手動變速箱作為汽車傳動系的關(guān)鍵零部件，在車輛行駛傳遞動力方面起著不可替代的作用，而同步器脫檔問題是機械式變速器一個常見的故障之一，如果車輛在爬坡行駛中突然掉檔，將會導(dǎo)致車輛動力中斷，有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。因此，在同步器設(shè)計過程中，研究了很多防脫檔的結(jié)構(gòu)。

隨著同步器在新能源減速器中的應(yīng)用，同步器作為動力控制元件存在，在車輛行駛過程中出現(xiàn)異常情況，急需中斷動力時，同步器能否順利脫檔成為研究的新課題。

一、前言

變速箱是汽車中的一個重要動力總成，變速箱同步器性能和壽命試驗室汽車機械式變速器臺架試驗的重要項目，目前已有很多專業(yè)的試驗臺架和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但同步器測量的參數(shù)還有很多，針對于同步器鎖止力的評價只能依靠經(jīng)驗值，目前尚不具備參數(shù)化分析的試驗臺架，我公司一直致力于同步器的研發(fā)與制作，針對同步器脫檔力的研究，需要搭建專用的試驗臺進行試驗。目前國內(nèi)在此方面的研究還存在著不足。

機械變速器的防脫檔結(jié)構(gòu)，常見撥叉自鎖、互鎖，齒套倒錐、齒套、齒座減薄齒等等。均屬設(shè)計范疇，本文不在累述。鑒于變速器實際使用過程中仍然有脫檔現(xiàn)象存在，為了找出制作過程中造成同步器脫檔的因素，我公司發(fā)明一種同步器動態(tài)脫檔試驗裝置，其能夠有效的檢測不同工況下齒套脫檔的力量，從而判別同步器鎖止機構(gòu)的鎖止力，評定脫檔產(chǎn)生的幾率，優(yōu)化防脫檔結(jié)構(gòu)加工工藝控制其缺陷的產(chǎn)生，提升同步器性能。

二、系統(tǒng)總體構(gòu)成

該試驗裝置由基礎(chǔ)試驗平臺1；工作艙2；扭矩傳感器7；同步器夾具5；伺服電機4、14；慣量盤3、16；換檔執(zhí)行機構(gòu)9；換檔力傳感器11；潤滑系統(tǒng)12等組成。



電器控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

三、主要工作原理

本裝置分為自動和手動操作兩種工作方式。測量同步器脫檔特性參數(shù)時采用手動方式；自動方式一般進行可靠性試驗。其主要工作原理，通過伺服電機4設(shè)定試驗轉(zhuǎn)速，模擬實際車輛轉(zhuǎn)速，通過同步皮帶使慣量盤3轉(zhuǎn)動，慣量盤模擬實際車輛運動慣量，而帶動試驗工裝轉(zhuǎn)動，同步器作為被測件，安裝在試驗件工裝上，由換檔執(zhí)行機構(gòu)向右拖動齒套軸向運動，與試驗工裝結(jié)合達到試驗轉(zhuǎn)速，伺服電機14作為負載，通過對負載電機14的參數(shù)控制，實現(xiàn)不同扭矩載荷及轉(zhuǎn)速的需求，從而使防脫檔結(jié)構(gòu)鎖合力，扭矩、轉(zhuǎn)速傳感器15監(jiān)測試驗過程參數(shù)，此時，換檔執(zhí)行機構(gòu)9預(yù)設(shè)脫檔力，對齒套進行反向運動，通過對齒套脫檔力的設(shè)置，觀察齒套脫檔情況，換檔力傳感器11及位移傳感器10記錄脫檔過程數(shù)據(jù)。

通過以上描述的試驗方法，對同步器倒錐角鎖止性能進行測量和評價，該試驗臺可以通過不同轉(zhuǎn)速、不同轉(zhuǎn)矩，或轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩同時變化進行脫檔力試驗，以評定齒套倒錐角度的適宜性，同時，針對倒錐角度、倒錐齒形、表面粗糙度、周節(jié)累積對齒套脫檔力的影響進行評價。為產(chǎn)品設(shè)計提供有效的試驗數(shù)據(jù)，已固化產(chǎn)品數(shù)據(jù)，同時，對于市場反饋的失效零件進行故障再現(xiàn)，從而找到失效原因。

四、試驗數(shù)據(jù)


脫檔試驗曲線

五、結(jié)論

經(jīng)過大量的試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，脫檔的主要原因，應(yīng)從以下方面進行改進：1、齒輪的軸向攢動；2、結(jié)合齒與齒套花鍵的同軸度；3、倒錐的齒形及角度；4、倒錐有效結(jié)合長度；5、穩(wěn)定的換檔自鎖力；6、使用圓弧形鎖止結(jié)構(gòu)；8、改變齒套的表面粗糙度等。

六、同步器脫檔力試驗臺研究的意義

同步對脫檔力試驗設(shè)備的研制、應(yīng)用，有效解決了產(chǎn)品研發(fā)的數(shù)據(jù)支撐、產(chǎn)品異常管控的工藝驗證、失效零件的故障再現(xiàn)。有效解決了新能源減速器中同步器控制機構(gòu)的設(shè)計數(shù)據(jù)，脫單試驗的研發(fā)填補該項試驗的空白。