，在下一篇里，著重介紹一下AT上PRND檔位的使用方法。（文/汽車之家 任飛）