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
?исимость эффективности синхронизатора от коэффициента трения.
На рис.1.13 верхняя линия характеризует зависимость эффективности современного одноконусного инерционного синхронизатора от коэффициента трения на его конусных поверхностях; средняя линия показывает аналогичную зависимость для одноконусного синхронизатора конструкции 40-х годов; нижняя линия характеризует эффективность трехконусного синхронизатора Смита.
Рис. 1.13 Зависимость эффективности синхронизатора от коэффициента трения: а - блокировки нет; б - зона блокировки.
Момент на блокирующем кольце определяем по формуле (1.4) [2, стр. 128 ]:
, (1.4)
где Ro - расстояние от оси вращения синхронизатора до поверхности контакта блокирующего кольца с зубчатой муфтой, b - угол скоса блокирующих поверхностей, m1 - коэффициент трения между блокирующими поверхностями.
Подставим зависимость (1.2) и (1.4) в формулу (1.3),получим [2, стр. 128 ]:
, (1.5)
В синхронизаторе 40-х годов с одним синхронизирующим кольцом блокировка происходила при коэффициенте трения m0,04. Однако эффективность достигалась за счет больших габаритных размеров синхронизатора. Эффективность же современного одноконусного синхронизатора при той же конструкции достигается за счет высокого коэффициента трения на тормозных конусных поверхностях. Как видно из графика на рис. 1.13, блокировка современного одноконусного синхронизатора происходит при значениях коэффициента трения, больших 0,075. По мере износа конусных поверхностей и заглаживания канавок, выполняемых на конусах для разрыва масляной пленки и лучшего iепления синхронизирующего кольца с шестерней включаемой передачи, реализуемый коэффициент трения уменьшается. Это приводит к ненадежной блокировке скользящей зубчатой муфты, зубья которой могут вступать в зацепление с зубьями муфтового соединения шестерни включаемой передачи раньше, чем уравниваются их угловые скорости.
В трехконусном синхронизаторе Смита надежность блокировки во всех случаях обеспечивается самой возможностью ее осуществления при весьма небольшом значении коэффициента трения, около 0,025 (рис. 1.13).
.2.2 Латунное кольцо со сформованной спеченной обкладкой
Во время процесса спекания фрикционных обкладок из спеченного дисперсного материала, состоящего из латунного порошка, фрикционных стабилизаторов и неметаллических элементов (углерод, кремний и т.д.), прикрепляется к стальному носителю, который затем или вваривается внутрь блокирующего кольца, или формуется в виде одинарного или двойного конусов. Компания Herbiger разработала технологию, которая дает возможность использовать обкладки из спеченного материала внутри латунного или стального одноконусного кольца синхронизатора [1 ].
Целью данной разработки было объединение преимуществ двух, широко известных, проверенных материалов для создания нового продукта: дешевая латунь, как материал основы, и высокая несущая способность фрикционных обкладок.
Рис1.14. Латунное кольцо со сформованным кольцом из фольги с обкладкой из спеченного материала.
При этом технологическом процессе сформированное плоское кольцо в виде фрикционной обкладки механически фиксировалось за одну операцию внутри латунного кольца. Отгиб фольги вокруг фасок на переднем и заднем торцах кольца обеспечивает фиксацию кольца в осевом направлении, а запрессовка фольги в радиальные канавки предотвращает поворот кольца.
Такая система позволяет заменить существующую конструкцию кольца синхронизатора без кардинальной переделки узла синхронизатора.
1.2.3 Специальные латунные сплавы
При использовании этих сплавов фрикционная поверхность профилируется во время процесса штамповки с последующей механической обработкой. Повышение прочности блокирующего кольца происходит путем изменения химического состава (легирования) материала и повышения твердости готовых колец. Резервные возможности материала в этом случаи ограничиваются: большой процент легирования может привести к снижению пластичности и ухудшению штампуемости блокирующих колец, а увеличение твердости сказывается на обеспечении точности механической обработки и преждевременным выходом из строя режущего инструмента.
1.2.4 Органические обкладки
Дополнительно к латуни и спеченным материалам в синхронизаторах используются обкладки из органических материалов. В случае применения органических обкладок, на несущее кольцо с помощью клея крепится волокнистый материал с органической матрицей (хлопок, фенольная смола, бумага и др.), содержащий включения фрикционных и структурных стабилизаторов. Европейские автомобилестроительные компании очень редко используют в синхронизаторах органические фрикционные обкладки из-за дорогостоящего процесса приклеивания дополнительного износостойкого материала и их неприемлемо малого запаса на износ [5].
1.2.5 Кольцо синхронизатора, полученное методом порошковой металлургии
По мере того как автомобилестроительные компании стремятся улучшить все технические характеристики автомобиля, вырисовывается необходимость в создании нового материала для изготовления колец синхронизатора. Этот материал должен обладать лучшей износостойкостью, чем штампованная латунь. Но стоимость этого материала должна быть меньше, чем стоимость порошковой спеченной стали с молибденовым покрытием, а также других материалов, используемых при изготовлении