一种同步环组件及同步器的制作方法

本发明涉及汽车同步器领域，尤其涉及一种同步环组件及同步器。

背景技术：

目前大部分汽车(除单级纯电动汽车)都使用变速器，无论手动变速器还是自动变速器(除cvt变速器外)都会使用同步器进行换挡动作。同步器换挡极大限度的增加了换挡品质，减少换挡冲击。同步器中起到换挡作用的主要是同步环，目前同步环有多种结构和形式，主要工作原理都是利用摩擦副间的摩擦产生的摩擦力矩来降低同步端和被同步端的转速差，从而在转速差为0的时候实现快速换挡。随着汽车行业的发展和人们对自动化程度的要求逐渐提升，自动变速器越来越多的占据汽车市场份额，用户对汽车换挡的平顺性、汽车零部件寿命等要求也越来越高。

同步器由齿套、齿毂、滑块、同步环、结合齿等组成。同步环(以锁环式同步环为例)有单锥、双锥和三锥。目前市场上变速器低档位主要使用双锥和三锥，低档位在换挡过程中产生的热量较高档位多。同步环摩擦副的摩擦系数和摩擦系数的稳定性是体现摩擦副性能的主要参数。当前汽车行业中，普遍采用钢+碳摩擦副。此摩擦副的主要优点是摩擦系数较其他摩擦副大，一般在0.1-0.12左右，其次是碳层耐磨，寿命长，稳定性好。然而在实际使用过程中，发现如下问题：汽车在换挡过程中，同步环碳层与钢环摩擦，将动能转化为热能由润滑油带走。然而在换挡同步过程中，摩擦副间的润滑油被挤压快速排出，在大概0.5s左右的时间内，摩擦副间的高速摩擦产生的局部高温，使得钢环产生类似回火处理，强度和硬度降低，刚性降低。在较大的换挡力情况下，很容易变形失圆，导致同步环摩擦副摩擦性能降低，极大的降低了同步器的同步性能，换挡的平顺性和同步器寿命大大降低，造成同步环早期失效。

同步环在同步过程中不可避免的热量增加产生的局部高温造成的中环钢环刚性和强度的降低，表面硬度的降低和组织的变化极大的降低同步器同步环的寿命和换挡可靠性。换挡同步过程中产生的热量因当前汽车市场换挡需求无法降低，只能快速降低温度，目前部分技术采用主动润滑的方式对同步环进行润滑，但如此设计，会带来很多负面的影响：1、润滑油油量增加，拖曳力矩增大，能量损耗增加，传递效率降低；2、多档位布置主动润滑油管，结构复杂性增加，布置难度加大，成本增加。

因此，有必要提供一种同步环组件及同步器，使其能够最大限度的避免中环钢环因局部高温造成刚性和强度的极大降低，并保证同步环的寿命和换挡可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种同步环组件及同步器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种同步环组件，包括同步环和摩擦层，所述摩擦层粘贴于所述同步环侧面，所述摩擦层覆盖所述同步环侧面，所述摩擦层上设置有至少一个通孔，所述通孔的直径小于所述摩擦层的宽度。

进一步地，所述摩擦层粘贴于所述同步环内侧面或外侧面。

进一步地，所述摩擦层的宽度等于所述同步环的宽度。

进一步地，所述同步环为钢环，所述摩擦层采用碳纤维材料制成。

进一步地，所述通孔至少有两个且等间距设置于所述摩擦层上。

进一步地，所述同步环为圆环结构。

具体地，所述同步环包括同步环内环、同步环中环和同步环外环，所述同步环内环、所述同步环中环与所述同步环外环同轴设置，所述同步环中环设置于所述同步环内环与所述同步环外环之间。

优选地，所述同步环内环外侧面与所述同步环外环内侧面均设置有摩擦层。

优选地，所述同步环中环的内侧面与外侧面均设置有摩擦层。

进一步地，所述同步环内环与所述同步环外环采用粉末冶金材料压制烧结而成。

本发明还公开了一种同步器，包括如上所述的组件，还包括齿毂、齿套和结合齿，所述齿套套设于所述齿毂上，所述结合齿设置于同步环一侧，所述结合齿与齿轮齿合，所述齿套与所述同步环之间设置有滑块。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的同步环组件，在摩擦层上设置了通孔，可以用于存储同步环中的润滑油，在换挡同步过程快速挤压过程中，通孔内的润滑油仍然保留，起到润滑同步环的作用，降低了同步过程中同步环的温度；

(2)本发明的同步环组件，同步环之间的摩擦力较小，从而减少了同步环的磨损，保证了同步器的同步性能和换挡效率；

(3)本发明的同步环组件及同步器，结构简单，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例1的的一种同步环组件结构示意图；

