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附錄9. 換擋機(jī)構(gòu)、布置和同步器的設(shè)計(jì)Changing connections 車(chē)輛變速器需要特定裝置，以使傳動(dòng)比及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力與經(jīng)常行駛工況相匹配。動(dòng)力匹配是車(chē)輛變速器四大主要功能之一。對(duì)于手動(dòng)變速箱，駕駛員控制操縱換擋。而全自動(dòng)變速箱，變速控制單元實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比變化。半自動(dòng)變速箱可以減輕駕駛員的工作強(qiáng)度，這取決于其自動(dòng)化程度（見(jiàn)章節(jié) 6.6 和 6.7） 。就自動(dòng)變速器而言，駕駛員使用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或變速桿控制一定功能，如空擋、倒檔。在這里，不考慮 CVT 變傳動(dòng)比裝置。換擋裝置在駕駛員和車(chē)輛間起了重要作用。是決定操縱舒適性的關(guān)鍵因素。換擋裝置的部件很大程度上取決于換擋時(shí)是否中斷動(dòng)力傳遞。所以我們同樣見(jiàn)到章節(jié) 6.3.1---動(dòng)力中斷時(shí)換擋和 6.3.2---動(dòng)力不中斷時(shí)換擋。在下面的討論中，我們加以區(qū)分如下：? 內(nèi)部換擋元件：變速器內(nèi)部換擋機(jī)構(gòu)有換擋選擇桿、撥叉、同步器、帶剎等? 外部換擋元件：變速器外部換擋機(jī)構(gòu)有變速桿、四連桿機(jī)構(gòu)、 遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)換軸和纜索操縱裝置。圖 9.1 表示了內(nèi)部換擋元件，齒輪嚙合參與動(dòng)力傳動(dòng)。區(qū)別在于形面鎖止離合器（如牙嵌離合器）和摩擦式離合器（如多片離合器） 。事實(shí)上，由于內(nèi)外部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和聯(lián)接種類(lèi)是無(wú)限的，在本章只講述基本組成部分。章節(jié) 12.1 至 12.4 考察了一些現(xiàn)有設(shè)計(jì)的典型例子。本章主要介紹同步器的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。圖 9.1 變速器內(nèi)部換擋機(jī)構(gòu)a) 滑動(dòng)齒輪b) 牙嵌離合器接合c) 銷(xiāo)接合d) 無(wú)鎖止結(jié)構(gòu)的同步器e) 帶鎖止結(jié)構(gòu)的同步器f) 伺服鎖定同步器機(jī)構(gòu)（波爾舍系統(tǒng)）g) 動(dòng)力轉(zhuǎn)換變速器中液壓驅(qū)動(dòng)的多盤(pán)離合器h) 行星齒輪中液壓驅(qū)動(dòng)的多盤(pán)制動(dòng)器【9.1】9.1 換擋元件的系統(tǒng)分類(lèi)下面的形態(tài)表給出了換擋元件的概況（表格 9.1）參數(shù) 結(jié)構(gòu)（換擋元件）換擋力驅(qū)動(dòng)形式 人力機(jī)械式 電控-液壓式 電控-氣壓式 電磁式 簧儲(chǔ)動(dòng)力式范例 