汽车变速器设计标准-同步器的设计.pdf

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同步器设计




同步器有常压式、惯性式和惯性增力式三种。常压式同步器结构虽然简单,但有不能保
证啮合件在同步状态下(即角速度相等)换挡的缺点,现已不用。得到广泛应用的是惯性式同
步器。
一、惯性式同步器
惯性式同步器能做到换挡时两换挡元件之间的角速度达到完全相等之前,不允许换挡,
因而能完善地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。
按结构分,惯性式同步器有锁销式、滑块式、锁环式、多片式和多锥式几种。虽然它们
的结构不同,但都有摩擦元件、锁止元件和弹性元件。
图3—17a所示锁销式同步器的摩擦元件是同步环2和齿轮3上的凸肩部分,分别在它们的
内圈和外圈设计有相互接触的锥形摩擦面。锁止元件位于滑动齿套1的圆盘部分孔中做出的
锥形肩角和装在上述孔中、在中部位置处有相同角度的斜面锁销4。锁销与同步环2刚性连接。
弹性元件是位于滑动齿套1圆盘部分径向孔中的弹簧7。在空挡位置,钢球5在弹簧压力作用
下处在销6的凹槽中,使之保持滑动齿套与同步环之间没有相对移动。滑动齿套与同步环之
间为弹性连接。图3—17b所示锁环式同步器摩擦元件,是通过滑动齿套8及锁环9上的锥面来
实现的。作为锁止元件是锁环9的内齿和做在齿轮10上的接合齿端部。齿轮10和锁环9之间是
弹性连接。
在惯性式同步器中b弹性元件的重要性仅次于摩擦元件和锁止元件,它用来使有关部分
保持在中立位置的同时,又不妨碍锁止、解除锁止和完成换挡的进行。
锁销式同步器的优点是零件数量少,摩擦锥面平均半径较大,使转矩容量增加。这种同
步器轴向尺寸长是它的缺点。锁销式同步器多用于中、重型货车的变速器中。
滑块式同步器本质上是锁环式同步器,它工作可靠、零件耐用;但因结构布置上的限制,
转矩容量不大,而且由于锁止面在同步锥环的接合齿上,会因齿端磨损而失效,因而主要用
于轿车和轻型货车变速器中。
多锥式同步器的锁止面仍在同步环的接合齿上,只是在原有的两个锥面之间再插入两个
辅助同步锥,如图3—18所示。
由于锥表面的有效摩擦面积成倍地增加,同步转矩(在同步器摩擦锥面上产生的摩擦力
矩)也相应增加,因而具有较大的转矩容量和低热负荷。这不但改善了同步效能,增加了可
靠性,而且使换挡力大为减小。若保持换挡力不变,则可缩短同步时间。多锥式同步器多用
于重型货车的主、副变速器以及分动器中。
惯性增力式同步器又称为波舍(Porsehe)式同步器,见图3—19。它能可靠地保证只在同
步状态下实现换挡。只要啮合套和换挡齿轮之间存在转速差,弹簧片的支承力就阻止同步环
缩小,从而也就阻止了啮合套移动。只有在转速差为零时,弹簧片才卸除载荷,于是对同步
环直径的缩小失去阻力,这样才可能实现换挡。波舍式同步器的摩擦力矩大、结构简单、工
作可靠、轴向尺寸短,适用于货车变速器。
二、同步器工作原理
同步器换挡过程由三个阶段组成。第一阶段:同步器离开中间位置,做轴向移动并靠在
摩擦面上。摩擦面相互接触瞬间,如图3—17a所示,由于齿轮3的角速度ω