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双锥面锁环式同步器设计与应用

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双锥面锁环式同步器设计与应用

双锥面锁环式同步器设计与应用 薛桂凤 张鸿源 孟昭俊 (天津市天海汽车同步器厂) 摘要 本文介绍了为提高同步力矩、缩短同步时间、提高同步器的工作性能,有利于换档操作 轻便的一种新型同步器结构 —— 双锥面锁环式同步器的设计与应用 关键词 双锥面锁环式同步器 前言 现代机械式齿轮传动变速器换档过程中,同步器得到普遍的应用。由于在各档位齿轮之间设置 了同步器,可保证换档时齿轮的 啮合不受冲击,清除了换档噪声,延长了齿轮的寿命。使得换档过 程轻便、迅速,从而有利于提高汽车的动力性和燃料经济性。 图 1 现代变速器所采用的同步器大都是属于惯性锁止式同步器。它们的结构形式虽各有不同,但工 作原理都是一样的,即把要啮合的转动件的转速,在同步之前,利用其相对角加 (或减)速度所产 生的惯性力矩,来阻止它们的不同步啮合。同时,还需确保要结合的转动件的转速在达到同步后方 能啮合。图 1所示是目前最广泛采用的一种惯性锁止式同步器,被称为锁环式同步器。 它利用制作在啮合套 16及同步环 11 和 17啮合齿端的倒角(锁止角)斜面,在未达到同步之前, 对啮合件施加惯性锁止作用,以防止不同步啮合。当两啮合件转速达到同步时,则摩擦 锥面的摩擦 力降为零。此时,在换档力的继续作用下,达到同步啮合。 1 同步过程的理论分析 图 2所示为同步系统简图 图 2 Jc—— 变速器一轴和离合器从动片等零件的转动惯量 Jv—— 汽车惯量 Mc—— 离合器阻力矩 Mv—— 汽车行驶阻力矩 Ms—— 同步环摩擦力矩 e—— 输入角速度 v—— 输出角速度 其中: Mc—— 离合器阻力矩是由 于离合器分离不彻底、空气摩擦阻力、 变速器输入端部件搅油阻力所 造成的。其值越小越好,以减小同步器在同步过程中所做的功。但它的具体值不易测定,在理论分 析时可假定此值在同步换档过程中是不变的。 Mv—— 汽车行驶阻力矩是由于汽车行驶时受到的滚动阻力、坡道阻力、风阻及传动轴、驱动桥 等部件机械损失造成的。 Mv 的变化对于换档影响不大 ,所以在同步换档过程中其值也可认为是不 变的。 Ms—— 同步环摩擦力矩,由于摩擦锥面副的摩擦系数 的大小是随着滑磨速度高、低而变化, 但变化不大, 可以忽略不计,故也可以认为 Ms值在同步换档过程中也 是不变的。 同步换档过程的理论分析,主要是研究同步力矩和同步时间的关系。根据牛顿第二定

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