變速桿 自動(dòng)變速器 圖 9.1h商用車(chē)變速單元 圖12.8電磁離合器 “按鈕”選擋機(jī)構(gòu) 選擋塊選擋桿 球鉸四連桿裝置 選擋軸回轉(zhuǎn)軸 控制拉線(xiàn) 線(xiàn)控?fù)Q擋范例3-滑塊式換擋機(jī)構(gòu)（MB）020 變速箱（ VW）圖9.4圖12.2（ZF）圖12.11（ZF）MQ 變速箱（VW）圖12.5AS-TRONIC(ZF)圖 12.18移位 換擋叉 變速撥叉 活塞范例 圖 12.7(ZF)圖12.2（ZF）圖12.5（VW）可變式自動(dòng)變速器圖12.12（MB）摩擦聯(lián)接 單錐/多錐式 擴(kuò)張環(huán) 多盤(pán)式 帶 制輪木范例 錐式同步器 波爾舍同步 器離合器、制動(dòng)器 圖6.27帶圖 6.24自由輪(自動(dòng)) 圖 6.27剛性鎖止 牙 銷(xiāo) 滑動(dòng)齒輪 牽引銷(xiāo)范例 圖 9.1b,d,e,f 圖 9.1c 圖 9.1a 摩托車(chē)變速 箱表格 9.1 換擋元件形態(tài)表對(duì)于不同的換擋裝置，我們區(qū)分為下面兩種：? 直接操縱機(jī)構(gòu)變速桿在變速箱機(jī)體上（尤其常見(jiàn)于商用車(chē)）?間接操縱機(jī)構(gòu)變速桿和變速器空間上相分離， “遠(yuǎn)程換擋”。― 機(jī)械式或纜索連接― 輔助動(dòng)力換擋（如氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)/線(xiàn)控?fù)Q擋）隨著半自動(dòng)變速箱日益增多，間接換擋控制裝置會(huì)越來(lái)越普遍。如此“ 線(xiàn)控?fù)Q擋 ”裝置據(jù)預(yù)測(cè)到 2010 年會(huì)占西歐半自動(dòng)和全自動(dòng)變速器市場(chǎng)的 20%份額。 【9.15】9.1.1 動(dòng)力中斷狀態(tài)下齒輪變速器換擋元件最簡(jiǎn)單的變速器類(lèi)型是滑動(dòng)齒輪（圖 9.1a） 。這種齒輪不總是嚙合狀態(tài)，而是在需要時(shí)轉(zhuǎn)入動(dòng)力流中?；瑒?dòng)齒輪應(yīng)用于乘用車(chē)和商用車(chē)變速器的倒擋上。圖 9.2 非同步裝置的嚙合牙形a)全齒 形 ZF b)ZF 齒形 c)貝利埃齒形 d)偏轉(zhuǎn)齒形（ 邁巴赫超越離合器）非同步常嚙合傳動(dòng)常見(jiàn)于商用車(chē)變速器。常嚙合齒輪對(duì)由球軸承和滾子軸承支承運(yùn)動(dòng)，經(jīng)由滑動(dòng)犬牙套筒（接合套） （圖9.16）與變速器軸齒形鎖止聯(lián)接。凹割形齒形（圖9.2）用以防止齒輪分離（掉擋） 。換擋包括選擋和掛擋兩個(gè)動(dòng)作。選擋時(shí)，選擇目標(biāo)擋位的換擋套筒。掛擋時(shí)，移動(dòng)目標(biāo)擋位齒輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞。圖9.3表示直接操縱式三位置同步器式變速器，就是這種換擋的例子。變速桿1和球鉸鏈2用于選擇擋位、傳遞操縱力。圖9.3變速桿推動(dòng)換擋套筒，這片空間被認(rèn)為門(mén)開(kāi)關(guān)。當(dāng)門(mén)開(kāi)關(guān)選定時(shí)，變速桿選擇指3進(jìn)入撥叉軸4的凹槽中。撥叉軸4在變速桿縱向力作用下軸向移動(dòng)，從而擋位改變。叉形選擋桿6與換擋接合套7相聯(lián)接。