CN102563011B

CN102563011B - 同步器组件

Info

Publication number: CN102563011B
Application number: CN201110417079.4A
Authority: CN
Inventors: R.F.席尔瓦; E.J.P.戈梅斯; S.R.马林; L.V.阿伦卡
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: US8567582B2; US20120145507A1; DE102011120568A1; DE102011120568B4; BRPI1105510A2; CN102563011A

Abstract

一种同步器组件包括接合变速器的第一齿轮的同步器套。同步器套与第一齿轮可绕轴旋转，并且同步器套可沿轴轴向移动。同步器组件还包括接触变速器的第二齿轮的同步器环，以选择性地接合同步器套。同步器环包括：同步器弹簧，其选择性地邻接第二齿轮，以推动同步器环抵靠同步器套；以及多个凸耳，其接合第二齿轮。同步器弹簧被保持在多个凸耳上。

Description

同步器组件

技术领域

本发明大体上涉及一种用于变速器的同步器。更具体地，本发明涉及一种用于变速器的回动齿轮的同步器。

背景技术

在该部分中的声明仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

在传统的机动车辆动力系中，齿轮变速器用于将燃烧发动机的扭矩传递至车辆的驱动轮。变速器包括经由离合器连接至发动机的输入轴和连接至驱动轮的输出轴。输入轴承载安装至输入轴的输入齿轮。类似地，输出轴承载绕输出轴可旋转的输出齿轮。输入齿轮与输出齿轮啮合或以梳状方式连接，以将发动机扭矩传递至车辆的驱动轮。输出轴还承载同步器，该同步器使得变速器能够提供各种传动比以及因此不同的扭矩路径。

然而，传统变速器的各种部件需要相当大的空间量。因此，对于变速器并且尤其地对于同步器组件理想的是需要较小的空间。

发明内容

本发明提供一种用于机动车辆动力系中的变速器的同步器组件。

通常，同步器组件包括接合变速器的第一齿轮的同步器套。同步器套与第一齿轮绕轴可旋转，并且同步器套沿轴可轴向移动。同步器组件还包括接触变速器的第二齿轮的同步器环，以选择性地接合同步器套。同步器环包括：同步器弹簧，其选择性地邻接第二齿轮以使同步器环推抵同步器套；以及多个凸耳，其接合第二齿轮。同步器弹簧被保持在多个凸耳上。

同步器组件具有短的致动运动的小的行程量。同步器可在用于变速器的回动齿轮中实现，因为同步器具有占用适于与倒档齿轮一起使用的小的空间的优点。

在某些实现中，同步器弹簧是对第二齿轮施加预同步力的环形弹簧，并且第二齿轮用于通过同步器组件与第一齿轮选择性地互锁。在特定的实现中，同步器套包括用于与第一齿轮接合的多个花键，并且第二齿轮包括用于经由同步器套与第一齿轮的花键互锁的多个花键。这样的组件工作可靠，占用小的空间，容易安装，并且具有短的行程。

第二齿轮的花键可包括用于与同步器组件的同步器弹簧相互作用的突起。这些突起推抵同步器套，以促使同步器组件的同步器环抵靠同步器套。

同步器弹簧使得同步器组件能够提供平稳和安静的换档。为了与同步器组件相关的换档机构的完全锁定以及解锁，第二齿轮还可包括用于与同步器弹簧相互作用的保持器槽，以向操作员提供限定的换档回馈。另外，凹槽预防第二齿轮与第一齿轮不需要的解锁。

多个凸耳可设置用于使第二齿轮接合和脱离。在某些实现中，同步器环包括三个凸耳，以提供可靠并具有使空间最小的结构的对称设计。弹簧元件可由线制成。

同步器环在其内表面上可包括用于接触第二齿轮的对应花键的预同步突起。这赋予第一与第二齿轮之间的简便的对准和接合。同步器环可包括与同步器套的套筒摩擦构件选择性地接合的环摩擦构件，以提供同步器环与同步器套之间的同步。同步器组件可包括将同步器环保持在同步器套上的保持器部，其有助于当同步器套将同步器环拉离第二齿轮时的解锁操作。保持器可包括同步器套上的环部。环部可以是固定在同步器套上的金属部分。这样的布置易于通过简单的切割、冲压和弯曲、或滚压操作由金属片制成。

