3.3同步器的結(jié)構(gòu)原理課件-《汽車底盤構(gòu)造與維修》同步教學(xué)（中國石油大學(xué)出版社）

變速器的結(jié)構(gòu)與檢修同步器的結(jié)構(gòu)原理031.低擋換高擋（三擋換四擋）一、無同步器的換擋過程變速器在三擋工作時(shí)，接合套與輸入軸三擋齒輪的接合齒圈嚙合，兩者速度相等。要換入四擋時(shí)，駕駛員先使離合器分離，再通過變速器操縱機(jī)構(gòu)使接合套左移，處于空擋位置。此時(shí)，輸入軸四擋齒輪的速度低于接合套的齒圈速度，兩者強(qiáng)行嚙合必然會(huì)產(chǎn)生沖擊。應(yīng)在摘下三擋后，立即抬起離合器踏板，利用發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況使輸入軸（接合套的齒圈）減速。當(dāng)兩者等速時(shí)換入四擋。2.高擋換低擋（四擋換三擋）一、無同步器的換擋過程變速器在四擋工作時(shí)，接合套與輸入軸四擋齒輪的接合齒圈嚙合，兩者速度相等。要換入三擋時(shí)，駕駛員先使離合器分離，再通過變速器操縱機(jī)構(gòu)使接合套右移，處于空擋位置。此時(shí)，輸入軸三擋齒輪的速度高于接合套的齒圈速度，兩者強(qiáng)行嚙合同樣會(huì)產(chǎn)生沖擊。應(yīng)在摘下四擋后，立即抬起離合器踏板，同時(shí)踩下加速踏板，使輸入軸（接合套的齒圈）速度上升，稍大于輸入軸三擋齒輪的速度時(shí)，再踩下離合器踏板。當(dāng)兩者等速時(shí)，換入三擋。組成作用分類（1）組成

同步器由同步環(huán)、滑塊、花鍵轂、接合套、齒圈等組成，如圖3-15所示?；ㄦI轂與二軸花鍵連接。（2）作用

使接合套與待嚙合的齒圈迅速同步，防止齒間沖擊。（3）分類

同步器分為常壓式、慣性式、自行增力式等。目前常用的是慣性式同步器，它包括鎖環(huán)式同步器和鎖銷式同步器。1.同步器的組成、作用及分類二、同步器的組成與工作原理2.同步器的工作原理

由于變速器輸入軸與輸出軸以各自的速度旋轉(zhuǎn)，變換擋位時(shí)存在“同步”問題。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)速度不一樣的齒輪強(qiáng)行嚙合必然會(huì)發(fā)生沖擊碰撞，損壞齒輪。因此，舊式變速器的換擋要采用“兩腳離合”的方式，升擋要在空擋位置停留片刻，減擋要在空擋位置加油門，以減少齒輪的轉(zhuǎn)速差。但這個(gè)操作比較復(fù)雜，難以精確掌握。因此設(shè)計(jì)師創(chuàng)造出“同步器”，通過同步器使將要嚙合的齒輪達(dá)到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。

目前同步式變速器上全部采用慣性式同步器，它主要由齒套（接合套）、齒環(huán)（同步環(huán)）、滑塊等組成，特點(diǎn)是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步。如圖3-16所示，接合套、同步環(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角（鎖止角），同步環(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。二、同步器的組成與工作原理2.同步器的工作原理

鎖止角與錐面在設(shè)計(jì)時(shí)已做了適當(dāng)選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進(jìn)行嚙合。當(dāng)同步環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低（或升高）到與同步環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對于同步環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時(shí)消失。這時(shí)在作用力的推動(dòng)下，接合套不受阻礙地與同步環(huán)齒圈接合，并進(jìn)一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換擋過程。二、同步器的組成與工作原理變速器操縱機(jī)構(gòu)04

設(shè)有自鎖裝置，防止變速器自動(dòng)換擋和脫擋。（1）

設(shè)有互鎖裝置，保證變速器不會(huì)同時(shí)換入兩個(gè)擋。（2）

變速器操縱機(jī)構(gòu)的作用是保證駕駛員能夠根據(jù)需要將變速器換入某個(gè)擋位。為了使變速器可靠地工作，操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求。變速器操縱機(jī)構(gòu)

設(shè)有倒擋鎖，防止誤換倒擋。（3）1.變速器操縱機(jī)構(gòu)的分類1）直接操縱機(jī)構(gòu)

直接操縱機(jī)構(gòu)主要由換擋撥叉、撥叉軸和換擋桿等組成，如圖3-17所示。它能夠完成換擋的基本動(dòng)作。變速器操縱機(jī)構(gòu)