由于每個(gè)叉形選擋桿能掛上兩個(gè)空套齒輪9的任何一個(gè)，撥叉軸4上的三個(gè)位置（兩個(gè)終止位，一個(gè)中間位） ，由鎖止裝置5保證。如圖所示，叉形選擋桿能軸向雙向移動(dòng)，并且繞一固定樞軸旋轉(zhuǎn)。這被稱(chēng)為換擋撥叉?？窟x擇變速桿長(zhǎng)度，換擋力可以減小，卻要以增加換擋沖擊為代價(jià)（見(jiàn)圖12.2） 。在半自動(dòng)和全自動(dòng)變速器中，必須要保證，只有需要的擋位齒輪才參與動(dòng)力傳遞。如鼓式換擋器就是為此用于半自動(dòng)賽車(chē)變速箱。這種換擋器能繞兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，操縱撥叉沿曲線(xiàn)路徑運(yùn)動(dòng)。這種裝置廣泛應(yīng)用于摩托車(chē)上。圖9.4所示為外部換擋元件，和一些乘用車(chē)安裝好的變速器橫截面的內(nèi)部換擋元件。遠(yuǎn)程控制為機(jī)械式四連桿結(jié)構(gòu)。展示的換擋布置現(xiàn)用于大眾--高爾夫 MK.Ⅲ和大眾--帕薩特 MQ 變速器（圖12.5） ，四連桿機(jī)構(gòu)為鋼索遠(yuǎn)程換擋所取代，包括選檔纜索和掛擋纜索。圖9.4 5擋變速箱換擋裝置的正視/ 橫向裝配圖（VW020 變速箱）1.五檔撥叉； 2.選擋軸鎖； 3.五檔中止； 4.連接桿；5.前選擋連桿 6. 后選擋連桿；7.換擋控制桿； 8.延時(shí)控制桿；9.選擋桿軸承套； 10. 支承板； 11.變速桿支座； 12.五檔末端擋板； 13.一/二檔末端 擋板；在商用車(chē)多范圍變速器，在分離器單元和范圍轉(zhuǎn)換器單元需要額外控制來(lái)?yè)Q擋。常常在變速桿手柄處安裝一個(gè)開(kāi)關(guān)，控制氣動(dòng)閥門(mén)。表格9.2所示為換擋可能發(fā)生12種可能狀態(tài)，強(qiáng)調(diào)了那些換擋時(shí)關(guān)鍵狀態(tài)。掛高檔 掛低檔動(dòng)力型 超速型 動(dòng)力型 超速型水平路面 ○ ○ ○ ○上坡 ● ○ ● ○下坡 ○ ○ ○ ●表格 9.2 12種換擋可能狀態(tài) 換擋時(shí)○ 是非關(guān)鍵狀態(tài) ●是關(guān)鍵狀態(tài)在重型商用車(chē)輛中，換擋常用伺服系統(tǒng)輔助以減少駕駛員操縱力?，F(xiàn)有的壓縮氣系統(tǒng)也用于出發(fā)終端控制機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)換頻率由電子控制。駕駛員作用力減小的程度，取決于換擋的自動(dòng)化程度（見(jiàn)表格6.12“自動(dòng)化程度 ”和 13章“發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器管理”） 。在【9.2】中，我們區(qū)分：? 利用機(jī)械離合器觸發(fā)電子變速控制― 遠(yuǎn)程電子換擋：外部裝置由伺服環(huán)路代替。― 順序換擋裝置：駕駛員只需選擇升擋和降擋；電子控制系統(tǒng)利用智能協(xié)調(diào)幫助駕駛員換擋。― 預(yù)選換擋裝置：電控單元確定最優(yōu)擋位，并且給出 換擋建議。換檔動(dòng)作靠踩踏離合器踏板引發(fā)。? 自動(dòng)離合器觸發(fā)和發(fā)動(dòng)機(jī)管理的電子變速系統(tǒng)― 整個(gè)換擋過(guò)程都是電子控制的，換擋可以完全自動(dòng)完成或由駕駛員初始控制。