图2是本发明实施例2的7dct变速器的同步环组件分解结构示意图；

图3是本发明实施例2的7dct变速器一档与三档的同步器结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：1-同步环，101-同步环内环，102-同步环中环，103-同步环外环，2-摩擦层，3-通孔，4-结合齿，401-一档结合齿，402-三档结合齿，5-齿毂，6-齿套，7-一档齿轮，8-三档齿轮，9-一档齿轮限位面，10-三档齿轮限位面，11-一档齿套限位面，12-三档齿套限位面。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1。如图所示，本发明公开了一种同步环组件，包括同步环1和摩擦层2，所述摩擦层2粘贴于所述同步环1侧面，所述摩擦层2完全覆盖所述同步环1侧面，所述摩擦层2上设置有六个通孔3，六个所述通孔3等间距设置于所述摩擦层2上，所述通孔3的直径小于所述摩擦层2的宽度。所述摩擦层2粘贴于所述同步环1内侧面，所述摩擦层2的宽度等于所述同步环1的宽度。所述同步环1为钢环，所述摩擦层2采用碳纤维材料制成，所述同步环1为圆环结构。

本发明还公开了一种同步器，包括如上所述的同步环组件，还包括齿毂5、齿套6和结合齿4，所述齿套6套设于所述齿毂5上，所述结合齿4设置于同步环1一侧，所述结合齿4与齿轮齿合，所述齿套6与所述同步环1之间设置有滑块。所述同步环外环103卡槽带动所述同步环内环101卡爪一起旋转，所述同步环中环102卡爪卡在结合齿4卡槽中，与结合齿4一起旋转。当所述同步环外环103受到齿套6的轴向力时，会带动所述同步环中环102和所述同步环外环103一起轴向移动，当轴向压紧时轴向换挡力会在二个锥面形成摩擦力矩，克服转速差形成的动能，转化为热能，热能可由通孔3中的润滑油带走，避免形成局部高温烧坏同步环，保证了同步器的同步性能并延长了同步器的使用寿命。

实施例2

同步环1(以锁环式同步环为例)有单锥、双锥和三锥。目前市场上变速器低档位主要使用双锥和三锥，低档位在换挡过程中产生的热量较高档位多，故本发明主要针对双锥同步环进行说明。

锁环式同步器同步过程有六步，第一步为预同步，拨动同步环1转动。第二步为锁止过程，同步环1摩擦降低转速差。第三步为解除锁止，同步环1拨动半个齿。第四步为啮合过程，结合齿4拨动半个齿。第五步为接合过程，同步器限位，强制接合传递扭矩。

在同步过程的第二步，拨叉推动齿套锁止面与同步环锁止面贴合产生摩擦力矩，此摩擦力矩将转速差产生的动能通过摩擦转化为热能释放，形成局部高温。因目前7dct项目同步环中环为钢环，故以7dct变速器中的同步环组件和同步器进行说明。

请参阅图2，图2是本发明的7dct变速器的同步环组件分解结构示意图，如图所示，本发明公开了7dct变速器的同步环组件，所述同步环1包括同步环内环101、同步环中环102和同步环外环103，所述同步环内环101、所述同步环中环102与所述同步环外环103同轴设置，所述同步环内环101的直径小于所述同步环中环102的直径，所述同步环中环102的直径小于所述同步环外环103的直径，所述同步环内环101、所述同步环中环102和所述同步环外环103的宽度均相等，所述同步环中环102设置于所述同步环内环101与所述同步环外环103之间，所述同步环内环101外侧面与所述同步环外环103内侧面均设置有摩擦层2。所述摩擦层2分别粘贴于所述同步环内环101外侧面与所述同步环外环103内侧面，所述摩擦层2上设置有四个通孔3，四个所述通孔3等间距设置于所述摩擦层2上，所述通孔3的直径小于所述摩擦层2的宽度。所述同步环1为钢环，所述摩擦层2采用碳纤维材料制成，所述同步环1为圆环结构。所述同步环内环101与所述同步环外环103采用粉末冶金材料压制烧结而成。

请参阅图3，图3是本发明的7dct变速器一档与三档的同步器结构示意图。如图所示，本发明公开了7dct变速器一档与三档的同步器，包括如上所述的同步环组件，还包括齿毂5、齿套6和结合齿4，所述齿套6套设于所述齿毂5上，所述结合齿4设置于同步环1一侧，所述结合齿4与齿轮齿合，所述齿套6与所述同步环1之间设置有滑块。

所述结合齿4包括一档结合齿401和三档结合齿402，所述齿轮包括一档齿轮7和三档齿轮8，所述一档结合齿401与所述一档齿轮7齿合，所述三档结合齿402与所述三档齿轮8齿合，所述齿套6靠近所述一档结合齿401的侧边设置有一档齿套限位面11，所述齿套6靠近所述三档结合齿402的侧边设置有三档齿套限位面12。所述同步环外环103卡槽带动所述同步环内环101卡爪一起旋转，所述同步环中环102卡爪卡在结合齿4卡槽中，与结合齿4一起旋转。当所述同步环外环103受到齿套6的轴向力时，会带动所述同步环中环102和所述同步环外环103一起轴向移动，当轴向压紧时轴向换挡力会在二个锥面形成摩擦力矩，克服转速差形成的动能，转化为热能，热能可由通孔3中的润滑油带走，避免形成局部高温烧坏同步环，保证了同步器的同步性能并延长了同步器的使用寿命。

