前段时间有网友私信我,说能不能讲讲同步器的原理。所以今天咱们就来聊一个比较有意思的话题:手动变速箱既然有同步器,换挡时为啥还需要油离配合。
其实这个问题用一句话就能说明白:同步器负责同步变速箱齿轮的转速,你踩下离合器挂挡时同步器可以让两个要结合的齿轮转速接近,这样容易挂上挡。而换挡后松离合时需要同步的是发动机与变速箱的转速,同步器自然就帮不上忙了。
手动变速箱换挡本质上就是在切换不同的齿轮,但并不是我们想象中的俩齿轮对准了往一块啮合,因为汽车变速箱里用的是斜齿齿轮,在运动中几乎没办法啮合在一起。所以手动变速箱里各个挡位(除倒挡)的齿轮都是事先啮合在一起的,只要变速箱一转,所有齿轮都跟着一起转。
有人可能会有疑问:不同挡位的传动比都不一样,齿轮转速都不同,连在一起还怎么转呢?别担心,这些齿轮有一部分都是空套在轴上的,看似都处于啮合状态,实际上互不影响。
比如下图就是一个手动变速箱换挡机构的结构示意图。黄色是输入轴和对应的挡位齿轮,它们都是一体的,同时转动。上面那根黄色的是输出轴,黄色齿轮与输出轴是一体的。两个红色齿轮是挡位齿轮,它们是空套在输出轴上的,各转各的,互不影响。
当我们需要换挡的时候推动挡杆,挡杆驱动结合套移动,把对应的挡位齿轮与输出轴上的黄色齿轮连接在一起,这样对应的挡位齿轮就与输出轴形成硬连接,这就代表挂入对应挡位了。
但此时还有一个问题,换挡时不同挡位齿轮转速是不一样的,这样结合套也很难把两个齿轮给连在一起。于是同步器就出现了,把挡位齿轮边缘做成一个斜面,在结合套两边各增加一个金属环,这个金属环就叫做同步器。换挡时挡杆推动结合套去啮合对应挡位的齿轮,而结合套推动同步器先与将要挂入的挡位齿轮接触,靠摩擦力强行让结合套与挡位齿轮的转速同步,这样结合套就很容易啮合了。
而换完挡以后变速箱内部齿轮全部啮合完毕,然后就可以松开离合把发动机的动力传递给变速箱来驱动车辆了。此时离合器控制的就是下图AB处的结合,而油离配合就是让AB的转速尽量同步,这样换挡才不会顿挫。而很明显AB转速同步只能靠驾驶员对离合器、油门的把握了,同步器是无能为力的。
其实同步器的基本原理很简单,就是在结合套与对应挡位齿轮啮合之前先靠摩擦力使两者转速同步,便于挂挡。但其具体结构就稍微复杂一些了,仅靠图片比较难以描述,大家可以找相应的视频观看,会更加直观。
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