一文汇总汽车变速箱控制阀方案

自动变速器大都采用液压控制，电磁阀作为变速箱控制器（TCU）的执行元件，将电信号转换为压力流量，电磁阀的性能直接影响变速箱的品质。自动变速器的类型主要有：液力式自动变速器（AT），湿式双离合变速器（wDCT），无极变速器（CVT）。在当前的主流方案中，AT的液压系统需要控制：离合器、闭锁离合器、主油路压力；DCT的液压系统需要控制：离合器、同步器、主油路压力；CVT的液压系统需要控制带轮夹紧力、离合器、闭锁离合器、主油路压力。不同类型控制对象、不同工况对电磁阀的需求各不相同

离合器压力控制阀方案

离合器作用

离合器控制动力传递路线的结合与中断。离合器结合，动力传递；离合器打开，动力中断。

典型工况及需求分析

wDCT典型工况有：起步、换挡。wDCT中一般有压力传感器，可以实现压力闭环。

AT和CVT典型工况为换挡。两种类型的变速箱都没有离合器压力传感器，压力开环控制。CVT的离合器只实现起步和前进倒退挡切换，AT的离合器还可通过切换实现速比变化。

起步工况：快速充油过程液压推动离合器活塞运动，快速消除离合器间隙，并准备开始传递扭矩。要求电磁阀的响应快、没有压力超调。特别是在坡道起步的工况，为了防止溜车，需要减小离合器结合的时间。这种工况对电磁阀的响应时间提出的很高的要求。离合器结合点是充油目标点，压力偏高引起换挡顿挫，压力偏低引起发动机转速跑飞。在结合点对电磁阀的一致性、重复性要求高。

没有液力变矩器的wDCT起步过程，转速闭环控制，压力上升过快车辆冲击大甚至导致熄火，压力上升慢则起步时间增加。车辆低速，防止发动机熄火以及发动机的扭矩波动传递到变速箱，离合器处于滑磨状态，电磁阀压力的滞后过大引起发动机转速波动。因此起步对电磁阀的响应时间、迟滞的要求高。

换挡工况：快速充油和离合器结合点控制和起步工况是一致的。换挡过程的转速相的需求和起步控制工况的滑差控制类似。换挡过程的扭矩相，要求电磁阀的迟滞小。这是由于电磁阀的迟滞不稳定，受电流变化率和温度影响，为了得到相同的压力，需要对控制电流进行补偿，迟滞大增加匹配难度和精度，影响换挡效果。

对离合器控制电磁阀的需求是：迟滞小，响应快，一致性好。

离合器控制电磁阀类型选择

由于直驱式控制在控制精度高、简化了系统的复杂程度、系统响应更快，离合器控制多采用直驱压力阀，压力范围取决与离合器传递的扭矩及离合器参数，一般湿式离合器需求压力范围0-20bar，干式离合器需求压力范围0-40bar。

联电推荐的压力控制阀如下，已批量应用于离合控制中，并积累了大量的应用经验和变形设计的能力，可根据客户不同的压力，流量，泄漏，响应时间等性能需求进行变形开发。

直驱式压力控制阀

闭锁离合器控制阀方案

闭锁离合器作用

绝大多数AT和CVT有液力变矩器，一般DCT没有液力变矩器。车辆起步和低速时液力变矩器通过液力传动，减小冲击；高速时采用机械传动提高传动效率。通过液力变矩器中的闭锁离合器来实现模式切换。为了避免机械传动将发动机扭矩波动传递到变速箱，在闭锁离合器闭锁时，通过滑差控制，提高平顺性。

典型工况及需求分析

滑差控制是典型工况，控制目标是维持稳定的泵轮和涡轮转速差，此时闭锁离合器传递的扭矩等于扭矩容量，结合压力需要根据当前转矩时时调整。

要求电磁阀压力在小电流范围内跟随电流变化，响应快、迟滞小、压力稳定。

闭锁离合器控制电磁阀类型选择

闭锁离合器打开时系统需要给液力变矩器提供冷却流量，最大流量大于20L/min，在闭锁时需要控制结合压力。很多系统方案用两个机械阀实现打开和闭锁两个功能，通过一个先导控制油路同时控制这两个机械阀。另一方面，由于闭锁离合器控制阀需要的流量大，用直驱阀代替的成本高，且定制化强。因此，当前都是用先导阀控制闭锁离合器。

联电推荐的压力控制阀如下，先导式压力控制电磁阀采用滑阀的形式，大大改善了传统先导阀的泄漏量大的缺点。可以承受大于20bar的输入压力，且控制压力随输入压力波动小，系统上可以直接接到主油路上使用，简化了系统设计。经过系统验证，完全满足滑差控制对电磁阀响应特性的要求。

先导式压力控制阀

CVT带轮控制阀方案

带轮作用

带轮的作用：通过改变钢带的传递半径来调节速比；改变夹紧力来改变扭矩容量。通过改变液压缸的压力来实现对带轮传动半径和夹紧力的控制。

典型工况及需求分析

急加速/急踩油门：要求速比跟随目标值，快速变化。对电磁阀的需求：快速响应，滞后小；电磁阀迟滞小。在速比快速变化时，钢带不能打滑，需要保证钢带夹紧力是受控的，因此需要稳定的压力-流量特性。

速比或扭矩连续变化：控制电流连续变化，对电磁阀的需求：电磁阀压力可以响应小电流变化，滞后小，迟滞小。

速比不变，扭矩变化：控制主动从动带轮压力同步变化，要求两个电磁阀的响应同步。

带轮控制电磁阀类型选择

由于带轮需要的流量高达30L/min，压力60bar左右，电磁阀做到这样的压力流量水平成本太高，因此，当前采用先导控制方案。

针对CVT带轮控制，联电推荐先导式压力控制阀，且已有成熟应用经验，完全满足带轮控制的要求。

先导式压力控制阀

主油路压力控制阀方案

主油路压力的作用

主油路为系统中各执行器提供压力流量，并满足冷却润滑的需求。由于不同工况需要的最高压力是变化的，主油路压力应该大于系统需求的最高压力，为降低油泵的能耗，需要主油路压力根据需求实时调节。

典型工况及需求

主油路压力等于系统需要的最大压力乘以安全系数，对于变速箱的功能来讲，要保证主油路压力>系统需要最大压力。在系统需要的压力流量有突变时需要主油路压力可以满足系统的需要，因此需要主油路压力实时变化。

主油路压力控制电磁阀类型选择

系统中通过溢流阀调节为了调节油泵出口的压力，即主油路压力，先导压力阀控制系统阀提供对主油压控制阀的先导压力。

针对主油路压力控制，联电推荐产品是先导式压力控制阀，当前设计的控制压力范围0-11bar和0-5.5bar两种状态，满足不同客户的需求。