1.2 自动变速器的分类
1.2.1 自动变速器的分类
不同车型所装用的自动变速器在形式、结构上往往有很大的差异，其主要分类方法有以下几种。
1.按变速方式分类
汽车自动变速器按变速方式的不同，可分为有级变速器和无级变速器两种。有级变速器只有有限几个定值传动比（一般轿车自动变速器有3～8个前进档和一个倒档），无级变速器传动比可在一定范围内连续变化。
2.按汽车驱动方式分类
自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种。这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同。后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上，发动机的动力经变矩器、自动变速器、传动轴、后驱动桥的主减速器、差速器和半轴传给左右两个后轮。这种发动机前置、后轮驱动的布置形式，其发动机和自动变速器都是纵置的，因此轴向尺寸较大，在小型汽车上布置比较困难。
前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外，在自动变速器的壳体内还装有主减速器、差速器。前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。纵置发动机的前驱动自动变速器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同，只是在后端增加了一个差速器。横置发动机前驱动自动变速器由于汽车横向尺寸的限制，要求有较小的轴向尺寸，因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线。前驱自动变速器具有变速器和主减速器双重功能，因此称为变速驱动桥。
3.按自动变速器前进档位数不同分类
自动变速器按前进档的档位数不同，可分为3个前进档、4个前进档、5个前进档等多种。早期的自动变速器4个前进档最为常见。当前自动变速器档位有增加趋势，在轿车上已有7速、8速自动变速器。货车上的机械自动变速器（AMT）档位数量更多，16速自动变速器已经很常见。档位数量的增加，一方面使自动变速器的构造更加复杂，另一方面大大改善了汽车的动力性和燃油经济性。
4.按齿轮变速器的类型分类
自动变速器按齿轮变速器的类型不同，可分为普通齿轮式自动变速器和行星齿轮式自动变速器两种。普通齿轮式自动变速器体积较大，在轿车上使用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车所采用。
5.按变矩器的类型分类
轿车自动变速器基本上都是采用结构简单的三元件综合式液力变矩器。这种变矩器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种。早期的变矩器中没有锁止离合器，在任何工况下都是以液体传递发动机动力，因此传动效率较低。新型轿车自动变速器大都采用带锁止离合器的变矩器，当汽车达到一定车速时，控制系统使锁止离合器结合，液力变矩器输入部分和输出部分连成一体，发动机动力以机械传递的方式直接传入变速器，从而提高了传动效率和燃油经济性。
6.按控制方式分类
自动变速器按控制方式不同，可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。液力控制自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换档规律，通过控制换档执行机构动作，实现自动换档。这种自动变速器由于性能所限，现在已经退出市场。电子控制自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温等参数转变为电信号，并输入电脑，电脑根据这些电信号，按照设定的换档规律，向换档电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，换档电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电子控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换档执行机构的动作，从而实现自动换档、油压调节等功能。
1.2.2 国内汽车市场上的自动变速器类型
当今市场上的自动变速器主要有电控液力自动变速器（AT）、双离合器自动变速器（DSG）、无级自动变速器（CVT）、机械式自动变速器（AMT）等。其中电控液力自动变速器为市场主流，应用最为广泛。
1.电控液力自动变速器（AT）
这种类型的自动变速器由机械部分、电子控制系统和液压控制系统三部分组成，如图1-1所示。机械部分由变矩器和行星排两部分构成。在车辆起步和增档提速过程中，变矩器能够连续改变传动比，降速增加转矩。在发动机怠速运转时变矩器自动趋于分离，起到了离合器的作用。行星排为变速机构，一般为两排以上。通过换档执行元件将行星排中的两元件连接或对某些元件固定，便可满足档位实现条件，完成档位转换和动力输出。
图1-1 电控液力自动变速器结构图
变矩器锁止和行星排档位转换受ECU控制。ECU依据车速传感器、节气门位置传感器、变速器油温传感器等传感器信号，以及档位开关、制动开关、超速档开关和模式开关等开关信号，来确定当前工况下的档位和变矩器是否需要锁止，然后通过换档电磁阀和变矩器锁止电磁阀来执行换档和变矩器锁止（或解锁）任务。电磁阀接收到ECU的指令后，控制和改变液压油路的走向，最终实现档位转换和变矩器锁止（或解锁）。
值得一提的是，本田轿车电控液力自动变速器为独特的平行轴式结构。这种自动变速器机械部分由变矩器和普通齿轮变速机构所组成，各档齿轮档位属性明确，而电控系统和液压控制系统与普通电控液力自动变速器并无差异。
2.双离合器自动变速器（DSG）