同步器组件可在用于变速器的换档机构中实施，并且变速器可用输入轴连接至车辆的发动机。

适用性的其他特征、优点和领域将通过在此提供的说明而变得明显。应理解的是，说明和具体的示例仅用于例证的目的，而不用于限制本发明的范围。

本发明还提供如下方案：

1. 一种用于机动车辆动力系中的变速器的同步器组件，所述同步器组件包括：

同步器套，其接合所述变速器的第一齿轮，所述同步器套和所述第一齿轮绕轴能够旋转，并且所述同步器套沿所述轴轴向地能够移动；以及

同步器环，其选择地接合所述同步器套，所述同步器环包括：

同步器弹簧，其选择地邻接所述变速器的第二齿轮以推动所述同步器环抵靠所述同步器套，以及

多个凸耳，其接合所述第二齿轮以使所述第一齿轮与所述第二齿轮的旋转同步，以及

其中所述同步器弹簧保持在所述多个凸耳上。

2. 根据方案1所述的同步器组件，其中所述同步器环包括保持所述同步器弹簧的凹进。

3. 根据方案2所述的同步器组件，其中所述多个凸耳包括保持所述同步器弹簧的所述凹进。

4. 根据方案1所述的同步器组件，其中所述多个凸耳包括三个凸耳。

5. 根据方案1所述的同步器组件，其中所述同步器弹簧是环形的弹簧元件。

6. 根据方案1所述的同步器组件，其中所述同步器环包括在所述同步器环的内表面上的多个同步突起。

7. 根据方案1所述的同步器组件，还包括将所述同步器环和所述同步器套保持到一起的保持器。

8. 根据方案7所述的同步器组件，其中所述同步器环被保持在所述同步器套的凹进中。

9. 一种用于变速器的换档机构，所述换档机构包括：

具有同步器套的同步器组件；

第一齿轮，其具有与所述同步器组件的所述同步器套接合的第一多个花键；以及

第二齿轮，其包括通过所述同步器套与所述第一齿轮的所述多个花键选择地互锁的第二多个花键。

10. 根据方案9所述的换档机构，其中所述同步器组件包括同步器弹簧，并且其中所述第二齿轮的所述多个花键包括与所述同步器弹簧相互作用的突起。

11. 根据方案10所述的换档机构，其中所述第二齿轮包括选择地保持所述同步器弹簧的保持器槽。

12. 根据方案10所述的换档机构，其中所述同步器组件包括选择地接合所述同步器套的同步器环。

13. 根据方案12所述的换档机构，其中所述同步器弹簧选择地邻接所述第二齿轮以推动所述同步器环抵靠所述同步器套。

14. 根据方案13所述的换档机构，其中所述同步器环包括接合所述第二齿轮的多个凸耳。

15. 根据方案12所述的换档机构，其中所述同步器环包括在所述同步器环的内表面上的同步突起。

16. 根据方案12所述的换档机构，其中所述同步器组件包括将所述同步器环和所述同步器套保持到一起的保持器。

17. 根据方案16所述的换档机构，其中所述同步器环被保持在所述同步器套的凹进中。

18. 根据方案10所述的换档机构，其中所述同步器弹簧是环形的弹簧元件。

19. 一种通过输入轴连接至机动车辆中的发动机的变速器，所述变速器包括：

换档机构，其包括具有同步器套的同步器组件、具有与所述同步器组件的所述同步器套接合的第一多个花键的第一齿轮、以及通过所述同步器组件与所述第一齿轮选择地互锁的第二齿轮，所述第二齿轮包括通过所述同步器套与所述第一齿轮的所述第一多个花键互锁的第二多个花键，

其中所述换档机构与所述输入轴上的输入齿轮接合。

20. 根据方案19所述的变速器，其中所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述同步器组件提供倒档传动比。

