變速器副箱鎖銷同步器結構改進的經驗探討

孟嘉強

（中國重汽集團大同齒輪有限公司技術中心，山西 大同 037305）

引言

同步器作為汽車變速器完成換擋的重要組件，在各新型變速器上被廣泛應用。同步器根據結構形式的不同可分為鎖環式同步器和鎖銷式同步器兩種，本文主要探討變速器后副箱鎖銷同步器的結構改進。

1 鎖銷同步器簡介

常見的變速器用高低擋鎖銷同步器（見圖1），由低擋同步錐環、低擋鎖止銷、同步滑套、高擋同步錐環、高擋鎖止銷，配套3件鋼球、3件鎖止彈簧組合而成。相對比鎖環式同步器，鎖銷同步器更適合于雙中間軸后副箱的高低擋換擋［1］。

圖1 鎖銷同步器示例圖

2 常見鎖銷同步器故障形態

1）同步器鎖止銷脫出。副箱同步器在使用中，如果后備行程有磨損，同步器安裝間隙過大，掛在高擋或低擋時，另一側同步錐環可能由于震動等原因脫開，與錐轂接觸產生偏磨燒蝕等現象，情況嚴重會使低擋銷從高擋腰形孔中脫出，造成同步器卡死損壞。

2）同步環早期失效。加工質量造成的結合強度差可能引起早期摩擦層脫落失效；內錐面的圓度與角度差造成同步困難與早期局部磨損失效；同步鎖止面角度超差致同步過程問題；導致同步鎖止面軸向尺寸超差影響換擋行程；熱處理脫碳等造成表面硬度偏低，同步鎖止面早期磨損；同步鎖止面與內錐面跳動過大致換擋困難。

3 分析驗證及措施建議

1）針對鎖銷同步器換擋困難一般需要先核對鎖止角是否滿足要求（如圖2所示），鎖止角計算［2］如下：

圖2 鎖止角計算相關參數示意圖

鎖止條件需滿足：

式中：dK為撥環直徑；θ為錐角；β為鎖止角；d為錐面有效直徑；μ錐面摩擦系數；μB為鎖止面摩擦系數。

動摩擦系數大于0.075以上可以可靠鎖止，碳纖摩擦材料的動摩擦系數至少達到0.1以上。

由于大部分同步器在設計時已將鎖止角考慮在內，所以一般分析時，只用于參考核對。

2）針對鎖銷同步器鎖止銷脫出的分析及措施。

在上頁圖1中高擋同步錐環與低擋同步錐環間增加拉簧，靠拉簧的拉力把高低擋錐環拉在一起，可以有效增加同步器的可靠性，防止鎖銷脫出。

3）針對鎖銷同步器摩擦層失效。

摩擦層的損壞原因有很多，需要結合各方面情況綜合分析，可能原因包括摩擦材料制造不合格、裝配間隙不合適、油品質量差、油液中有雜質、錐轂加工精度不足等。

［1］ 劉惟信.汽車設計［M］.北京.清華大學出版社，2001.

［2］ 成大先.機械設計手冊［M］.北京.化學工業出版社，2008.