汽车传动系之同步器.pptx

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1、13.3 3.3 同步器同步器 手动变速器的换档方式手动变速器的换档方式 1 1直齿滑动齿轮式换档装置直齿滑动齿轮式换档装置（多用于倒档）。多用于倒档）。它是通过移它是通过移动齿轮直接换档，齿轮为直齿，内动齿轮直接换档，齿轮为直齿，内孔有花键孔套在花键轴上，由拨叉孔有花键孔套在花键轴上，由拨叉移动齿轮与另一轴上的齿轮进入啮移动齿轮与另一轴上的齿轮进入啮合或退出啮合。由于直齿轮传动冲合或退出啮合。由于直齿轮传动冲击大，噪声大。承载能力低，所以击大，噪声大。承载能力低，所以这种换档装置应用得越来越少。这种换档装置应用得越来越少。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第1页/共34页2第第3 3节节

2、 手动变速器手动变速器 3.3 3.3 同步器同步器 手动变速器的换档方式手动变速器的换档方式2.2.接合套式换档这种换档装置。接合套式换档这种换档装置。用于常啮合斜齿轮传动的档位，它利用于常啮合斜齿轮传动的档位，它利用移动套在花键毂上的接合套与传动用移动套在花键毂上的接合套与传动齿轮上的接合齿圈相啮合或退出来进齿轮上的接合齿圈相啮合或退出来进行换档。该换档装置由于其接合齿短，行换档。该换档装置由于其接合齿短，换档时拨叉移动量小，故操作轻便，换档时拨叉移动量小，故操作轻便，且换档元件承受冲击的工作面积增加，且换档元件承受冲击的工作面积增加，使换档冲击减小，换档元件的寿命增使换档冲击减小，换档元

3、件的寿命增长。长。第2页/共34页3第第3 3节节 手动变速器手动变速器 3.3 3.3 同步器同步器 手动变速器的换档方式手动变速器的换档方式3 3同步器式换档装置。同步器式换档装置。它是在它是在接合套式换档装置的基础上又加装了接合套式换档装置的基础上又加装了同步元件而构成的一种换档装置，可同步元件而构成的一种换档装置，可以保证在换档时使接合套与待啮合齿以保证在换档时使接合套与待啮合齿圈的圆周速度迅速达到同步，并防止圈的圆周速度迅速达到同步，并防止二者同步前进入啮合，从而可消除换二者同步前进入啮合，从而可消除换档时的冲击，并使换档操纵简单，因档时的冲击，并使换档操纵简单，因而得到广泛应用。而

4、得到广泛应用。工作原理：工作原理：依据摩擦原理实现同步，换档时让不同步的一对齿轮先同步运转，然后才能挂上档位，做到不同步就挂不上档，避免齿间冲击和噪音。第3页/共34页43.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 1.同步器的功用是使接合套与待接合的齿圈二者是使接合套与待接合的齿圈二者之间迅速达到同步，并阻止二者在同步前进入啮合；之间迅速达到同步，并阻止二者在同步前进入啮合；消除换档时的冲击，缩短换档时间；简化换档过程，消除换档时的冲击，缩短换档时间；简化换档过程，使换档操作简捷而轻便使换档操作简捷而轻便。同步器有惯性式、常压式、惯性式、常压式、自增力式等多种类

5、型自增力式等多种类型，它们均是由同步装置（包括推动件和摩擦件）、锁止装置和接合装置三部分组成。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)换档的缺点，现已不用，得到广泛应用的是惯性式同步器。应用的是惯性式同步器。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第4页/共34页52.2.同步器的构造同步器的构造第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第5页/共34页63.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 1 1锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器 2 2）工作原理）工作原理 现以大众MQ200-02T变速器汽车五档变速器中的三、四档同步器为例说明

6、其构造和工作原理。（1 1）空档位置：）空档位置：接合套刚从三档退接合套刚从三档退到空档，此时，锁环是轴向自由的，故其到空档，此时，锁环是轴向自由的，故其内锥面并不接触。在圆周方向上，接合套内锥面并不接触。在圆周方向上，接合套通过滑块靠在锁环缺口的一侧通过滑块靠在锁环缺口的一侧,推动锁环推动锁环一起旋转。此时，接合套一起旋转。此时，接合套1 1、锁环、锁环2 2随同随同输入轴旋转，其转速分别为输入轴旋转，其转速分别为n n1 1、n n2 2。接合。接合齿圈齿圈3 3则随同输出轴旋转，其转速为则随同输出轴旋转，其转速为n n3 3。显然此时显然此时n n1 1n n2 2，n n3 3 n n

