自動變速器中液壓控制電磁閥的結(jié)構(gòu)與功能思考

張金偉

摘 要：隨著液壓控制技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓控制電磁閥在汽車的發(fā)動機(jī)、變速器等多個(gè)零部件中均得到了廣泛的應(yīng)用。因此，研究和分析自動變速器中液壓控制電磁閥的結(jié)構(gòu)和功能能夠有效幫助我們更好的對汽車液壓系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新和升級，同時(shí)還能夠有效提升汽車故障診斷的準(zhǔn)確率。本文首先概述了汽車液壓控制電磁閥的應(yīng)用，然后簡述了自動變速器中液壓控制電磁閥的類型，最后深入分析了自動變速器液壓控制電磁閥的結(jié)構(gòu)和功能，以期能夠幫助我國汽車行業(yè)加快汽車用液壓控制電磁閥技術(shù)的升級和創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：自動變速器;液壓控制電磁閥;結(jié)構(gòu);功能

1 汽車液壓電磁閥的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，應(yīng)用到汽車上的技術(shù)不斷升級。一般而言，液壓控制電磁閥應(yīng)用于汽車主要有以下兩個(gè)方面：第一，發(fā)動機(jī)。目前，液壓控制電磁閥主要應(yīng)用于直噴式汽油發(fā)動機(jī)上，包括可變正時(shí)控制電磁閥、機(jī)油壓力和流量調(diào)節(jié)電磁閥、機(jī)油潤滑噴射控制電磁閥、EGR電磁閥、燃油蒸汽碳罐電磁閥和燃油壓力調(diào)節(jié)電磁閥等。第二，自動變速器。液壓控制電磁閥在汽車自動變速器上主要包括系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)電磁閥、換擋控制電磁閥、換擋開關(guān)電磁閥、液力變矩器鎖止電磁閥等，而如果是DSG自動變速器這還包括有離合器壓力控制電磁閥。

除此以外，液壓控制電磁閥在汽車底盤上也有少量應(yīng)用，例如底盤的電控避震器、ABS防抱死系統(tǒng)和ESP自動巡航系統(tǒng)等，本文主要探討和分析了自動變速器中液壓控制電磁閥的結(jié)構(gòu)和功能。

2 自動變速器液壓控制電磁閥的類型

液壓控制電磁閥在汽車自動變速器中的應(yīng)用類型一般根據(jù)其功能需求分為兩類，一類為開關(guān)電磁閥，以on/off電磁閥表示;一類為占空比電磁閥，以PWM電磁閥表示。

開關(guān)電磁閥一般分為常閉型和常開型兩種。

占空比電磁閥則一般分為常低壓控制電磁閥和常高壓控制電磁閥，以NL型和NH型表示。

3 自動變速器液壓控制電磁閥的結(jié)構(gòu)和功能

3.1 開關(guān)電磁閥（ON/OFF型）

開關(guān)電磁閥在自動變速器中主要為二位三通電磁閥，安裝在油路中，主要對液壓控制油流進(jìn)行接通和斷開操作，如果是常閉電磁閥，則在初始狀態(tài)下的油流是處于斷開狀態(tài)的，液壓油流也不能達(dá)到預(yù)先設(shè)定的控制目標(biāo)，一旦TCU發(fā)出的信號電壓，則被控制的油路處于接通狀態(tài)，液壓油流也會迅速到達(dá)控制目標(biāo)。對于常開電磁閥，在初始狀態(tài)下的油流是處于接通狀態(tài)的，液壓油流也是直接作用于被控制目標(biāo)的，一旦TCU發(fā)出了信號電壓，則油路將會迅速處于斷開狀態(tài)，液壓油流也會與控制目標(biāo)失去連接。因此，自動變速器中的開關(guān)控制電磁閥主要用于自動變速器的換擋功能。

3.2 占空比電磁閥（PWM三通型）

PWM三通電磁閥有一個(gè)進(jìn)油口、出油口和泄油口組成，其中進(jìn)油口和出油口都安裝了過濾網(wǎng)用來保護(hù)電磁閥的閥芯，而進(jìn)油口則連接到液壓系統(tǒng)的油壓油路，出油口連接到目標(biāo)油路位置，泄油口不與任何油路連接。

作為PWM三通電磁閥的常低壓控制電磁閥，其初始狀態(tài)下系統(tǒng)油壓從進(jìn)油口流入，泄壓口流出，出油口的目標(biāo)油路位置不存在液壓，當(dāng)TCU發(fā)出信號電壓以后，低壓控制電磁閥的泄壓口將根據(jù)其需求降低或關(guān)閉，出油口的位置則是根據(jù)目標(biāo)油路的需求建立與系統(tǒng)壓力相等的油壓。常低壓控制電磁閥一般用于自動變速器中油路壓力從低到高的油路，例如DSG自動變速器中的離合器從分離到結(jié)合狀態(tài)的動作;換擋同步器的推壓動作;AT自動變速器變矩器鎖止離合器的動作等。

