CN108266466B - 同步器和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种同步器和车辆，本发明的同步器包括接合齿圈、同步环、齿毂、齿套及滑块组件，在同步环和接合齿圈上设有相配合的摩擦锥面，滑块组件滑动设于齿毂上，在齿套上对应于滑块组件设有开口槽，在同步环上设有对应于滑块组件布置的结合面，于齿套轴向移动的驱使下，滑块组件抵压在结合面上，以使同步环具有与接合齿圈的一次同步摩擦；还包括相对于齿毂滑动设置，并构成与齿套的驱动配合的二次同步组件，以及布置在同步环上，并位于二次同步组件轴向滑动的路径上的以承接二次同步组件的二次接合面。本发明所述的同步器可在一次同步的基础上，通过二次同步进一步降低齿套和接合齿圈的转速差，减少二次冲击的发生，以可提高换挡舒适性。

Description

同步器和车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种同步器。本发明还涉及一种应用有该同步器的车辆。
背景技术
目前手动变速器在进行高低挡位换挡前都会通过内部的同步器进行同步，以减少齿套和接合齿圈间的转速差，方便挡位转换。同步器同步过程大致可分为预同步、同步、同步中断、自由进齿、二次进齿及完全进齿六个过程，预同步时，齿套带动滑块前移，当消除了滑块与同步环的自由间隙后，两者发生接触，滑块将同步环压向接合齿圈的摩擦锥面，两个锥面一经接触即产生摩擦力矩，使同步环相对于齿套转动一个角度，齿套结合齿与同步环齿刚好接触。同步过程中，随着齿套的进一步移动，同步环被压紧在接合齿圈的摩擦锥面上，摩擦锥面产生同步力矩，随着换挡力的增加直至同步。
当同步完成后同步环再相对齿套结合齿转动一个角度，此时齿套结合齿顺利穿越同步环，此即同步过程中断。在齿套结合齿开始穿越同步环，直至齿套结合齿与接合齿圈接触前，齿套移动的阻力很小，此过程为自由进齿。当齿套结合齿滑入接合齿圈与其进行结合时，由于两者之间有转速差，同时因接合齿圈的位置是不确定的，就有可能产生齿套结合齿与接合齿圈结合齿的碰撞，产生冲击，此过程为二次进齿，产生的冲击为二次冲击。随后，齿套结合齿完全与接合齿圈啮合即实现完全进齿。
通过同步器的同步过程，减少了转速差，方便了换挡操作，但是同步结束后的二次进齿过程中所出现的二次冲击，仍会因打齿冲击而产生换挡噪音，其无疑会影响换挡的舒适性，而降低驾驶者的驾乘感受，因此如何降低换挡过程中的二次冲击，便成为一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种同步器，以可减少换挡过程中的二次冲击，提高换挡舒适性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种同步器，包括接合齿圈、同步环、齿毂、齿套及滑块组件，在所述同步环和所述接合齿圈上设有相配合的摩擦锥面，所述滑块组件滑动设于所述齿毂上，在所述齿套上对应于滑块组件设有开口槽，在所述同步环上设有对应于所述滑块组件布置的结合面，于所述齿套轴向移动的驱使下，所述滑块组件抵压在所述结合面上，以使所述同步环具有与所述结合齿圈的一次同步摩擦，还包括：
二次同步组件，相对于所述齿毂滑动设置，并构成与所述齿套的驱动配合，因所述齿套轴向移动的驱动，所述二次同步组件具有相对于所述齿毂的轴向滑动；
二次接合面，布置在所述同步环上，并位于所述二次同步组件轴向滑动的路径上，以承接所述二次同步组件；
在所述齿套穿越所述同步环而向所述接合齿圈靠近时，所述二次同步组件因所述齿套的驱使，抵压在所述二次结合面上，以使所述同步环具有与所述接合齿圈的二次同步摩擦。
