手动变速器同步器精讲课件.ppt

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1、同步器一、概述二、常用同步器的结构和工作原理三、惯性式同步器理论分析四、锁环式同步器的设计计算一、概述1886年卡尔.本次第一辆汽车1889年戴姆勒使汽车实现用齿轮换挡标致公司变速器研制成功1912年Humohries理论上提出用摩擦力实现同步1926年凯迪拉克正式在变速器内装上同步器二、常用同步器的结构和工作原理1、两脚离合器时代两脚离合器的工作原理：以四档变速器为例（图一），汽车原来使用二档行驶，现在转变为三档。换挡时VP3>VS3。如图二，在tx时刻VP3=VS3.所以在此时可实现平稳换挡。图一图二输入输出从二档换到一档：换挡时VS1>VS2

2、，此时在踩离合后，齿轮S1和P1不会有共同的线速度。解决方法是踩离合器----挂入空挡----松离合器----踩油门（提升P轴速度）----VS2>VS1（图三b点）----松油门----踩离合器----挂档（图三c点）这就是两脚离合器的工作原理。图一图三输出输入两脚离合器的操作对驾驶员的驾驶技术有很高的要求，并且会耗费很多的体力，劳动强度较大。并且再优秀的驾驶员也不能保证换挡时的完全同步，所以对变速箱的性能和寿命等等都有很大的影响。2、常压式同步器常压式同步器是早期的同步器，由于他不能完全解决同步的问题，现在已经被淘汰。对常压式同步器工作原理的了

3、解，有助于对现代同步器的理解。常压式同步器的工作原理图四3结合齿圈5限制钢球14齿毂16结合套换挡力----16结合套----钢球----14齿毂----齿毂和齿圈的锥体接触（产生摩擦力，在摩擦力矩的作用下逐渐实现同步）----换挡力克服弹簧弹力----钢球从16结合套的凹槽中弹起----16结合套花键和3齿圈啮合----完成换挡。常压式同步器的问题在于，档换挡力克服了弹簧的弹力，钢球从结合套凹槽中弹起，此时不管两锥面是否达到同步，结合套都将和齿毂结合。所以他仍然不能实现完全同步。常压式同步器虽然不能完全的解决换挡时的同步问题，但是它的应用对驾驶员

4、的驾驶技术要求没有像两脚离合器那么高，驾驶的舒适性有了很大的提高，并且变速箱的性能和寿命等都有了很大的提高。它的出现在汽车发展的历史上有着重要的意义！3、惯性式同步器现代变速器中所用的同步器都是惯性式同步器（也叫惯性锁止式同步器）。他们的结构虽然有所不同，但是他们的理论依据都是一样的。惯性锁止式同步器能确保同步换挡。按照结构，惯性锁止式同步器可分大致分为锁环式和锁销式两类。1）、锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器是最常用的一种同步器。图五1-第一轴常啮合齿轮3、7-齿圈4、6-锁止齿5-滑块8、10-第二轴二档齿轮9-第二轴11、17-同步环13-弹

5、簧14-齿毂16-啮合套18-锥体此种同步器，结构紧凑、尺寸较小，使用可靠性、工艺性好。但摩擦锥面受其尺寸的限制不能太大，而齿轮的直径比摩擦锥面直径大，故有较大的转动惯量，同步时间长。图六锁环式惯性同步器换挡过称1、换当前2、换挡3、同步4、换挡完成图七在换挡力的作用下，同步齿环的斜面受一个正压力N，其轴向分力S=Nxcosβ，切向分力T=Nxsinβ。力S推动同步环，使同步锥面之间形成正压力。由于转速差的存在，两锥面间产生摩擦力矩。力T则形成一个拨环力矩，拨环力矩力图使同步环脱离锁止面，但同步锥体上摩擦力矩却要阻止同步环反转。只要在设计时保证摩擦

6、力矩Mf大于拨环力矩，就能保证锁止面始终靠紧，从而阻止齿套移动。当换挡力的不断增加，摩擦力矩也能克服输入端的惯性时，两锥体之间的速度差为零，此时摩擦力矩将变为零。在拨环力矩的作用下同步环转动一个小的角度，使两锁止面分开，此时齿套就可以自由的通过同步环而与齿轮上的结合齿啮合，完成换挡。2）、锁销式惯性同步器图八锁销式惯性同步器1-第一轴齿轮6-锁销9-第二轴11-同步环14-齿毂16-啮合套21-弹簧与锁环式相比，锁销式同步器由于锥面半径可以做的较大，所以它可具有较大的同步力矩，缩短同步时间。因此这种同步器多用于中型和重型载货车上。同步过程图九综上所

7、述，惯性式锁止同步器有两重意思，第一是锁止，即在输入端和输出端的速度未达到同步之前，同步器中有一种锁止机构来组织他们做刚性结合；第二是惯性，即利用作用在同步器输入和输出端之间的惯性力矩来实现这种锁止。这个惯性力矩就是作用在锥面上的摩擦力矩，也叫同步力矩。凡是利用惯性力矩使锁止装置起作用的同步器都叫惯性锁止式同步器。4、其他常用同步器1）、双锥面和多锥面锁环式同步器2）、增力式同步器（又称波舍式同步器）三、惯性式同步器理论分析1、惯性式同步器系统简图图十Jc—输入端一轴和离合器从动片等零件的转动惯量Mc—离合器阻力矩ωc—输入端角速度Mf—同步环摩擦

8、力矩Mv—汽车行驶阻力矩ωv—输出端角速度Jv—输出端转动惯量图十从系统简图中：ωv不变，同步摩擦力矩Mf需克服输入端零件