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自动变速箱里的幕后英雄

 q1338 2017-01-08

?在国内市场上,随着越来越多的车型匹配了自动变速箱,人们渐渐的对换挡品质的要求也更高了。从4AT进化到如今的主流6AT,以及高端车型的7AT~9AT,在主机厂的精心调教下,人们感受到越来越平顺的换挡感受,越来越迅速的换挡速度,越来越少的换挡顿挫。甚至如今经济性轿车的自动变速箱换挡感受已经可以媲美十几年前的奔驰、宝马的换挡感受,也有了行云流水的驾驶感受了。

这些都是谁的功劳?幕后英雄又是谁呢?

通常藏身于阀体板附近的各种电磁阀是上述变化的最大功臣之一,它们受命于变速箱控制单元(TCU- Transmission Control Unit ),直接控制着自动变速箱里面的离合器、制动器、液力变矩器进行换挡等操作等等。他们的工作表现和性能直接帮助变速箱实现丝般顺滑的换挡感受。



BTW,当前,国内专业化生产汽车自动变速器液压阀体及电磁阀的企业才刚刚起步,这其实是国内始终没有在自动变速箱产业化取得进展的重要原因。-- 没有好的电磁阀,就没有好的自动变速箱控制。我辈任重道远啊


1.    人小本领大的电磁阀

    众所周知,自动变速箱是液压控制的,液压介质就是ATF油,而液压控制正是电磁阀的拿手好戏。让我们从电磁阀的功能说起,它可以轻易实现以下功能:

1、 流向控制

切断、接通或排放管路中压力流体 转换压力流体的管路方向(切换管路)

——ATF油从哪里往哪里流,电磁阀说的算!

控制方法:通过电磁阀的通或者断,电磁阀可以将油压建立于或者消除于其它液压阀芯的不同位置,从而实现几位几通的切换。


2、 压力调节控制

通过对管路液压流体进行溢流控制,达到调节管路压力目的; 精确控制溢流就能精确控制管路压力;常见用脉冲PWM控制。

——ATF油加到作动机构上多大压力,电磁阀说的算!

控制方法:

根据流体压力改变弹簧的压缩量实现机械溢流调节的作用; 根据反馈信号精确控制电磁阀动作的电控溢流调节作用;


3、 消除液压冲击

液体压力冲击波会使液压系统管路震动,产生冲击噪音,最大的危害是使传动元件和摩擦元件受冲击(液击)而加快损坏,电磁阀的精确控制可以较好的解决冲击。在较早的自动变速器中,一般使用蓄能器来减缓冲击波,也就是经常挂在变速箱外面,长得像个手雷的家伙。现在少见了。

控制方法是: 通过电磁阀精确控制阀的开闭时间,削减冲击波的强度。


下面的这个例子就基本可以看到上述所有功能了,它来自通用经典的GF6系列变速箱,通过一个电磁阀和两个阀体的共同作用,GF6就可以用油压反向来实现液力变矩器中的锁止离合器的接合和分离,同时可以控制油压哦。




2.  电磁阀的常见种类

自动变速箱的电磁阀有很多种类和不同的技术流派,大家都有自己的独门绝技。通常遵循其运转方法分成开关式电磁阀和脉冲式电磁阀、线性电磁阀等等。按其在自动变速箱中的作用能分成换挡电磁阀、锁止电磁阀和调压电磁阀等等。

在这里,我将按照电磁阀的运转方法给大家简单介绍:


1、 开关式电磁阀

顾名思义,开关嘛。跟你们家里的电灯开关一样,不是开就是关。开关型电磁阀主要是在需求上施加一个通或断的电压,使阀门只有开启或关闭的动作,没有微量调节,无法精确控制压力等。你家电灯开关可以半开半关? NO WAY!主要是控制执行器进行动作的切换,比如离合器的结合或分离。 实际上,又可以分为常闭型Normal Close (NC)和常开型Normal Open (NO)。区别就是不通电的时候,油压经过这个阀是通还是断。

原理结构如下:




2、 脉冲式电磁阀

先得看看什么是PWM,PWM就是脉冲宽度调制,也就是占空比可变的脉冲波形。脉冲宽度调制是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。它可以轻松实时控制方式,闭环控制响应快。下图就是不同的占空比的PWM的例子,占空比就是t/T。




 试想,如果把这样的PWM的信号来控制电磁阀,如果ON是接通电磁阀的某一种状态;OFF是接通另一种状态。而占空比从0变化到100%。这个比率意味着在一个脉冲周期内它控制着通过电磁阀的泄油量以及油压的改变。PWM的控制频率常见于32Hz(由TCU控制),也就意味着一秒钟,PWM可以有32次不同占空比的ON/OFF变化。

可见,它还是一个很高精度的控制手段哦。

线性电磁阀和PWM脉冲式比较接近,常见于爱信变速箱。在此就不赘述了。


最后,还是以通用的GF6的液压原理图作为结尾。Enjoy!




来源:IND4汽车人?

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