[发明专利]用于车辆的摩擦环、同步器单元和齿轮变速传动装置

说明书

本发明涉及一种用于齿轮变速传动装置的同步器单元(2)的摩擦环，摩擦环包括锥形摩擦环主体(3)，锥形摩擦环主体(3)具有内摩擦表面(301)和外安装表面(302)，外安装表面(302)优选地被配置为另一摩擦表面，摩擦表面(301)和安装表面(302)分别在垂直于轴向摩擦环轴线(4)延伸的径向周向(U)上约束摩擦环主体(3)，其中分别地,内摩擦表面(301)以可预定的摩擦角(α₁)沿着摩擦环轴线(4)成锥形延伸、并且外安装表面(302)也以可预定的安装角(α₂)沿着所述摩擦环轴线(4)成锥形延伸。根据本发明，摩擦角(α₁)不同于所述安装角(α₂)。而且，本发明涉及一种用于车辆的同步器单元(2)以及齿轮变速传动装置。

技术领域

本发明涉及用于可换挡的齿轮变速传动装置的同步器单元的摩擦环，同步器单元以及根据独立权利要求的前序的用于车辆的齿轮变速传动装置。

背景技术

在机械可换挡齿轮变速传动装置中，例如，在车辆传动装置中，同步器环用于匹配在换挡期间发生的齿轮与传动轴杆之间相对于彼此的相对速度。在此方面，借助于在相对应摩擦配合件之间的摩擦而实现同步，这样的传动装置的操作模式和同步过程的顺序为本身已知的，并且并不需要在本上下文中对本领域技术人员做出任何进一步详细的解释。

已知向通常由金属或金属合金，诸如黄铜或钢制成的同步器环的摩擦表面提供一种摩擦层用于防止提早或过早磨损和/或改进摩擦特征。在此方面，发现使用许多不同类型的摩擦层，例如，钼的热喷涂层，碳摩擦层或者由其它材料制成的摩擦层。

用于齿轮变速传动装置的同步器单元或者同步器单元的个别构件在现有技术中以多种方式详细地描述。

因而，例如手动传动装置和双离合器传动装置为目前在许多应用中，在小型和中型汽车产业中，特别是在前横向驱动中主要类型的传动装置。这些类型的传动装置的换挡特征基本上由同步器来决定，同步器的基本原理在目前，同样在过去，是基于所谓的BorgWarner构思，该构思首次详细描述于EP 1 507 091 B1中。对于系统同步器而言变得越来越重要的要求是以较小换挡力实现对于短换挡时间而言的高效率，以及换挡的高度舒适性。

就此而言，关于效率和换挡舒适性，经典Borg Warner同步器的几何设计由目的冲突来确定。以摩擦配对的小锥角实现高效率；该锥形的加强效果生成高同步扭矩，尽管操作力较小。与此相反，防止摩擦表面释放并且显著地和明显地影响驾驶员换挡舒适性的自锁定效果设置了锥角最小化的自然下限。因而，优化一种同步器总是需要在效率与换挡舒适性之间的折衷。

在本领域技术人员熟知的传动装置中所使用的主要类型的同步器，例如，手动、自动手动和双离合器传动装置适用于根据EP 1 507 091 B1的常规Borg Warner设计。由于对更好换挡性能和更高力矩的不断需求，已经在这个基础上开发了复杂的多锥形系统同步器，具有两个、三个和对于某些特殊环境的应用而言具有四倍摩擦表面。这些高度发达的同步器模块具有有所提高的性能和扭矩能力，这归因于多个摩擦表面和先进的摩擦材料性质。然而，它们也增加了复杂性、成本并且最后但并非最不重要地相对应传动装置的重量。

尽管这些类型的同步器已在制造过程和性能方面不断优化，迄今，仍然存在设计冲突。

在同步器构造中最关键的特征之一为涉及的锥形摩擦表面的角度的设计。这个重要的特征决定两种主要功能：

一方面，同步器性能。与锥形的直径和在齿轮与同步器环的锥形表面之间的摩擦系数相组合，锥角明确地为决定摩擦扭矩的两个最重要的因素之一。减小锥角增加了扭矩。由此减小了换挡力并且可实现更短的同步时间。

而另一方面，是在同步结束时或同步的末端释放摩擦锥方面的换挡品质。锥角对于驾驶员的换挡感觉品质的确定具有着重大影响。太小的角可能生成不当的效果，例如，阻挡或二次压力点.