汽车变速器的历史发展与方向
AT具有以下形式:
(1)液力机械传动(AT-HMT)广泛应用于轿车、客车、重型车、商用车、工程车，是目前AT的主流。
(2)机械式AT-AMT(机械式自动变速器)是在通常的机械式变速器的基础上，由微电脑控制的电液伺服控制自动换挡机构组成。目前应用于部分低端轿车和部分卡车、商用车。
(3) At-CVT(无级变速器)有以下几种形式:●机械式:有多种形式。目前主要是推金属V带传动，已经在车上批量试用。● HST静液压传动:已用于工程车辆和农业机械。虽然本田最近开发了一个泵一个电机的液压机械双流驱动AT，用在迷你多功能车上，但是存在一些限速、效率、噪音、重量、尺寸等问题，在汽车上基本不用。●电动型:用于电动汽车。
自动变速器的结构和性能特点分析
AMT是在普通手动换档机械变速器的基础上，用电子控制操纵机构代替手动换档。有人称这种自动换挡机构为换挡机械手。
AMT是在普通机械变速器上改装的，只改变手动换挡控制部分，制造继承性好，投资成本低，技术难度小，可以先部分自动化。例如:离合器自动控制、局部档位之间的自动控制等。，进而实现全自动化。这对于资金匮乏、制造能力低下、技术力量薄弱的中国汽车工业来说，是有吸引力的。国内多家单位进行了研发，取得了可喜的成果。
AMT保留了原有的机械变速器，所以其传动性能与机械变速器基本相同。除了齿轮传动外，它的主要特点是以下两种机构:起动装置，带扭矩阻尼器的主离合器；换挡装置、带同步器的换挡接合套。
这种纯机械传动具有传动效率高、结构简单的优点，但在换挡过程中不可避免地存在动力中断。只有在一个组合元件脱离后，才能组合另一个组合元件，无法实现换挡时组合元件切换时的重叠控制。所以起步和换挡难免不够平顺，影响较大。同时，机械传动很难阻挡发动机扭矩不均匀带来的震动。AMT车辆振动噪声大，乘坐舒适性差，不适合豪华车。
事实上，要做出一个高水平的微机控制自动换挡机构，技术难度很大。除了高水平的电液比例控制技术，还需要满足驾驶者的驾驶欲望，适应各种驾驶条件进行换挡。另外，换挡过程是一个复杂的综合操纵过程，不仅涉及主离合器和变速器，还涉及发动机油门和刹车操纵。目前AMT还很难达到这个水平，而且这种换挡机械手系统的制造成本并不低，AMT与HMT相比没有价格优势。另外，AMT自动换挡机构需要动力，所以多多少少要降低传动效率。
基于以上分析，我们认为AMT适用于商用车和卡车。这些车辆有很多档位，很难采用HMT，所以需要自动控制来减轻驾驶员的劳动。而且换挡时断电影响不大，对乘坐舒适性要求不高。AMT也可以用在低端车上，不一定是全自动的，但也可以用于局部自动控制和换挡，可以解决手动换挡机械式变速器起步换挡复杂、劳动强度大的问题，作为简化驾驶控制的具体技术措施。
3.HMT的结构和性能特点分析。
HMT由液力变矩器和液压操纵换档变速箱组成。
HMT和AMT的主要区别在于:
1起动装置用液力变矩器代替主离合器变矩器来传递与泵轮转速成平方关系的扭矩。发动机低速旋转时，传递扭矩小，解决了内燃机无法带负荷启动的问题，具有无需操控自动启动的功能，只需增加一个燃油阀即可。通过长期使用，证明液力变矩器是一种有效的汽车零部件，具有以下优点:
●自动变扭矩，启动时自动增加扭矩，提高启动性能，行驶时能自动适应外部阻力的变化。随着油门踏板的变化，扭矩和牵引力易于控制和调节，尤其是在低速起步或爬坡时，驾驶轻松方便。●加速起步和平稳换挡降低了传动系统的动载荷，延长了传动系统的使用寿命。●阻断发动机扭矩不均匀带来的振动，降低噪音，提高乘坐舒适性，给人以平稳高级的驾驶感受。●防止发动机因超载突然熄火，提高车辆通过性。
变矩器的主要缺点是传动效率低，油耗增加。在液力变矩器应用之初，有一个误区，认为液力变矩器可以自动变扭矩，所以原来HMT液力变矩器的失速比很大，变扭矩主要靠液力变矩器来实现，变速器是辅助的，所以档位很少，一开始只有两个。后来逐渐明白，增加变矩器的扭矩变化率，必然导致变矩器油耗增加，不可行。HMT适应外部阻力的变化，转速和扭矩的变化主要依靠变速器。因此，HMT的变速器档位不断增加，从二档增加到三档和四档。目前高档车采用五档，可能会发展到六档。变矩器的失速扭矩比降低到2以下，以提高其最大效率。
同时，变矩器的作用得到了进一步的阐明。只在起步加速和换挡过程中起到有效作用，在稳定行驶中没有作用，反而增加油耗。因此，采用锁止离合器将变矩器锁止为机械传动，以提高效率。最初采用的是锁止离合器，其锁止区域仅限于高挡、高转速、低油门的狭窄区域。因为变矩器锁止在低档区后，发动机扭矩不均匀产生的振动不经液力传动和减振直接传递到机械传动系统，会产生振动和噪声，影响乘坐舒适性。为了解决燃油经济性和行驶平顺性之间的矛盾，将锁止区域扩展到低档位、低车速、大节气门开度等领域。最近轿车多采用锁止离合器微滑控制，使得油耗略有增加，但行驶稳定性大大提高。
