液压自动变速器是最流行和最广泛使用的变速器。液压自动变速器称为AT(所有自动变速器的总称)。液压机械自动变速器通常使用液压耦合器或液力变矩器与一组行星齿轮相结合来传递动力。

液力变矩器工作原理

变矩器(TC)位于液压自动变速器的前端，安装在发动机飞轮上，其作用类似于汽车中的离合器，并根据汽车阻力的变化，在一定范围内自动、无级地改变传动比和转矩比，具有一定的减速和转矩增加功能。目前广泛使用的是由泵轮、涡轮和导轮组成的三元件闭式综合变矩器，如下图所示。

如图所示，泵轮与变矩器壳体集成，为主动部件；涡轮通过花键与输出轴连接，为从动部件；导轮置于泵轮与透平之间，通过单向离合器与导轮轴套固定在传动壳上。

发动机启动后，曲轴通过飞轮带动泵轮旋转，旋转产生的离心力使泵轮叶片之间的工作液体沿叶片由内边缘向外边缘抛射出去；这部分工作流体既具有随泵轮旋转的周向分量速度，又具有冲向涡轮的轴向分量速度。这些液体撞击涡轮叶片，推动涡轮向与泵轮相同的方向运动。

工液流出涡轮的速度可以看作是工液流出涡轮叶片表面的切向速度和随涡轮旋转的周向速度的综合。当涡轮转速较低时，从涡轮流出的工质向后流动，工质冲击导轮叶片的前部。由于导轮受单向离合器的限制，不能向后转动，导轮叶片将引导向后流动的工作液体向前推动泵轮叶片，促进泵轮的转动，从而增大作用在水轮机上的转矩。

随着涡轮转速的增加，周向速度变大。当切向速度和周向速度的组合速度开始指向导轮叶片的后部时，液力变矩器达到临界点。当涡轮转速进一步提高时，工作液将冲击导叶的背面。由于单向离合器允许导轮随着泵轮向前旋转，所以在工作流体的驱动下，导轮沿着泵轮的方向自由旋转，工作流体平稳地流回泵轮。当从涡轮流出的工作液体与导轮叶片出口方向一致时，液力变矩器不产生扭转效应(液力变矩器的工况称为水动力耦合工况)。

液力变矩器依靠工作液传递转矩，传动效率低于机械传动。液力变矩器内设置锁紧离合器，可以高速将泵轮与涡轮锁紧在一起，实现动力的直接传递，提高液力变矩器的传动效率。

行星齿轮变速器工作原理

液力变矩器虽然可以传递和增加发动机转矩，但转矩比不大，变速范围也不宽，远远不能满足车辆工况的需要。为了进一步增大转矩，扩大变速范围，提高车辆的适应性，在变矩器后面的辅助传动，多采用行星齿轮机构。

行星齿轮传动是由行星齿轮机构和离合器、制动器和单向离合器等执行部件组成。行星齿轮机构通常由多个行星排组成。行星行数与文件数有关。

行星齿轮传动的换挡驱动元件包括换挡离合器、换挡制动器和单向释放器。

换挡离合器为湿式多片离合器，当液压活塞将驱动盘与从动盘压紧时，离合器啮合；当工作液从活塞缸排出时，复位弹簧使活塞缩回并脱离离合器。

换挡制动器通常有两种形式：一种是湿式多片制动器，其结构与湿式多片离合器基本相同，不同的是制动器用于连接旋转部件和传动壳，使旋转部件不能旋转。换档制动的另一种形式是外带制动。

行星齿轮传动的单向离合器与变矩器的单向离合器具有相同的结构。

液力机械自动变速箱的自动控制

液压机械自动变速器的自动控制系统通常由供油、手动选挡、参数调整、换挡时间控制、换挡质量控制等部分组成。

供油部分根据节流阀的开度和选择杆的位置，将油泵的输出油压调节到规定值，形成稳定的工作液压。

在液压控制自动变速器中，参数调节部分主要包括节流阀调压阀(简称节流阀)和调速调压阀(又称调速器)。节气门压力控制阀使输出液压压力大小能反映节气门开度；调速调压阀使输出的液压压力能反映转速的大小。

换挡时间控制部分用于传输通向换挡执行器(离合器和制动器)的油路，从而实现换挡控制。

锁紧信号阀由电磁阀控制，使变矩器中的锁紧离合器及时啮合和分离。

换挡质量控制部分是为了使换挡过程更平滑、更柔和。