汽车自动变速器液压电磁阀研究

朱成水

摘 要：随着汽车电子液压控制技术的快速发展，电磁阀在在汽車的发动机、变速器、底盘等液压系统中得到越来越广泛的应用。研究电磁阀的类型、结构和原理，是汽车技术中涉及液压控制的基础知识。对汽车电磁阀的基础原理和结构的分析，对设计和匹配汽车相关液压系统控制以及对汽车故障诊断具有十分重要的意义。

关键词：常高压电磁阀；常低压电磁阀；开关电磁阀；占空比电磁阀；PWM VBS VFS

1 汽车上的电磁阀

目前，直喷汽油发动机上有VVT（可变正时）控制电磁阀、燃油压力调节电磁阀、机油压力-流量调节电磁阀、机油润滑喷射控制电磁阀、EGR电磁阀、燃油蒸汽碳罐电磁阀等；

在自动变速器上有系统压力调节电磁阀、换档开关电磁阀、换档力控制电磁阀以及液力变矩器锁止电磁阀，排挡杆P档锁位电磁阀。在DSG自动变速器中还有离合器压力控制电磁阀。在底盘的电控避震器、ABS或 ESP等系统中存在很多各种类型的液压控制电磁阀。本文主要探讨自动变速器液压控制电磁阀。

2 自动变速器液压控制电磁阀类型

根据自动变速器控制液压油路中不同的功能需求，电磁阀分成两大类：一类是开关电磁阀，以“ON / OFF电磁阀”表示，另一类是占空比电磁阀，以“PWM电磁阀”（Pulse Width Modulation）表示。

ON / OFF又可分为NC型（NORMALLY -CLOSSED）常闭型和NO型（NORMALLY -OPEN）常开型两种。

PWM又可分为NL型（NORMALLY -LOW PRESSURE CONTROL SOLENOID）常低压控制电磁阀和NH型（NORMALLY -HIGH PRESSURE CONTROL SOLENOID）常高压控制电磁阀。

PWM电磁阀又可以分为VBS（variable bleed solenoid 可变泄放电磁阀）和VFS（variable Force solenoid 可变力电磁阀）。

3 自动变速器液压控制电磁阀的结构原理和功能

3.1 ON / OFF开关电磁阀

ON / OFF一般为二位二通电磁阀，一般串接在油路中或安装在油路的一端，主要功能是接通或断开液压控制油流。如果电磁阀是NC型，在初始状态（即TCU未对电磁阀发出控制信号电压）时，被控制的油路处于断开状态，液压油流不能到达控制目标，一旦 TCU发出信号电压，油路就会迅速接通。如果电磁阀是NO型，在初始状态时，被控制的油路处于接通状态，液压油流直接施加在被控制目标，一旦TCU发出信号电压，油路即被迅速断开。ON / OFF电磁阀一般用于自动变速器中的换档功能。

3.2 PWM 三通电磁阀

PWM三通电磁阀有一个进油口、一个出油口和一个泄油口。进油口和泄油口都安装有滤网起到保护电磁阀阀芯的作用，进油口连接系统油压油路，出油口连接目标油路，泄油口不连接油路。

如果是PWM NL型电磁阀，在初始状态，系统油压流经进油口，从泄压口流出，出油口的目标油路没有液压。如果TCU发出信号电压，泄压口根据需求关小或关闭，出油口的目标油路将根据需求建立油压直至与系统压力相等。

PWM NL电磁阀一般用于油路压力从低变化到高的油路，比如在DSG自动变速器的油路中用于离合器的动作，离合器从分离状态到结合状态；换档同步器的推压动作。用于AT自动变速器中变矩器锁止离合器的动作控制。

如果是 PWM NH型电磁阀，在初始状态，系统油压流经进油口，从出油口流出到目标油路，泄压口处于关闭状态，此时目标油路油压就是进油口的系统油压。如果TCU发出信号电压，泄压口将根据需求开启泄压油流，目标压力根据需求下降。

PWM NH电磁阀一般用于油路压力从高变化到低的油路，比如AT或DSG自动变速器的系统油压调节（油泵压力调节）、DSG润滑系统的压力调节。AT自动变速器的换档控制使了NH和NL两种电磁阀的组合控制阀体柱塞运动实现对离合器的控制。