进一步的，所述二次同步组件为滑动设于所述齿毂上的二次滑块组件，对应于所述二次滑块组件在所述齿套上设有二次开口槽。
进一步的，所述二次滑块组件具有与所述滑块组件相同的结构，沿所述齿套的轴向，所述二次开口槽的宽度大于所述开口槽，沿所述同步环的轴向，所述二次结合面相对于结合面内凹布置。
进一步的，沿所述同步环的外周面，对应于所述二次结合面设有沿所述同步环的轴向向所述二次滑块组件一侧延伸的附加结合面，在所述齿套的驱使下，所述二次滑块组件滑经所述附加结合面而抵压于所述二次结合面上。
进一步的，所述附加结合面被构造成与滑经的所述二次滑块组件间形成有间隙。
进一步的，沿所述齿毂的轴向，所述二次滑块组件的长度小于所述滑块组件，沿所述齿套的轴向，所述二次开口槽的宽度与所述开口槽相同，沿所述同步环的轴向，所述二次结合面和所述结合面靠近于所述齿毂的一端位于同一平面上。
进一步的，于一次同步前，所述滑块组件与所述结合面间的距离X1，和所述二次滑块组件与所述二次结合面间的距离X2满足如下关系：X2＝2X1+(Y1+Y2)/N，其中，Y1为一次同步前所述同步环上结合齿的齿厚，Y2为一次同步前所述同步环上结合齿至所述接合齿圈上结合齿间的距离，N为常数。
进一步的，所述二次滑块组件和所述滑块组件于所述齿毂上交替布置，且所述二次同步组件和所述滑块组件分别于所述齿毂上中心对称布置。
进一步的，所述结合面和所述二次结合面深入所述齿毂内。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明的同步器，通过设置二次同步组件及二次结合面，在齿套穿越同步环而向接合齿圈靠近时，可使同步环与接合齿圈之间产生二次同步摩擦，从而能够在一次同步的基础上，进一步降低齿套和接合齿圈的转速差，进而可减少齿套与接合齿圈之间二次冲击的发生，以提高换挡舒适性。
本发明的另一目的在于提出一种车辆，其包括装设有变速器的车身，在所述变速器内应用有如上所述的同步器。
本发明的车辆和同步器相对于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例一所述的同步器的结构示意图；
图2为本发明实施例一所述的齿套的结构示意图；
图3为本发明实施例一所述的齿毂的结构示意图；
图4为本发明实施例一所述的滑块组件的结构示意图；
图5为本发明实施例一所述的开口槽的结构示意图；
图6为本发明实施例一所述的二次开口槽的结构示意图；
图7为本发明实施例一所述的同步环的结构示意图；
图8为本发明实施例一所述的附加结合面与滑块组件间所构成间隙的示意图；
图9为本发明实施例一所述的接合齿圈的结构示意图；
图10为本发明实施例一所述的同步器的工作状态图一；
图11为本发明实施例一所述的同步器的工作状态图二；
图12为本发明实施例一所述的同步器的工作状态图三；
图13为本发明实施例一所述的同步器的工作状态图四；
图14为本发明实施例一所述的同步器的工作状态图五；
附图标记说明：
1-齿套，11-齿套结合齿，121-开口槽，122-二次开口槽，2-齿毂，21-滑槽，22-齿毂结合齿，3-滑块组件，3＇-二次滑块组件，31-抵压面，4-同步环，41-同步环摩擦锥面，42-同步环结合齿，43-结合面，44-二次结合面，45-附加结合面，5-接合齿圈，51-接合齿圈摩擦锥面，52-接合齿圈结合齿。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