实施例3

本发明公开了7dct变速器的同步环组件，所述同步环1包括同步环内环101、同步环中环102和同步环外环103，所述同步环内环101、所述同步环中环102与所述同步环外环103同轴设置，所述同步环内环101的直径小于所述同步环中环102的直径，所述同步环中环102的直径小于所述同步环外环103的直径，所述同步环内环101、所述同步环中环102和所述同步环外环103的宽度均相等，所述同步环中环102设置于所述同步环内环101与所述同步环外环103之间，所述同步环内环101外侧面与所述同步环外环103内侧面均设置有摩擦层2。所述摩擦层2分别粘贴于所述同步环内环101外侧面与所述同步环外环103内侧面，所述摩擦层2上设置有八个通孔3，八个所述通孔3等间距设置于所述摩擦层2上，所述通孔3的直径小于所述摩擦层2的宽度。所述同步环中环102为钢环，所述摩擦层2采用碳纤维材料制成，所述同步环1为圆环结构。所述同步环内环101与所述同步环外环103采用粉末冶金材料压制烧结而成。

本发明还公开了一种同步器，包括如上所述的同步环组件，还包括齿毂5、齿套6和结合齿4，所述齿套6套设于所述齿毂5上，所述结合齿4设置于同步环1一侧，所述结合齿4与齿轮齿合，所述齿套6与所述同步环1之间设置有滑块。

所述结合齿4包括一档结合齿401和三档结合齿402，所述齿轮包括一档齿轮7和三档齿轮8，所述一档结合齿401与所述一档齿轮7齿合，所述三档结合齿402与所述三档齿轮8齿合，所述齿套6靠近所述一档结合齿401的侧边设置有一档齿套限位面11，所述齿套6靠近所述三档结合齿402的侧边设置有三档齿套限位面12。所述同步环外环103卡槽带动所述同步环内环101卡爪一起旋转，所述同步环中环102卡爪卡在结合齿4卡槽中，与结合齿4一起旋转。当所述同步环外环103受到齿套6的轴向力时，会带动所述同步环中环102和所述同步环外环103一起轴向移动，当轴向压紧时轴向换挡力会在二个锥面形成摩擦力矩，克服转速差形成的动能，转化为热能，热能可由通孔3中的润滑油带走，避免形成局部高温烧坏同步环，保证了同步器的同步性能并延长了同步器的使用寿命。

实施例4

本发明公开了7dct变速器的同步环组件，所述同步环1包括同步环内环101、同步环中环102和同步环外环103，所述同步环内环101、所述同步环中环102与所述同步环外环103同轴设置，所述同步环内环101的直径小于所述同步环中环102的直径，所述同步环中环102的直径小于所述同步环外环103的直径，所述同步环内环101、所述同步环中环102和所述同步环外环103的宽度均相等，所述同步环中环102设置于所述同步环内环101与所述同步环外环103之间，所述同步环中环102的内侧面和外侧面均设置有摩擦层2。所述摩擦层2粘贴于所述同步环中环102的内侧面和外侧面，所述摩擦层2上设置有六个通孔3，六个所述通孔3等间距设置于所述摩擦层2上，所述通孔3的直径小于所述摩擦层2的宽度。所述同步环中环102为钢环，所述摩擦层2采用碳纤维材料制成，所述同步环1为圆环结构。所述同步环内环101与所述同步环外环103采用粉末冶金材料压制烧结而成。

本发明还公开了一种同步器，包括如上所述的同步环组件，还包括齿毂5、齿套6和结合齿4，所述齿套6套设于所述齿毂5上，所述结合齿4设置于同步环1一侧，所述结合齿4与齿轮齿合，所述齿套6与所述同步环1之间设置有滑块。所述同步环外环103卡槽带动所述同步环内环101卡爪一起旋转，所述同步环中环102卡爪卡在结合齿4卡槽中，与结合齿4一起旋转。当所述同步环外环103受到齿套6的轴向力时，会带动所述同步环中环102和所述同步环外环103一起轴向移动，当轴向压紧时轴向换挡力会在二个锥面形成摩擦力矩，克服转速差形成的动能，转化为热能，热能可由通孔3中的润滑油带走，避免形成局部高温烧坏同步环，保证了同步器的同步性能并延长了同步器的使用寿命。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的同步环组件，在摩擦层上设置了通孔，可以用于存储同步环中的润滑油，在换挡同步过程快速挤压过程中，通孔内的润滑油仍然保留，起到润滑同步环的作用，降低了同步过程中同步环的温度；

(2)本发明的同步环组件，同步环之间的摩擦力较小，从而减少了同步环的磨损，保证了同步器的同步性能和换挡效率；

(3)本发明的同步环组件及同步器，结构简单，使用寿命长。

以上所述是本发明的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。