汽車同步器換擋性能分析

摘要：同步器零件作為汽車變速器內(nèi)的核心零件，其質(zhì)量的好壞直接影響到駕駛者對(duì)車輛的滿意度，同時(shí)也關(guān)系到車輛的行駛安全。通過(guò)同步器的換擋過(guò)程分析，針對(duì)影響換擋性能的因素，歸納了一些改進(jìn)要點(diǎn)，提升了同步器換擋性能，也延長(zhǎng)了同步器、變速器的使用壽命，進(jìn)而延長(zhǎng)整車的使用時(shí)間，提高用戶滿意度，降低使用成本。

關(guān)鍵詞：換擋性能；花鍵精度；自滑性

變速器能夠改變由發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車得到不同的牽引力和車速，以適應(yīng)不同的使用條件。同步器是變速器的核心零件，需要保證同步器本身花鍵精度，自滑性良好，換擋時(shí)駕駛?cè)烁械绞孢m性，如果有問(wèn)題將影響整車的性能。主要適用于MT、AMT、DCT等變速器產(chǎn)品。

同步器結(jié)構(gòu)介紹及其工作原理

1.同步器結(jié)構(gòu)介紹

同步器的結(jié)構(gòu)主要有兩種：

（1）常壓式同步器 是一種早期開(kāi)發(fā)的同步器。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其不能保證被嚙合件在同步狀態(tài)（即角速度相等）下實(shí)現(xiàn)換擋。也就是常壓式同步器不能從根本上解決換擋時(shí)的嚙合沖擊問(wèn)題，所以這種同步器目前已被淘汰。

（2）慣性式同步器 由于慣性式同步器能夠確保同步嚙合換擋，目前得到廣泛應(yīng)用。慣性式同步器主要包括單錐同步器、雙錐同步器和多錐同步器（見(jiàn)圖1）。

2.同步器的工作原理

同步器的換擋過(guò)程主要由三個(gè)階段組成。

第一階段，同步器離開(kāi)中間空擋位置，做軸向移動(dòng)并靠在摩擦錐面上（見(jiàn)圖2）。摩擦錐面相互接觸瞬間，由于齒輪的角速度和滑動(dòng)齒套的角速度不一樣，結(jié)合齒圈通過(guò)摩擦作用帶動(dòng)銅環(huán)相對(duì)于齒套超前轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度（約半個(gè)齒厚），從而使齒套鎖止角與銅環(huán)鎖鎖止角相抵觸，阻止齒套向換擋方向移動(dòng)。

第二階段：來(lái)自手柄傳至換擋撥叉并作用在滑動(dòng)齒套上的力F，經(jīng)過(guò)鎖止元件（銅環(huán)）又作用在摩擦錐面上。兩接觸錐面產(chǎn)生摩擦力矩。齒套與齒輪的轉(zhuǎn)速很快接近，其角速度差?ω= ω1－ω7 =0時(shí)，瞬間完成同步過(guò)程。

第三階段：?ω=0，摩擦力矩消失，而軸向力F仍作用在鎖止元件上，使之解除鎖止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，齒套穿過(guò)銅環(huán)與結(jié)合齒掛上，從而完成了整個(gè)換擋過(guò)程。

換擋性能影響因素

1.零件花鍵齒向精度影響

花鍵齒向理論上應(yīng)該是一條直線，但實(shí)際加工的零件，由于機(jī)加工過(guò)程及熱處理影響，會(huì)產(chǎn)生花鍵變形，影響換擋性能。

圖3所示是花鍵齒向有凸起的報(bào)告，這樣會(huì)影響換擋自滑性效果。圖4所示是齒向沒(méi)有凸起的報(bào)告，換擋自滑性比較好。這些齒向的凸起需要在加工過(guò)程中進(jìn)行控制。

一般情況下，零件表面粗糙度，特別是花鍵齒面、鎖止角面及撥叉槽面，表面粗糙度要求Ra1.6mm以內(nèi)，如果粗糙度比較差，會(huì)影響換擋性能。比如：撥叉槽表面在同步器高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，與換擋撥叉摩擦換擋，如果表面粗糙度不好會(huì)加速磨損，造成同步器早期失效。

圖5所示為撥叉槽面粗糙度檢測(cè)結(jié)果。

3.裝配合件自滑性影響

自滑性就是齒轂、齒套合件裝配在一起（見(jiàn)圖6），平放在一個(gè)平板上，垂直方向提起齒轂一段距離，然后松開(kāi)齒轂后，齒轂?zāi)軌蚩孔陨碇亓氐皆瓉?lái)的位置，沒(méi)有卡滯現(xiàn)象，說(shuō)明合件的自滑性比較好。反之，如果出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，將會(huì)影響換擋性能。

4.零件花鍵齒頂?shù)菇怯绊?/p>

花鍵齒頂?shù)菇强刂迫鐖D7所示，需要在一個(gè)合理范圍內(nèi)。一般情況下不能小于0.05°。如果倒角比較小，零件加工過(guò)程中容易產(chǎn)生毛刺，出現(xiàn)與配合件之間干涉，影響換擋性能。同時(shí)，倒角也不能太大，需要保證與配合件之間有效的接觸范圍。

5.零件花鍵齒形精度影響

同步器齒轂、齒套的配合，是靠花鍵聯(lián)接，花鍵齒形精度直接影響配合質(zhì)量。如果花鍵齒形有異常凸起，齒轂、齒套相對(duì)滑動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生卡滯的風(fēng)險(xiǎn)，影響配合的自滑性，從而影響換擋性能。

圖8所示是花鍵齒形有凸起的報(bào)告，這樣會(huì)影響換擋自滑性效果。圖9所示是齒形沒(méi)有明顯凸起的報(bào)告，換擋自滑性比較好。

結(jié)語(yǔ)

以上是針對(duì)影響汽車同步器換擋性能的分析，主要從花鍵齒向精度、表面粗糙度、裝配自滑性、花鍵齒頂?shù)菇羌盎ㄦI齒形精度等方面進(jìn)行描述。希望這些內(nèi)容，對(duì)從事相關(guān)行業(yè)的人士有所幫助。