自动变速器控制系统液压阀与电磁阀结构及工作原理

口徐安

编者按：

目前，在国内汽车维修行业，自动变速器的检修已成为继电喷发动机之后新的热点和难点，许多维修企业的技术人员和技工对自动变速器控制系统中的各种液压阀（如主油路压力调节阀、节气门阀、调速器阀等）和电磁阀的

结构原理不甚了解，从而影响了故障的诊断与排除。更为严重的是，国内有关书籍和资料中，有关调速器的讨论，大多出自日本丰田公司的资料，有些存在着严重的错误，以致以讹传讹。鉴于上述原因，本刊刊载此文，以期对广大读者有所帮助。

自动变速器液压控制系统中的工作介质是自动变速器油，控制系统由油泵、主油路压力调节阀、节气门阀、调速器阀、手控阀、换档阀及其它一系列辅助阀和控制油路组成。在自动变速器中，有３个最基本也最重要的液压，即主油路压力、节气门阀压力和调速器阀压力，基于它们之间的相互配合，控制自动变速器的升档和降档变换。

力进行较精确的调控，以满足自动变速器各种不同Ｉ况的要求。典型的主油路压力调节阀的工作原理如下所述。

发动机起动后，来自油泵的自动变速器油便进入主油路压力调节阀（见图１）。首先，油压由此出发去充满液力变矩器及主油路等，一旦上述部位的空气被油液驱除干净，即开始在液压系统中建立油压。油压作用于阀中柱塞的左端面，并克服右侧弹簧的张力向右推动柱塞。如图１所示，只要作用于柱塞左端面的油压不超过右侧弹簧的张力，则油泵输出的油液就全部进入自动变速器的主油路，并建立起主油路压力。

随着发动机转速的升高，油泵

输出的油量也随之增加，这势必增

１一至液压管路２－至液力变矩

器３－来自油泵出口４－至油

一、主油路压力及主油路压力调节阀

由油泵提供的自动变速器油，经主油路压力调节阀这一可变节流装置后，便产生主油路压力。在自动变速器液压控制系统中，虽然还有其它诸多压力，如节气门阀压力、调速器阀压力等，但所有这些压力均建立在主油路压力的基础上，或者说主油路压力是其它诸多压力赖以存在的基础。

主油路压力调节阀，除产生或提供主油路压力外，还应能对该压

底壳５一弹簧张力

图１主油路压力的产生

动变速器来说，过高的压力马上就被从泄油口流回泵入口的油流所释放掉：而对可变排量叶片式油泵来说，过高压力的一部分还要被引藿泵内滑套的后面，以减少油泵的排量。总而言之，无论在何种场合，泄油口的存在防止了过高主油路压为的产生；同时，当泄油口未开启酎，由于主油路压力调节阀的节流作用，也使得所产生的主油路压捧不

大作用于滑动柱塞左端面上的液体压力，推动柱塞继续右移并进一步压缩弹簧。当滑动柱塞右移达到一定程度时，泄油口开启，对装用齿轮式、转子式及普通叶片式油泵的自

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低于某一数值。

在特定的行驶工况下，如发动机负荷很大的低速工况，要求自动变速器中的主油路压力必须进一步升高。因为较高的主油路压力可增大多片离合器、制动器以及带式制动器所能传递或承受的摩擦力矩，从而防止在发动机输出扭矩增大的时候，发生离合器、制动器打滑现象。为此，大多数自动变速器中均设有增压阀，以便在需要时进一步升高主油路压力。增压阀通常是与主油路压力调节阀组合在二起的，图２所示为其典型结构。

１一主油路压力

２一至液力变矩器

７一主油路

３一倒档油路压力４一增压阀５一至油底壳６一来自油泵出口压力调节阀

图３倒档油路压力引起的主油路压力升高

控制油压分别由自动变速器的调速器阀和节气门阀产生，各自相应于汽车的行驶速度和发动机负荷或节气门开度的变化而变化，最终作用在换档阀上，控制自动变速器的升档或降档变换。