典型的換擋變速器動(dòng)力中斷時(shí)換擋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)將于12.1節(jié)“手動(dòng)變速箱” 和12.2 節(jié)“ 半自動(dòng)變速箱 ”講述。9.1.2 換擋伴隨動(dòng)力非中斷時(shí)的齒輪變速器換擋元件常規(guī)自動(dòng)變速器，由液力變矩器和行星齒輪構(gòu)成。換擋時(shí)，動(dòng)力不中斷，如同用于乘用車(chē)的全自動(dòng)中間軸式齒輪變速器。在動(dòng)力轉(zhuǎn)換傳送過(guò)程中，欲掛擋位齒輪和變速箱軸以摩擦形式聯(lián)接。帶剎、多片剎、多片離合器這些換擋元件將在6.6.3節(jié)仔細(xì)考察。已有的設(shè)計(jì)也將在12.3節(jié)呈現(xiàn)和討論。利用摩擦，轉(zhuǎn)矩在離合器和剎片中傳遞：因此接合面的動(dòng)摩擦因數(shù) μ對(duì)于變速系統(tǒng)運(yùn)行和使用舒適性有很大影響。摩擦因數(shù)主要由以下因素影響：○ 運(yùn)行速度○ 摩擦表面的溫度○ 摩擦襯套的類(lèi)型○ 潤(rùn)滑油和使用添加劑的種類(lèi)專(zhuān)門(mén)的有機(jī)油，著名的如自動(dòng)變速液（ATF） ，已經(jīng)發(fā)展應(yīng)用到自動(dòng)變速器中。圖 9.5 不同自動(dòng)變速器潤(rùn)滑液下離合器或制動(dòng)器摩擦特性結(jié)果摩擦性能及由此的液力變速器特性，因選擇的摩擦襯片的種類(lèi)及使用潤(rùn)滑液的類(lèi)型的不同而變化很大。圖9.5表示 μ 對(duì)于兩種不同類(lèi)型潤(rùn)滑液的特性曲線(xiàn)。當(dāng)我們使用 a 類(lèi)型時(shí)，μ 隨著行駛速度的增大而減??；在這里粘性因數(shù)要比滑動(dòng)摩擦因數(shù)大。相反地，b類(lèi)型中的添加劑卻導(dǎo)致動(dòng)摩擦因數(shù) μ 隨行駛速度的增大而增大。對(duì)于 GM 規(guī)格，粘性因數(shù)要比滑動(dòng)摩擦因數(shù)小。按照發(fā)動(dòng)機(jī)性能所需的種類(lèi)，車(chē)輛制造商選擇了具有這種特性的潤(rùn)滑液。在動(dòng)力換檔變速器中，擋位變換需要詳細(xì)的工程量，包括涉及的部件和摩擦潤(rùn)滑狀況，以及軟件方面的工程量（控制算法） 。讀者相應(yīng)參閱相關(guān)文獻(xiàn)【9.3】 。9.1.3 停車(chē)鎖當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力斷開(kāi)時(shí)，裝有手動(dòng)變速器的車(chē)輛除了應(yīng)用手剎保持靜止外，還可掛入高傳動(dòng)比擋位來(lái)實(shí)現(xiàn)。這并不適用于裝有液力變矩器的車(chē)輛，因?yàn)樵谲?chē)輛和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)動(dòng)力間無(wú)任何聯(lián)系。因此帶有液力變矩器的車(chē)輛設(shè)置“停車(chē)鎖” ，以保證車(chē)輛靜止，甚至在極端工況下。