(2)挂1挡
此时要挂1挡,用拨叉带动接合套和滑块一起向左移动。当滑块左端面与锁环的缺口(如图6a所示)的端面接触时,便推动锁环移向接合齿圈,使具有转速差(n1>n2)的两锥面一经接触便产生摩擦作用。锁环即在接合齿圈摩擦力作用下相对于接合套向前转过一个角度,直到滑块的一侧与锁环缺口的另一侧面接触时,锁环便与接合齿套同步转动(如图7所示)。此时,锁环上的齿与接合齿套的齿,错开约半个齿厚,从而使接合套的齿端倒角与锁环相应的齿端倒角正好互相抵触而不能进入啮合,即同步开始(如图6a所示)。
由于驾驶员持续挂挡对接合套施加一个轴向力,使接合套齿端倒角压紧锁环齿端倒角,于是在锁环的锁止角斜面上作用有法向压力FN。FN可分解为轴向力F1和切向力F2,如图6d所示。切向力F2所形成的力矩力图使锁环相对于接合套向后退转,称为拨环力矩。轴向力F1则使锁环与1挡接合齿圈二者的锥面产生摩擦力矩,使二者转速n1与n2迅速接近。实际上可认为n2不变,只是n1趋近于n2。这是因为锁环连同接合套通过齿毂与整个汽车相联系,质量大,转动惯性也大,转速下降很慢。而齿圈n1仅与离合器从动部分相联系,转动惯性小,速度降低较前者快得多。因为接合齿圈是减速旋转,根据惯性原理,即产生惯性力矩,其方向与旋转方向相同。此惯性力矩通过摩擦锥面作用到锁环上,阻止锁环相对接合套向后退转。亦即在锁环上作用着2个方向相反的力矩:其一为切向力F2形成的力图使锁环相对于接合套向后退转的拨环力矩M2;另一为接合齿圈摩擦锥面上阻止锁环向后退转的惯性力矩M1,这2个力矩方向相反。如果M2>M1,则左锁环即可相对于接合套向后退转一个角度,以便二者进入接合;若M2<M1,则二者不能进入接合。在n1尚未等于n2之前,锁环与接合齿圈锥面间的摩擦力矩的数值与1挡接合齿圈的惯性力矩的数值相等。摩擦力矩M,与轴向力F1的垂直于摩擦锥面的分力成正比,而M2则与切向力F2成正比,二者的比值取决于花键齿锁止角的大小。故在设计同步器时,适当地选择锁止角和摩擦锥面的锥角,便能保证在达到同步(n1=n2)之前,1挡接合齿圈施加在锁环上的惯性力矩M1总是大于切向力F2形成的拨环力矩M2。因此,无论驾驶员通过操纵机构加在接合套上的轴向推力有多大,接合套齿端与锁环齿端总是互相抵触而不能接合。这说明锁环对接合套的锁止作用是1挡接合齿圈的惯性力矩造成的,也即“惯性式”名称的由来。(如图6b所示)。
(3)挂上1挡
只要驾驶员继续挂挡,Fn将继续加大,摩擦作用迅速使1挡接合齿圈转速降到与锁环转速相同,二者迅速达到同步,惯性力矩消失。而此时切向力F2形成的拨环力矩M2拨动锁环相对于接合套向后退转一个角度,当滑块处在锁环缺口的中央位置时,由于接合套此时继续左移,与锁环的花键齿圈进入接合(如图6c所示)。此时锁环的锁止作用消失,轴向力1不再存在,锥面间的摩擦力矩也消失。如果此时接合套花键齿与接合齿圈的花键齿再发生抵触,则与上述相似,作用在接合齿圈花键齿端斜面上的切向分力,使接合齿圈相对于锁环及接合套转过一个角度,使接合套与齿圈进入接合,从而完成了挂入1挡(由高速挡换入低速挡)的全过程。即同步啮合。
如果是由1挡换入2挡(由低速挡换入高速挡),上述过程也适用。但应注意,此时右2挡从动齿轮接合齿圈和2挡从动齿轮被加速到与右锁环(亦即与接合套)同步,从而使接合套先后与锁环及2挡接合齿圈进入啮合而完成换挡过程。
上述换挡过程可以简要归纳如下:摩擦工作面产生摩擦力矩—锁环转动一个角度—锁止元件起锁止作用,阻止接合套前移—摩擦力矩增长至同步—惯性力矩消失—锁止作用消失—接合套进入啮合完成换挡。
3.同步器检修的认识
惯性锁环式同步器常见损伤是锁环内锥面、齿圈键齿及与滑块配合的3个缺口的磨损等。
(1)如图8所示,将锁环压靠在各自换挡齿轮的锥面上,用手转动锁环应稍有阻力感;用厚薄规沿圆周多点测量,锁环与齿轮端面之间的间隙a应不小于于规定值(如桑塔纳5速变速器不小于0.5mm );同时检查锁环侧面间隙不宜有明显间隙感。不符合上述要求的,应更换锁环。
同步器滑块顶部凸台磨损出现沟槽,必须更换。否则,也会使同步作用减弱。锁环上滑块槽的磨损、滑块支承弹簧断裂、弹力不足以及接合套和花键毅的磨损都会使换挡困难,所以不符合要求,均应更换新件。
利用平面尺或将同步环放在其平滑的表面上进行检查,如果不平,说明同步环已经扭曲,应更换同步环。
检查同步器锁环和接合套的齿是否磨损,磨损后的齿会出现圆化,如图9所示。将齿轮与锁环接合的锥面涂上齿轮油,将锁环环装上。以一定的力矩压紧锁环环旋转,确信同步环不打滑,否则需要更换锁环。
(2)用塞尺测量拨叉与接合套齿轮之间的间隙,如果间隙超过极限值,说明拨叉与接合套或齿轮其中1个或2个需要更换,如图10所示。这就应该分别检查拨叉、接合套或齿轮的宽度,不符合标准的应该更换。
(3)检查同步器花键毅和接合套的花键是否出现圆角,出现圆角说明磨损。如果需要更换,务必成套更换同步器的花键毅和接合套。更换新的同步器花键毅和接合套时,将花键毂安装在接合套内检查其活动是否自如,如图11所示。
综上所述,随着科技的发展,汽车读物多了,教材多了,知识含量也多了,大大地丰富了人们的视野和选择的空间,人们在主动学习、选择读物时,都希望各书有各书的特点和新意,能把问题交代清楚,能看懂,我想这是基本的要求。所以,我希望每一本读物或每一本教材的编者都有一颗负责任的心,还读者一个清晰、完整的知识,不能云里雾里,让学生、读者摸不到边、找不到理,看不懂。
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