电磁阀只有两个动作时,不能更好地调节通过阀口的油压和油量,对新型自动变速器难以适应。比如,我们要对锁止离合器进行慢慢接合,减少接合时的冲击,提高舒适性和动力柔和性(发动机),那么开关式的电磁阀就不能满足这样的要求了。
又如,新型的自动变速器换档时,讲究重叠换档的连贯性,让原来的换档模式(升一个档撤下工作活塞油压后、再注入另一个活塞油压才完成升档过程)发生改变,提高舒适性,让驾驶人感觉不到“动力”的暂时中断。那么就设计成当升下一个档时,工作中的活塞没有完全退下来,另一个活塞开始慢慢注油了,这一退一注中,开关式的电磁阀就不能满足这样的要求,所以要用到可以控制油压的、可以调节的电磁阀。
主油压力更加如此,车辆是富有动力、转速变化的交通工具,不时地加速、不时地减速,所不同的档位需求油压是不一样的。
在早期的自动变速器上调节油压是靠调速阀和一根连接于节气门到自动变速器阀体上的节气阀。如今纯机械的自动变速器已经淘汰,全由电子电气元件替代,我们常常看到占空比、脉冲、电流与电磁阀搭上了关系。其实无论怎么发展,新技术还是离不开基本的原理。
我们以拉线诠释占空比、脉冲式电磁阀的相关知识。
大家知道,发动机加油是靠脚踩下加速踏板,节气门拉线联动了节气门的开启,而进行的加速。早期无主油压电磁阀自动变速器,是通过一条拉线联动节气门到阀体上(节气阀),那么“脚动”节气门两条拉线也动,是同步的。所不同的是:
其一、节气门拉线是控制节气门的开度,进入的是空气量,节气门开启的小,则进入的空气就少;节气门开启的大,进入的空气就多。如果我们将开启的节气门大小用百分比来代表,那么就形成“占空比”词语的称谓了,节气门开度的百分比与空气量的关系就形成了。如节气门百分比(0%)代表节气门关闭(怠速)、100%代表节气门全开(高速)。
其二、自动变速器节气门(阀)拉线也随节气门拉线联动,说明发动机加速、提速时,这条线也将变速器内部油压调大,配合发动机动力,进行起步、升档等操作,这里“进气”与“调油压”是同步的,才使发动机、变速器相匹配。实际上,这个阶段的自动变速器已经存在“占空比”之说了。
那么,新型的自动变速器取消了节气门拉线,用油压电磁阀来代替,也应当以节气门阀拉线为基点进行同步调节才行,这个信号就是取节气门位置传感器(TPS),所以称之为占空比形式的电磁阀。
在控制中用到电流的大小对电磁阀进行阀门大小的开启,已达到调节油压的目的,这个电流一般不超过1A。常用电流以脉冲进行称谓,故称为脉冲式的电磁阀。
1.脉冲式电磁阀的特性
电阻:3~7Ω。
电流:0~1A。
以节气门开度占空比(0~100%)进行数据分析,在解码器中多以百分比显示数据流的变化,供判断问题。
2.检测方法
脉冲式电磁阀线圈电阻较小,不可直接用12V电源测试,否则会烧毁电磁阀线圈。
简单的方法是:电磁阀线圈连接到蓄电池电源时串联一个8~10W的灯泡,在通电时,电磁阀阀芯应向外伸出;断电时,电磁阀阀芯应向内缩入。
可调电流方法:将可调电流与电磁阀线圈连接。调整电流,同时观察阀芯的移动情况。当电压逐渐升高时,阀芯应随之向外移动;当电压逐渐减小时,阀芯应随之向内移动。否则,说明电磁阀损坏,应更换。在检测中应注意保持电流不超过1A。
3.4HP20电磁阀
使用5个电磁阀,两个是与主油路相关的,另四个是压力电磁阀。主油压电磁阀在第四章中有介绍。从这个时候开始,电磁阀盖端用颜色加以区分了,这五个电磁阀中,用黄色代表两个主油压电磁阀(MV1/MV2),用黑色代表四个压力换档电磁阀,见图5-12。
颜色在6HP变速器得到更充分的应用。
图5-12 4HP20电磁阀
(1)MV1、MV2电磁阀
控制原理见图5-13,工作状态见表5-7。
电磁阀MV1:控制管路压力高/低及离合器,制动器阀
电磁阀MV2:控制流向离合器E或TCC的油流。
图5-13 4HP20 MV1/MV2电磁阀控制原理图
表5-7 工作状态表
(2)电磁阀3,4,5,6:都是压力控制电磁阀控制原理见图5-14,工作状态见表5-8。
图5-14 4HP20 EDS电磁阀控制原理图
表5-8 工作状态表
(3)4HP20档位元件工作(表5-9)
表5-9 4HP20元件工作表
ON=电磁阀通电
OFF=电磁阀断电
●工作
○保持
(4)工作时电流值(表5-10)
表5-10 工作时电流值
1=ON,工作;0=OFF,关闭;X=TCC,工作;159~768mA=调节范围,159mA开,768mA关(这里的开关相对于电磁阀型式才能理解,见下面的内容)
(5)压力电磁阀电流与压力的关系
EDS3/5/6电流、压力关系见图5-15。
EDS4电流、压力关系见图5-16。
图5-15 电磁阀3、5、6(正比)
图5-16 电磁阀(反比)
通过4HP20这些图、表我们学习以下几点:
1)EDS3/5/6是随着电流的增加而压力随之增大,压力与电流成正比,这说明是常闭型阀,当电流施加时才慢慢打开。EDS4电磁阀是随着电流的增加而压力随之减少,压力与电流成反比,这说明是常开型阀,当电流施加时才慢慢关闭。
