汽车底盘构造与维修：液压控制系统及其组成

液压控制系统是在电子控制式自动变速器（简称ECAT）的重要组成部分，液压控制系统主要由以下几部分组成。

①动力源——油泵，其作用是：

◎向执行结构、控制结构提供液压油。

◎向液力变矩器提供工作油液。

◎向行星齿轮变速结构提供润滑油。

②执行结构——油缸，包括换挡离合器油缸和制动器油缸，其工作原理前面已经

介绍。

③液压控制结构——若干控制阀和阀体。

④辅助装置——油箱、滤清器、冷却器等。

在液压控制系统中，油泵在发动机的驱动下将压力油输送到控制阀体，阀体内的控制阀起油路“开关”的作用。根据汽车的工况，系统可开通或切断某些执行结构油缸的油路，从而使离合器结合或分离，制动器制动或释放，达到换挡变速的目的。

1.油泵

液压系统的动力源主要是油泵。在自动变速器的液压控制系统中使用的油泵大致有三种类型：一种是齿轮泵，一种是转子泵，另一种是叶片泵。

（1）齿轮泵的结构和原理

在自动变速器中所用的齿轮泵一般是内啮合齿轮泵。这种泵主要由泵体、从动轮（齿圈）、主动轮组成。由于从动轮是一个齿圈且较大，而主动轮是一个较小的外齿轮，所以，在主从动齿轮之间的空隙用一个月牙形隔板把这个容腔分为两部分（见图2.35）。其中一腔是进油腔（或称吸油腔），另一腔是压油腔（或称排油腔）。

图2.35　齿轮泵的结构

（2）转子泵的结构和原理

转子泵主要由一对内啮合的转子组成。内转子为外齿轮，且为主动件。外转子为内齿轮，是从动件。内转子一般比外转子少一个齿。内外转子之间是偏心安装。内转子的齿廓和外转子的齿廓由一对共轭曲线组成，因此内转子上的齿廓和外转子上的齿廓相啮合，形成了若干密封腔（见图2.36）。

图2.36　转子泵的结构和原理

（3）叶片泵的结构和原理

叶片泵由转子1、定子2和叶片3及端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子之间有偏心距e。叶片装在转子槽中，并可在槽中滑动。当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧贴在定子内壁，在定子、转子、叶片和端盖间就形成了若干个密封空间（见图2.37）。

图2.37　叶片泵的结构

1—转子；2—定子；3—叶片

2.液压控制结构(www.xing528.com)

如图2.38为一种电控自动变速器的液压控制系统，其液压结构可分为以下几个部分：

图2.38　电控自动变速器的液压控制系统

（1）主油路系统

主油路系统主要包括油泵和主油路调压阀。油泵产生的压力由主油路调压阀调节后产生管路压力PH，管路压力PH是用于控制自动变速器的最基本、最重要的压力，因为它用于操作变速器内所有的离合器和制动器，同时它也是变速器内所有其他压力的压力源。主油路调压阀可根据发动机转速和负荷来调节主油路系统的油压，使系统在各种工况下都保持最佳油压PH，以满足载荷和驾驶条件两个因素对变速器的要求。

（2）换挡阀系统

换挡阀系统根据换挡信号系统提供的油压信号，控制自动变速器中液压控制油路的方向，由此决定所处的不同挡位。

换挡阀系统主要由手控制阀、强制降挡阀、换挡阀（液压换向阀）和换挡电磁阀（如图2.38中的A阀和B阀）组成。手控制阀由换挡手柄操纵，通过手动阀可对自动变速器液压控制系统的油路进行切换，对不同换挡执行元件进行控制，实现不同的换挡需要。换挡电磁阀是将电子控制信号转换为液压控制信号的元件，安装在控制变速的液压系统集成阀块上，实际上是一种电控液压换向阀。它接收换挡电子控制单元（ECU）发来的电控指令信号，通过其电磁铁的“开”（通电）与“关”（断电），驱动液压换向阀，实现液压油路的“通”与“断”，从而控制自动变速器中换挡离合器或制动器的结合或分离，完成升挡或降挡操作。强制低挡阀位于节气门阀下方，兼起节气门阀活动弹簧座的作用。如果将加速踏板踩到底（节气门开度大于85%），变速器会在原来挡位的基础上自动降低一个挡位。

（3）缓冲安全系统

缓冲安全系统包括缓冲阀、低挡限流阀、单向阀等，对液压系统起缓冲、限流和安全保护等作用。

下面以一、二挡换挡阀为例介绍换挡阀（液压换向阀）的工作原理，如图2.39。

图2.39　一、二挡换挡阀的工作原理

自动变速器都有一个或多个换挡阀，其数量取决于前进挡位（前进挡有二挡的，只有一个换挡阀；三挡的，有两个换挡阀；四挡的，有三个换挡阀）。换挡阀的功能是根据节气门开度和车速两参数的变化自动控制升挡和降挡。换挡阀的工作原理如图2.39所示，它是一个液控换向阀，一端为节气门阀输出压力Pz和弹簧力F，另一端为调速阀输出压力Pv。当Pz+F＞Pv时，滑阀右移[见图2.39（a）]，离合器C油缸的排油口打开并排油，离合器C分离。同时主油路油压PH与制动器B油缸的进油口连通，油缸充油，制动器B起制动作用，此时变速器为一挡。

当当Pz+F＜ Pv时，滑阀左移[见图2.39（b）]，制动器B油缸的排油口打开排油，制动器B不起作用。同时主油路油压PH与离合器C油缸的进油口连通，油缸充油，离合器C接合，变速器换入二挡。

3.电子控制自动变速器液压控制系统的换挡原理

电子控制自动变速器在液压控制系统的基础上增加了电子控制系统，能够更精确地控制换挡时机和提高换挡品质。

如图2.40，ECU根据车速传感器和节气门位置传感器等各传感器的信号打开或关闭换挡电磁阀（图中的A阀和B阀），从而改变换挡阀两端的油压，使换挡阀芯移动，进而打开或关闭通往换挡离合器或制动器的液压通道，使变速器得以换入高挡或换入低挡。

图2.40　电子控制自动变速器换挡原理图

图2.41为换挡阀接通低速挡制动器油缸油路的工作状态。此时，B阀通电，打开换挡阀右侧的泄油孔，主压力油进入换挡阀的左侧，在主压力油压力PH和弹簧力F的作用下，换挡阀芯右移，低速挡油路与主压力油接通，制动器油缸充油，制动器制动，变速器换入低速挡，而高速挡油路与排油口接通，离合器油缸排油，离合器分离。

图2.41　换挡阀接通低速挡油路的工作状态

图2.42为换挡阀接通高速挡离合器油缸油路的工作状态。此时，A阀通电，打开换挡阀左侧的泄油孔，主压力油进入换挡阀的右侧，在主压力油压力PH的作用下，换挡阀芯左移，压缩弹簧，高速挡油路与主压力油接通，离合器油缸充油，离合器接合，变速器换入高速挡，而低速挡油路与排油口接通，制动器油缸排油，制动器不起作用。

图2.42　换挡阀接通高速挡油路的工作状态