外部操縱機(jī)構(gòu)包含從變速桿到選擋換擋軸之間的所有傳動(dòng)件，如圖3-18所示。它實(shí)現(xiàn)了對變速器的遠(yuǎn)距離操縱。（1）

內(nèi)部操縱機(jī)構(gòu)由選擋換擋軸、撥叉軸、撥叉等組成，如圖3-19所示。（2）2）遠(yuǎn)程操縱機(jī)構(gòu)變速器操縱機(jī)構(gòu)2.鎖止機(jī)構(gòu)當(dāng)任何一根撥叉軸連同撥叉被軸向移動(dòng)到空擋或某一工作擋位置時(shí)，必有一個(gè)凹槽正好對準(zhǔn)自鎖鋼球，此時(shí)在自鎖彈簧的作用下，該鋼球即被嵌入該凹槽內(nèi)，撥叉軸連同撥叉的軸向位置也被固定，從而使該撥叉帶動(dòng)下的滑移齒輪（或接合套）被固定在空擋或某一工作擋位置，而不會(huì)因振動(dòng)等原因自行脫擋。當(dāng)需要掛擋或換擋時(shí)，駕駛員必須通過變速桿對撥叉軸施加軸向力直至克服自鎖彈簧的壓力，將自鎖鋼球從凹槽中擠出，撥叉軸連同撥叉才能被軸向移動(dòng)到所需位置?？梢?，撥叉軸上相鄰凹槽之間的距離，等于保證全齒寬嚙合或完全退出嚙合所需的撥叉軸應(yīng)該移動(dòng)的距離。1）自鎖機(jī)構(gòu)自鎖機(jī)構(gòu)的作用是保證滑移齒輪或接合套齒圈工作時(shí)處于全齒寬嚙合，不工作時(shí)徹底脫開，以保證變速器在工作中不產(chǎn)生自動(dòng)掛擋或脫擋現(xiàn)象。如圖3-20所示，多數(shù)變速器的自鎖機(jī)構(gòu)由自鎖鋼球和自鎖彈簧組成，一般每根撥叉軸端部表面都有沿軸向分布的三個(gè)能與自鎖鋼球嵌合的凹槽。變速器操縱機(jī)構(gòu)2）互鎖機(jī)構(gòu)如圖3-21（b）所示，當(dāng)變速器處于空擋位置時(shí)，所有撥叉軸的側(cè)向凹槽與互鎖鋼球、互鎖銷位于同一直線上。如圖3-21（a）所示，互鎖機(jī)構(gòu)由互鎖鋼球和互鎖銷組成。每根撥叉軸相對于自鎖凹槽的側(cè)面均有一個(gè)深度相等的凹槽，當(dāng)任何一根撥叉軸處于空擋位置時(shí)，該凹槽正好對準(zhǔn)互鎖鋼球。兩個(gè)鋼球直徑之和正好等于相鄰兩撥叉軸間距加上一個(gè)凹槽的深度。中間的撥叉軸上兩個(gè)側(cè)面凹槽以孔貫通，該孔內(nèi)放置一根可左右移動(dòng)的互鎖銷，其長度為撥叉軸直徑減去一個(gè)凹槽的深度。變速器操縱機(jī)構(gòu)

如圖3-21（a）所示，當(dāng)移動(dòng)中間撥叉軸時(shí)，撥叉軸兩側(cè)的內(nèi)鋼球從其側(cè)面凹槽中被擠出，而外鋼球2和4分別嵌入撥叉軸1和5的側(cè)面凹槽中，因而將軸1和5鎖定在空擋位置。若要移動(dòng)撥叉軸5，應(yīng)先將撥叉軸6退回空擋位置，如圖3-21（b）所示。于是在移動(dòng)撥叉軸5時(shí)，鋼球4便從撥叉軸5的凹槽中擠出，同時(shí)通過互鎖銷和其他鋼球?qū)懿孑S5和l鎖定在各自的空擋位置。同理，當(dāng)移動(dòng)撥叉軸1時(shí)，撥叉軸6和5被鎖定在空擋位置，如圖3-21（c）所示。由此可見，當(dāng)駕駛員用變速桿移動(dòng)某一撥叉軸掛擋時(shí)，互鎖機(jī)構(gòu)便自動(dòng)將其他所有的撥叉軸鎖定在空擋位置，從而保證只能掛上一個(gè)擋位。2）互鎖機(jī)構(gòu)變速器操縱機(jī)構(gòu)

