自动变速器中液压控制电磁阀的结构与功能思考

张金伟

摘 要：随着液压控制技术的飞速发展，液压控制电磁阀在汽车的发动机、变速器等多个零部件中均得到了广泛的应用。因此，研究和分析自动变速器中液压控制电磁阀的结构和功能能够有效帮助我们更好的对汽车液压系统进行创新和升级，同时还能够有效提升汽车故障诊断的准确率。本文首先概述了汽车液压控制电磁阀的应用，然后简述了自动变速器中液压控制电磁阀的类型，最后深入分析了自动变速器液压控制电磁阀的结构和功能，以期能够帮助我国汽车行业加快汽车用液压控制电磁阀技术的升级和创新。

关键词：自动变速器;液压控制电磁阀;结构;功能

1 汽车液压电磁阀的应用

随着现代科技的发展，应用到汽车上的技术不断升级。一般而言，液压控制电磁阀应用于汽车主要有以下两个方面：第一，发动机。目前，液压控制电磁阀主要应用于直喷式汽油发动机上，包括可变正时控制电磁阀、机油压力和流量调节电磁阀、机油润滑喷射控制电磁阀、EGR电磁阀、燃油蒸汽碳罐电磁阀和燃油压力调节电磁阀等。第二，自动变速器。液压控制电磁阀在汽车自动变速器上主要包括系统压力调节电磁阀、换挡控制电磁阀、换挡开关电磁阀、液力变矩器锁止电磁阀等，而如果是DSG自动变速器这还包括有离合器压力控制电磁阀。

除此以外，液压控制电磁阀在汽车底盘上也有少量应用，例如底盘的电控避震器、ABS防抱死系统和ESP自动巡航系统等，本文主要探讨和分析了自动变速器中液压控制电磁阀的结构和功能。

2 自动变速器液压控制电磁阀的类型

液压控制电磁阀在汽车自动变速器中的应用类型一般根据其功能需求分为两类，一类为开关电磁阀，以on/off电磁阀表示;一类为占空比电磁阀，以PWM电磁阀表示。

开关电磁阀一般分为常闭型和常开型两种。

占空比电磁阀则一般分为常低压控制电磁阀和常高压控制电磁阀，以NL型和NH型表示。

3 自动变速器液压控制电磁阀的结构和功能

3.1 开关电磁阀（ON/OFF型）

开关电磁阀在自动变速器中主要为二位三通电磁阀，安装在油路中，主要对液压控制油流进行接通和断开操作，如果是常闭电磁阀，则在初始状态下的油流是处于断开状态的，液压油流也不能达到预先设定的控制目标，一旦TCU发出的信号电压，则被控制的油路处于接通状态，液压油流也会迅速到达控制目标。对于常开电磁阀，在初始状态下的油流是处于接通状态的，液压油流也是直接作用于被控制目标的，一旦TCU发出了信号电压，则油路将会迅速处于断开状态，液压油流也会与控制目标失去连接。因此，自动变速器中的开关控制电磁阀主要用于自动变速器的换挡功能。

3.2 占空比电磁阀（PWM三通型）

PWM三通电磁阀有一个进油口、出油口和泄油口组成，其中进油口和出油口都安装了过滤网用来保护电磁阀的阀芯，而进油口则连接到液压系统的油压油路，出油口连接到目标油路位置，泄油口不与任何油路连接。

作为PWM三通电磁阀的常低压控制电磁阀，其初始状态下系统油压从进油口流入，泄压口流出，出油口的目标油路位置不存在液压，当TCU发出信号电压以后，低压控制电磁阀的泄压口将根据其需求降低或关闭，出油口的位置则是根据目标油路的需求建立与系统压力相等的油压。常低压控制电磁阀一般用于自动变速器中油路压力从低到高的油路，例如DSG自动变速器中的离合器从分离到结合状态的动作;换挡同步器的推压动作;AT自动变速器变矩器锁止离合器的动作等。

作为PWM三通电磁阀的常高压控制电磁阀，在初始状态下系统油压将会通过进油口从出油口流出，最后系统油压到达目标油路，此时的泄压口处于封闭状态，目标油路油压与进油口时的系统油压相同。当TCU发出信号电压后，将会根据其需求开启泄压口的压力，此时目标位置的油压将会根据需求变化而变化。常高压控制电磁阀一般用于自动变速器中油路压力从高到低的油路，例如AT或DSG自动变速器中的系统油压调节控制阀、DSG润滑系统的压力。AT自动变速器的换挡控制就是通过低压控制电阀和常高压控制电阀对控制阀体柱活塞运动的组合控制实现的。

3.3 占空比电磁阀（VFS型）

VFS可变力型控制电磁阀主要由活塞阀体和三通电磁阀组成。活塞阀体主要装配有活塞，一侧的圆面积较大，另一侧的圆面积需要减去推杆圆的面积。2位3通电磁阀则由ABC三个通道组成，其中c为泄压口，阀芯的位置和回位弹簧的位置与阀体的三个通道紧密联系，形成配合。

当VFS可变力型控制电磁阀处于初始状态时，在回位弹簧的弹力作用下阀芯将处于三通电磁阀的右侧，此时BC两个通道相连接，活塞阀体的b腔将会被泄压，而a通道的压力与系统油压压力相同，因此a腔的压力会使活塞向左侧运动。在TCU发出信号电源后，在线圈磁场的作用力推动下，衔铁将会克服回位弹簧的张力向左侧运动，b通道和c通道被阀芯阻断，a通道与b通道相连，使得a腔和b腔同时拥有相同的系统油压，但是因为b侧圆面积大于a侧圆面积，因此b侧的推力将会大于a侧的推力，则活塞将会向右移动。

VFS可变力电磁阀可以通过对阀体ab两侧的压力控制实现控制推杆按需求前进和后退的动作，这样的VFS控制电磁阀常被用于DSG双离合自动变速器的换挡拨叉同步器中，换挡拨叉推动同步器将会实现从左侧到中侧再到右侧的档位切换。

4 结论

汽车自动变速器的液压系统作为其动力传动系统的重要组成部分，有效实现了变速器的换档动作控制，保障了传动系统的正常工作。而自动变速器的液压控制电磁阀则根据对系统液压油的压力和流量进行控制，有效维持了液压系统的稳定。在自动变速器液压控制系统的流量控制和供油调节板块、换挡操作板块和冷却润滑与供油闭锁板块之中均有液压控制电磁阀参与，通过变速器控制单元（TCU）发起信号电压后实现换挡的快速调节和提高换挡质量。自动变速器液压控制电磁阀包括开关电磁阀、PWM三通常低压控制电磁阀和常高压控制电磁阀、VFS可变力控制电磁阀分别对液压控制流的大小和开关进行有效控制，从而实现了自动变速器中多个过程和動作的控制。对于液压控制电磁阀的类型、结构和原理的研究属于汽车液压控制的基础知识之一，熟悉并做好上述工作能够有效帮助我们设计和匹配汽车液压系统控制，同时还有助于汽车技术的创新。随着汽车科技的逐步发展，自动变速器中的液压控制电磁阀也会向着小型化和精细化方向前进，通过更加精确的动作控制，实现对液压系统油路油压和流量等参数的精确控制，有效提升自动变速器的响应速度和质量。

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