7、1 1，故，故n n3 3 n n2 2。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第6页/共34页73.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 2 2）工作原理）工作原理(2(2）第一阶段（同步开始）第一阶段（同步开始）见图见图4-21a4-21a。要挂入四档时，操纵换档杆沿图中箭头要挂入四档时，操纵换档杆沿图中箭头A A所所示方向推动接合套，由于接合套与同步器示方向推动接合套，由于接合套与同步器滑块通过滑块中心的凸起部分相啮合，将滑块通过滑块中心的凸起部分相啮合，将接合套的运动传给滑块，当滑块右端面与接合套的运动传给滑块，当滑块右端面与锁环锁环3 3的缺口的端面

8、接触后，便同时推动锁的缺口的端面接触后，便同时推动锁环压在齿轮锥形部分上（同步器锥面），环压在齿轮锥形部分上（同步器锥面），以起动同步器运作。由于齿圈以起动同步器运作。由于齿圈3 3与锁环与锁环2 2转转速不相等，即速不相等，即n n3 3n n2 2，所以两者一经接触，所以两者一经接触便在其锥面之间产生摩擦力矩便在其锥面之间产生摩擦力矩M M1 1。齿圈。齿圈3 3便便通过摩擦力矩通过摩擦力矩M M1 1的作用带动锁环的作用带动锁环2 2相对于接相对于接合套合套1 1超前转过一个角度，直到锁环缺口的超前转过一个角度，直到锁环缺口的一侧（图中为下侧）压紧。移动的量等于一侧（图中为下侧）压紧。移

9、动的量等于缺口与滑块宽之差。所以，从上往下看时，缺口与滑块宽之差。所以，从上往下看时，接合套里的花键与同步器锁环上的花键并接合套里的花键与同步器锁环上的花键并未处于互相啮合的位置。未处于互相啮合的位置。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第7页/共34页83.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 2 2）工作原理）工作原理(3(3）第二阶段（同步继续及锁止过程）第二阶段（同步继续及锁止过程）见图见图4-21b,4-21b,当换档杆继续移动时，使得相对峙的接当换档杆继续移动时，使得相对峙的接合套齿端倒角与锁环齿端倒角恰好互相抵住合套齿端倒角与锁环齿端倒角恰好互

10、相抵住（由设计保证），因而接合套不能再向右移动（由设计保证），因而接合套不能再向右移动进入啮合，即被进入啮合，即被“锁止锁止”。由于驾驶员始终作。由于驾驶员始终作用在接合套上一个轴向推力，于是在相互抵触用在接合套上一个轴向推力，于是在相互抵触的倒角斜面上产生正压力的倒角斜面上产生正压力F FN N。F FN N可分解为轴向可分解为轴向力力F F1 1和切向分力和切向分力F F2 2。F F2 2便形成一个力图拨动锁便形成一个力图拨动锁环相对于接合套向后倒转的拨环力矩环相对于接合套向后倒转的拨环力矩M M2 2。同时。同时F F1 1则使锁环则使锁环2 2与齿圈与齿圈3 3 的锥面进一步压紧，产

11、生的锥面进一步压紧，产生更大的摩擦力矩更大的摩擦力矩M M1 1，迫使待啮合的齿圈，迫使待啮合的齿圈3 3相对于相对于锁环锁环2 2迅速减速，以尽早与锁环同步。由于齿圈迅速减速，以尽早与锁环同步。由于齿圈3 3及与其相联系的第一轴等零件的减速旋转，便及与其相联系的第一轴等零件的减速旋转，便产生一个与其旋转方向相同的惯性力矩，作用产生一个与其旋转方向相同的惯性力矩，作用到锁环上，阻止锁环相对于接合套向后倒转。到锁环上，阻止锁环相对于接合套向后倒转。在待接合齿圈在待接合齿圈3 3与锁环与锁环2 2未达到同步之前，摩擦未达到同步之前，摩擦锥面的摩擦力矩在数值上就等于此惯力矩（即锥面的摩擦力矩在数值上

