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汽车自动变速器阀体诊断修复技术:线性电磁阀简介

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:线性电磁阀在最新的自动变速器中被越来越普遍地应用,逐渐取代原来的PWM型电磁阀来控制油压。许多本田的线性电磁阀被整合入一个铝制的阀板上并由螺栓外接在变速器壳体的外部。而爱信和丰田的线性电磁阀则都由其前端的鼻突部分插入到阀体孔内。此外,就像阀体中其他的滑阀部位,线性电磁阀的鼻突部分和它内部的控制滑阀之间的配合间隙至关重要,这里的间隙对保持正常的密封性以维持油压有着重要的作用。

汽车自动变速器阀体诊断修复技术:线性电磁阀简介

所谓线性电磁阀,就是其输入的电流与输出的调制油压成正比或反比的线性关系(图5-15),利用这种特性,电磁阀通过电流精确地控制输出油压。线性电磁阀和PWM电磁阀有很多不同之处(表5-1),但其中最主要的是它们运行的基本原理不同。PWM电磁阀通常在一个较低的频率工作,它在液压和机械系统上对电磁阀占空比循环而产生的油压脉冲和流量脉冲进行平均,这使得油压和流量的控制随着占空比循环的变化而变化。但线性电磁阀一般在更高的频率下工作,只有其电磁部分来平均占空比循环产生的脉冲信号,而线性电磁阀内部的控制滑阀则动态地平衡控制油压和流量速率,这就使油压和流量很少随着占空比的变化而变化,它们由电流的大小来直接控制。图5-15列出了PWM电磁阀和线性电磁阀的各个不同特性。

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图5-15 线性电磁阀

一个典型的PWM电磁阀本质上是一个电子压力调节阀(图5-16)。图5-16中显示的电磁阀在GM 4T60E变速器中将主油压转换为PWM油压信号,以控制变矩器的锁止作用油压。具体地说,它是由以下这些步骤来完成的:

表5-1 PWM电磁阀和线性电磁阀的特点比较

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1)变速器控制电脑(TCM)以32Hz的频率向电磁阀发出开关信号。

2)开关信号通过电磁阀的电磁线圈来改变电流,从而控制作用在单向锁球上的电磁力的大小。

3)单向锁球的位置会改变并控制PWM电磁阀供油的泄漏量,从而控制由此产生的通向锁止阀的输出油压。

电磁阀的开信号所占的时间和总的脉冲宽度时间的比率,也就是占空比,可从0%变化到100%。这个比率意味着在一个脉冲周期内(在图5-16中的情况是1.875ms)它控制着通过电磁阀的泄油量以及油压的改变。这个比率数值越大,则电磁阀的泄漏量越大,被调制后的油压也就越低。如果占空比为100%,电磁阀在一个脉冲周期内完全处于充电状态,那么PWM油压就达到最小值,于是变矩器的锁止油压也就是最小值。而当电磁阀在未通电状态下,即占空比为0%,此时流过电磁阀的供油量最大,作用在锁止调压阀上的油压也就最大,从而使变矩器达到最大的锁止油压。电磁阀的这个占空比通常在电脑不间断的指令下在一定范围内变化,使变矩器的锁止离合器可以根据汽车的速度、所在档位、节气门开度以及其他参数来进行锁止和不锁止,以及对锁止的滑差率进行控制和调节。

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图5-16 PWM电磁阀结构

而线性电磁阀也像图5-16中的PWM电磁阀一样通过脉宽的调制来进行控制,以AW55-50SN的锁止线性电磁阀为例。

1)变速器电控单元(TCM)以300Hz的频率向电磁阀发送信号,这个信号的占空比是变化的。

2)电流通过电磁阀的电磁线圈产生电磁力,此电磁力推动电磁阀内的柱塞阀,使其克服弹簧力来调整电磁阀内的控制滑阀的位置,这个控制滑阀位于电磁阀前端的鼻突内(图5-17)。

3)控制滑阀在各个作用力的平衡下改变其位置,从而在液压上调节对油压的控制。

当电磁阀的电流改变时,电磁阀所产生的电磁力就会改变,使滑阀通过位置的改变来改变输出油压,直到滑阀找到一个新的平衡位置,控制油压的大小和电磁阀的输入电流大小成正比。对于图5-17中的这个特定的线性电磁阀,增大输入电流,就会使线圈内的柱塞阀往电磁阀的鼻突方向移动,也就会推动相邻的控制滑阀到一个使控制油压更大的位置,于是就会有更多的TCC锁止油压被送到锁止控制阀和锁止中继阀,使变矩器的锁止离合器开始进行锁止。