本实施例涉及一种同步器，如图1中所示，该同步器包括齿套1、齿毂2、滑块组件3、同步环4和接合齿圈5，齿套1啮合套装在齿毂2上，滑块组件3滑动设置在齿毂2上，对应于滑块组件3在齿套1上也设置有用于驱使滑块组件3沿齿毂2轴向滑动的开口槽，同步环4和接合齿圈5依次位于齿毂2的一侧。在换挡时，齿套1在换挡拨叉的驱使下，使滑块组件3抵压在同步环4上，从而通过同步环4与接合齿圈5的同步摩擦，减少齿套1与接合齿圈5之间的转速差，由此达到便于换挡的目的。
本实施例的同步器，其同步机理与现有同步器相同，但在具体构造上对齿毂2、齿套1及同步环4的结构进行了新设计，并在已有滑块组件3的基础上，增加了滑动设置于齿毂2上的二次同步组件，该二次同步组件也可在齿套1的驱使下抵压于同步环4上，从而使得本同步器的工作过程与现有同步器结构不同，且相对于现有同步器能够获得更好的同步效果。下面将结合对本同步器具体结构的描述，来对新增加的设计结构进行介绍。
齿套1的结构如图2中所示，在齿套1上设有齿套结合齿11，齿套结合齿11用于与齿毂2及接合齿圈5的啮合传动，前述的开口槽设置在齿套1的内周端面上，并于齿套1轴线方向的中部布置，而除了开口槽，对应于二次同步组件，在齿套1上也设置有二次开口槽，二次开口槽同样于齿套1的中部布置。齿毂2的结构如图3中所示，在齿毂2的中部形成有具有啮合齿的安装孔，以用于和传动轴连接，环齿毂2的外周面形成有齿毂结合齿22，齿套结合齿11即是与齿毂啮合齿22相啮合，以实现传动。在齿毂2的外周面还间隔设置有多个滑槽21，滑块组件3和二次同步组件交替设置在各滑槽21内，且滑块组件3和二次同步组件于齿毂2上也分别呈中心对称布置。
滑动组件3的结构如图4中所示，其整体上包括滑块、钢球及设置于滑块内并弹性支撑钢球的弹簧，在滑块组件3的侧部则形成有与同步环4抵接的抵压面，以在齿套1的驱使下构成对同步环4的抵压。本实施例中，二次同步组件为设于齿毂2上的二次滑块组件3＇，且在结构上该二次滑块组件3＇与滑块组件3相同，而如图5和图6中所示，沿齿套1的轴向，对应于二次滑块组件3＇设置的二次开口槽122的宽度也大于开口槽121的宽度，二次开口槽122的具体宽度可视二次滑块组件3＇工作时的移动距离进行设定。
同步环4的结构如图7中所示，同步环4的内周面为同步环摩擦锥面41，沿同步环4的外周面设置有同步环结合齿42，以及对应于齿毂2上的滑块组件3和二次滑块组件3＇分别设置的结合面43与二次结合面44，结合面43和二次结合面均形成于设置在同步环4外周面上的凸台结构上。在齿套1的驱使下，当滑块组件3和二次滑块组件3＇向同步环4一侧移动时，结合面43和二次结合面44即可分别承接滑块组件3和二次滑块组件3＇的抵压，以能够使同步环4向接合齿圈5一侧移动。
本实施例中，在具体结构上二次结合面44相对于结合面43呈内凹状布置，由此在同步环4的外周面上形成有对应于各二次结合面44布置的附加结合面45，附加结合面45沿同步环4的轴向向齿毂2一侧延伸，且在二次滑块组件3＇向同步环4移动时，二次滑块组件3＇即滑动经过该附加结合面而抵压在二次结合面44上。为避免二次滑块组件3＇与附加结合面45间产生摩擦，而影响二次滑块组件3＇的移动，以在下述的二次同步结束后使滑块组件3＇顺利返回齿毂2中位(即滑块组件3＇的初始位置)，如图8中所示，在附加结合面45与滑经的二次滑块组件3＇之间也具有间隙A，间隙A大于齿套1上的二次开口槽122对二次滑块组件3＇上钢球的下压距离，其具体上可为1.2-1.5mm，如1.3mm。
