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单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

2020-04-16 12:00:00 风和日丽
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单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

随着轻卡行业的快速发展,卡车用户对车辆的要求越来越高,车辆的各项性能指标不断提升,变速箱换挡性能便是其中一项关键指标。

近几年,各品牌新车型在变速箱上下了很大功夫,一方面,变速箱壳体升级为铸铝壳,自重更轻、散热性更好,另一方面,变速箱各挡位同步器增加,大幅提升了换挡轻便型、平顺性。

不同变速箱同步器有多有少,一款变速箱不同挡位同步器也各不相同,那么单锥同步器、双锥同步器、三锥同步器有何区别,同步器是如何工作的,给用户带来什么价值?

一、变速箱的结构及工作原理

同步器是变速箱内的重要零部件,要想了解同步器的工作原理及作用,必须先了解变速箱结构及工作原理。

无论是MT手动变速箱,还是AMT手自一体变速箱,变速箱内部结构是一样的,变速箱都有动力输入轴和动力输出轴,输入轴接离合器,输出轴接传动轴。

6档变速箱一般为两轴变速箱,5档变速箱一般为三轴变速箱,相比6档变速箱多了一根中间轴(图中主动轴就是中间轴)。

单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

主动轴和输出轴上分布着N+1对相互啮合的齿轮(N表示变速箱前进档数量),主动轴上的齿轮叫做主动齿轮,主动齿轮与主动轴有两种连接方式,一种是花键连接,一种是将齿轮与轴做成一体,无论是哪一种连接方式,齿轮与轴之间一直有动力传递。

输出轴上的齿轮叫从动齿轮,从动齿轮与输出轴是空套连接(从动齿轮与轴之间有滚针轴承),空套连接就是齿轮与轴之间没有动力传递。

而从动齿轮与主动齿轮一直是啮合状态,所以从动齿轮一直随主动齿轮转动,从动齿轮的转速为主动齿轮转速除以各档位的速比,这样就具备了实现变速的基础条件。

单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

完成变速箱换挡工作是靠换挡拨叉和同步器完成的,同步器与输出轴之间是花键连接,一直有动力传递,我们通过拨动换挡杆控制换挡拨叉让同步器左右移动,使同步器与从动齿轮侧边的接合齿轮啮合,完成动力传递。

(动力传递过程:发动机动力→主动齿轮→从动齿轮→同步器→输出轴),从而完成换挡动作。

单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

二、同步器工作原理及作用

同步器的主要作用就是降低换挡带来的齿轮之间冲击,同步器主要有常压式和惯性式两种。

目前变速箱基本上都是使用的惯性同步器,同步器是由接合套、同步环、惯性锁环等零部件组成,其中同步环之间的接合面为锥面,单锥同步器、双锥同步器、三锥同步器就是指同步环之间的锥面个数。

单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

换挡时离合器动力中断,主动齿轮、从动齿轮、输出轴均靠惯性旋转,而目标换挡从动齿轮与输出轴的转速不一致。

同步器的工作原理就是通过同步环与从动齿轮间的摩擦力使从动齿轮与输出轴转速一致(同步锁环能够保证接合套与从动齿轮侧边齿圈对齐),然后滑动接合套使接合套与从动齿轮的侧边齿圈接合,从而完成换挡工作。

单锥、双锥、三锥同步器有啥区别?为何有了它变速箱换挡会更平顺?

在换挡过程中,是靠同步环锥面之间的摩擦力进行减速或升速,单锥同步器只有一个锥面工作,三锥同步器则有三个锥面工作,显然单锥同步器锥面摩擦力更大,三锥同步器锥面摩擦力分配后则较小,所以三锥同步器受力时磨损更小,更加耐用。

三锥同步器因接合面更多,相比单锥同步器摩擦噪音会更小;三锥同步器摩擦减速更快,换挡更轻便。

另外,一款变速箱一般低档位使用多锥同步器,高档位使用单锥同步器。另外同步器成本较高且较为娇贵,所以还有部分多档位变速箱采用无同步器设计。

例如法士特8档、重汽10档变速箱等,这是由于变速箱档位增加后,各档位间的速比级差变小了,换档更容易了,不带同步器时换档也没太大问题。

结语:

无论是传统的MT变速箱,还是近段时间非常火的AMT变速箱,变速箱换挡都是靠同步器执行并提升换挡性能的,同步器是变速箱上的重大技术创新,随着技术快速发展,多锥同步器在轻卡用变速箱上越来越普遍,卡车用户逐渐享受到科技创新带来的操作便利,改善了驾驶体验、降低了驾驶技术要求。

看完这篇文章,卡友们了解同步器的作用了吗?若有疑问,欢迎留言讨论。(文/卡家号:风和日丽)

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