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换挡是—种享受？是的，在今天这是—种不错的驾驶乐趣。但是在从前，它往往需要碰运气，这就是为什么有些人一直期望自动变速器的出现。研发自动变速器的道路是漫长而曲折的，偶尔还有些突发奇想
在汽车问世后的前80年，每次驾车时当人们受够了手动挡，总会忍不住抱怨。汽车本身越来越舒适，动力性也越来越强，但是在发动机舱里的某个地方总是住着一个“难以驯化的野兽”，驾驶者一点点小的错误操作就招来它剌耳的惩罚，那“嘎吱、啪嗒”的声音简直是对神经的痛苦折磨。往往它还拒绝挂进下一挡，然后车就只能在空挡下缓缓溜一会停住。驾驶者只好沮丧地在那骂骂咧咧几句。从一开始汽车界的发明家们就在努力，将普通驾驶者从与变速器的战斗中解救出来。很多想法只解决了任务的一部分，而其他被证明是不实用的。我们认为，从手动变速器这个顽固的野兽手中解放驾驶者则需要六步。
别克Super液力变矩器搭配行星齿轮机构
液力变矩器第一次被应用到车辆上是在美国，因此本文就从这辆美国别克汽车开始。通用有着一顶名副其实的桂冠：1948年以“Dynaflow”的名字，推出了世界上第一款大批量生产且性能可靠的自动变速器。它给美国消费者留下了这样的印象：轻松推动挡杆，然后踩下油门。啊！多简单！2吨重的汽车就这么平缓地运动起来，加速过程中表现得那么安静、有力，几乎察觉不到换挡带来的影响。这是因为Dynaflow仅仅使用一个D挡就把大部分的换挡工作给完成了。它跟它的前辈“Hydramatic”有所不同：Hydramatic使用了液力耦合器而非液力变矩器，1939年开始被装于奥兹莫比尔汽车上，不乏有一些人将它视为第一个真正的自动变速器。
但是别克Dynaflow明显结构更简单，也因此性能更加可靠。关键就在于：液力变矩器。1903年，工程师赫尔曼费丁格尔发明了液力耦合器。在此基础上通过一个小小的改动，它就能升级成一个准变速器了。是什么样的改动呢？人们在泵轮和涡轮中间增加了一个可以自由转动的导轮。流动的油液能平衡可能发生的各种负载变化。但由于液体摩擦造成了一定的动力损耗，所以只在大扭矩发动机时才能起到比较好的效果。
一台自动变速器需要做到什么？
一个经验丰富的驾驶者能做到的，一台自动变速器也必须做到，甚至是在没有人为操控的时候。具体来说就是一一停车与起动：当汽车静止时，驱动轮必须与发动机动力隔断。在起动时，需要慢慢地施加上负载，这样发动机才能克服惯性以及其他阻力，使汽车开始行驶起来。加速：升至高挡的时机必须与给定条件相符合。当需要很大加速度时，需要比缓慢滑行时更长时间保持低挡。降挡规则也是如此：变速器需要自动进入低一级挡位，以获得较大的加速度。下坡：自动变速器需要启用发动机制动，从而在相同的速度下比普通行驶保持更抵的挡位。根据汽车的特性：这是一辆豪华轿车？还是小型汽车？或者是跑车？发动机动力强劲还是很普通？整车质量大还是小？一台自动变速器需要匹配各种车况。每种类型需要完全不同的传动比组合以及换挡要求。这所有的要求需要调节和控制机制。大多数情况下，确定这些机制比制造一台变速器需要花费更久的时间。这些都是很高的要求。
Grade F2摩擦盘式无极变速器
在它所处的那个时代，它是世界上最蕴含智慧的汽车之一。Grade F2的发明者同时也是制造者一一汉斯·葛雷德先生原先从事飞机生产，他从中积累的丰富经验后来也运用到了制造这辆车上。承载式车身，先进的空气动力学特性，不错的发动机以及独创的摩擦盘式无极变速器，都使Grade F2具有明显的运动性。