12、就等于此惯力矩（即M M1 1）。如果）。如果 M M1 1M M2 2，锁环则不能够倒转，并通，锁环则不能够倒转，并通过其齿端锁止角阻止接合套进入啮合，这就是过其齿端锁止角阻止接合套进入啮合，这就是锁环的锁止作用。锁环的锁止作用。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第8页/共34页93.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 2 2）工作原理）工作原理 (4）第三阶段（完成同步）见图4-21c。随着驾驶员继续推下换档杆随着驾驶员继续推下换档杆,对接对接合套施加推力，摩擦锥面之间的摩擦力合套施加推力，摩擦锥面之间的摩擦力矩就会使齿圈矩就会使齿圈3 3的转速迅速

13、降低，直至与的转速迅速降低，直至与接合套和锁环同步，赖以产生阻止作用接合套和锁环同步，赖以产生阻止作用的惯性力矩也就消失。此时驾驶员还在的惯性力矩也就消失。此时驾驶员还在继续向前拨动接合套，故拨环力矩继续向前拨动接合套，故拨环力矩M M2 2仍仍存在，存在，M M2 2使锁环及接合齿圈相对接合套向使锁环及接合齿圈相对接合套向后退转一个角度，两锁止角不再接触，后退转一个角度，两锁止角不再接触，接合套得以继续右移与待啮合的四档接接合套得以继续右移与待啮合的四档接合齿圈进入啮合。但是，如果此时接合合齿圈进入啮合。但是，如果此时接合套的花键齿恰好与齿圈的花键齿发生抵套的花键齿恰好与齿圈的花键齿发生抵触

14、，则作用于接合套上的轴向力在齿圈触，则作用于接合套上的轴向力在齿圈的倒角面上也将会产生一个切向分力，的倒角面上也将会产生一个切向分力，靠此切向分力便可拨动齿圈及与其相联靠此切向分力便可拨动齿圈及与其相联系的零件相对于接合套转过一个角度，系的零件相对于接合套转过一个角度，从而使接合套与齿圈进入啮合，即最终从而使接合套与齿圈进入啮合，即最终完成换入四档的过程完成换入四档的过程 第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第9页/共34页10第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第10页/共34页113.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 当前，国内汽车普遍采用单锥同步

15、器齿环，而国外早在10多年前已普遍采用目前世界上先进的、性能优越的双锥面/三锥面同步器齿环。采用双锥面同步器齿环不仅能够实现快速无撞击换档，减小换档力，而且还能够大大减轻驾驶员的劳动强度，使换档更容易。能显著提高汽车行驶的安全性、乘坐舒适性和操纵舒适性，提高同步器的耐久性、可靠性和换档轻便性，减少换档时间，有效提高齿轮及传动系统的平均使用寿命。如图4-22为一汽大众MQ200、MQ250手动变速器中1/2档同步器的三锥面同步器。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第11页/共34页123.3 3.3 同步器同步器 同步器的构造及工作原理同步器的构造及工作原理 2 2惯性锁销式同步惯性锁销式同

16、步器器 惯性锁销式同步器结构如图4-23所示（以东风EQ1090E型汽车变速器四、五档同步器为例）。该同步器主要由两个摩擦锥环、三个均布的锁销和定位销、接合套及花键毂等组成。其工作原理与锁环式惯性同步器的工作过程类似。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 锁销式同步器在结构允许采用较大的摩擦面，摩擦锥面之间可以产生较大的摩擦力矩，并缩短同步时间，减少驾驶员的疲劳。第12页/共34页13第13页/共34页14同步器分类同步器分类3.3 3.3 同步同步器器2.2.锁锁销销式惯性式惯性同步器同步器第14页/共34页15同步环内的弹簧片的变形使得摩擦力矩成倍增长，使同步环内的弹簧片的变形使得摩擦力矩