接合齿圈5的结构如图9中所示，在接合齿圈5的一侧形成有接合齿圈摩擦锥面51，接合齿圈摩擦锥面51与同步环4上的同步环摩擦锥面41适配设计，在接合齿圈5的外周面上也设置有接合齿圈结合齿52。本实施例的同步器，各构件装配后的配合状态如图10中所示，其中同步环4上所形成的结合面43及二次结合面44均为深入齿毂2中，以此可实现对同步环的限位作用。图10中所示为变速器处于空挡位时的情形，此时滑块组件3距离结合面43的间隙(预同步间隙)为X1，而二次滑块组件3＇距二次结合面44的间隙为X2，且在具体设计上，X1和X2之间具有如下的关系：X2＝2X1+(Y1+Y2)/N，其中，Y1为图10所示状态下同步环4上的同步环结合齿42的齿厚，Y2为同步环4上同步环结合齿42至接合齿圈5上接合齿圈结合齿52间的距离，N为常数，如可为1、2或3等。
本同步器在工作时由图10所示的空挡位开始，在预同步阶段，齿套1带动滑块组件3移动，因二次开口槽122的宽度较大，二次同步组件此时不移动，当滑块组件3消除间隙X1后，滑块组件3抵压在结合面43上，并将同步环4压向接合齿圈5，同步环4和接合齿圈5上的摩擦锥面接触产生摩擦力矩，使同步环4相对于齿套1转动一个角度，此时如图11中所示。随着齿套1的进一步移动，同步环4被压紧在接合齿圈5上，两个摩擦锥面产生同步力矩而达到同步。同步完成后，同步环4相对于齿套1转动一个角度，齿套1便可顺利穿越同步环4，上述同步过程中断，此时如图12中所示。
齿套1穿越同步环4时，同步环4不再起作用而回到初始位置，齿套1也已越过滑块组件3上的钢球，齿套1在移动至接合齿圈5的过程中阻力很小，此时处于自由进齿过程。随着齿套1的持续移动，在齿套1与接合齿圈5接触前，如图13所示，齿套1开始驱使二次同步组件向同步环4移动，并逐渐使同步环4再次压紧在接合齿圈5上，而实现同步环4和接合齿圈5之间的再次同步，为便于描述，将前述同步环4与接合齿圈5的同步称为一次同步，而本次同步称为二次同步。通过二次同步，使得接合齿圈5与齿套1之间的转速差进一步的大大减少，此时齿套1通过与接合齿圈5之间的轻微冲击，而克服两者间仍具有的较小转速差，以及接合齿圈5可能的位置不确定性，而完成二次进齿，并最终实现完全进齿，最终的状态如图14中所示。
本实施例的同步器通过设置二次同步组件及二次结合面44，在齿套1穿越同步环4而向接合齿圈5靠近时，可使同步环4与接合齿圈5之间产生二次同步摩擦，从而能够在一次同步的基础上，进一步降低齿套1和接合齿圈5之间的转速差，进而可减少齿套1与接合齿圈5之间二次冲击的发生，以可提高换挡舒适性，而具有较好的实用性。
实施例二
本实施例涉及一种同步器，其具有和实施例一中的同步器大致相同的结构，不同之处在于，本实施例中滑块组件3距离结合面43的间隙X1，以及二次滑块组件3＇距离二次结合面44的间隙X2是通过使滑块组件和二次滑块组件3＇采用不同的尺寸规格来实现的，具体上，沿齿毂2的轴向，滑块组件3的长度L小于二次滑块组件3＇的长度L＇，而沿齿套1的轴向，开口槽121和二次开口槽122的宽度则相同，沿同步环4的轴向，结合面43和二次结合面44靠近于齿毂2的一侧端面也位于同一平面上。
本实施例中两个间隙X1和X2仍满足实施例一中的运算关系，而且本实施例的同步器的具体工作过程与实施例一中所描述的基本相同，在此不再赘述。本实施例的同步器可在一次同步的基础上，通过二次同步过程进一步降低齿套1和接合齿圈5的转速差，减少齿套1与接合齿圈5之间二次冲击的发生，以能够提高换挡舒适性，而具有较好的实用性。
实施例三