正如左图中所示，在座位后方旋转着的飞轮直接与发动机输出轴相连。一个摩擦盘与它的盘面垂直接触，并可以沿着自身的轴向左右移动。在发动机转速不变的情况下，即可获得最高80公里/小时的任意轮速。理论上，这是一个有着连续变化的传动比的变速器——也就是今天所谓的无级变速器。
驾驶座左边内侧壁上的角度式调节杆，被设置成四挡可调。预压紧的弹簧将摩擦盘压在飞轮上。如果想停车，驾驶者必须先要操作调节杆，使摩擦盘脱离飞轮盘面，切断动力。
Grade F2行驶起来轻便、灵巧，就像一架飞机，只不过没有翅膀。通常情况下，它的发动机就像飞机引擎一样，以最优转矩固定输出，而驾驶者借助这个运动感十足的半自动变速器，只需要简单地选择挡位即可。令人惊叹的是，它可比保时捷公司著名的Sportomatic变速器还要早上50年。
Grade汽车是上世纪20年代那些奇特的发明之一，前无古人后无来者。它沿着自己独特的设计路线，稍稍走在了那个时代的前面。在1921年至1928年之间，Grade汽车厂在勃兰登堡州的Bork生产了2000辆汽车。但是它们却叫好不叫座。最上方图中的踏板组里面，左侧的是离合踏板，中间是制动踏板，右侧是油门。左边内侧壁上是手刹和传动比调节杆。
RiIey Kestrel预选变速器
看前方这两个带点弧度的踏板。当需要换更高的挡位时，只要短暂地踩一下左侧踏板，就能毫无冲击与响声地达到所期望的挡位，与此同时双手可以保持紧握方向盘。
预选变速器的基本设想萌生于十九世纪末二十世纪初的别克、Grade等汽车公司，并于上世纪二十年代初步形成。这种变速器的优点在于，所有齿轮都可以无负载运行。每个前进挡都有一个专门的行星齿轮机构，Riley汽车上一共有四个，构成四挡变速器。当需要选用某一挡位时，控制其制动带使对应的外侧齿轮，即齿圈，停止运转。从而使该行星齿轮机构由空转状态进入运行状态。另外还配有一个液力耦合器用于起动。
这种系统比传统变速器造价更高，同时也带来了更大的摩擦损耗，因此它主要用于大功率发动机的汽车上，尤其是当时的英国车和法国车上。对于运动型轿车，比如这辆Riley，这款预选变速器匹配得尤其出色。
梅赛德斯--奔驰220S自动离合器 上世纪50年代，奔驰也在寻找一个使得换挡更为轻松的方法。相比损耗巨大的别克系统，奔驰更为奢侈浪费，为此他们设计了Hydrak变速器，作为实现自动变速器之前的临时解决方案。它以一个普通的四挡手动变速器为基础，亮点则是一个带有两个离合器、两个传感器以及一个控制器的新型系统。其中液力耦合器提供了柔和的起动，开始正常运行后转为刚性连接，另一个单片干式离合器则用于换挡。位于后轴的传感器检测是否有动力输出，另一个位于变速杆处的传感器则检测驾驶者的换挡需求。这样控制器就能明确在什么时候哪一个离合器应当接合或者分离，并由一个气动低压分压器控制，而驾驶者只需如往常一般换挡即可。相似的系统还用于大众甲壳虫、博格瓦德Isabella和汽车联盟欧宝RekordPl Olymat等。
GlaS 1700有电动液压控制单元的变速器
