同步器知识培训.ppt

,单位：中国长安汽车集团股份有限公司 重庆青山变速器分公司 时间：2011-7-28,同步器知识培训,同步器知识培训,一、同步器的基础介绍二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系三、变速器常见换档故障及产生的主要原因,目录：,同步器知识培训,一、同步器的基础介绍,同步器知识培训,1、基本作用,同步器的基本作用是保证换档时齿轮啮合不受冲击，消除换档噪音，延长齿轮寿命，使换档动作方便迅速，有利于提高汽车的动力性和燃料经济性,同步器知识培训,a、齿环式同步器：应用最广泛 根据摩擦锥面数的多少可分为单锥同步器和多锥同步器,一、同步器的基础介绍,2、同步器分类,同步器知识培训,b、锁销式同步器 多用于中性和重型汽车上,一、同步器的基础介绍,2、同步器分类,同步器知识培训,c、预挂档位弹啮式同步器,一、同步器的基础介绍,2、同步器分类,一、同步器的基础介绍,换档完成,同步器知识培训,3、换档过程,驾驶员通过换档机构将力传递到同步器齿套,齿套移动，通过滑块将力传递给齿环,齿环移动压紧锥面产生摩擦力矩,锥面摩擦力使同步器输入端和输出端同步,齿套拨正齿环后穿过齿环，与齿圈接合,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（1）退档：接合齿的倒锥致使退档需要一定退档力,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（2）空档：滑块进入齿套滑块槽,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（3）空档制动：齿套向需换入的档位方向移动，给滑块一轴向力,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（4）预同步：a、齿套带动滑块移动接触齿环 b、齿环上的螺纹刺破同步锥面上的油膜，使同步锥面相 接触，产生的摩擦力矩 c、齿套接合齿贴近齿环接合齿,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（5）同步：a、齿套的轴向力通过锁止角施加在齿环上产生足够的摩擦力矩 b、同步器输入、输出端的转速差迅速降低,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（6）同步完成：同步器输入、输出端转速差降为0，达到同步，同步力矩降为0，此时齿套将拨正齿环,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（7）释放齿环：a、同步器输入、输出端同步，同步力矩变为0，此时齿套拨正齿环 b、齿套穿过齿环,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（8）齿套与齿圈的接合齿接触：此时由于齿套的接合齿和齿圈的接合齿的位置是随机的，齿套要穿过齿圈必须旋转一定的角度，因此在这个阶段会产生二次冲击,同步器知识培训,4、换档过程图解,一、同步器的基础介绍,（9）齿套与齿圈的接合齿完全接合：,同步器知识培训,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,1、同步的基本概念：,I1、I2表示系统1、系统2的当量惯量 1、2表示系统1、系统2的角速度 Rad/s f表示同步时的角速度 Rad/s T表示同步所需的扭矩 Nmt表示同步所需的时间 s,同步器知识培训,2、变速器换档用转动惯量计算,一质量为m质点相对其距离为r的一位置的转动惯量计算：I=mr2一质量为M、半径为r的简单圆柱体对轴心的转动惯量计算 I=Mr2/2,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,转动惯量计算,同步器知识培训,2、变速器换档用转动惯量计算,换档用当量转动惯量：变速器上换挡用的当量转动惯量通常定义为空档时各零部件的转动惯量换算到同步器输入端上的转动惯量 对于齿轮传动系，当所有单个零件的转动惯量和传动比都知道的情况下，可以计算任一位置的当量转动惯量,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,同步器知识培训,举例说明：对于一个简单的带有三轴的齿轮传动系，齿数用z表示，转动惯量用I表示，换算到各轴上的当量转动惯量计算如下：换算到轴1上的转动惯量换算到轴3上的转动惯量,2、变速器换档用转动惯量计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,同步器知识培训,2、变速器换档用转动惯量计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,转动惯量计算举例,一二档同步器,三四档同步器,五档同步器,同步器知识培训,2、变速器换档用转动惯量计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,转动惯量计算举例,请计算：1、输入轴上的当量转动惯量2、各同步器上的等效转动惯量,同步器知识培训,转速差=将要换入档位的齿轮的转速-同步器的转速其中将要换入档位的齿轮的转速为同步器不在输入轴上时同步器在输入轴上时,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,3、转速差,同步器知识培训,同步器的转速为同步器不在输入轴上时同步器在输入轴上时,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,3、转速差,备注：通常在计算中，升档时，发动机转速取4000rpm降档时，发动机转速取3000rpm升档：12，23，34，45，24，35，等等 