自動變速器中液壓控制電磁閥的結構與功能思考

張金偉

摘 要：隨著液壓控制技術的飛速發展，液壓控制電磁閥在汽車的發動機、變速器等多個零部件中均得到了廣泛的應用。因此，研究和分析自動變速器中液壓控制電磁閥的結構和功能能夠有效幫助我們更好的對汽車液壓系統進行創新和升級，同時還能夠有效提升汽車故障診斷的準確率。本文首先概述了汽車液壓控制電磁閥的應用，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構和功能，以期能夠幫助我國汽車行業加快汽車用液壓控制電磁閥技術的升級和創新。

關鍵詞：自動變速器;液壓控制電磁閥;結構;功能

1 汽車液壓電磁閥的應用

隨著現代科技的發展，應用到汽車上的技術不斷升級。一般而言，液壓控制電磁閥應用于汽車主要有以下兩個方面：第一，發動機。目前，液壓控制電磁閥主要應用于直噴式汽油發動機上，包括可變正時控制電磁閥、機油壓力和流量調節電磁閥、機油潤滑噴射控制電磁閥、EGR電磁閥、燃油蒸汽碳罐電磁閥和燃油壓力調節電磁閥等。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壓力調節電磁閥、換擋控制電磁閥、換擋開關電磁閥、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用，例如底盤的電控避震器、ABS防抱死系統和ESP自動巡航系統等，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構和功能。

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用類型一般根據其功能需求分為兩類，一類為開關電磁閥，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構和功能

3.1 開關電磁閥（ON/OFF型）

開關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行接通和斷開操作，如果是常閉電磁閥，則在初始狀態下的油流是處于斷開狀態的，液壓油流也不能達到預先設定的控制目標，一旦TCU發出的信號電壓，則被控制的油路處于接通狀態，液壓油流也會迅速到達控制目標。對于常開電磁閥，在初始狀態下的油流是處于接通狀態的，液壓油流也是直接作用于被控制目標的，一旦TCU發出了信號電壓，則油路將會迅速處于斷開狀態，液壓油流也會與控制目標失去連接。因此，自動變速器中的開關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三通電磁閥有一個進油口、出油口和泄油口組成，其中進油口和出油口都安裝了過濾網用來保護電磁閥的閥芯，而進油口則連接到液壓系統的油壓油路，出油口連接到目標油路位置，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，其初始狀態下系統油壓從進油口流入，泄壓口流出，出油口的目標油路位置不存在液壓，當TCU發出信號電壓以后，低壓控制電磁閥的泄壓口將根據其需求降低或關閉，出油口的位置則是根據目標油路的需求建立與系統壓力相等的油壓。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合狀態的動作;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，在初始狀態下系統油壓將會通過進油口從出油口流出，最后系統油壓到達目標油路，此時的泄壓口處于封閉狀態，目標油路油壓與進油口時的系統油壓相同。當TCU發出信號電壓后，將會根據其需求開啟泄壓口的壓力，此時目標位置的油壓將會根據需求變化而變化。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油壓調節控制閥、DSG潤滑系統的壓力。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動的組合控制實現的。

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，一側的圓面積較大，另一側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通道緊密聯系，形成配合。

當VFS可變力型控制電磁閥處于初始狀態時，在回位彈簧的彈力作用下閥芯將處于三通電磁閥的右側，此時BC兩個通道相連接，活塞閥體的b腔將會被泄壓，而a通道的壓力與系統油壓壓力相同，因此a腔的壓力會使活塞向左側運動。在TCU發出信號電源后，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運動，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腔同時擁有相同的系統油壓，但是因為b側圓面積大于a側圓面積，因此b側的推力將會大于a側的推力，則活塞將會向右移動。

VFS可變力電磁閥可以通過對閥體ab兩側的壓力控制實現控制推桿按需求前進和后退的動作，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現從左側到中側再到右側的檔位切換。

4 結論

汽車自動變速器的液壓系統作為其動力傳動系統的重要組成部分，有效實現了變速器的換檔動作控制，保障了傳動系統的正常工作。而自動變速器的液壓控制電磁閥則根據對系統液壓油的壓力和流量進行控制，有效維持了液壓系統的穩定。在自動變速器液壓控制系統的流量控制和供油調節板塊、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）發起信號電壓后實現換擋的快速調節和提高換擋質量。自動變速器液壓控制電磁閥包括開關電磁閥、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進行有效控制，從而實現了自動變速器中多個過程和動作的控制。對于液壓控制電磁閥的類型、結構和原理的研究屬于汽車液壓控制的基礎知識之一，熟悉并做好上述工作能夠有效幫助我們設計和匹配汽車液壓系統控制，同時還有助于汽車技術的創新。隨著汽車科技的逐步發展，自動變速器中的液壓控制電磁閥也會向著小型化和精細化方向前進，通過更加精確的動作控制，實現對液壓系統油路油壓和流量等參數的精確控制，有效提升自動變速器的響應速度和質量。

參考文獻：

[1]朱成水.汽車自動變速器液壓電磁閥研究[J].時代汽車，2016（09）：62-63.

[2]武治發.汽車自動變速器的性能檢測與故障排除[J].現代制造技術與裝備，2017（04）：148-150.

[3]楊朝英.自動變速器液壓控制系統分析研究[D].河北科技大學，2013.

[4]李磊，江斌，孫保群，夏光.新型雙離合變速器的液壓控制系統邏輯分析[J].機床與液壓，2015，43（17）：16-19.

[5]何付同，冷宏祥，張劍鋒，嚴洪江.一種汽車用液壓電磁閥控制電路設計[J].工業控制計算機，2014，27（08）：145-146.