Glas公司虽然只是个小公司，但是却充满英雄色彩。公司曾长时间处于资金短缺的状况，但是通过一个如烟火般绚丽的构思一一推出Glas 1700，弥补了财政的不足。Glas家族一直认为：有了这台自动变速器才成就了1700的超群拔类。Glas公司向博世委托制造一款变速箱，它能接收节气门开度和里程表软轴的信号。由此它可以计算出合适的挡位，然后通过液压操纵系统换挡。这辆车起步时需要借助一个离心式离合器，换挡时与它串联的另一个离合器则开始工作。
甚至还有第二种变速器工作模式，适用于爬坡时（或者为了满足追求动力性的驾驶者）。如果想要自己选择挡位，可以直接关闭自动换挡装置，切换为手动挡。离合器默认保持断开，因此左侧没有设置离合踏板。驾驶者需要去习惯Glas的自动变速器，因为它离手刹非常近。并且必须要注意，在漫长的车程中别因为自动变速器分担了手动换挡的工作而昏昏欲睡，分散注意力。现在小型车上主要装备的就是自动变速器，可惜剥夺了手动换挡的乐趣。
达夫31 Daffdil无级变速器（CVT）
在变速器的发展历史上，开端的第一个里程碑是不换挡，结尾时的第二个里程碑则是小功率发动机换挡的完全自动化，同时与摩擦盘相比应更经久耐用。达夫公司也致力于为小型汽车制造这种简便驾驶的变速器：推变速杆，踩油门。水平对置式发动机运行于最优转速，而让人惊讶的则是这个26马力的发动机会产生如此大的推动力。
无论在1955年时达夫的总裁Hub van Doorne是否是自行构思了可移动的椎体组，或是他得知了那款从1953年起由DKW在其子公司Hobby生产的摩托车上装配的Uher变速器（一种皮带式无极变速器），这已经无从得知。这种不断改变主动盘与从动盘相对直径的想法是很简单的，只是日常生活中人们不常应用。Van Doorne将这种变速器与一个低压系统连接在一起，这样它就能根据负载实时调节。
这款Variomatic无级变速器一直沿用至1991年，它最后的光阴给了沃尔沃。在这之后无级变速器迎来了重大突破：用于摩托车以及更为复杂的用于混合动力汽车的CVT，其中尤为突出的是奥迪公司研发的多片式链条传动的Multitronic。
在汽车问世后的前80年，每次驾车时当人们受够了手动挡，总会忍不住抱怨。汽车本身越来越舒适，动力性也越来越强，但是在发动机舱里的某个地方总是住着一个“难以驯化的野兽”，驾驶者一点点小的错误操作就招来它剌耳的惩罚，那“嘎吱、啪嗒”的声音简直是对神经的痛苦折磨。往往它还拒绝挂进下一挡，然后车就只能在空挡下缓缓溜一会停住。驾驶者只好沮丧地在那骂骂咧咧几句。从一开始汽车界的发明家们就在努力，将普通驾驶者从与变速器的战斗中解救出来。很多想法只解决了任务的一部分，而其他被证明是不实用的。我们认为，从手动变速器这个顽固的野兽手中解放驾驶者则需要六步。
别克Super液力变矩器搭配行星齿轮机构
液力变矩器第一次被应用到车辆上是在美国，因此本文就从这辆美国别克汽车开始。通用有着一顶名副其实的桂冠：1948年以“Dynaflow”的名字，推出了世界上第一款大批量生产且性能可靠的自动变速器。它给美国消费者留下了这样的印象：轻松推动挡杆，然后踩下油门。啊！多简单！2吨重的汽车就这么平缓地运动起来，加速过程中表现得那么安静、有力，几乎察觉不到换挡带来的影响。这是因为Dynaflow仅仅使用一个D挡就把大部分的换挡工作给完成了。它跟它的前辈“Hydramatic”有所不同：Hydramatic使用了液力耦合器而非液力变矩器，1939年开始被装于奥兹莫比尔汽车上，不乏有一些人将它视为第一个真正的自动变速器。