停車(chē)鎖防止車(chē)輛的非人愿的運(yùn)動(dòng)，它是靠鎖緊連接至驅(qū)動(dòng)輪的變速器輸出軸來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)這樣一個(gè)鎖止系統(tǒng)需要：○ 防止從直至接近30%的坡度坡道上滾下；○ 安全功能：在 v≧3km/h 解除鎖緊；鎖止過(guò)程開(kāi)始是由駕駛員操縱變速桿至空擋位置。在圖12.2所示的變速器可以作為范例來(lái)說(shuō)明常規(guī)自動(dòng)變速器上停車(chē)鎖的設(shè)計(jì)和功用。圖9.6所示所示停車(chē)鎖有一個(gè)徑向鎖止棘爪。移動(dòng)變速桿1到空擋位置4有以下結(jié)果：1) 扇形棘輪板3繞軸線(xiàn)2與相連的變速桿同向旋轉(zhuǎn)，直到彎曲彈簧5上滾筒進(jìn)入空擋位置4；2) 與3相連的推拉桿7，推動(dòng)滾筒12（套于7上）沿與輸出軸8相平行的導(dǎo)軌13運(yùn)動(dòng)；3) 在導(dǎo)軌的末端，滾筒滾上圓筒支承14，向上壓緊棘爪斜背。棘爪向上移動(dòng)克服回位彈簧10阻力，直至與與停車(chē)鎖止輪9嚙合。9可以旋轉(zhuǎn)，安裝在輸出軸上。4) 當(dāng)車(chē)輛駐停時(shí)，或速度低于3km/h 時(shí)，棘爪11進(jìn)入停車(chē)鎖止輪間隙中，強(qiáng)制鎖緊驅(qū)動(dòng)輪，防止車(chē)輛移動(dòng)。5) 當(dāng)車(chē)輛速度高于3km/h 時(shí)，棘輪棘爪間由于牙側(cè)角阻止了嚙合，安裝于推拉桿7上的壓縮彈簧6被拉伸，只要車(chē)輛運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)臨界值3km/h，這種“棘輪效應(yīng)”就會(huì)發(fā)生。一旦速度回落至限值以下，棘爪會(huì)與棘輪嚙合，阻止車(chē)輪進(jìn)一步的運(yùn)動(dòng)。6）當(dāng)任一擋位選定時(shí)，棘爪是不能進(jìn)入嚙合的，滾筒12回移入導(dǎo)軌，棘爪解除約束向下移動(dòng)，脫離停車(chē)鎖止輪的咬合。這一過(guò)程由回位彈簧10協(xié)助完成。圖9.6 帶變矩器的自動(dòng)變速器之輻狀嚙合鎖止爪式停車(chē)鎖1.自動(dòng)選擋桿； 2.轉(zhuǎn)換軸； 3.凹口盤(pán)； 4.停車(chē)點(diǎn)； 5.撓曲彈簧；6.壓縮彈簧；7.推拉桿； 8.輸出軸； 9.停車(chē)鎖定輪； 10.回位彈簧； 11.鎖止爪； 12.圓輥；13.導(dǎo)向槽； 14.圓輥支座；9.2 同步器的功能條件這節(jié)介紹變速器同步器，這一最重要的內(nèi)部換擋元件。同步器換擋變速器換擋時(shí)動(dòng)力中斷，所有手動(dòng)變速器的乘用車(chē)都有同步器。1993年，接近60%的商用車(chē)裝備有同步器換檔變速器，這提高了道路安全性（掛擋可隨時(shí)實(shí)現(xiàn)）和使用舒適性。在高輸入轉(zhuǎn)矩大同步質(zhì)量的大變速器中，同步器的壽命很關(guān)鍵，它決定了系統(tǒng)工作壽命?；剞D(zhuǎn)式換擋擋塊能在具有相同圓周速度時(shí)，強(qiáng)制鎖緊而無(wú)噪聲。因而要求同步裝置能在0.1--0.3秒內(nèi)，最小力作用下，使將要聯(lián)接部分的圓周速度相等，并阻止換擋，防止跳擋脫擋。