本实施例涉及一种车辆，其包括装设有变速器的车身，在所述变速器内应用有如实施例一或实施例二中所述的同步器。本实施例的车辆通过采用如实施例一或实施例二的同步器，可减少齿套与接合齿圈之间二次冲击的发生，能够提高换挡舒适性，而具有较好的实用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同步器，包括接合齿圈(5)、同步环(4)、齿毂(2)、齿套(1)及滑块组件(3)，在所述同步环(4)和所述接合齿圈(5)上设有相配合的摩擦锥面，所述滑块组件(3)滑动设于所述齿毂(2)上，在所述齿套(1)上对应于滑块组件(3)设有开口槽(121)，在所述同步环(4)上设有对应于所述滑块组件(3)布置的结合面(43)，于所述齿套(1)轴向移动的驱使下，所述滑块组件(3)抵压在所述结合面(43)上，以使所述同步环(4)具有与所述结合齿圈(5)的一次同步摩擦，其特征在于：
二次同步组件，相对于所述齿毂(2)滑动设置，并构成与所述齿套(1)的驱动配合，因所述齿套(1)轴向移动的驱动，所述二次同步组件具有相对于所述齿毂(2)的轴向滑动；
二次接合面(44)，布置在所述同步环(4)上，并位于所述二次同步组件轴向滑动的路径上，以承接所述二次同步组件；
在所述齿套(1)穿越所述同步环(4)而向所述接合齿圈(5)靠近时，所述二次同步组件因所述齿套(1)的驱使，抵压在所述二次结合面(44)上，以使所述同步环(4)具有与所述接合齿圈(5)的二次同步摩擦。
2.根据权利要求1所述的同步器，其特征在于：所述二次同步组件为滑动设于所述齿毂(2)上的二次滑块组件，对应于所述二次滑块组件在所述齿套(1)上设有二次开口槽(122)。
3.根据权利要求2所述的同步器，其特征在于：所述二次滑块组件具有与所述滑块组件(3)相同的结构，沿所述齿套(1)的轴向，所述二次开口槽(122)的宽度大于所述开口槽(121)，沿所述同步环(4)的轴向，所述二次结合面(44)相对于结合面(43)内凹布置。
4.根据权利要求3所述的同步器，其特征在于：沿所述同步环(4)的外周面，对应于所述二次结合面(44)设有沿所述同步环(4)的轴向向所述二次滑块组件一侧延伸的附加结合面(45)，在所述齿套(1)的驱使下，所述二次滑块组件滑经所述附加结合面(45)而抵压于所述二次结合面(44)上。
5.根据权利要求4所述的同步器，其特征在于：所述附加结合面(45)被构造成与滑经的所述二次滑块组件间形成有间隙。
6.根据权利要求2所述的同步器，其特征在于：沿所述齿毂(2)的轴向，所述二次滑块组件的长度小于所述滑块组件(3)，沿所述齿套(1)的轴向，所述二次开口槽(122)的宽度与所述开口槽(121)相同，沿所述同步环(4)的轴向，所述二次结合面(44)和所述结合面(43)靠近于所述齿毂(2)的一端位于同一平面上。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的同步器，其特征在于：于一次同步前，所述滑块组件(3)与所述结合面(43)间的距离X1，和所述二次滑块组件与所述二次结合面(44)间的距离X2满足如下关系：X2＝2X1+(Y1+Y2)/N，其中，Y1为一次同步前所述同步环(4)上结合齿的齿厚，Y2为一次同步前所述同步环(4)上结合齿至所述接合齿圈(5)上结合齿间的距离，N为常数。
8.根据权利要求7所述的同步器，其特征在于：所述二次滑块组件和所述滑块组件(3)于所述齿毂(2)上交替布置，且所述二次同步组件和所述滑块组件(3)分别于所述齿毂(2)上中心对称布置。
9.根据权利要求8所述的同步器，其特征在于：所述结合面(43)和所述二次结合面(44)深入所述齿毂(2)内。
10.一种车辆，包括装设有变速器的车身，其特征在于：在所述变速器内应用有如权利要求1至9中任一项所述的同步器。
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