自动变速器

概念定义

自动变速器（Automatic Transmission）是能够在车辆行驶期间自动改变传动比的变速装置，负责协调挡位、车速、发动机转速与负荷之间的关系，使驾驶员无须像操作手动变速器般踩离合器踏板并逐次选择挡位。在马来西亚，自动变速器也常称为“自动牙箱”或“自动牙”。广义的自动变速器包括液力式自动变速器、无级变速器（CVT）、自动手动变速器（AMT）及双离合器变速器（DCT）；日常所称的AT则常特指液力式自动变速器。

工作原理

液力式自动变速器通常以液力变矩器连接发动机与齿轮变速机构。液力变矩器承担类似机械离合器的动力接合功能，并能传递及改变转矩。早期液力耦合器不能改变转矩，也不能使发动机与传动系统彻底分离，后来逐渐被液力变矩器取代。

车辆行驶时，传感器检测车速、发动机负荷等参数，并将信号送至电子控制系统。控制系统依据运行状态判断换挡时机，再由油泵建立液压，推动离合器和制动器，使齿轮机构组合出不同传动比。驾驶员选择D挡后，具体挡位转换由变速器自动完成；深踩加速踏板触发强制降挡时，系统可降至较低挡位以配合加速需求。

技术构成

典型液力式自动变速器由液力传动、机械齿轮、液压操纵和电子控制四部分组成。机械变速部分多数采用行星齿轮机构，也有少数使用固定轴线式齿轮机构。离合器与制动器通过锁止或释放行星齿轮机构中的不同部件，形成多个前进挡及倒挡。电子控制系统则整合传感器信号并执行换挡策略。

其他自动变速技术采用不同结构。CVT多通过钢带与滚轮传动，连续改变有效传动半径，从而在一定范围内实现接近无级的传动比变化。AMT保留类似手动变速器的机械结构，由电脑控制离合器及换挡执行器。DCT采用双离合器结构，属于自动变速器的一种。

挡位与控制模式

常见挡位包括P、R、N和D。P挡利用驻车机构锁止变速器，R挡用于倒车，N挡切断驱动力传递，D挡用于正常前进行驶。部分车辆另设1、2、L或S等低挡范围，用于限制最高挡位，在坡道或附着条件较差的路面配合行驶。车辆应完全停稳后才切入P挡或R挡；使用P挡停车时仍应配合驻车制动器。

经济、标准和运动模式会采用不同换挡规律。经济模式通常较早升挡，运动模式则延后升挡，使发动机维持在较高转速范围。部分系统也提供手动选择挡位或挡位锁定功能，但离合器接合及内部执行过程仍由变速器控制。

应用场景与特点

自动变速器广泛用于乘用车，也可应用于巴士、货车、铁路机车及大型设备。它免除频繁踩离合器和手动换挡的操作，并可降低拥堵路况下反复起步、慢速移动时的驾驶负担。液力传动也有助于车辆平顺起步，并减少负荷突然增加造成发动机熄火的情况。

其结构通常比手动变速器复杂，生产与维修涉及精密机械、液压和电子控制，部分类型也需要按要求维护变速器油液。早期自动变速器存在较明显的传动损失；随着控制与机械技术改进，燃油效率差距已逐步缩小。增加挡位可缩小相邻齿比之间的落差，减轻换挡时的转速和扭矩变化，并让高挡采用更适合巡航的传动比。

技术演进

通用汽车在1940年代量产Hydra-Matic全自动变速器，其结构采用液力耦合器和三排行星齿轮，提供四个前进挡及一个倒挡。第二次世界大战期间，别克为坦克开发液力变矩器；至1948年，液力变矩器与其他机构结合，形成后来常见的液力自动变速器基础。1968年，雷诺率先在自动变速器中使用电子元件。此后，电子控制、多挡位设计以及CVT、AMT和DCT等不同技术路线共同扩展了自动变速器的应用范围。