手動(dòng)變速箱作為汽車傳動(dòng)系的關(guān)鍵零部件，在車輛行駛傳遞動(dòng)力方面起著不可替代的作用，而同步器脫檔問題是機(jī)械式變速器一個(gè)常見的故障之一，如果車輛在爬坡行駛中突然掉檔，將會(huì)導(dǎo)致車輛動(dòng)力中斷，有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。因此，在同步器設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)力時(shí)，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(gè)重要?jiǎng)恿偝?，變速箱同步器性能和壽命試?yàn)室汽車機(jī)械式變速器臺(tái)架試驗(yàn)的重要項(xiàng)目，目前已有很多專業(yè)的試驗(yàn)臺(tái)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(píng)價(jià)只能依靠經(jīng)驗(yàn)值，目前尚不具備參數(shù)化分析的試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)。目前國內(nèi)在此方面的研究還存在著不足。

機(jī)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(jì)范疇，本文不在累述。鑒于變速器實(shí)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(dòng)態(tài)脫檔試驗(yàn)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(jī)構(gòu)的鎖止力，評(píng)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(yàn)裝置由基礎(chǔ)試驗(yàn)平臺(tái)1；工作艙2；扭矩傳感器7；同步器夾具5；伺服電機(jī)4、14；慣量盤3、16；換檔執(zhí)行機(jī)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(dòng)和手動(dòng)操作兩種工作方式。測量同步器脫檔特性參數(shù)時(shí)采用手動(dòng)方式；自動(dòng)方式一般進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。其主要工作原理，通過伺服電機(jī)4設(shè)定試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，模擬實(shí)際車輛轉(zhuǎn)速，通過同步皮帶使慣量盤3轉(zhuǎn)動(dòng)，慣量盤模擬實(shí)際車輛運(yùn)動(dòng)慣量，而帶動(dòng)試驗(yàn)工裝轉(zhuǎn)動(dòng)，同步器作為被測件，安裝在試驗(yàn)件工裝上，由換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)向右拖動(dòng)齒套軸向運(yùn)動(dòng)，與試驗(yàn)工裝結(jié)合達(dá)到試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)14作為負(fù)載，通過對負(fù)載電機(jī)14的參數(shù)控制，實(shí)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(yàn)過程參數(shù)，此時(shí)，換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)9預(yù)設(shè)脫檔力，對齒套進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)，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(yàn)方法，對同步器倒錐角鎖止性能進(jìn)行測量和評(píng)價(jià)，該試驗(yàn)臺(tái)可以通過不同轉(zhuǎn)速、不同轉(zhuǎn)矩，或轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩同時(shí)變化進(jìn)行脫檔力試驗(yàn)，以評(píng)定齒套倒錐角度的適宜性，同時(shí)，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(jìn)行評(píng)價(jià)。為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，已固化產(chǎn)品數(shù)據(jù)，同時(shí)，對于市場反饋的失效零件進(jìn)行故障再現(xiàn)，從而找到失效原因。

四、試驗(yàn)數(shù)據(jù)


脫檔試驗(yàn)曲線

五、結(jié)論

經(jīng)過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，脫檔的主要原因，應(yīng)從以下方面進(jìn)行改進(jìn)：1、齒輪的軸向攢動(dòng)；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(yàn)臺(tái)研究的意義

同步對脫檔力試驗(yàn)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(yàn)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，脫單試驗(yàn)的研發(fā)填補(bǔ)該項(xiàng)試驗(yàn)的空白。