Разработка метода и технология напыления износостойких покрытий на наружную коническую поверхность кольца блокирующего синхронизатора ВАЗ 2123
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Наглядное сравнение эксплуатационных характеристик для различных обкладок приведено в табл.1.3.
Таблица 1.3. Сравнительная оценка альтернативных фрикционных материалов
ХарактеристикаСпеченный материалБумагаТонкий слой молибденаИзнос (фрикционная поверхность)++-+Износ (входящий конус)00-Несущая способность, Дж/мм2+++++++Динамическое трение++++Фрикционная способность+++0Результаты испытаний с НПП+++++0Совместимость с маслом+++++
Базой для оценки является кольцо синхронизатора из специальной латуни.
Улучшение Повышение износа
+++ Существенное --Существенное
++ Явно выраженное - Небольшое
+ Небольшое 0 Отсутствует
Все варианты конструкции с одноконусным латунным кольцом синхронизатора имеют общий недостаток в том, что увеличение мощности синхронизатора за счет ввода дополнительных фрикционных обкладок ведет к существенному повышению стоимости синхронизаторов (рис.1.11).
Рис. 1.11 Сравнение стоимости и допустимых нагрузок по десятибалльной системе для компонентов стандартных синхронизаторов, имеющихся на рынке
1.2.1 Многоконусный синхронизатор
Все возрастающий спрос на современные коробки передач с повышенным уровнем комфорта при переключении передач и с высоким уровнем энергоемкости привел к пересмотру одноконусной конструкции. До настоящего времени решение этих задач можно было обеспечить только увеличением диаметра синхронизатора и увеличением количества рабочих поверхностей.
Идея повышения эффективности синхронизатора за счет увеличения числа поверхностей трения нашла свое воплощение в многоконусном синхронизаторе, разработанном английской фирмой Смита (рис. 1.12) [2 ].
В таком синхронизаторе осевые силы распределяются по трем концентрично расположенным поверхностям трения. Как видно из рисунка, между двумя главными конусами, принадлежащими соответственно блокирующему кольцу 2 и шестерне 4, расположены концентрические конусные кольца 1 и 3. Конусное кольцо 3 имеет шипы В, которые входят в соответствующие пазы блокирующего кольца 2. Другое конусное кольцо 1 соединяется шипами А с шестерней, для чего в конусном выступе последней профрезерованы пазы.
Блокирующее кольцо 2 и связанное с ним шипами В конусное кольцо 3 изготовляют из фосфористой бронзы, а конусное кольцо 1, соединено со стальной шестерней 4.
Рис. 1.12 Многоконусный (трехконусный) синхронизатор
В синхронизаторе Смита вместо одной поверхности трения, присущей всем рассмотренным выше инерционным конусным синхронизаторам, образуются три поверхности трения. Если конструктивные осевые зазоры между отдельными кольцами обеспечивают равное распределение усилия включения между всеми тремя поверхностями трения, то синхронизирующий момент увеличивается по сравнению с обычными одноконусными синхронизаторами приблизительно втрое. Величину синхронизирующего момента можно вычислить по формуле (1.2) [2, стр. 127]:
, (1.2)
где RC1,2,3 - средние радиусы конусных поверхностей трения, PC - усилие включения передачи, m- коэффициент трения, g- угол наклона конических поверхностей.
Теоретические преимущества многоконусного синхронизатора подтверждаются на практике. При переключении передач в одинаковых условиях эксплуатации значительно уменьшаются усилия, требующиеся для выполнения этого процесса, а при равных усилиях сокращается время синхронизации угловых скоростей соединяемых деталей и общее время включения выбранной передачи [3].
При испытаниях многоконусного синхронизатора, использованного в коробке передач грузового автомобиля повышенной грузоподъемности для включения второй, третьей, четвертой и пятой (прямой) передач, получены высокие результаты[4]. По утверждению автора статьи, полностью загруженный десятитонный грузовой автомобиль в условиях интенсивного городского движения и на дорогах с крутыми подъемами управлялся так же легко и бесшумно, как легковой автомобиль высокого класса.
Кроме повышенного синхронизирующего момента, многоконусный синхронизатор Смита обладает надежно работающей блокировкой при любых методах переключения передач. Это объясняется стабильностью коэффициента трения между конусными тормозными поверхностями. В этой же статье отмечается, что многоконусный синхронизатор, имеющий приблизительно размеры типичного современного синхронизатора, надежно работает при коэффициенте трения m=0,025, что намного ниже значений коэффициента трения, используемых в современных одноконусных синхронизаторах. Такой низкий коэффициент трения обеспечивает высокую долговечность многоконусного синхронизатора, а также исключает случаи прихватывания конусов и вызванных этим больших трудностей при включении шестерни, которые наблюдаются в одноконусных синхронизаторах при повышении коэффициента трения до 0,10 - 0,11.
Об эффективности синхронизатора Смита можно судить по отношению синхронизирующего момента Мс к моменту Мб на блокирующем кольце, возникающему на скосах зубьев под действием приложенного к скользящей зубчатой муфте усилия водителя [2, стр. 128 ]:
, (1.3)
Синхронизатор эффективен в том случае, если синхронизирующий момент больше момента на блокирующем кольце. В противном случае синхронизатор не будет блокировать, и зубья скользящей муфты будут iепляться с зубьями муфтового соединения шестерни до выравнивания угловых скоростей, что неизбежно приведет к ударам.
Для сравнения различных конструкций удобно пользоваться графиками за