王承斌 彭曉麗

摘要：近年來(lái)隨著科學(xué)的進(jìn)步，變速器中的同步器技術(shù)進(jìn)一步得到廣泛應(yīng)用，與變速器一同帶來(lái)了汽車(chē)行業(yè)的新天地。文章對(duì)微型汽車(chē)變速器高速同步器齒環(huán)的復(fù)合成形工藝進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：微型汽車(chē)；變速器；同步環(huán)材料；復(fù)合成形工藝

中圖分類(lèi)號(hào)一、變速器的發(fā)展：U463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）10-0001-02

自20世紀(jì)60年代初就開(kāi)始使用帶有同步器的變速器，然而當(dāng)時(shí)這種技術(shù)還只是小范圍的使用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不被廣泛的應(yīng)用，因?yàn)楫?dāng)時(shí)科技的落后，科學(xué)發(fā)展力還不是第一衡量標(biāo)準(zhǔn)。1989年在重慶第二研究所召開(kāi)的關(guān)于同步同步器復(fù)合成形的研究會(huì)，是中國(guó)在這個(gè)方面的首創(chuàng)，之后變速器在中國(guó)的汽車(chē)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來(lái)，未來(lái)經(jīng)濟(jì)效益顯著。同步器是變速箱的一個(gè)重要部件，它能降低換擋時(shí)的震動(dòng)幅度，沖擊及噪音。在后來(lái)的科技發(fā)展進(jìn)步中，同步環(huán)即齒輪應(yīng)用于變速器中。

二、變速器中的同步器的材料及應(yīng)用

（一）同步器的同步環(huán)的材料

變速器中的同步環(huán)是一種主要由鋁青銅，錳黃銅為主的，具有抗磨耐磨的性能，同步環(huán)主要是青銅制作而成，這是因?yàn)榛瑒?dòng)軸承的軸襯需要用銅的材質(zhì)一樣，同步器齒環(huán)也要用銅的材質(zhì)。齒環(huán)的內(nèi)錐面與齒輪結(jié)合齒圈外圓錐面，劇烈摩擦，才能完成同步過(guò)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)掛檔動(dòng)作。如果換成鐵對(duì)鋼或鋼對(duì)鋼，在同步、摩擦?xí)r，容易膠合的，這和金屬之間的“親和”性有關(guān)。國(guó)外相關(guān)技術(shù)的到突飛猛進(jìn)，主要表在兩個(gè)方面：采用新型材料，例如新型銅合金材料、銅基雙金屬材料、鋼質(zhì)及雙金屬材料與復(fù)合材料等；采取新型成型工藝設(shè)備，例如精鍛、粉末冶金鍛造、液態(tài)模鍛、旋轉(zhuǎn)冷滾壓鍛造等。近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)廠家也在開(kāi)發(fā)以鋼代銅來(lái)制造同步器齒環(huán)，但由于鋼材的摩擦性能不及銅材，因此必須采用復(fù)合的方法來(lái)解決這一難題，要達(dá)到這一效果復(fù)合體系能滿(mǎn)足同步器齒環(huán)工作時(shí)的耐磨性、較高的摩擦因數(shù)、良好的韌性及抗擊和抗震動(dòng)性能，可提高同步器齒環(huán)的使用壽命、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染（無(wú)石棉），具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

一種汽車(chē)變速器同步器結(jié)合齒環(huán)（同步錐）制作工藝，將坯料進(jìn)行輾環(huán)處理后，先在擠壓機(jī)上采用精密模具進(jìn)行花鍵齒及齒端面鎖止角一次冷擠壓成形，再在擠壓機(jī)上采用精密模具進(jìn)行倒錐齒冷擠壓成形。本發(fā)明中結(jié)合齒環(huán)（同步錐）齒部不需要再進(jìn)行切削加工，既節(jié)省材料，又節(jié)省加工費(fèi)用，花鍵齒齒端面鎖止角和倒錐齒成形均在擠壓機(jī)上瞬間完成，效率高、成本低，不破壞金屬流線，材料綜合機(jī)械性能有所提高，產(chǎn)品性能好，質(zhì)量穩(wěn)定，能滿(mǎn)足高檔轎車(chē)的使用要求。

然而在中國(guó)各種變速器中，大都是引進(jìn)的，對(duì)于同步環(huán)的要求很苛刻，必須要在內(nèi)層的磨砂錐面上噴上一層鋁，對(duì)于鋁層的厚度也有一定的要求，在噴鋁后不需要進(jìn)行任何的加工，卻對(duì)鋁面的粗糙度有一定的要求，對(duì)于中國(guó)現(xiàn)在的國(guó)情要達(dá)到這一水平還需要一段時(shí)間。

（二）同步環(huán)在轎車(chē)上的應(yīng)用

同步環(huán)通過(guò)齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，在汽車(chē)換擋時(shí)，撥叉波動(dòng)套筒，將對(duì)應(yīng)減速齒輪與輸出軸機(jī)械鎖緊。由于之前減速齒輪與輸出軸有少許轉(zhuǎn)速差，直接掛檔會(huì)出現(xiàn)套筒碰撞，引起機(jī)械損傷。因此早先換擋要先掛空擋，再進(jìn)入下一檔。這個(gè)間隔能使兩者轉(zhuǎn)速差更小，降低沖擊幾率。如今的變速器套筒上加工出很多椎齒，這個(gè)結(jié)構(gòu)能確保在一定轉(zhuǎn)速差內(nèi)使套筒順利掛入，這樣就不需要摘擋―空擋―掛檔這個(gè)動(dòng)作。這個(gè)裝置就是同步器，字面意思就是同步兩齒輪間轉(zhuǎn)速，其實(shí)就變速器結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)同步的是套筒而不是齒輪。然而值得注意的是一般家用車(chē)倒檔沒(méi)有同步器，需要完全停穩(wěn)后才能掛入。