17、成倍增长，使得换档更省力、更迅速，提高了换档的效率。得换档更省力、更迅速，提高了换档的效率。同步器分类同步器分类3.3 3.3 同步同步器器3.3.自行增力式同步器自行增力式同步器第15页/共34页16同步器分类同步器分类3.3 3.3 同步同步器器3.3.自行增力式同步器自行增力式同步器第16页/共34页173.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 1 1变速器操纵机构的功用变速器操纵机构的功用 变速器操纵机构的功用是保变速器操纵机构的功用是保证驾驶员根据使用条件，准确可证驾驶员根据使用条件，准确可靠地使变速器挂入所需要的档位靠地使变速器挂入所需要的档位工作，并可随时使之退入空档。工

18、作，并可随时使之退入空档。2 2对变速器操纵机构的要对变速器操纵机构的要求求（1）能防止变速器自动换档和自动脱档，为此，在操纵机构中应在操纵机构中应设有自锁装置。设有自锁装置。（2）能保证变速器不会同时挂入能保证变速器不会同时挂入两个档位，为此，在操纵机构中两个档位，为此，在操纵机构中应设有互锁装置。应设有互锁装置。（3）能防止误挂倒档，为此，在能防止误挂倒档，为此，在操纵机构中应设有倒档锁装置。操纵机构中应设有倒档锁装置。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第17页/共34页183.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 3 3变速器操纵机构的类型变速器操纵机构的类型 （1）直接操纵

19、式 直接操纵式变速器的变速杆及所有换档操纵装置都设置在变速器盖上（如图 4-24所示），驾驶员可直接操纵变速杆来拨动变速器盖内的换档操纵装置进行换档。它具有换档位置易确定、换档快、换档平稳等优点。一般前置发动机后轮驱动汽车的变速器距离驾驶员座位较近，使用此种操纵形式较多。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第18页/共34页19变速器操纵机构第19页/共34页20第20页/共34页213.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 3 3变速器操纵机构的类型变速器操纵机构的类型 （2）远距离操纵式 在发动机后置或前轮驱动的汽车上，通常汽车变速器距离驾驶员座位较远，因而变速杆不能直接布置在变

20、速器盖上，变速杆和变速器之间通常需要用连杆机构联接，进行远距离操纵。为此在变速杆与变速器之间加装了一套传动杆件构成远距离操纵的型式。它具有变速杆占据的驾驶室空间小，驾驶室乘坐方便等优点，但换档操作的准确性和可靠性稍差。图4-26所示为变速杆安装在驾驶室地板上的典型双钢索换档联动装置（捷达、宝来）。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第21页/共34页22第22页/共34页233.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 换档拨叉机构换档拨叉机构 换档拨叉机构主要由变速杆、叉形拨杆、换档轴、各档拨块、拨叉轴及拨叉等组成。各种变速器由于档位及档位排列位置不同。其拨叉和拨叉轴的数量及排列位置也

21、不相同。如图4-28所示为CA1091型汽车六档变速器操纵机构的组成与布置图。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第23页/共34页243.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 换档拨叉机构换档拨叉机构 如图4-29所示为一汽捷达、宝来型轿车变速器的操纵机构。它由外操纵机构和内操纵机构组成。其外操纵机构主要由变速杆、选档机构壳体、横向（选档）拉线、纵向（挂档）拉线等组成。变速杆通过一系列中间连接杆件操纵变速器的内操纵机构，以进行选档、换档。变速杆以球形轴承为支点，可以直接左右、前后摆动。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第24页/共34页253.4 3.4 变速器的操纵机构变速器

22、的操纵机构 定位锁止机构定位锁止机构 1 1自锁装置自锁装置 自锁装置的功用是对各档拨叉轴进行轴向定位锁止，以防止其自动产生轴向移动而造成自动挂档或自动脱档，并保证各档传动齿轮以全齿长啮合。自锁装置一般由自锁钢球及自锁弹簧组成，如图4-33所示。当需要换档时，驾驶员通过变速杆对拨叉轴施加一定的轴向力，克服弹簧的压力而将自锁钢球从拨叉轴凹槽中挤出并推回孔中，拨叉轴便可滑过钢球进行轴向移动，并带动拨叉及相应的接合套或滑动齿轮轴向移动，当拨叉轴移至其另一凹槽与钢球相对正时，钢球又被压入凹槽（此动作传到手柄上，使驾驶员具有手感），此时拨叉所带动的接合套或滑动齿轮便被拨入空档或被拨入另一工作档位。第第3

