2024年12月29日
星期日
汽車絕對(duì)可以稱得上是工業(yè)藝術(shù)品,，那些潛藏在車身之下的絕妙機(jī)械設(shè)計(jì),，為其賦予了一種獨(dú)特美感，本文將為大家展現(xiàn)那些汽車中精彩絕倫的機(jī)械設(shè)計(jì),，從不同維度多個(gè)角度進(jìn)行介紹，帶您感受汽車的機(jī)械之美,。限于篇幅,，每篇文章僅介紹一種結(jié)構(gòu)。
本期的主角在汽車歷史上有著舉足輕重的地位,，甚至可以稱其改變了人類的駕駛習(xí)慣,，其自1918年發(fā)明至今仍未被市場(chǎng)淘汰。它,，就是同步器,。
在同步器誕生以前，執(zhí)行換擋操作需要踩兩次離合才能順利進(jìn)行,，這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出存在轉(zhuǎn)速要求,，同時(shí)剛性的連接方式導(dǎo)致車速調(diào)節(jié)過(guò)程中必須要中斷動(dòng)力，由此產(chǎn)生了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速的不匹配的情況,，而速度上的不匹配又導(dǎo)致了零件接合困難以及機(jī)械部件磨損的問(wèn)題,，故而需要人為干預(yù)。
其工作過(guò)程可以總結(jié)為兩個(gè)階段,，第一個(gè)階段為牽引,，這一階段同步器可以使傳動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速差下降，使二者轉(zhuǎn)速逐漸同步,，起到減小沖擊,，降低剛性連接難度的作用；第二個(gè)階段為導(dǎo)入,，當(dāng)二者轉(zhuǎn)速相近時(shí)便可以通過(guò)同步器上的花鍵進(jìn)一步搭建剛性連接,。
（圖中黃色部分為同步環(huán)、藍(lán)色部分為檔位齒輪結(jié)合齒,、紅色部分為滑塊,、橙色部分為結(jié)合套、中間的灰色零件為傳動(dòng)軸花鍵轂）
上圖為同步器的結(jié)構(gòu)爆炸圖,，可以看到其基本組成為同步環(huán),、結(jié)合套,、傳動(dòng)軸花鍵轂等零件，其中同步環(huán)為關(guān)鍵功能部件,，同步器工作時(shí)的兩階段均在該零件上進(jìn)行,，其余零件分別起動(dòng)力傳輸、剛性連接以及輔助引導(dǎo)的作用,。
工作過(guò)程中,，結(jié)合套起到剛性連接的作用，該零件套在傳動(dòng)軸花鍵轂之外,，可沿軸向滑動(dòng),，滑動(dòng)過(guò)程中可帶動(dòng)滑塊推動(dòng)同步環(huán)，使同步環(huán)與檔位齒輪結(jié)合齒錐面產(chǎn)生摩擦力,，同時(shí)滑塊的一部分嵌入同步環(huán)的凹槽當(dāng)中,，起換擋過(guò)程中向傳動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩的作用，令傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速與檔位齒輪轉(zhuǎn)速逐漸接近,。
同步環(huán)的外花鍵中設(shè)計(jì)有齒面倒角,，該設(shè)計(jì)可以產(chǎn)生撥環(huán)力矩，既在有轉(zhuǎn)速差的狀態(tài)下,，結(jié)合套的齒端倒角面與結(jié)合齒的齒端倒角面相互抵住,，駕駛員施加的軸向力在倒角作用下會(huì)產(chǎn)生撥動(dòng)同步環(huán)的力矩。當(dāng)同步環(huán)位移至極限位置時(shí),，得益于滑塊寬于同步環(huán)凹槽一個(gè)齒寬的空隙,，同步環(huán)在撥環(huán)力矩的作用下可以相較于其他部件向前或向后旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，與結(jié)合套內(nèi)齒相嚙合,，進(jìn)一步促使其他零件轉(zhuǎn)速趨于同步，為將其導(dǎo)入至檔位齒輪中做準(zhǔn)備,。
檔位齒輪的結(jié)合齒同樣采用了與同步環(huán)外花鍵擁有相同的倒角,，同樣可以產(chǎn)生撥環(huán)力矩，隨著轉(zhuǎn)速的同步以及駕駛員作用的軸向推力,，撥環(huán)力矩逐漸加大,，使同步環(huán)內(nèi)齒與檔位齒輪結(jié)合齒咬合，完成齒輪間的剛性連接,。
同步器通過(guò)巧妙的機(jī)械設(shè)計(jì),，用較少的零件與簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)完美解決了發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的轉(zhuǎn)速同步問(wèn)題，其運(yùn)用精巧的結(jié)構(gòu)原理,，在保證效率的前提下完成了一項(xiàng)復(fù)雜工作,，同步器的誕生推動(dòng)了車用技術(shù)的躍進(jìn)，同時(shí)其獨(dú)特結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的較高要求,，也從側(cè)面充分展現(xiàn)了汽車工業(yè)的發(fā)展速度,。