2)EDS3/5/6没有通电前的状态是关闭,电流159mA才慢慢打开,油压从0.4bar升至5.6bar;EDS4没有通电前的状态是打开,电流159mA才慢慢关闭,油压从5.6bar降至0.4bar。这说明这两种电磁阀不能互换,大家在维修中不要搞混了。(www.xing528.com)
3)EDS3/4/5/6电磁阀内部带一个阀杆,有两个阀柱体,分别控制着油压的大小。以前的电磁阀内部通常是一个钢珠(球阀),这是很大的区别。
4)电流大小控制电磁阀进行调节油压,其信号来源取决于节气门开度、当前的档位和车速,这就是换档时机。对活塞注油、泄油就是依靠换档时机来决定的。
5)在解码器数据流内,可以用电流或者百分比值来显示电磁阀的状态。
6)初步理解TCU控制电磁阀电流对油压的调节能力,要知道这样调节的油压目的是起什么作用?EDS3/5/6电磁阀159~768mA是压力增大,向工作的离合器活塞注入由小到大的压力;相反,如果离合器卸下工作时,也可以缓慢地将油压泄压,则从大到小。
4.6HP电磁阀
ZF公司6HP自动变速器有6HP19/21/26/32等,装配在宝马、奥迪等众多的车型上。这是六速自动变速器代表的产品,使用多项新技术。下面以ZF6HP26Z用于宝马车(E65)进行学习。
安装在6HP26Z中的电子液压变速器控制系统(EGS),MV电磁阀有3个,EDS电磁阀有6个,借助这些阀实现控制变速器的换档。
(1)MV电磁阀 在液压换档机构上安装了3个电磁阀,它们是3/2 换向阀即阀门带有3个接头和2个开关位置。电磁阀由电子变速器控制系统控制,有“开启”和“封闭”两个位置,这样就可以转换液压阀的工作状态。
(2)EDS电子压力控制阀 电子压力控制阀将电流成正比地转换为液压压力,这些阀由电子装置模块控制,并操纵属于换档元件的液压阀(杆)。
使用的EDS有两种类型:
特性线上升的EDS,是EDS1/3/6通过绿色盖罩识别。见图5-17。
特性线下降的EDS,是EDS2/4/5通过黑色盖罩识别。见图5-18。
图5-17 6HP26绿色电磁阀EDS特性上升
它的个性:
1)电流:0~700mA(0mA=0bar,700mA=4.6bar)
2)压力范围0~4.6bar。
3)工作电压12V。
4)电阻值20℃时为5.05Ω。
图5-18 6HP26 黑色电磁阀EDS特性下降
它的个性:
1)电流:700~0mA(700mA=0bar,0mA=4.6bar)
2)压力范围4.6~0bar。
3)工作电压12V。
4)电阻值20℃时为5.05Ω。
(3)6HP26Z电磁阀和离合器的工作表(表5-11)
表5-11 6HP26Z电磁阀和离合器工作表
注:● 工作;;x工作;-x- 视情况而定的控制
(4)详细学习重叠换档技术
从表5-11可知:
1档:D(制动器)+A(离合器),如图5-19所示。
EDS4从起动发动机、从驻车P-R-N-D1保持工作,它的个性是0mA=4.6bar,那么TCU不用控制给予大电流。换句话说,不给它电,就有4.6bar工作油压注入制动器D组活塞。因为它与4HP20中EDS4一样是属于常开型的压力电磁阀。
图5-19 6HP重叠换档图(1档)
EDS1是常闭型压力电磁阀,在没有TCU给予电流前它是关闭的,试想一下:
如果换了黑色常开型的会是什么结果?
如果此常闭型压力电磁阀密封不严(损坏)是什么结果?
如果电磁阀出现活动不良(卡滞)会是什么结果?
如果TCU给予不稳定的电流会是什么结果?
如果电磁阀线路(插头)不良会是什么结果?
答案是:起动发动机,车子要走,档位乱了;起步冲击;有时不能起步;起步无力。工作不平顺了,有故障了。
TCU给予从小至大的电流,缓慢地注入油压到离合器A组活塞,使得传动件慢慢结合而不冲击,其实这个过程是非常快捷的,几乎瞬间完成。相比开关式的换档电磁阀要平顺些。
2档:A(离合器)+C(制动器),如图5-20所示。
自动变速器将进行重叠换档,升档的条件是变速杆位、档位信号、节气门开度信号(TPS)、发动机转速信号和车速信号(VS)等。
图5-20 6HP重叠换档图(2档)
EDS4是常开型压力电磁阀,EDS3是常闭型压力电磁阀,TCU给予不同的电流,一个撤油压,一个升注油压。要求退1档升2档平顺、不冲击、不打滑、不时滞。试想一下:
如果搞错黑色常开型、绿色常闭型会怎么样?
如果电磁阀密封不严(损坏)是什么结果?
如果电磁阀出现活动不良(卡滞)会是什么结果?
如果TCU给予不稳定的、不同步的电流会是什么结果?
如果电磁阀线路(插头)不良会是什么结果?
答案是:冲击、无力、打滑、重叠过早会“逼劲”振抖、重叠过迟会耸车。工作不平顺了,有故障了。
TCU将制动器D组活塞油压缓慢撤退,同时给予制动器C组活塞从小至大的电流,缓慢地注入油压,使得传动件慢慢结合而不冲击,其实这个过程是非常快捷的,几乎瞬间完成。相比开关式的换档电磁阀平顺、增强了连贯性、提高了驾驶体验。
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