但是别克Dynaflow明显结构更简单，也因此性能更加可靠。关键就在于：液力变矩器。1903年，工程师赫尔曼费丁格尔发明了液力耦合器。在此基础上通过一个小小的改动，它就能升级成一个准变速器了。是什么样的改动呢？人们在泵轮和涡轮中间增加了一个可以自由转动的导轮。流动的油液能平衡可能发生的各种负载变化。但由于液体摩擦造成了一定的动力损耗，所以只在大扭矩发动机时才能起到比较好的效果。
一台自动变速器需要做到什么？
一个经验丰富的驾驶者能做到的，一台自动变速器也必须做到，甚至是在没有人为操控的时候。具体来说就是一一停车与起动：当汽车静止时，驱动轮必须与发动机动力隔断。在起动时，需要慢慢地施加上负载，这样发动机才能克服惯性以及其他阻力，使汽车开始行驶起来。加速：升至高挡的时机必须与给定条件相符合。当需要很大加速度时，需要比缓慢滑行时更长时间保持低挡。降挡规则也是如此：变速器需要自动进入低一级挡位，以获得较大的加速度。下坡：自动变速器需要启用发动机制动，从而在相同的速度下比普通行驶保持更抵的挡位。根据汽车的特性：这是一辆豪华轿车？还是小型汽车？或者是跑车？发动机动力强劲还是很普通？整车质量大还是小？一台自动变速器需要匹配各种车况。每种类型需要完全不同的传动比组合以及换挡要求。这所有的要求需要调节和控制机制。大多数情况下，确定这些机制比制造一台变速器需要花费更久的时间。这些都是很高的要求。
Grade F2摩擦盘式无极变速器
在它所处的那个时代，它是世界上最蕴含智慧的汽车之一。Grade F2的发明者同时也是制造者一一汉斯·葛雷德先生原先从事飞机生产，他从中积累的丰富经验后来也运用到了制造这辆车上。承载式车身，先进的空气动力学特性，不错的发动机以及独创的摩擦盘式无极变速器，都使Grade F2具有明显的运动性。
正如左图中所示，在座位后方旋转着的飞轮直接与发动机输出轴相连。一个摩擦盘与它的盘面垂直接触，并可以沿着自身的轴向左右移动。在发动机转速不变的情况下，即可获得最高80公里/小时的任意轮速。理论上，这是一个有着连续变化的传动比的变速器——也就是今天所谓的无级变速器。
驾驶座左边内侧壁上的角度式调节杆，被设置成四挡可调。预压紧的弹簧将摩擦盘压在飞轮上。如果想停车，驾驶者必须先要操作调节杆，使摩擦盘脱离飞轮盘面，切断动力。
Grade F2行驶起来轻便、灵巧，就像一架飞机，只不过没有翅膀。通常情况下，它的发动机就像飞机引擎一样，以最优转矩固定输出，而驾驶者借助这个运动感十足的半自动变速器，只需要简单地选择挡位即可。令人惊叹的是，它可比保时捷公司著名的Sportomatic变速器还要早上50年。
Grade汽车是上世纪20年代那些奇特的发明之一，前无古人后无来者。它沿着自己独特的设计路线，稍稍走在了那个时代的前面。在1921年至1928年之间，Grade汽车厂在勃兰登堡州的Bork生产了2000辆汽车。但是它们却叫好不叫座。最上方图中的踏板组里面，左侧的是离合踏板，中间是制动踏板，右侧是油门。左边内侧壁上是手刹和传动比调节杆。
RiIey Kestrel预选变速器
看前方这两个带点弧度的踏板。当需要换更高的挡位时，只要短暂地踩一下左侧踏板，就能毫无冲击与响声地达到所期望的挡位，与此同时双手可以保持紧握方向盘。
预选变速器的基本设想萌生于十九世纪末二十世纪初的别克、Grade等汽车公司，并于上世纪二十年代初步形成。这种变速器的优点在于，所有齿轮都可以无负载运行。每个前进挡都有一个专门的行星齿轮机构，Riley汽车上一共有四个，构成四挡变速器。当需要选用某一挡位时，控制其制动带使对应的外侧齿轮，即齿圈，停止运转。从而使该行星齿轮机构由空转状态进入运行状态。另外还配有一个液力耦合器用于起动。