23、 3节节 手动变速器手动变速器 第25页/共34页26第26页/共34页273.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 定位锁止机构定位锁止机构 2 2互锁装置互锁装置 互锁装置的功用是阻止两个拨叉轴同时移动，防止同时挂入两个档位。避免因同时啮合的两档齿轮其传动比不同而互相卡住，造成运动干涉甚至造成零件损坏。互锁装置的结构型式很多，最常用的有锁球式和锁销式。（1）锁球式装置。它由互锁钢球和互锁顶销组成。互锁装置的工作情况见图4-36，当变速器处于空档位置时，所有拨叉轴的侧面凹槽同钢球、顶销都在同一直线上。在移动中间拨叉轴3时(图4-36a)，轴2两侧的钢球从其侧面凹槽中被挤出，两侧面外钢

24、球分别嵌入拨叉轴1和3的侧面凹槽中，将轴1和3锁止在空档位置。若要移动拨叉轴3，必须先将拨叉轴2退回至空档位置，拨叉轴3移动时将轴凹槽内钢球挤出，通过顶销推动另一侧两个钢球移动，拨叉轴1、2均被锁止在空档位置上(图4-36b)。拨叉轴1工作情况与上述相同(图4-36c)。从上述互锁装置工作情况可知，当一根拨叉轴移动的同时，其他两根拨叉轴均被锁止。即可防止同时换入两个档。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第27页/共34页28第28页/共34页293.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 定位锁止机构定位锁止机构 2 2互锁装置互锁装置 （2）锁销式互锁装置（图4-37）。它是将上述

25、相邻两拨叉轴之间的两个互锁钢球制成一个互锁销，互锁销的长度相当于两个互锁钢球的直径，其工作原理与钢球式互锁装置完全相同。有的三档变速器，由于其操纵机构中只有两根拨叉轴，因而将自锁和互锁装置合二为一，如北京BJ2020型汽车变速器的自锁和互锁装置（图4-38）。两根空心锁销内装有自锁弹簧，在图示的空档位置时，两锁销内端面间的距离a等于一个槽深b，因而同时拨两根拨叉轴是不可能的。自锁弹簧的预压力使锁销对拨叉轴具有自锁定位作用。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第29页/共34页303.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 定位锁止机构定位锁止机构 2 2互锁装置互锁装置 （3）转动钳口

26、式互锁装置（图4-39）。变速杆下端球头置于钳口中，钳形板可绕轴摆动。换档时，变速杆先拨动钳形板处于某一拨叉轴的拨叉凹槽中。然后换入需要的档位，其余两个换档拨叉凹槽被钳形板档住，将这两个换档轴锁止在空档位置，起到互锁作用。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第30页/共34页313.4 3.4 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 定位锁止机构定位锁止机构 3 3倒档锁装置倒档锁装置 倒档锁装置的功用是防止汽车在前进中因误挂倒档而造成极大的冲击，使零件损坏，并防止在汽车起步时误挂倒档而造成安全事故。倒档锁也是多种类型，最常用的是弹簧锁销式倒档锁。它一般由倒档锁销及倒档锁弹簧组成，并将其安装一、倒

27、档拨块相应的孔中，图4-40所示。锁销内端与拨块的侧面平齐，锁销可以在变速杆下端球头推压下，压缩弹簧而轴向移动。当驾驶员要挂倒档（或一档）时，必须有意识的用较大的力向侧面摆动变速杆（从图上看为向左侧摆动），使其下端球头右移，克服倒档锁弹簧的张力将锁销推入孔中，这样才能使变速杆下端球头进入拨块3的凹槽内，以拨动一、倒档拨叉轴进行挂档。第第3 3节节 手动变速器手动变速器 第31页/共34页32第32页/共34页33单元测验题1、汽车的行驶阻力大于汽车的牵引力时，汽车处于什么状态？2、传动系按结构和传动介质分哪几种？哪一种目前在中高级轿车上广泛应用？3、离合器按传递扭矩方式不同分哪几类？目前应用最广泛的一种是哪一类？4、同步器按工作原理分哪几类？现在广泛采用的是哪一类？5、桑塔纳2000型轿车采用什么离合器？6、变速器工作中不应同时挂入两个挡位，应由什么装置保证？防止行驶误挂入倒挡，应设置什么装置？第33页/共34页34感谢您的观看。第34页/共34页