來源: 旺材動力總成、汽車維修技術(shù)網(wǎng)
變速器同步器是利用摩擦原理 實現(xiàn)同步的,現(xiàn)代汽車上廣泛使用的是慣性式同步器,同步器可以從結(jié)構(gòu)上保證待嚙合的接合套與接合齒輪的花鍵齒在達到同步之前不可能接觸,可以避免齒間沖擊和噪音。
同步器的作用是為了讓離合器片也要和飛輪同步,轉(zhuǎn)速必須一致才可順利掛檔,如果換擋慢了,轉(zhuǎn)速落到怠速,是無法掛進去的),減檔要在空檔位置(同時保持離合器抬起)加油門,以減少齒輪的轉(zhuǎn)速差。但這個操作比較復(fù)雜,難以掌握精確。因此設(shè)計師創(chuàng)造出"同步器",通過同步器使將要嚙合的齒輪達到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。
同步器有常壓式,慣性式和自行增力式等種類。目前廣泛采用的是慣性式同步器。它主要由接合套、同步鎖環(huán)等組成,下面在這里僅介紹目前廣泛采用的慣性式同步器。
慣性式同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的,在其上面設(shè)有專設(shè)機構(gòu)保證接合章與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸,從而避免了齒間沖擊。
工作原理可以用某汽車三檔變速器中的二、三檔同步器為例說明。花鍵轂7與第二軸用花鍵連接,并用墊片和卡環(huán)作軸向定位。在花鍵轂兩端與齒輪1和4之間,各有一個青銅制成的鎖環(huán)(也稱同步環(huán))9和5。鎖環(huán)上有短花鍵齒圈,花鍵齒的斷面輪廓尺寸與齒輪1,4及花鍵轂7上的外花鍵齒均相同。在兩個鎖環(huán)上,花鍵齒對著接合套8的一端都有倒角(稱鎖止角),且與接合套齒端的倒角相同。
慣性同步器鎖環(huán)具有與齒輪1和4上的摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面,內(nèi)錐面上制出細牙的螺旋槽,以便兩錐面接觸后破壞油膜,增加錐面間的摩擦。三個滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三個軸向槽11內(nèi) ,并可沿槽軸向滑動。在兩個彈簧圈6的作用下,滑塊壓向接合套,使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中,起到空檔定位作用。滑塊2的兩端伸入鎖環(huán)9和5的三個缺口12中。只有當滑塊位于缺口12的中央時,接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。
自行增力式同步器
自行增力式同步器與常壓式和慣性式同步器一樣,也是利用摩擦原理實現(xiàn)同步,主要區(qū)別在于同步環(huán)產(chǎn)生的摩擦力矩由于同步環(huán)內(nèi)的彈簧片作用而得到成倍的增長。
圖所示為波爾舍自行增力式同步器。
兩個齒輪通過軸承空套在第二軸上,而花鍵轂2與第二軸固定連接,轂的外緣有三個凸起的軸向鍵,與接合套1上的三個相應(yīng)鍵槽配合。接合套與轂一起轉(zhuǎn)動,并可相對于轂軸向移動。
接合齒圈3與常嚙合齒輪固定連接。彈性的開口同步環(huán)4、滑塊5、支承塊6及兩個彈簧片7均裝在接合齒圈內(nèi),并用擋片8加以軸向限位。滑塊5的凸起部插于同步環(huán)的開口處,處于空檔時兩側(cè)有間隙,支承塊內(nèi)圓上的凸起則嵌入接合齒圈軸頸上相應(yīng)的槽中 ,槽比凸起稍寬些。同步環(huán)外表面沿軸向兩端制出外錐面,而接合齒圈和接合套的兩側(cè)齒端也制出與其配合的內(nèi)錐面。