附图说明

在此描述的附图仅用于例证目的，并且不意于以任何方式限制本发明的范围。图形中的部件不一定按比例，而重点在于图示本发明的原理。此外，相同的附图标记遍及不同的视图指示对应的部件。在附图中：

图1图示当变速器处于空档位置时的根据本发明原理的变速器的截面的正视剖面图；

图2图示图1的变速器的透视图；

图3图示图1的变速器的透视剖面图；

图4图示图1的变速器的放大局部图；

图5图示图1的变速器的另一正视剖面图；

图6图示如图5所示的变速器的透视剖面图；

图7图示如图6所示的变速器的同步器环的正视图；

图8图示当变速器处于接合位置时的图1的变速器的正视剖面图；

图9图示在接合惰轮齿轮的第一步骤中的图1的变速器的正视剖面图；

图10图示如如图9所示的变速器的俯视剖面图；

图11图示在接合惰轮齿轮的第二步骤中的图1的变速器的正视剖面图；

图12图示如图11所示的变速器的俯视剖面图；

图13图示在第一步骤中的图7的同步器环与齿轮的齿的啮合的局部图；以及

图14图示在第二步骤中的图7的同步器环与齿轮的齿的啮合的局部图。

具体实施方式

以下的说明本质上仅是示例性的，并且不意于限制本发明、应用或使用。

根据本发明的原理，图1和2示出变速器5，其包括第一齿轮组件6、第二齿轮组件7、同步器组件10和轴11。轴11可以副轴或输出轴的形式提供。

第一齿轮组件6、第二齿轮组件7和同步器组件10以可旋转的方式安装在轴11上。同步器组件10位于第一齿轮组件6与第二齿轮组件7之间，同时轴11还可以可旋转的方式安装在齿轮箱或变速器壳体中。

齿轮组件6包括惰轮斜齿轮12。一组轴承15设置在斜齿轮12与轴11之间，以使得齿轮12能够绕轴1旋转。惰轮斜齿轮12具有围绕其外表面的一组齿轮齿17。

类似地，齿轮组件7包括惰轮正齿轮13。一组轴承19设置在正齿轮13与轴11之间，以使得正齿轮13能够绕轴旋转。正齿轮13还具有围绕其外表面的一组齿轮齿21和在其内表面上的一组花键22(参见图10和12)。注意，术语“花键”指的是一个部件的用于配合到另一部件的狭槽中的多个突起或突出部。

如图2所示，斜齿轮12与正齿轮13在一对环形的止推构件23与24之间定位成彼此邻近。

同步器组件10具有连接至斜齿轮12的一组外花键27的一组内花键26，使得同步器组件10和斜齿轮12能够以相同的速度绕轴11的轴线旋转(参见图1、10和12)。这些花键26和27还允许同步器组件10在沿轴11的轴向方向上滑动，使得同步器组件10能朝第二齿轮组件7滑动，以接合正齿轮13。

尤其地，同步器组件10包括同步器环28和环形的同步器套31，如图3和4所示。同步器环28由保持器35保持在同步器套31的凹进内，如图6所示。

再次参考图1，同步器套31具有设置在其外表面上的环形水平凹进34，花键26设置在其内表面上，并且摩擦内锥部分36设置在其内表面上。

水平凹进34适合于接纳变速杆的一端。同步器套31的花键26与斜齿轮12的花键27啮合，使得同步器套31和斜齿轮12以相同的速度绕轴11一起能够旋转。花键26和27还允许同步器套31可沿轴11在两轴向方向上移动。在朝正齿轮13的轴向方向上，同步器套31朝正齿轮13促使或推压同步器环28。锥形部分36适于与同步器环28摩擦地接合。