这种系统比传统变速器造价更高，同时也带来了更大的摩擦损耗，因此它主要用于大功率发动机的汽车上，尤其是当时的英国车和法国车上。对于运动型轿车，比如这辆Riley，这款预选变速器匹配得尤其出色。
梅赛德斯--奔驰220S自动离合器 上世纪50年代，奔驰也在寻找一个使得换挡更为轻松的方法。相比损耗巨大的别克系统，奔驰更为奢侈浪费，为此他们设计了Hydrak变速器，作为实现自动变速器之前的临时解决方案。它以一个普通的四挡手动变速器为基础，亮点则是一个带有两个离合器、两个传感器以及一个控制器的新型系统。其中液力耦合器提供了柔和的起动，开始正常运行后转为刚性连接，另一个单片干式离合器则用于换挡。位于后轴的传感器检测是否有动力输出，另一个位于变速杆处的传感器则检测驾驶者的换挡需求。这样控制器就能明确在什么时候哪一个离合器应当接合或者分离，并由一个气动低压分压器控制，而驾驶者只需如往常一般换挡即可。相似的系统还用于大众甲壳虫、博格瓦德Isabella和汽车联盟欧宝RekordPl Olymat等。
GlaS 1700有电动液压控制单元的变速器
Glas公司虽然只是个小公司，但是却充满英雄色彩。公司曾长时间处于资金短缺的状况，但是通过一个如烟火般绚丽的构思一一推出Glas 1700，弥补了财政的不足。Glas家族一直认为：有了这台自动变速器才成就了1700的超群拔类。Glas公司向博世委托制造一款变速箱，它能接收节气门开度和里程表软轴的信号。由此它可以计算出合适的挡位，然后通过液压操纵系统换挡。这辆车起步时需要借助一个离心式离合器，换挡时与它串联的另一个离合器则开始工作。
甚至还有第二种变速器工作模式，适用于爬坡时（或者为了满足追求动力性的驾驶者）。如果想要自己选择挡位，可以直接关闭自动换挡装置，切换为手动挡。离合器默认保持断开，因此左侧没有设置离合踏板。驾驶者需要去习惯Glas的自动变速器，因为它离手刹非常近。并且必须要注意，在漫长的车程中别因为自动变速器分担了手动换挡的工作而昏昏欲睡，分散注意力。现在小型车上主要装备的就是自动变速器，可惜剥夺了手动换挡的乐趣。
达夫31 Daffdil无级变速器（CVT）
在变速器的发展历史上，开端的第一个里程碑是不换挡，结尾时的第二个里程碑则是小功率发动机换挡的完全自动化，同时与摩擦盘相比应更经久耐用。达夫公司也致力于为小型汽车制造这种简便驾驶的变速器：推变速杆，踩油门。水平对置式发动机运行于最优转速，而让人惊讶的则是这个26马力的发动机会产生如此大的推动力。
无论在1955年时达夫的总裁Hub van Doorne是否是自行构思了可移动的椎体组，或是他得知了那款从1953年起由DKW在其子公司Hobby生产的摩托车上装配的Uher变速器（一种皮带式无极变速器），这已经无从得知。这种不断改变主动盘与从动盘相对直径的想法是很简单的，只是日常生活中人们不常应用。Van Doorne将这种变速器与一个低压系统连接在一起，这样它就能根据负载实时调节。
这款Variomatic无级变速器一直沿用至1991年，它最后的光阴给了沃尔沃。在这之后无级变速器迎来了重大突破：用于摩托车以及更为复杂的用于混合动力汽车的CVT，其中尤为突出的是奥迪公司研发的多片式链条传动的Multitronic。