多擋位的齒輪變速器可以以下面方式換擋同步:○ 每個(gè)單獨(dú)擋位設(shè)同步裝置○ 整體變速器設(shè)中央同步器（9.7節(jié)）○ 原動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)速度同步（9.7節(jié)）省略不用同步器在技術(shù)上是可以的，如下情況：○ 擋位間有小的齒輪速比差（φ≦1.15）或者○ 擋位齒輪很小，例如摩托車(chē)的變速器商用車(chē)上，由于成本原因常取消同步器，且用以提高傳動(dòng)可靠性。不帶同步器的變速箱工作粗暴。這是一個(gè)很重要的方面，尤其在第三世界的國(guó)家。機(jī)械嚙合部件如圖9.7所示，依靠摩擦，變速器軸（接合套在其上）和欲掛擋位的空轉(zhuǎn)齒輪1的速度相匹配。當(dāng)他們速度同步時(shí)，換擋元件嚙合。這種同步器部件包含一個(gè)摩擦式常合離合器和一個(gè)強(qiáng)制鎖止離合器（又見(jiàn)圖4.3“主要離合器系統(tǒng)分類(lèi)” ）圖9.7 單錐同步器（ZF-B ），又見(jiàn)圖9.121.空轉(zhuǎn)齒輪，滾針軸承支撐； 2.同步輪轂， 帶有齒圈和摩擦錐面；3.同步環(huán)，帶有相對(duì)錐面和鎖止齒；4.同步器主體，內(nèi)用花 鍵與軸連接，外與接合套常嚙合；5.接合套，有環(huán)形凹槽；6.變速器軸。9.2.1 掛擋過(guò)程本節(jié)講述換擋過(guò)程，以一抽象二檔中間軸式變速器車(chē)輛為例（圖9.8）圖9.8 換擋過(guò)程1、2、4、6為固定齒輪；3、5為空套齒輪； 7.帶齒的接合套；8.鎖緊機(jī)構(gòu)； 9.擋位齒圈； 10.摩擦表面； 11.同步器主體；IS—輸入軸；OS—輸出軸； CS—中間軸；二檔時(shí)，隨著車(chē)輛速度 v 降低，輸入軸 IS 有不同角速度。當(dāng)主離合器全部接合時(shí)， 。直到換擋后一擋 小于 ，才可MISw?Mwmax,以低掛入一擋。 （見(jiàn)圖4.11“速度/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)” ）車(chē)輛轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J2比同步質(zhì)量等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jred 大的多，因此OS 角速度在換擋周期內(nèi)（滑移時(shí)間）可認(rèn)為不變，即 。這常 值?osw種簡(jiǎn)化對(duì)于更精確的模型是不可接受的，例如上坡?lián)Q擋。圖圖9.9 同步過(guò) 程角速度曲線(xiàn).ω 增加或減小取決于換的換擋力和摩擦因數(shù)依據(jù)特定規(guī)律理想 ω曲線(xiàn)：a)遞減的 b)線(xiàn)性的 c)遞增的換擋起始時(shí)刻為 t0（圖9.9） ，套裝于輸出軸的接合套7，以角速度 Wos 旋轉(zhuǎn)且欲嚙合齒輪空轉(zhuǎn)輪5以角速度 Ws,o 旋轉(zhuǎn)。角速度差為（圖9.9）.反應(yīng)速度 t1-t0后，同步過(guò)程于 t1時(shí)刻發(fā)生。o,s1w-??當(dāng)接合套7同步換擋時(shí)，換抵擋過(guò)程中空轉(zhuǎn)輪5和與其相連的物體加速，角速度 W5按一定規(guī)律增加直至與 Wos 相等。在滑移時(shí)間 tR=t2-t1區(qū)間中，摩擦表面10以相對(duì)速度 Wrel=Wos-W5滑擦。相似的結(jié)論也適用于有一檔高掛入二擋的過(guò)程。