自２０世纪４０年代最初的液压控制式自动变速器被安装于轿车上起，汽车自动变速器已得到极大的发展，其各部分的具体结构亦有所变化，但在液压控制系统中，就分别产生调速器阀压力的调速器阀和产生节气门阀压力的节气门阀而言，

结构上却总共不外乎５种类型。其

由于主油路压力的大小控制着自动变速器内所有的多片离合器、制动器以及带式制动器能否可靠地接合工作，同时，它也是自动变速器内所有其它压力的基础，所以主油路压力也就成了汽车自动变速器内最基本、最重要、也是最关键的压力。如果主油路压力调节阀工作异常，就无法实现给定的控制主油路

中，调速器阀有３种类型，节气门阀

有２种类型。在此首先介绍调速器

阀压力及调速器阀，至于节气门阀压力及节气门阀，则留待下一部分讨论。

如上所述，在汽车自动变速器中，作为两个关键控制油压之一的调速器阀压力，产生于液压控制系统的主油路压力，但它是经调速器阀输出的，已通过节流作用改变了主油路压力的大小。一般情况下，调速器阀由自动变速器的输出轴驱动，而汽车的行驶速度是随该输出

轴转速的改变而改变的。在自动变

１一主油路压力２一至液力变矩器３一节气门阀压力４一增压阀５一至

压力任务。譬如，一旦阀中滑动柱塞运动卡滞，就可能使主油路压力过高，引发换档ｊ中击、部件损坏等问题：而若由于使用过久、油液脏污等原因，使柱塞与阀孔表面磨损过度，则过大的配合副间隙泄漏又会使主油路压力过低，引起离合器、制动器等打滑，严重时甚至会造成车辆无法运行。所以，如果发现上述问题，应及时测量主油路压力，看其是否在正常范围之内。为方便测量，一般汽车自动变速器壳体上，都设有专门的主油路压力测量孔。

油底壳“来自油泵出口７－主油

路压力调节阀

图２节气门阀压力引起的主油路压力升高

在图２中，增压阀作用于主油路压力调节阀弹簧的外端，当发动机全负荷或节气门全开工作时，自动变速器节气门阀压力被引到增压阀阶梯式滑动柱塞的小柱塞右端面处，从而与主油路压力调节阀弹簧一起强迫主油路压力调节阀柱塞左移，使其输出的主油路压力较之仅有弹簧作用时进一步升高。

另外，为使倒档工作时所涉及到的各离合器、制动器接合可靠，可将来自倒档油路的压力油供至增压阀中部，如图３所示。由于增压阀阶梯式滑动柱塞的大柱塞端面面积较大，故可使增压阀对弹簧施加更大的作用力。这样一来，引自倒档油路的油压向左推动增压阀阶梯式滑动柱塞，压缩主油路压力调节阀中的弹簧，使主油路压力升高幅度达到最大。

速器设计中，要求输出轴转速升高时，调速器阀输出的控制油压也随之升高，而当输出轴转速稳定时，调速器阀输出的控制油压也应稳定在与既定车速相应的水平上。

目前用于汽车自动变速器的调速器阀有３种不同的结构形式，即由自动变速器输出轴驱动齿轮驱动

二、调速器阀压力及调速器阀

汽车自动变速器能否根据车辆的行驶速度和驾驶员踩下加速踏板的程度，自动而且正确地实现换档，在很大程度上取决于自动变速器中液压控制系统的工作情况，而在液压控制系统中，建立在主油路压力之上的调速器阀压力和节气门阀压力，又起着极为重要的作用。这两个