线性电磁阀在最新的自动变速器中被越来越普遍地应用,逐渐取代原来的PWM型电磁阀来控制油压。爱信公司就在广受欢迎的5档和6档变速器中都使用了线性电磁阀来控制变矩器中锁止离合器的锁止和释放,用电磁阀来对主油压进行电子压力控制(EPC),以及对每个离合器的油压进行控制。这种线性电磁阀也被成功应用于本田丰田的变速器中,尽管它们的设计有诸多不同(图5-18)。许多本田的线性电磁阀被整合入一个铝制的阀板上并由螺栓外接在变速器壳体的外部。而爱信和丰田的线性电磁阀则都由其前端的鼻突部分插入到阀体孔内。

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图5-17 线性电磁阀结构(www.xing528.com)

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图5-18 各种线性电磁阀(从左至右)本田MRMA/BCLA/MCLA,丰田U151E SL1,A750E SL1,爱信AW55-50SN离合器压力电磁阀和爱信AW TF80SC离合器压力电磁阀

随着自动变速器技术的发展,电磁阀被设计得越来越小。不仅因为可以减轻重量和提供更多的空间,也因为这样可以降低电磁阀的制造成本。阀体中绝大多数的控制滑阀也都设计得更小,并由原来的钢材质转为现在的铝材质,这样做的主要目的是使控制滑阀能更灵敏,能在更高的信号频率下有效地运动。将电磁阀的鼻突部分和其内部的滑阀使用相似的材质来制造,也能更好地控制在不同的温度区间下的配合间隙,以提供更好的响应速度和油路控制的稳定性。

对于AW55-50SN的线性电磁阀,首先需要检查的就是它的鼻突与线圈部分的凸缘连接处,以及电磁阀的塑料连接头,这2个地方最容易产生裂纹和断裂。很多破损是由于阀体在运输和操作过程中被损坏的(图5-19)。此外,就像阀体中其他的滑阀部位,线性电磁阀的鼻突部分和它内部的控制滑阀之间的配合间隙至关重要,这里的间隙对保持正常的密封性以维持油压有着重要的作用。在有些情况下,鼻突内部的磨损可以用眼睛直接看到,有些电磁阀的设计允许内部的控制滑阀和弹簧可以被拆下,这样就可以更好地进行目测。但是在解体的时候要注意记录电磁阀在拆卸前的状态,因为有些线性电磁阀的头部有可旋转的调节器,这是生产厂商在生产组装这些电磁阀时用来设定特定的油压值的,因此在拆卸电磁阀前测量和做标记是保证正确标定的必要步骤。

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图5-19 AW55-50SN线性电磁阀的常见失效部位

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图5-20 大众09G线性电磁阀的失效点

09G等AW6的线性电磁阀调节器并不在电磁阀上,而是在阀体上(图5-20),线性电磁阀前面还装有一个离合器控制阀,在离合器控制阀的前面是电磁阀的调节器,转动调节器,这个调节器的头部位置到阀板边缘的距离就会改变,这就会改变离合器的充油和释放速度。一般在转到1圈~1圈半时,就会明显感到离合器状态的改变。

在09G等爱信6档变速器中,真空测试法可以简单有效地检测出很多有关线性电磁阀的问题。比如,在图5-21中“A”处进行真空测试,可以检测出三个地方是否有问题:电磁阀前端的盖帽是否漏油,电磁阀管头内壁是否被阀芯磨损而产生泄压,以及阀孔内的离合器控制阀是否磨损阀孔内壁产生泄压。而这3个地方都是AW6线性电磁阀常见的失效处。另外,在图5-21中“B”处进行真空测试,可以检测出离合器控制阀的阀孔是否磨损泄压以及电磁阀调节器是否泄压。如果在“B”处得到的真空值很低,就会导致离合器控制阀运动速度过快,从而导致换档冲击。

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图5-21 09G线性电磁阀与阀体油路

真空测试除了用在阀体油路上,也可以如图5-22那样利用线性电磁阀上节流孔来检测电磁阀内部阀芯的磨损情况。

AW5和AW6电磁阀都存在热车时性能不稳定的问题。这是由于在高温下电磁阀内的电枢、柱塞在电磁线圈的铜套内卡滞引起的,而这个问题在冷车时却很难检测到。在冷车时换档感觉还可以接受,但在85℃以上时,这种电磁阀的问题会引起降档冲击,或者升档空转打滑(尤其是3-2和2-3换档)。这里介绍一种简单的方法来检测这个电磁阀内部卡滞或活动变慢的问题。如图5-23所示,将电磁阀加热到它的工作温度,将它取出,用一块抹布以防止烫伤手,然后用一把小的一字旋具插入电磁阀管头内将内部的阀芯推离电枢,保持这个位置,然后晃动电磁阀。如果电磁阀性能良好,其内部的电枢会灵活地来回移动。如果电枢运动不顺,则说明此电磁阀在工作温度下会有问题。

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图5-22 对电磁阀的真空测试

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图5-23 检查线性电磁阀是否卡滞的简单方法

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