同步器环28具有外摩擦锥形部分38，该外摩擦锥形部分38为锥形的（渐缩的），或者适合于与同步器套31的锥形部分36摩擦地接合。如图5至7所示，同步器环28包括设置在同步器环28的内表面上的多个凸耳（lug）40。凸耳40位于正齿轮13的一组凹进42中，以接合正齿轮13，并且凸耳40朝正齿轮13突出。环形同步器弹簧32被保持在同步器环28的该突出部的环形凹进33内，使得同步器弹簧32位于同步器环28与正齿轮13之间，如图6所图示。该布置还允许与同步器弹簧32和正齿轮13之间较早的接合。同步器套31还在其内表面上具有一组突起44。

同步器套31主要由钢制成，但同步器环28由诸如黄铜的较软的材料制成，以减小同步器套31的磨损，尤其地在同步器套31与同步器环28之间摩擦地接合期间。

使用中，齿轮12和13一起提供倒档或倒档齿轮比。

斜齿轮12的齿17用于与固定的齿轮机械地接合和啮合，该固定齿轮以刚性方式固定至从燃烧发动机接收扭矩的输入轴。因此，斜齿轮12与输入轴的固定齿轮持续地啮合。此外，斜齿轮12与同步器组件10一起以相同的速度绕轴11旋转。

在空档或脱离状态下，正齿轮13的花键22与同步器组件10的花键26脱离，并且正齿轮13自由地旋转，如图9和10所图示。相比之下，在接合状态下，正齿轮13的花键22与同步器组件10的花键26接合，使得它们均以相同的速度绕轴11旋转，如图11和12所图示。

同步器组件10用于使正齿轮13与斜齿轮12之间的旋转速度同步。因此，同步使正齿轮13和斜齿轮12以相同的速度旋转。另外，同步器组件10防止斜齿轮12到正齿轮13的联接或接合直到正齿轮13以与斜齿轮12相同的速度旋转，因为斜齿轮12到所选择的正齿轮13的联接在这些部件以不同的速度旋转时将导致产生噪音并导致损坏这些部件。

同步器弹簧32邻接正齿轮13的花键22，以施加预同步力。花键22的一组突起或突出部45接纳该邻接，如图13和14所图示。在第一位置中，预同步力促使同步器环28抵靠同步器套31，以使同步器环28与同步器套31同步。在第二位置中并在同步之后，同步器弹簧32在突出部45上移动，如图14所图示。

正齿轮13的一组弹簧槽46用于接纳同步器弹簧32，如图8所图示。弹簧槽46具有防止同步器弹簧32不想要的移动的优点。它们还给用户提供确实的（positive）齿轮接合的回馈。

同步器套31的锥形部分36和同步器环28的锥形部分38用作摩擦离合器的摩擦构件，用于使正齿轮13的旋转速度与轴11的旋转速度同步。

同步器环28的凸耳40用于与正齿轮13的凹进42接合，以使斜齿轮12与正齿轮13之间的旋转速度同步。在脱离状态下，同步器环28和正齿轮13能相对于斜齿轮12自由旋转。在接合状态下，凸耳40接合凹进42，使得同步器环28和正齿轮13相对于斜齿轮12以相同的速度旋转。

在一般意义上，还可采用不同类型的摩擦离合器。摩擦构件可以不同的布置固定至正齿轮13。可采用宽的锥角范围，诸如例如7.5度的锥角。摩擦表面或摩擦构件还可包括固定至基本构件的许多摩擦材料。

以下描述使正齿轮13同步的一种可能的方法。变速器5处于未接合或空档状态，其中同步器套31的花键26与斜齿轮12的花键27接合，使得同步器套31以与斜齿轮12相同的速度旋转，如图1和10所图示。

该方法还包括用户使档位杆的换档杆移动，以在轴11的轴向方向上朝正齿轮13致动旋转的同步器套31。档位杆在此未示出。

然后，同步器套31邻接同步器环28，以朝正齿轮13推动或促使同步器环28。然后这使同步器弹簧32平稳地推抵正齿轮13的花键22的突出部45，以施加预同步力，如图9、10和13所图示。

预同步力促使同步器环28抵靠同步器套31。然后，同步器套31的锥形部分36强迫地接合作为配对或接合构件的同步器环28的锥形部分38。该摩擦接合迫使同步器环28以与接合的同步器套31相同的速度旋转，该接合的同步器套31以与斜齿轮12相同的速度旋转。