的滑阀式和止回球式，以及直接安装在输出轴上的滑阀式调速器阀。

１。齿轮驱动的滑阀式调速器阀结构原理

滑阀式调速器阀的结构如图４

所示。

这种由输出轴齿轮驱动的滑阀

式调速器阀，安装在自动变速器壳体的后延部位，通常由直接加工在自

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该调速器阀在正常工作期间，通过在阀芯上部加工出的一条油ｉ道，调速器阀油压还作用于阀芯上端顶面，产生的向下的压力恰与吾归重块内端向上撬动阀芯下端底面酶：

作用力方向相反。正是由于这一对

方向相反的作用力动态平衡的缘；故，调速器阀所产生的控制油压可。随汽车行驶速度的增加而增加，且

一定的车速值对应着一定的调速器

阀压力值，这就是图６所示的调速器阀速度特性。

如果汽车的行驶速度一再升‘

１一柱塞阀芯２一弹簧

３一主重块

１一阀芯上移２一被压缩的弹簧作用于副重块３一主重块限位器４一驱动齿轮５一主油路压力入口６一调速器阀压力出口块外张

图５转动离心力使调速器输出控制油压

７一泄油孔８一主重

高，并超过某一极限值时，在主重块的外甩已被其限位器约束的情况下，副重块也因其外端已抵靠在主重块上而无法继续外甩，也就是说；这时阀芯在阀孔中的上移已达到极限位置。与此位置相对应，调速器阀的主油路压力入口和调速器阀压力出口完全打开，而泄油孔则被彻底堵塞（见图７），此后，调速器阀输出

４一主重块限位器５一驱动齿轮６一主油路压力入口７－调逮器阀压力入口８一泄油孔９一副重块

图４齿轮驱动的滑阀式调速器阀

动变速器输出轴上的齿轮驱动。这种调速器阀的关键部件是两套重块、两个弹簧及一个滑阀，它利用在旋转离心力作用下重块位移的不同，来改变阀芯在阀孔中的轴向位置，从而在节流原理的基础上，将自动变速器液压控制系统主油路压力改变为调速器阀压力并输出。

当汽车未行驶时，图４中的主油路压力入口被关闭或微开，调速器阀压力出口及泄油孔则处于全开位置。由于即便有少量的自动变速器油液在主油路压力作用下进入调速器阀，也会被泄油孔完全排掉，所以此时的调速器阀无任何控制压力输出。

汽车起步后，自动变速器输出轴带动调速器阀旋转，产生的离心力使重块向外甩，并借助于副重块的内端向上撬起阀芯，如图５所示。阀芯在阀孔中的这种上行移动，使泄油通道面积减小，而主油路压力入口通道面积加大，因而建立起相应的调速器阀压力。

在该调速器阀中，使用主、副两套重块的目的，是为了增大汽车低

速行驶时控制油压调节的精确程度。当车速较低时，率先在转动离心力作用下外甩的是较重的，且离旋转轴线较远的主重块。主重块的外甩使其压缩弹簧的内端，然后经弹簧作用于使阀芯上下移动的较轻的副重块。在某些自动变速器中，两侧主重块弹簧的刚度不同，以便使调速器阀压力的调节更加平稳。当调速器阀的转速达到某一数值时，两侧主重块的外甩便受到各自限位器的限制。此后，若转速进一步提高，则１＂２有副重块单独外甩，并通过其内端使阀芯上行，调节所输出的调速器阀压力（见图６）。

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０

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１一升到最高点的阀芯；开的主重块；油路压力入口；

２－完全张！

３－驱动齿轮；４－主５－调速器阀压力出，

１／

Ｉ

口６－泄油孔７一完全张开的副重块‘图７输出压力最高时的调速器阀糊＋

１Ｉ输出轴转速

的控制油压与自动变速器液压控带』系统中的主油路压力相等（见霹６中曲线的水平部分）。

（未完德读）

Ｉ一低速区ＩＩ一高速区

图６调速器阀的速度特性

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自动变速器控制系统液压阀与电磁阀结构及工作原理

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

徐安

汽车维修

AUTOMOBILE MAINTENANCE2003(1)

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