這就使汽車(chē)領(lǐng)域在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的革新。同步環(huán)是汽車(chē)變速器上的重要零件，性能的優(yōu)良直接影響到變速器的壽命與換擋的可能性，為了讓這種性能提高，這些年在變速器的設(shè)計(jì)理念中進(jìn)一步加入了一種技術(shù)，即是同步環(huán)的工作表面進(jìn)行鑰涂層的處理。然而這一技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用逐漸成熟，它卻成為中國(guó)生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵工藝。

同步環(huán)的失效形式有磨損失效，所以對(duì)于同步環(huán)在應(yīng)用是一定要考慮它的耐磨損度，摩擦系數(shù)，拉伸度，以及冷熱加工性能，所以在應(yīng)用技術(shù)上選擇了上面講到的青銅，避免較貴重的金屬，以免增加成本，然而作為同步環(huán)我們也不能一味的追求高性能，高壽命，要是各個(gè)零件的壽命都充分達(dá)到，這樣可以節(jié)省成本，充分利用也是這項(xiàng)技術(shù)的另一層的含義。

由于轎車(chē)行駛在高速行駛的安全性，所以對(duì)同步器的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的汽車(chē)，在我國(guó)一般汽車(chē)都是引進(jìn)的，而變速器的材料也是被制定的，所以在中國(guó)的市場(chǎng)，50%都是來(lái)自外國(guó)，依靠進(jìn)口，而中國(guó)的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外，而國(guó)外對(duì)于變速器已有一定的造詣，洛陽(yáng)的銅加工集團(tuán)在一定程度上彌補(bǔ)了這個(gè)缺口，帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)利益與社會(huì)效益，使中國(guó)不在變速器上有缺口。

三、同步環(huán)噴鋁的具體事項(xiàng)

（一）同步環(huán)摩擦內(nèi)襯材料的應(yīng)用

目前采用的摩擦襯層主要有三種：噴灑燒結(jié)摩擦襯層；熱噴涂鋁襯層；紙基摩擦襯層。

通過(guò)這三種襯層可以大大的提高耐磨性，耐高溫，抗沖擊載荷能力，使變速器中的同步環(huán)在使用過(guò)程中可以穩(wěn)定的行駛，安全性高。

（二）同步環(huán)噴鋁的方法

隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)鋼質(zhì)同步器齒環(huán)的需求量增多。而然鋁的噴涂方法還是被人們廣泛使用。因?yàn)殇擙X環(huán)的成形比較困難，國(guó)內(nèi)以前的微型車(chē)多用銅質(zhì)同步器齒環(huán)。模具壽命低同步噴鋁的方法有很多，可以采用熱噴涂技術(shù)，其中氧乙炔焰絲材噴涂氧乙炔焰粉末噴涂、電弧噴涂等離子噴涂等多種方法。鋁的熔點(diǎn)很高，為了保證噴繪的質(zhì)量，必須做到以下幾點(diǎn)：（1）同步環(huán)內(nèi)錐面必須清理干凈，保持一定的粗糙度，更好的噴涂；（2）必須具備較高的溫度和速度，使之達(dá)到可熔點(diǎn)；（3）要制定合理的噴涂方法及工藝。

四、同步環(huán)的材料的發(fā)展趨勢(shì)

目前在變速器上我國(guó)還處在發(fā)展階段，用的材料復(fù)雜，材料的種類(lèi)繁多，這樣使它的生產(chǎn)成本大大提高，例如，僅中國(guó)金屬總公司洛陽(yáng)銅加工廠，歷年來(lái)用的銅的品種達(dá)13多種品種，這一現(xiàn)象要盡快的解決，盡快使我國(guó)的同步環(huán)達(dá)到國(guó)產(chǎn)化、系列化，我們也可以選用銅合金材料，為中型以下汽車(chē)同步環(huán)提供材料，這為同步環(huán)提供材料奠定了基礎(chǔ)。同步器齒環(huán)的生產(chǎn)從無(wú)到有，目前已經(jīng)形成一定的規(guī)模。在中國(guó)不久的將來(lái)，將會(huì)有更可觀的利潤(rùn)及更大的空間。

參考文獻(xiàn)

[1]任書(shū)坤．我國(guó)汽車(chē)變速器的發(fā)展同步環(huán)用材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]．機(jī)床與液壓，2011，（8）.

[2]曾曉蕾．汽車(chē)同步環(huán)用摩擦材料的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．汽齒科技，2010，（2）

[3]李二寧．汽車(chē)變速器同步環(huán)噴鋁工藝探討[J]．汽車(chē)工藝與材料，1996，（1）.

[4]賈建軍．汽車(chē)同步環(huán)制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．汽車(chē)工藝材料，1997，（12）.

[5]鐘衛(wèi)佳．轎車(chē)同步器齒環(huán)用高強(qiáng)耐磨復(fù)雜黃銅管研究

[J]．技術(shù)設(shè)備，有色金屬工業(yè)，2002，（10）.

（責(zé)任編輯：王書(shū)柏）