倒擋鎖機(jī)構(gòu)由倒擋鎖銷、倒擋鎖銷彈簧及倒擋導(dǎo)動(dòng)塊等組成，如圖3-22所示。它的作用是防止誤掛倒擋。3）倒擋鎖機(jī)構(gòu)變速器操縱機(jī)構(gòu)自動(dòng)變速器概述05

自動(dòng)變速器（AT）是一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速、連續(xù)變矩的傳動(dòng)裝置，目前自動(dòng)變速器的自動(dòng)換擋等過程都是由自動(dòng)變速器ECU控制的，自動(dòng)變速器又可簡稱為EAT、ECAT、ECT等。二軸式變速器1.自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)（1）傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)上取消了離合器，能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和車速等情況自動(dòng)變換傳動(dòng)比，使汽車獲得良好的動(dòng)力和燃料經(jīng)濟(jì)性，并減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染。（2）采用液力傳動(dòng)的汽車，換擋平滑，無沖擊、振動(dòng)，噪聲小，傳動(dòng)效率高，操縱輕便。在道路擁擠時(shí)，可大大提高車輛行駛的安全性及可靠性。（3）自動(dòng)變速器是通過液壓將發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)連接起來的，因而起步平穩(wěn)，加速性能好；發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)均不致過載，從而延長發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。自動(dòng)變速器的性能特點(diǎn)

自動(dòng)變速器的傳動(dòng)效率比手動(dòng)變速器低（一般低8%～12%）（1）

由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)變速器不僅制造精度和成本高，而且在使用、修理及故障排除等方面，要求技術(shù)水平高，操作不規(guī)范會(huì)造成變速器嚴(yán)重?fù)p壞。（2）2.自動(dòng)變速器的缺點(diǎn)自動(dòng)變速器的性能特點(diǎn)

如圖3-23所示，此種驅(qū)動(dòng)形式的發(fā)動(dòng)機(jī)大多為橫向布置，受空間限制，結(jié)構(gòu)短而粗。1）發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器

如圖3-24所示，此種驅(qū)動(dòng)形式的發(fā)動(dòng)機(jī)可以有較大的空間進(jìn)行布置，一般較長。2）發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器1.按汽車驅(qū)動(dòng)形式分類自動(dòng)變速器的分類1）液壓控制自動(dòng)變速器如圖3-25所示，液壓控制自動(dòng)變速器的換擋控制方式是通過機(jī)械手段1）液壓控制自動(dòng)變速器

如圖3-25所示，液壓控制自動(dòng)變速器的換擋控制方式是通過機(jī)械手段將節(jié)氣門開度和車速參數(shù)轉(zhuǎn)換為液壓控制信號，使閥體中各控制閥按照設(shè)定的換擋規(guī)律控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，這種變速器現(xiàn)在使用較少。自動(dòng)變速器的分類2.按自動(dòng)換擋的控制方式分類2）電子控制自動(dòng)變速器

如圖3-26所示，電子控制自動(dòng)變速器通過各種傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、自動(dòng)變速器液壓油溫度參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入自?dòng)變速器ECU，ECU根據(jù)這些電信號確定自動(dòng)變速器換擋控制信號。ECU輸出的控制信號控制相應(yīng)的換擋電磁閥動(dòng)作，并產(chǎn)生相應(yīng)的液壓控制信號，使有關(guān)的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。自動(dòng)變速器的分類

采用普通齒輪嚙合傳動(dòng)，通過換擋離合器實(shí)現(xiàn)不同的齒輪搭配，這種變速器應(yīng)用的車型較少，如廣州本田雅閣轎車。1）定軸式（非行星齒輪式）自動(dòng)變速器

行星齒輪根據(jù)其組合形式或結(jié)構(gòu)的不同可分為辛普森式和拉威娜式。由于行星齒輪式自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊，又能獲得較大的傳動(dòng)比，因此目前的自動(dòng)變速器普遍采用行星齒輪結(jié)構(gòu)形式。2）行星齒輪式自動(dòng)變速器3.按齒輪變速部分的結(jié)構(gòu)類型分類自動(dòng)變速器的分類

機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）采用定軸式或行星齒輪式變速機(jī)構(gòu)，各擋位的傳動(dòng)比都是一個(gè)固定值（一般有3～5個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋）。各個(gè)擋位之間進(jìn)行變動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比是間斷變化的。1）機(jī)械式自動(dòng)變速器

無級式自動(dòng)變速器（CVT）采用鋼帶或鏈條傳動(dòng)，傳動(dòng)比在一定范圍內(nèi)連續(xù)、無間斷地變化。此種變速器目前應(yīng)用越來越多，其結(jié)構(gòu)如圖3-2