在增加挡位、提高变矩比和增强功能的情况下，减小体积、增大功率以及增大质量比也是降低油耗的重要手段。如ZF9速变速器虽然有多达9个前进挡，但其尺寸非常紧凑，与同级别的6速自动变速器尺寸几乎一致，在重量上甚至比不少主流6速自动变速器更轻盈（ZF9速自动变速器含油液重量约为78-86kg，而普通6速自动变速器重量约为80-95kg）。。

1.2.4.3 优化结构，降低噪声

自动变速器的噪声也是一大缺陷，目前主要从以下几方面降低液力变速器的噪声：通过仿真优化结构以获得具有较小噪声的齿形，包括齿轮的螺旋角和齿宽以及相啮合齿轮的接触面积；提高变速器零部件的形位公差；通过有限元设计，增加部件刚度，减少高转速下的振动和噪声。

1.3  国内外自动变速器发展前景

自1939年通用Oldsmobile车速的Hydromantic诞生以来，人们已经对自动变速器研究了七十多年。变速器的出现是为了通过变速来适应不同的路面条件下的驾驶要求和使发动机的能处于最佳工况。随着电子技术的不断发展，各类传感器和执行机构性能的不断改善，电子控制系统的逐步实用化，用户对汽车操纵性能、安全性、舒适性等各方面要求也越来越高，促使国内外向以下几个方向发展。

1.3.1  智能化

电子技术的发展给自动变速器带来了一个新的发展方向。在提高汽车驾驶体验上，电子控制系统能够根据路况、车速、油门开度、扭矩等，智能的控制自动变速器正确地选择换挡时刻，有效改善换挡平顺性，减小换挡冲击，降低燃油消耗率。同时，电子信息技术也使汽车具备在线诊断能力，能够自动识别故障，并对故障进行简单分析，有助于汽车的维修保养。控制系统智能化的发展趋势是在尽可能减少人为控制的前提下，让系统自动识别车辆行驶条件，计算出最佳换挡点，实现不间断换挡，获得最好的动力性能。

1.3.2  工作介质提升

自动变速器油（Automatic Transmission Fluid，ATF），是指专用于自动变速器的油液。目前，液力自动变速器中使用最多的工作介质是变速器专用油，主要用作润滑、冷却和液压传动。不同自动变速器对于油液有不同的性能要求，主要有抗氧化性，防腐防锈性、抗泡沫性和高粘温性等[2]。为了降低使用成本并减少使用石化原料，国内外石化公司均在研发新型ATF。新型ATF虽然具有更优的性能和更长的换油周期，但使用成本依然较高，因此未能普及。

1.3.3  集成混合动力系统

由于消费者越来越追求车辆的燃油经济性，同时环保呼声也越来越高，而纯电动汽车需要克服的困难又太多，混合动力技术的应用便越来越多。作为轻度混合动力解决方案之一，将电机集成于变速器，以替代原有变矩器及离合器，通过电机便可以直接驱动整车，同时也可以回收制动能量，提高了能源利用率，这便是集成电机控制的自动变速技术，已经成为整车变速控制系统的前瞻性技术之一，许多企业都已经在尝试应用。

1.4  本课题研究的主要任务

本课题以液力自动变速器（AT）的动力传动机构为研究对象，对常见的行星齿轮机构的动力传递进行分析，同时借助MATLAB软件编程对变矩器的动力匹配进行设计，具体内容如下：

（1） 综述了自动变速器在国内外发展的现状及趋势；

（2） 对典型行星排方案进行了速比分析及转矩分析；

（3） 借助MATLAB语言编程，绘制了发动机及变矩器特性曲线，分析了发动机净外特性以及发动机与变矩器的共同工作特性，并得到驱动力-行驶阻力曲线等动力特性图，从而分析汽车动力性