降档：54，43，32，21，53，42，等等,同步器知识培训,4、同步锥的摩擦力矩计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,其中Tc 摩擦力矩（Nm）d 同步锥的动摩擦系数Rc 同步锥的平均半径（m）摩擦锥锥角（）,同步器知识培训,其中C 同步容量（m），单位力在摩擦锥面上产生的摩擦力矩d 同步锥的动摩擦系数c 同步锥的平均直径（m）摩擦锥锥角（）,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,5、同步容量计算,单锥：双锥 三锥,同步器知识培训,其中C 同步容量（Nm/N）IR 换入档位的同步器输入端的当量转动惯量（）换入档位的同步器输入端与输出端的转速差（rad/s）ds 同步器齿套行程（m）dh 换档手柄的行程（m）换档机构的效率 Ph 手柄的换档冲量Ft（Ns）,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,6、同步容量与换档冲量的关系,同步器知识培训,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,7、换档性能评价与换档冲量的关系,其中:Rup、Rdown 换档性能评价值，为10分值，6分及6分以下为差，68分为中，8分及8分以上为好 F 换档手柄上的换档力（N）t 同步时间（s）G 目标档位Ft=Ph 手柄上的换档冲量（Ns）,同步器知识培训,对于新设计同步器，可根据用户要求的换档性能评价值算出换档所需的换档冲量,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,7、换档性能评价与换档冲量的关系,同步器知识培训,8、同步器的拨环力矩计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,Ts=Ft*ds/2Ft=FNcos(/2);Ft”=FRsin(/2)FR=sFNFt=Ft-Ft”=FNcos(/2)-ssin(/2)Fa=FNsin(/2);Fa”=FRcos(/2)Fa=Fa+Fa”=FNsin(/2)+scos(/2),同步器知识培训,8、同步器的拨环力矩计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,其中Ts 拨环力矩（Nm）Fa 接合齿处的轴向力s 接合齿间的摩擦系数ds 接合齿的平均直径（m）摩擦锥锥角（）,同步器知识培训,9、同步器的摩擦力矩与拨环力矩之间的关系,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,为避免打齿（不同步啮合），必须保证：Tc Ts,同步器知识培训,10、同步时间计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,根据动力学原理,可得出,假设换档过程中加速度不变,同步器知识培训,11、同步器的滑磨功计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,若不考虑齿环内锥面的螺纹和油槽,若考虑齿环内锥面的螺纹和油槽,其中Q 热容量（J/）Ic 转动惯量（）转速差（rad/s）Wc 锥面工作宽度（m）Wg 油槽宽度（m）n 油槽数量Rl 牙尖宽/螺距c 锥面平均直径,同步器知识培训,12、表面压力计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,表面压力计算时要考虑锥面的有效接触面积,其中Fa 轴向力（N）同步锥角（）Wc 锥面工作宽度（m）Wg 油槽宽度（m）n 油槽数量Rl 牙尖宽/螺距c 锥面平均直径,同步器知识培训,13、圆周应力计算,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,其中R1 齿环的名义内锥半径尺寸（m）R2 齿环的名义外圆半径尺寸（m）R 齿环需计算圆周应力处的半径尺寸（m）,为保证齿环的强度，需计算重要截面的圆周应力当R=R1时，圆周应力最大,同步器知识培训,14、同步器尺寸设计方法,二、变速器换档性能与同步器尺寸的关系,同步器知识培训,三、变速器常见换档故障及产生的主要原因,1、换档打齿,齿套与齿圈结合时产生很大的冲击，称为打齿，产生的原因是：设计或制造使锥面的摩擦力矩低于拨环力矩 同步器滑块未起预定的作用 因设计或制造导致公差累计不合理 后备量不足,同步器知识培训,三、变速器常见换档故障及产生的主要原因,2、换档力大或换档时间长,换档所需的时间长或换档困难，产生的原因为：同步器的同步容量不足 同步器制造质量差 换档机构的效率太低润滑油的低温性能差 同步锥表面刮油效果差离合器分离不彻底,同步器知识培训,三、变速器常见换档故障及产生的主要原因,3、换档二次冲击大,同步完成后齿套和齿圈接合时产生的力，产生的原因为：同步器齿套锁止角设计不合理 同步器滑块的爬坡力和爬坡行程设计不合理 摩擦锥面质量差（如圆度、圆柱度、表面粗糙度、锥度等）润滑油的低温性能差 同步锥表面刮油效果差离合器分离不彻底换档机构设计不合理设计或制造时公差累计不合理stan，使锥面抱死(s为锥面静摩擦系数，锥面角),同步器知识培训,三、变速器常见换档故障及产生的主要原因,4、换档局部冲击,最后的啮合过程中同步后的冲击（有时称为“轻咬”），产生的原因为：油低温性差和/或过多的轴承预加负荷导致拖拽扭矩大相接合的零部件质量差引起同步啮合适时差同步器齿套和齿毂间的摩擦大离合器分离不彻底产生的拖拽扭矩大设计或制造时公差累计不合理,Thank you!,同步器知识培训,