DSG（Direct Shift Gearbox）中文意思为直接换档变速器，又称为双离合器自动变速器。DSG系统主要由一个双离合器装置和与手动变速器相似的普通齿轮变速机构组成，如图1-2所示。在由实心轴及其外套筒组合而成的双传动轴机构中，离合器1负责控制奇数档位齿轮和倒档齿轮，离合器2负责控制偶数档位齿轮。在挂入1档时，离合器1接合的同时1档齿轮与输出轴也相啮合，完成动力输出。此时，2档的齿轮与输出轴也相啮合，但与之相连的离合器2仍处于分离状态，等待换档命令。当换档时机到来，电子控制系统控制处于接合状态的离合器1分离，1档齿轮与输出轴也随之退出啮合。与此同时，离合器2接合，升入2档。升入2档后3档齿轮与输出轴也相啮合，等待升入3档命令，以此类推。在整个换档过程中，当一组齿轮在输出动力时，另一组齿轮已经待命，这使换档过程更加快捷、顺畅，提速更为迅速。
图1-2 双离合器自动变速器结构简图
3.无级自动变速器（CVT）
这种自动变速器采用了两组带轮进行变速传动，如图1-3所示。通过改变主动带轮与从动带轮的接触半径进行变速。低速时，主动带轮接触半径较小、从动带轮接触半径较大，实现较大传动比；高速时主动带轮接触半径变大、从动带轮接触半径变小，传动比值变小。由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而能够实现传动系与发动机工况的最佳匹配，大大提高了整车的燃油经济性，改善了驾驶人的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性。国内市场上较早采用这种自动变速器的车型有奥迪A4L（模拟8档）、广本飞度（模拟7档）及东风日产逍客和天籁（模拟6档）等。
4.机械自动变速器（AMT）
这种自动变速器是以手动变速器为母体，甚至保留换档拨叉，只是换档过程中的离合器分离和换档拨叉移动不再是靠人工操纵，而是由ECU控制自动完成的，如图1-4所示。AMT按执行机构的类型可分为电控液动AMT、电控气动AMT和电控电动AMT三类。
电控液动AMT具有工作平稳、操作简便等优点，缺点是结构相对复杂。奇瑞汽车配备的马瑞利AMT就属于这一类。
图1-3 无级自动变速器结构图
图1-4 AMT自动变速器结构图
电控电动AMT结构相对简单，重量轻，另外由于直接采用电动机作为执行元件，使得换档控制更简捷。缺点是要配备减速器，以增大驱动力，这使执行机构结构变得复杂。海马丘比特ASG自动变速器就属于此类型。
电控气动AMT主要用于带有气压系统的大型客车或重型货车。其优点是构造简单、安装调试方便，工作稳固可靠。缺点是响应性较差，换档平顺性不很理想。
1.2.3 自动变速器的特点
手动变速器具有效率高，工作可靠，结构比较简单等优点，故被广泛地应用在各种汽车上。但是它还存在许多不足之处，具体如下。
1）为适应汽车行驶条件的变化，必须经常换档。频繁换档增加了驾驶人的劳动强度。手动换档还要求驾驶人准确掌握换档时机，才能顺利完成增、减档操作。对一个新驾驶人而言，掌握手动档车换档技能，具有一定的难度。
2）由于换档时存在冲击现象，传动系要受到很大的附加载荷。手动变速器具有刚性传力的特点，当传动系瞬间过载时，零部件容易损坏，使用寿命缩短。
3）档位数量受限。手动变速器由若干组齿轮构成。齿轮的不同组合可得到不同的档位。档位数量越多，越能够充分发挥发动机的动力性，提高车辆的通过性。事实上，手动变速器的档位不可能增加很多，否则将会导致结构复杂笨重。另一方面，档位增多，换档次数随之增多，使变速器的操控变得复杂。
自动变速器由ECU控制自动换档，与手动变速器相比具有以下优点。
（1）自动变速器使换档冲击减小且具有过载保护功能 采取液力自动变速器的汽车与采用手动变速器的汽车相比，由于发动机与传动系之间由液体工作介质“软”性连接，液力传动能够吸收、衰减扭转振动和冲击，使传动系受力条件得到改善。例如，当负荷突然增大时，可防止发动机过载和突然熄火。汽车在起步、换档或制动时，能减少发动机和传动系所承受的冲击载荷，因而提高了相关零部件的使用寿命。
（2）提高了汽车通过性 采用液力自动变速器的汽车，在起步时，驱动轮上的驱动转矩是逐渐增加的，防止产生很大的振动，减少车轮的打滑倾向，使起步变得容易，且更加平稳，汽车的稳定车速可以降得很低。例如，当行驶阻力很大时（如爬陡坡），使汽车仍能以极低速度行驶，发动机也不至于熄火。在不良路面行驶时，因换档时没有功率间断，不会出现汽车停车的现象。因此，液力手动变速器对于提高汽车的通过性有很大帮助。
（3）具有良好的自适应性 装有液力变矩器的自动档汽车，能自动适应汽车驱动轮阻力的变化。当行驶阻力增大时，车速会降低，此时变矩器会使驱动轮转矩增加；当行驶阻力减小时，变矩器变矩，减小驱动力矩，增加车速。变矩器能在一定范围内实现无级变速，大大减少行驶过程中的换档次数，有利于提高汽车的动力性和平均车速。
（4）操纵轻便 装配自动变速器的汽车，采用液压操纵、电动操纵或气动换档，无需驾驶人手动操纵换档拨叉，这使换档操纵变得更简单。在自动变速器汽车上，操纵变速杆时，只改变手动阀位置，这比拨动普通手动变速器拨叉要轻松得多。自动变速器一般都采用行星齿轮组，采用常啮合设计，这就降低了换档时的齿轮冲击。自动变速器取消了主离合器及离合器踏板（在双离合器自动变速器上，离合器的操纵也不再由驾驶人来完成），大大减轻了驾驶人的劳动强度。
综上所述，液力自动变速器不仅能与汽车运行条件相适应，还使变速器的操控变得更加简单，装备液力自动变速器的汽车受到了用户的普遍欢迎，应用越来越广泛。
当然普通电控液力自动变速器与手动变速器相比，也存在一些缺点，如结构复杂，制造、维修成本较高，传动效率较低等。通常情况下液力变矩器的传动效率只有82%～86%（变矩器锁止时要高于此值），而手动变速器的传动效率可达95%～97%。由于传动效率低，使汽车的燃油经济性有所降低；由于自动变速器的结构复杂，相应的维修技术也较复杂，要求维修人员具有较高的专业理论知识和维修技能。