只要接合套與待嚙合齒輪之間存在轉(zhuǎn)速差,彈簧片的支承力就阻止同步環(huán)直徑縮小,因而也就阻止了接合套移動。在二者的轉(zhuǎn)速差為零(同步)時,彈簧片卸除載荷,即以右彈簧片的上端為支點,彈簧片伸張,其下端頂住支承塊凸起右側(cè),推動接合齒圈連同低檔齒輪一道順時針方向轉(zhuǎn)動一個角度 ,使彈簧片松弛,于是阻止同步環(huán)直徑縮小的支承力消失。
此時,在不大的換檔力作用下,接合套便可壓縮同步環(huán),與右側(cè)的接合齒圈接合,而同步環(huán)處于接合套的屋頂狀凹槽里,被可靠地定位。因此,在掛檔位置,毋需采用一般變速器所必須設(shè)置的自鎖裝置。
在圖所示的右視圖中,該齒輪接合齒圈內(nèi)左右各有一個彈簧片,上述換檔過程中僅由右側(cè)的彈簧片起作用。當從下一個檔位換到該檔時,便由左側(cè)的彈簧片施加徑向力,加速同步過程。由于彈簧片的增力作用,故這種同步器能使換檔更為省力并且迅速。
常壓式同步器
如圖所示為裝有常壓式同步器的變速器。在第一軸齒輪2與空套在第二軸5上的齒輪4 之間裝有花鍵轂1。花鍵轂以其內(nèi)外花鍵分別與第二軸和接合套3作滑動連接。向左或向右撥動接合套,其內(nèi)花鍵齒圈可與齒輪2或齒輪4的接合齒圈接合,即掛上直接檔或第二檔。
在齒輪2與4接合齒圈相對的一側(cè)均有一個外錐面。相應(yīng)地在花鍵轂兩側(cè)加工出內(nèi)錐面。在花鍵轂的徑向孔內(nèi),裝有定位銷6,它借彈簧的壓力嵌入在接合套3內(nèi)切出的環(huán)形凹槽中。
圖1上部的三個圖為在掛直接檔的過程中同步器的工作示意圖。圖1a表示接合套在空檔位置。掛直接檔時,向左撥動接合套,則通過定位銷帶動花鍵轂1一同左移。當花鍵轂的內(nèi)錐面與齒輪2的外錐面接觸時,花鍵轂即不能再繼續(xù)左移。
由于接合套與花鍵轂之間有彈簧頂住的定位銷6,若駕駛員作用在接合套上的力不大,則定位銷便阻止接合套在花鍵轂停止不動的情況下繼續(xù)向左移動。此時位置如圖1b所示。兩錐匭在駕駛員通過操縱機構(gòu)加于接合套和花鍵轂上的力的作用下互相壓緊。齒輪2與花鍵轂存在轉(zhuǎn)速差,因而兩錐面一經(jīng)接觸,便產(chǎn)生摩擦作用。這種摩擦作用促使第一軸齒輪的轉(zhuǎn)速迅速降低到與花鍵轂的轉(zhuǎn)速(亦即接合套的轉(zhuǎn)速)相等 .因而二者花鍵齒的圓周速度相等(同步)。
此時駕駛員繼續(xù)增大加于接合套上的推力,使接合套克服彈簧力 壓下定位銷6而相對花鍵轂繼續(xù)左移,其內(nèi) 花鍵齒圈便與齒輪 的接合齒圈接合,即掛入直用常壓式同步器換檔與用接合套換檔比較,在工作過程上的區(qū)別,主要在于前者的摩擦作用能使需接合的兩花鍵齒圈迅速地達到并保持同步。并且由于帶彈簧的定位銷6對接合套的阻力,使兩齒圈在達到同步之前暫不接合。
但在此種同步器中,對接合套的軸向阻力是由彈簧壓力造成,故其大小有限("常壓式"的名稱即由此而得)。如果駕駛員用力較猛,則可能在未達到同步前,接合套便克服彈簧壓力,壓下定位銷而與齒輪2的接合齒圈接觸,此時齒間仍將產(chǎn)生沖擊。因此常壓式同步器工作不很可靠,目前較少采用。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:解讀 | 同步器構(gòu)造及工作原理?
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