當(dāng)角速度同步時(shí)，鎖止裝置8停止換擋動(dòng)作，接合套7與接合齒圈9強(qiáng)制聯(lián)接，而無(wú)“棘輪效應(yīng)” 。9.2.2 主要功能和輔助作用表格9.3表示了同步器的主要功能和輔助作用，以及可能的機(jī)械方案。9.2.3 滑動(dòng)離合器式速度同步器機(jī)械同步器包括速度同步器，其摩擦表面是平面、錐面和柱面設(shè)計(jì)。摩擦錐裝置在乘用車(chē)和商用車(chē)變速器中都很常見(jiàn)。 （圖9.10）駕駛員換擋作用力經(jīng)由變速桿、撥叉和接合套，被錐環(huán)放大。圖 9.10 機(jī)械同步器的常見(jiàn)形式及尺寸主要功能 評(píng)價(jià)指標(biāo) 機(jī)械方案1.同步速度低擋滑擦?xí)r間 tR表9.4利用能量?jī)?chǔ)存器 J2內(nèi)部能流傳遞，動(dòng)力流動(dòng)通過(guò)摩擦錐面2.速度差決定同步速度在所有工況下可靠工作 利用摩擦速度比較，作為相對(duì)速度3．不同步就鎖止未同步時(shí)換擋困難或不可能 在不同速度差下有同樣的性能4.正確嚙合，傳遞動(dòng)力換擋沖擊盡可能?。环乐固鴵?楔形牙型離合器輔助功能 評(píng)價(jià)指標(biāo) 定量數(shù)據(jù)5.操縱舒適性 換擋力循環(huán) 表9.46.所有工況可靠工作低溫；快速換擋極寒溫度下；換擋時(shí)間小于0.1s7.過(guò)載能力 不能工作 疲勞試驗(yàn)8．服務(wù)壽命 足夠的機(jī)械和熱承 受能力乘用車(chē)大于15萬(wàn)公里商用車(chē)大于80萬(wàn)公里9.效率同步質(zhì)量同步時(shí)間極限性能設(shè)計(jì)允許壓力值見(jiàn)表9.710.成本產(chǎn)品開(kāi)發(fā)廢件維修11.重量和空間布置限制減小體積，縮短換擋行程表格9.3 同步器的主副功用下面部分集中討論錐式同步器。錐式同步器分為：○ 內(nèi)錐式同步器― 單錐式同步器，如 Borg-Warner 系統(tǒng)― 多錐式同步器○ 外錐式同步器使用摩擦錐的同步器是一種特殊的帶有光滑表面的摩擦離合器，所以應(yīng)用相同的理論基礎(chǔ)。法向力由換擋作用力 F 引起： （9.1）摩擦轉(zhuǎn)矩 TR 由換擋作用力和動(dòng)摩擦因數(shù) μ 導(dǎo)出：（9.2）這里 j 是摩擦面數(shù)，d/2=d0/2也常用于實(shí)際中。為了防止錐環(huán)自鎖，半錐角 α 必須滿(mǎn)足下式：tanαμ (9.3)等式9.2提供了一些提高效率減小換擋力的出發(fā)點(diǎn)。相應(yīng)，比起單錐式同步器，多錐式同步器僅需較小換擋力，或能提供較大的轉(zhuǎn)矩容量。多片同步器有無(wú)磨阻的摩擦表面。有錐式裝置，就不會(huì)有換擋作用力的適應(yīng)。隨著摩擦表面的增多，操控動(dòng)力的能力增加，換擋作用力減小，但裝置的總尺寸卻增加。9.2.4 同步器尺寸圖9.11表示了同步器的主要尺寸，摩擦表面的磨損常常是決定同步器壽命的因素。接合套換擋位移大約10-13mm。允許磨損量 △Sper 一般為1-1.5mm。同步器裝置的磨損裕量由△Sper 扣除操作間隙而計(jì)算得到。對(duì)于錐式同步器，最大磨損△V 大約為0.15mm。圖9.11 尺寸關(guān)系圖 b0為全軸向長(zhǎng)度； d0為名義直徑； dc 為齒圈直徑；△V 磨 損余量；△Sper 允許磨損量（包括余隙）； s 接合套行程；△V 同步環(huán)磨損量；α 錐環(huán)半錐角；