1 引言

　　同步器是機械式變速器的主要零部件之一，能夠減少變速器換檔時輪齒或花鍵齒間的沖擊，同時使變速器的換檔動作更迅速、更準確。對于減輕駕駛員的疲勞，提高齒輪及傳動系統(tǒng)的平均使用壽命，提高汽車行駛安全性和經(jīng)濟性起著極其重要的作用[1]。雙離合變速器在手動變速器的基礎(chǔ)上進行設計變革，采用兩個離合器相互切換實現(xiàn)換檔平順，并且大幅度提高了自動變速器傳動效率，同時，由于采用機械自動進行換檔，解除了對換檔力的限制，這對同步器限位方式提出了更高的要求。

　　2 同步器換檔過程概述

　　變速器在換檔過程中，必須使所選檔位要嚙合的一對齒輪輪齒的圓周速度相等，才能平順地嚙合而掛檔。同步器的功用就是使齒套與待嚙合的結(jié)合齒迅速同步，實現(xiàn)無沖擊換檔，縮短換檔時間，簡化駕駛員換檔操作[2]，同步器的換檔過程一般可分解成以下五個相對獨立的過程。

　　圖1 空檔位置

　圖2 齒環(huán)鎖止位置

　圖3 同步位置

　　圖4 齒套與接合齒接觸位置

　　圖5 終止限位位置

　　(1)在換檔力F的作用下，齒套[3]帶動滑塊軸向移動，使滑塊抵住同步環(huán)，使同步環(huán)錐面與接合齒錐面產(chǎn)生摩擦，齒環(huán)旋轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)過半個齒寬的距離;

　　(2)齒套繼續(xù)軸向移動，接觸到同步環(huán)后兩鎖止面接觸，齒套被鎖止;

　　(3)齒套鎖止時，同步環(huán)與錐體轉(zhuǎn)速差迅速被同步力矩抵消，達到轉(zhuǎn)速相同，即同步狀態(tài)，此時的換檔力最大，齒套不再鎖止;

　　(4)齒套解除鎖止，繼續(xù)軸向移動直至與接合齒接觸，撥開接合齒，入檔;

　　(5)齒套繼續(xù)軸向移動，直至遇到限位面完成換檔。

　　在換檔過程中，從空檔開始至限位面結(jié)束的行程稱為限位行程[4]。

　　3 同步器限位方式

　　目前有一款雙離合變速器，換檔力峰值為750N，是一般手動變速器的10~15倍，另外雙離合變速器的生命周期里的換檔次數(shù)為各檔位50萬次，是手動檔的5~10倍，因此對同步器限位方式提出了更苛刻的要求，同步器換檔限位方式最廣泛被采用的是齒套-齒輪端面接觸限位、齒套-齒轂花鍵配合限位、齒套-接合齒高齒限位、齒套-接合齒花鍵齒限位等方式，針對雙離合器的換檔力大、換檔次數(shù)多的特點，采用齒套-齒輪端面接觸限位最合適。

　　3.1 齒套-齒輪端面接觸限位

　　圖6 齒套-齒輪端面接觸限位

　　齒套-齒輪端面接觸限位是最常見的一種限位方式，齒套花鍵齒軸向尺寸一般略小于齒套端面的軸向尺寸，在換檔完成時，齒套端面與齒輪端面接觸，限制齒套的換檔行程。

　　優(yōu)點：無需進行額外的加工，經(jīng)濟性好

　　缺點：對齒輪的尺寸有要求，齒輪的徑向尺寸必須大于齒套的端面最小徑向尺寸2mm以上，齒輪在齒套的換檔行程中不得與齒套有干涉，限制了齒輪的設計。

　　3.2 齒套-齒轂花鍵配合限位

　　圖7 齒套-齒轂花鍵配合限位

　　圖8、9 齒套、齒轂的限位用花鍵齒

　　在同步器齒轂和齒套的花鍵上設計限位結(jié)構(gòu)，即在齒轂花鍵槽中設置阻止齒套向無檔位一側(cè)滑動的結(jié)構(gòu)，相對應的齒套內(nèi)化鍵齒銑掉一部分，具體如圖7、8、9所示。

　　優(yōu)點：加工性好，結(jié)構(gòu)可靠;

　　缺點：只適合用在單邊限位，雙邊限位無法采用該設計。

　　3.3 齒套-接合齒高齒限位

　　圖10 齒套-接合齒高齒限位

　　齒套-接合齒高齒限位一般在加工接合齒的花鍵齒時，做出高齒用于限位，該設計常見于手動變速器，接合齒的高齒的軸向尺寸一般不小于1.5mm，在換檔力大時有打斷的風險。

　　優(yōu)點：可用于無齒套齒輪端面限位的檔位，可節(jié)省軸向空間;

　　缺點：高齒的強度偏低，換檔力大時有斷的風險，另該限位設計要修改齒套設計，加工成本較高。

　　3.4 齒套-接合齒花鍵齒限位

　　圖11 齒套-接合齒花鍵齒限位

　　圖12 齒套的限位結(jié)構(gòu)

　　齒套-接合齒花鍵齒限位并不常見，需在齒套上加工出如圖12的限位結(jié)構(gòu)，該限位結(jié)構(gòu)直接與接合齒的花鍵齒端配合進行限位。

　　優(yōu)點：軸向空間要求低，限位的強度可靠，限位行程可控;

　　缺點：成本比較高

　　3.5 齒套高齒-接合齒端面限位

　　圖13 齒套高齒-接合齒端面限位

　　圖14 齒套高齒結(jié)構(gòu)

　　齒套高齒-接合齒端面限位采用齒套上的高齒結(jié)構(gòu)設計，如圖13所示，該結(jié)構(gòu)與接合齒的端面配合進行限位。

　　優(yōu)點：軸向空間要求小，換檔強度可靠;

　　缺點：齒轂外花鍵部位徑向最薄厚度尺寸要求較高，對同步環(huán)的布置有較大的不利影響，成本比較高。

　　4 小結(jié)

　　雙離合變速器的限位方式應最優(yōu)先考慮限位的強度，其次考慮空間布置，最后才考慮成本的因素，在可以采用齒套-齒輪端面限位的應盡量按這方向布置，其次應考慮采用齒套-接合齒花鍵齒限位，再次考慮齒套高齒-接合齒端面限位。