变速器副箱锁销同步器结构改进的经验探讨

孟嘉强

（中国重汽集团大同齿轮有限公司技术中心，山西 大同 037305）

引言

同步器作为汽车变速器完成换挡的重要组件，在各新型变速器上被广泛应用。同步器根据结构形式的不同可分为锁环式同步器和锁销式同步器两种，本文主要探讨变速器后副箱锁销同步器的结构改进。

1 锁销同步器简介

常见的变速器用高低挡锁销同步器（见图1），由低挡同步锥环、低挡锁止销、同步滑套、高挡同步锥环、高挡锁止销，配套3件钢球、3件锁止弹簧组合而成。相对比锁环式同步器，锁销同步器更适合于双中间轴后副箱的高低挡换挡［1］。

图1 锁销同步器示例图

2 常见锁销同步器故障形态

1）同步器锁止销脱出。副箱同步器在使用中，如果后备行程有磨损，同步器安装间隙过大，挂在高挡或低挡时，另一侧同步锥环可能由于震动等原因脱开，与锥毂接触产生偏磨烧蚀等现象，情况严重会使低挡销从高挡腰形孔中脱出，造成同步器卡死损坏。

2）同步环早期失效。加工质量造成的结合强度差可能引起早期摩擦层脱落失效；内锥面的圆度与角度差造成同步困难与早期局部磨损失效；同步锁止面角度超差致同步过程问题；导致同步锁止面轴向尺寸超差影响换挡行程；热处理脱碳等造成表面硬度偏低，同步锁止面早期磨损；同步锁止面与内锥面跳动过大致换挡困难。

3 分析验证及措施建议

1）针对锁销同步器换挡困难一般需要先核对锁止角是否满足要求（如图2所示），锁止角计算［2］如下：

图2 锁止角计算相关参数示意图

锁止条件需满足：

式中：dK为拨环直径；θ为锥角；β为锁止角；d为锥面有效直径；μ锥面摩擦系数；μB为锁止面摩擦系数。

动摩擦系数大于0.075以上可以可靠锁止，碳纤摩擦材料的动摩擦系数至少达到0.1以上。

由于大部分同步器在设计时已将锁止角考虑在内，所以一般分析时，只用于参考核对。

2）针对锁销同步器锁止销脱出的分析及措施。

在上页图1中高挡同步锥环与低挡同步锥环间增加拉簧，靠拉簧的拉力把高低挡锥环拉在一起，可以有效增加同步器的可靠性，防止锁销脱出。

3）针对锁销同步器摩擦层失效。

摩擦层的损坏原因有很多，需要结合各方面情况综合分析，可能原因包括摩擦材料制造不合格、装配间隙不合适、油品质量差、油液中有杂质、锥毂加工精度不足等。

［1］ 刘惟信.汽车设计［M］.北京.清华大学出版社，2001.

［2］ 成大先.机械设计手册［M］.北京.化学工业出版社，2008.