汽車自動變速器液壓電磁閥研究

朱成水

摘 要：隨著汽車電子液壓控制技術的快速發展，電磁閥在在汽車的發動機、變速器、底盤等液壓系統中得到越來越廣泛的應用。研究電磁閥的類型、結構和原理，是汽車技術中涉及液壓控制的基礎知識。對汽車電磁閥的基礎原理和結構的分析，對設計和匹配汽車相關液壓系統控制以及對汽車故障診斷具有十分重要的意義。

關鍵詞：常高壓電磁閥；常低壓電磁閥；開關電磁閥；占空比電磁閥；PWM VBS VFS

1 汽車上的電磁閥

目前，直噴汽油發動機上有VVT（可變正時）控制電磁閥、燃油壓力調節電磁閥、機油壓力-流量調節電磁閥、機油潤滑噴射控制電磁閥、EGR電磁閥、燃油蒸汽碳罐電磁閥等；

在自動變速器上有系統壓力調節電磁閥、換檔開關電磁閥、換檔力控制電磁閥以及液力變矩器鎖止電磁閥，排擋桿P檔鎖位電磁閥。在DSG自動變速器中還有離合器壓力控制電磁閥。在底盤的電控避震器、ABS或 ESP等系統中存在很多各種類型的液壓控制電磁閥。本文主要探討自動變速器液壓控制電磁閥。

2 自動變速器液壓控制電磁閥類型

根據自動變速器控制液壓油路中不同的功能需求，電磁閥分成兩大類：一類是開關電磁閥，以“ON / OFF電磁閥”表示，另一類是占空比電磁閥，以“PWM電磁閥”（Pulse Width Modulation）表示。

ON / OFF又可分為NC型（NORMALLY -CLOSSED）常閉型和NO型（NORMALLY -OPEN）常開型兩種。

PWM又可分為NL型（NORMALLY -LOW PRESSURE CONTROL SOLENOID）常低壓控制電磁閥和NH型（NORMALLY -HIGH PRESSURE CONTROL SOLENOID）常高壓控制電磁閥。

PWM電磁閥又可以分為VBS（variable bleed solenoid 可變泄放電磁閥）和VFS（variable Force solenoid 可變力電磁閥）。

3 自動變速器液壓控制電磁閥的結構原理和功能

3.1 ON / OFF開關電磁閥

ON / OFF一般為二位二通電磁閥，一般串接在油路中或安裝在油路的一端，主要功能是接通或斷開液壓控制油流。如果電磁閥是NC型，在初始狀態（即TCU未對電磁閥發出控制信號電壓）時，被控制的油路處于斷開狀態，液壓油流不能到達控制目標，一旦 TCU發出信號電壓，油路就會迅速接通。如果電磁閥是NO型，在初始狀態時，被控制的油路處于接通狀態，液壓油流直接施加在被控制目標，一旦TCU發出信號電壓，油路即被迅速斷開。ON / OFF電磁閥一般用于自動變速器中的換檔功能。

3.2 PWM 三通電磁閥

PWM三通電磁閥有一個進油口、一個出油口和一個泄油口。進油口和泄油口都安裝有濾網起到保護電磁閥閥芯的作用，進油口連接系統油壓油路，出油口連接目標油路，泄油口不連接油路。

如果是PWM NL型電磁閥，在初始狀態，系統油壓流經進油口，從泄壓口流出，出油口的目標油路沒有液壓。如果TCU發出信號電壓，泄壓口根據需求關小或關閉，出油口的目標油路將根據需求建立油壓直至與系統壓力相等。

PWM NL電磁閥一般用于油路壓力從低變化到高的油路，比如在DSG自動變速器的油路中用于離合器的動作，離合器從分離狀態到結合狀態；換檔同步器的推壓動作。用于AT自動變速器中變矩器鎖止離合器的動作控制。

如果是 PWM NH型電磁閥，在初始狀態，系統油壓流經進油口，從出油口流出到目標油路，泄壓口處于關閉狀態，此時目標油路油壓就是進油口的系統油壓。如果TCU發出信號電壓，泄壓口將根據需求開啟泄壓油流，目標壓力根據需求下降。

PWM NH電磁閥一般用于油路壓力從高變化到低的油路，比如AT或DSG自動變速器的系統油壓調節（油泵壓力調節）、DSG潤滑系統的壓力調節。AT自動變速器的換檔控制使了NH和NL兩種電磁閥的組合控制閥體柱塞運動實現對離合器的控制。