从以上分析可以看出，液力变矩器在汽车上的使用已经日趋成熟。尽量解决其传动效率低的缺点，充分发挥其传动平稳、自动增矩的优势。在液力变矩器的设计中，采用先进的三维叶栅理论，优化各叶轮的圆形、叶片和形状，合理确定液力变矩器的扭矩系数，优化液力变矩器与发动机的匹配，提高其共同工作的经济性和动力性。
从制造的角度来看，液力变矩器的制造并不复杂，成本也不高。从使用角度来看，变矩器工作良好，使用寿命长。
换挡机构采用液压操纵的摩擦耦合元件。与带同步器套的换挡相比，换挡过程中没有明显的动力中断，通过控制分离的组合元件中的油压释放和结合的组合元件中的油压上升，可以精确控制换挡重叠，实现快速、平顺、无冲击的换挡。
3.2从整体控制系统来看:
●AMT:机械变速器的换挡是同步器+杆*+电液操纵机构。控制过程是从电信号到液压信号，再通过机械机构(杠杆和同步器)来换挡。
●HMT:动力换挡变速器的换挡过程是从电信号到液压信号，直接控制换挡组合元件的结合和分离。
3.3从AMT和HMT换挡控制模式来看:
(1)HMT的换挡控制方式比较简单直接，将电信号转化为液压信号直接控制组合元件的换挡。但是AMT转换成液压信号后，通过机械机构来控制换挡显然比较麻烦。
(2)AMT是开关式操作(分离和组合)；HMT是一种比例操作，它可以控制一个组合元素的逐渐分离和另一个组合元素的逐渐组合。这样就可以控制换档过程中的重叠和平滑过渡。
如果AMT和HMT都采用定轴传动(本田HMT采用定轴传动)，HMT在结构复杂程度和制造难度上并不比AMT差。
应该说HMT采用油压控制结合部件换挡比AMT采用液压机构同步器换挡性能更好，结构也不复杂。
目前很多HMT都有手动模式，其中HMT相当于动力换挡变速箱，也就是所谓的手动和自动变速箱。具有普通机械变速器高效率、手动选挡的特点，但换挡操作大大简化。
从上面的分析来看，HMT在性能上优于AMT，这也解释了为什么HMT是AT的主流。
我们认为HMT可以选择多种工作模式，操控驾驶简单方便，起步换挡无冲击，行驶平稳，振动噪音低，给人舒适高档的感觉，特别适合高档车。随着HMT的不断改进和完善，其动力性能和经济性能对于普通驾驶者来说并不比AMT差。
4、CVT结构和性能特点分析:
CVT的形式有很多种，这里只分析有代表性的推块式V形金属带。
4.1 CVT的结构:
(1)起动装置有以下三种形式:●电磁离合器:重量大，热负荷能力低，一般只在微型车上使用；●电控湿式摩擦离合器:结构尺寸小，响应快，能量损失小，在部分轿车上使用；●液力变矩器:起步扭矩大，坡道起步性能好，驾驶轻松方便，微动性能好(进出车库)，能阻隔发动机扭矩不均匀带来的振动和冲击。所以CVT目前也倾向于采用变矩器。
(2)推块式金属V带无级变速装置。
(3)换向机构有行星式和定轴式两种。
4.2 CVT和HMT的比较
(1)从性能上看，CVT是无级变速器，可以充分利用发动机特性，提高动力性和经济性，同时变速平稳，驾驶性能和驾驶感受良好。HMT是有级变速器，为了提高性能，必须增加齿轮的数量。目前已经增加到5挡，接近CVT性能，但还是略有差距。
(2)从结构制造的角度来看，CVT仍然使用液力变矩器，还需要正反向转向机构和液控摩擦组合元件。从结构制造的复杂程度来说，两者没有太大区别。目前CVT的制造成本略高。
(3)CVT作为一种新产品，从诞生、发展到成熟，需要足够的时间来检验和验证；对于用户来说，应该有一个理解、信任、接受的过程。目前CVT产品还不成熟，需要改进。
●金属带的结构、形状和参数仍在不断改进和完善，传递扭矩的能力进一步提高。●在变速过程中，皮带的轴向偏差会造成主从驱动轮的皮带平面中心线不在一个平面上的现象。这种现象会使皮带在运转过程中发生扭曲，对皮带轮的进出口造成冲击，增加噪音，使传动不稳定，使皮带寿命急剧下降。为了解决这个问题，目前采用与金属带接触的滑轮的圆锥形状进行校正设计。但最好将主、从滑轮两侧的对称轴向对称方向移动，使两滑轮的平面中心线不偏离。●使用中也出现过不尽如人意的地方，比如起步和低速行驶时特有的卡滞感和CVT不顺畅。紧急停车后再次起动时，有时无法低速起动。●从控制系统来说，包括变速控制、夹紧力控制和起动控制等。，有一些不完善的地方。目前CVT还没有取代HMT大规模使用，主要是因为与HMT相比，CVT在性能上没有明显优势，还有一些不成熟的地方。HMT已经制造和使用了60多年，性能相当完善，产品也相当成熟。所以，虽然很多厂家都在研究、测试、试用CVT，并量产，但对CVT还是持谨慎态度。从目前来看，HMT的主流地位并没有被动摇。