设置在正齿轮13的凹进42中的同步器环28的凸耳40使正齿轮13以与同步器环28相同的速度旋转，该同步器环28以比同步器套31和斜齿轮12的转速稍低的速度旋转。同步器环28的速度取决于同步器环28与同步器套31之间的摩擦接合。

在达到转速同步之后，同步器套31的致动然后使同步器弹簧32越过正齿轮13的花键22的突出部45，如图14所图示。该致动还使同步器套31的花键26与正齿轮13的花键22接合和与斜齿轮12的花键27接合，如图12所图示。

这样，斜齿轮12在无齿轮齿的研磨或撞击的情况下以同步的方式与正齿轮13互锁。同步器弹簧32的弹性提供同步器组件平稳和安静的动作。

为了使正齿轮13与斜齿轮12脱离，用户可利用档位杆的换档杆使同步器套31移离正齿轮13。使同步器套31移动还将由保持器35保持的同步器环28拉离正齿轮13。同步器环28继而将同步器弹簧32拉离正齿轮13。这将同步器弹簧32推压出凹槽46。

本发明的说明在本质上仅是示例性的，并且没有偏离本发明的要旨的变体意于属于本发明的范围。这样的变体不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种用于机动车辆动力系中的变速器的同步器组件，所述同步器组件包括：

同步器弹簧，

所述变速器的第二齿轮，所述第二齿轮包括具有突起的多个花键，所述同步器弹簧具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，同步器弹簧邻接所述突起以施加预同步力从而推动所述同步器环抵靠所述同步器套以使所述同步器环与所述同步器套同步，在所述第二位置，所述同步器弹簧在同步之后在所述突起上移动，以及

其中所述同步器弹簧保持在所述多个凸耳上。

2.根据权利要求1所述的同步器组件，其中所述同步器环包括保持所述同步器弹簧的凹进。

3.根据权利要求2所述的同步器组件，其中所述多个凸耳包括保持所述同步器弹簧的所述凹进。

4.根据权利要求1所述的同步器组件，其中所述多个凸耳包括三个凸耳。

5.根据权利要求1所述的同步器组件，其中所述同步器弹簧是环形的弹簧元件。

6.根据权利要求1所述的同步器组件，还包括将所述同步器环和所述同步器套保持到一起的保持器。

7.根据权利要求6所述的同步器组件，其中所述同步器环被保持在所述同步器套的凹进中。

8.一种用于变速器的换档机构，所述换档机构包括：

具有同步器套的同步器组件；

第一齿轮，其具有与所述同步器组件的所述同步器套接合的第一多个花键；

同步器弹簧；以及

第二齿轮，其包括通过所述同步器套与所述第一齿轮的所述多个花键选择地互锁的第二多个花键，所述第二多个花键具有突起，所述同步器弹簧具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，同步器弹簧邻接所述突起以施加预同步力从而推动所述同步器环抵靠所述同步器套以使所述同步器环与所述同步器套同步，在所述第二位置，所述同步器弹簧在同步之后在所述突起上移动。

9.根据权利要求8所述的换档机构，其中所述第二齿轮包括选择地保持所述同步器弹簧的保持器槽。

10.根据权利要求8所述的换档机构，其中所述同步器组件包括选择地接合所述同步器套的同步器环。

11.根据权利要求10所述的换档机构，其中所述同步器弹簧选择地邻接所述第二齿轮以推动所述同步器环抵靠所述同步器套。

12.根据权利要求11所述的换档机构，其中所述同步器环包括接合所述第二齿轮的多个凸耳。

13.根据权利要求10所述的换档机构，其中所述同步器组件包括将所述同步器环和所述同步器套保持到一起的保持器。

14.根据权利要求13所述的换档机构，其中所述同步器环被保持在所述同步器套的凹进中。

15.根据权利要求8所述的换档机构，其中所述同步器弹簧是环形的弹簧元件。