作為PWM三通電磁閥的常高壓控制電磁閥，在初始狀態(tài)下系統(tǒng)油壓將會通過進(jìn)油口從出油口流出，最后系統(tǒng)油壓到達(dá)目標(biāo)油路，此時(shí)的泄壓口處于封閉狀態(tài)，目標(biāo)油路油壓與進(jìn)油口時(shí)的系統(tǒng)油壓相同。當(dāng)TCU發(fā)出信號電壓后，將會根據(jù)其需求開啟泄壓口的壓力，此時(shí)目標(biāo)位置的油壓將會根據(jù)需求變化而變化。常高壓控制電磁閥一般用于自動變速器中油路壓力從高到低的油路，例如AT或DSG自動變速器中的系統(tǒng)油壓調(diào)節(jié)控制閥、DSG潤滑系統(tǒng)的壓力。AT自動變速器的換擋控制就是通過低壓控制電閥和常高壓控制電閥對控制閥體柱活塞運(yùn)動的組合控制實(shí)現(xiàn)的。

3.3 占空比電磁閥（VFS型）

VFS可變力型控制電磁閥主要由活塞閥體和三通電磁閥組成?；钊y體主要裝配有活塞，一側(cè)的圓面積較大，另一側(cè)的圓面積需要減去推桿圓的面積。2位3通電磁閥則由ABC三個(gè)通道組成，其中c為泄壓口，閥芯的位置和回位彈簧的位置與閥體的三個(gè)通道緊密聯(lián)系，形成配合。

當(dāng)VFS可變力型控制電磁閥處于初始狀態(tài)時(shí)，在回位彈簧的彈力作用下閥芯將處于三通電磁閥的右側(cè)，此時(shí)BC兩個(gè)通道相連接，活塞閥體的b腔將會被泄壓，而a通道的壓力與系統(tǒng)油壓壓力相同，因此a腔的壓力會使活塞向左側(cè)運(yùn)動。在TCU發(fā)出信號電源后，在線圈磁場的作用力推動下，銜鐵將會克服回位彈簧的張力向左側(cè)運(yùn)動，b通道和c通道被閥芯阻斷，a通道與b通道相連，使得a腔和b腔同時(shí)擁有相同的系統(tǒng)油壓，但是因?yàn)閎側(cè)圓面積大于a側(cè)圓面積，因此b側(cè)的推力將會大于a側(cè)的推力，則活塞將會向右移動。

VFS可變力電磁閥可以通過對閥體ab兩側(cè)的壓力控制實(shí)現(xiàn)控制推桿按需求前進(jìn)和后退的動作，這樣的VFS控制電磁閥常被用于DSG雙離合自動變速器的換擋撥叉同步器中，換擋撥叉推動同步器將會實(shí)現(xiàn)從左側(cè)到中側(cè)再到右側(cè)的檔位切換。

4 結(jié)論

汽車自動變速器的液壓系統(tǒng)作為其動力傳動系統(tǒng)的重要組成部分，有效實(shí)現(xiàn)了變速器的換檔動作控制，保障了傳動系統(tǒng)的正常工作。而自動變速器的液壓控制電磁閥則根據(jù)對系統(tǒng)液壓油的壓力和流量進(jìn)行控制，有效維持了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定。在自動變速器液壓控制系統(tǒng)的流量控制和供油調(diào)節(jié)板塊、換擋操作板塊和冷卻潤滑與供油閉鎖板塊之中均有液壓控制電磁閥參與，通過變速器控制單元（TCU）發(fā)起信號電壓后實(shí)現(xiàn)換擋的快速調(diào)節(jié)和提高換擋質(zhì)量。自動變速器液壓控制電磁閥包括開關(guān)電磁閥、PWM三通常低壓控制電磁閥和常高壓控制電磁閥、VFS可變力控制電磁閥分別對液壓控制流的大小和開關(guān)進(jìn)行有效控制，從而實(shí)現(xiàn)了自動變速器中多個(gè)過程和動作的控制。對于液壓控制電磁閥的類型、結(jié)構(gòu)和原理的研究屬于汽車液壓控制的基礎(chǔ)知識之一，熟悉并做好上述工作能夠有效幫助我們設(shè)計(jì)和匹配汽車液壓系統(tǒng)控制，同時(shí)還有助于汽車技術(shù)的創(chuàng)新。隨著汽車科技的逐步發(fā)展，自動變速器中的液壓控制電磁閥也會向著小型化和精細(xì)化方向前進(jìn)，通過更加精確的動作控制，實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)油路油壓和流量等參數(shù)的精確控制，有效提升自動變速器的響應(yīng)速度和質(zhì)量。

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